第2章--精细化工工艺学基础2009ppt课件.ppt

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1、第二章精细化工工艺学基础一、精细化工的技术开发的一般步骤（一）技术开发的重要性：由于精细化工的技术密集度高、市场竞争性强，为了捷足先登或跟上发展的潮流，必须有一定的技术储备。守一看二望三一个拳头产品，二个储备产品，三个在研产品（二）研发步骤从一个新的设计思想的提出，经过小试、中试到实现工业化生产取得经济效益并形成一套技术资料的过程。简单的：“理想”变成“现实”的过程分为：新产品开发、新技术开发、新设备开发、老技术、设备的改造。实验室研究、中间试验阶段、工业化阶段（二）研发步骤1开题－文献和市场调研－选择研究课题题目来源：国家下达（预研、攻关、国产化），用户要求，自选。

2、设计思想：战略意义，非常重要，市场性先进性根据基本理论、试验现象、情报资料出发通过分析，提出新的技术思路，汇总形成“研究的可行性报告”一般包括：目的意义（国内外现状，别人的工作，有何不足，意义）技术路线（方案、难点）、合理性、经济社会效益、承担优势、条件、风险、人员组成、预算。2实验室小试通过探索性试验，确定基础数据，包括：原料选择、催化剂体系、工艺、最佳反应条件、中控指标热力学、动力学数据－－传质、传热毒性分析、质量分析方法3中试试验试验的目的是检验试验的实用性、工艺的合理性原料变化的影响传递变化中试试验是消耗人、财、物最多的环节4工业化设计、成本核算5工业化生产：

3、中试的10－50倍精细化工的技术开发开发步骤数学模拟对试验结果、过程的物理和化学规律通过计算机建立初级模型（通常是一组微分方程和代数方程），对数学模型校算、修正，使之符合试验结果对放大设计进行指导。二、精细化工工艺学基础合成路线:选什么原料,经由哪些单元反应制备目的产品工艺路线:原料的预处理,产物的后处理,化工过程反应条件:摩尔比，转化率，浓度，温度，压力，时间，助剂，溶剂等合成技术:是否采用相转移催化，均相络合催化，电解有机合成等完成反应的方法：间歇、连续、反应器选择（一）.化学计量学化学计量学是研究反应物系组成改变关系的科学反应物的摩尔比：反应物之间的摩尔数之比，

4、一般并不等于化学计量比限制反应物：若化学反应物的加入不按化学计量比投料时，其中以最小化学计量数存在的反应物过量反应物：超过限制反应物完全反应的理论量的反应物1提高关键物料的转化率2分离、提纯方便3赋予产物功能性1、过量百分数过量百分数％＝(Ne-Nt)/Nt×100％Ne：过量反应物的摩尔数:实际投料量Nt：与限制反应物完全反应的摩尔数理论反应量510.7过量％=(Ne-Nt)/Nt×100％=(10.7-10)/10×100％=7％2、转化率：某反应物A反应掉的量占其输入量的百分数。xa=NAR/NA,in=(NA,in-NA,out)/NA,in×100％有多少用

5、于了反应，一般反应物是关键组份NAR---------反应物A（关键组分）反应掉的mol数NA,in----------输入量NA,out---------输出量（未反应的量）3、选择性某反应物转化成目的产物时，理论消耗的摩尔数占该反应物实际消耗的百分数，即消耗的原料有多少转化成了目标产品。S=(NP×a/p)/(NA,in-NA,out)NP－－表示生成的目的产物的摩尔数a－－反应物A的化学计量系数p－－目的产物的化学计量系数4、理论收率生成的目的产物的摩尔数占输入的反应物的摩尔数的百分数，有多少生成了目的产物。y=S×x=(NP×a/p)/NA,in×100%5质

6、量收率（y质＝目标产物的质量/反应物的质量×100％）例题100mol苯胺用浓硫酸磺化，反应产物中含87mol的对氨基苯磺酸，2mol未反应的苯胺，另外有一定数量的焦油物。求：苯胺的转化率、选择性、理论收率苯胺的转化率：生成对氨基苯磺酸的选择性生成对氨基苯磺酸的理论收率：质量收率6消耗定额生产1吨产品消耗的某反应物的质量质量收率的倒数对氨基苯磺酸的消耗定额：100/194.8=0.513t即：生产1吨产品，消耗0.513吨的苯胺（二）精细化工产品的合成设计合成设计又称有机合成方法论，即在有机合成中对拟采用的种种路线方法进行评价和比较。从而确定最经济有效的合成路线。有机

7、合成：利用化学的方法从简单有机物制备结构较为复杂的有机化合物的过程，按照生产规模和产品的应用范围分为：基本有机合成和精细有机合成。（二）精细化工产品的合成设计精细化学品的结构复杂，通过一系列的单元反应如氧化、卤代、缩合、消除等达到目的，不同的组合形成不同的合成路线。合成路线的确定原则：原料易得、中间步骤少、产品易于纯化、转化率高、选择性好合成设计是精细化工产品的核心、关键技术（二）精细化工产品的合成设计同一种原料经过不同的系列单元反应可得到同一精细化学品。磺化羟基化硝化还原重氮化羟基取代（二）精细化工产品的合成设计不同原料可得到同一精细化学品。羟基取