目录 1山..4对二甲酸…(279 参考文 (281 12精细化工…(282) 12.1概述…(282) 12.1.1精细化学品……(282) 12.1.2主要精翎化工产品概况…(282) 12.1.3精细化工的特点……(286) 12.1.4精细化工发展方向……(288) 12,2化学单元过程……… (29U) 12.2.1璜化……… (290) 12.2.2卤化4 (293) 12.2.3硝化 (294) 12.2.4还原 (295) 12.2.5烷基化… (296》 12.3典型猜细化工产品示例…(297) 12.3.1中何体 (297) 12.3.2农药产品示例一乐果…(301) 12.3.3医药产品示例—一阿司匹林 …(303) 12.3.4合戌洗涤剂… …(305) 参考文 (308) 13高分子化工… (309 13.】概述………(309) 13.1.1基本概念…(310) 13.1.2聚合物的分类… (311) 13.1.3聚合反应机理…(312) 13.1.4聚合方法………(318) 13.1.5高分子化合物的生产过程…(321) 13.2合成塑料 ………(322) 13.2.1聚乙烯………(323) 13.2.2聚丙烯…(328) 13.2.3聚氯乙烯…(330) 13.2.4聚苯乙烯 (333) 13.2.5工程塑料…(334) 13.2.6热固性塑料…(335)
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8 上:业化学 15.3合成纤维…(336)》 13.3.1聚酰胺纤维 …(337》 13.3.2聚酯纤维…(341) 13.3.3聚丙烯腈…(344) 13.4合成豫胶………(347) 13.4.1概述…(347) 13.4.2丁苯橡胶 …(349 13.4.3顺橡胶 …(352)》 参考文… (353) 14生物化工……………… (354) 4.】概述…………(354) 14.2工业微生物……(356) 14.2.1微生物…(356) 14.2.2菌种的选育……(358) 14.2.3培养 …(360) 14.2.4灭菌 …(361) 14.3发酵工程…(362 14.3.1发鳞工艺… (362) 14.3.2发酵培养方法…(365)》 14.4生物化工产品…(366) 14.4.1酒潜(乙醇)…(366) 14.4.2丙酮、丁醇…(368) 14.4.3柠澈酸 …(370) 14.4.4青譬素 ……(371) 参考文款…(373)
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追 1.1化学工业 化学「业是国长经济中的一个重要到成部分,它既为农业,轻工业,重工业 和闲防工业等提供牛产资料,也为人类提供衣,食、住,行各方面必不可少的化T 产品。因此,它对国民经济的发展和人民物质生活的提高起着十分重要的作用 化学工业,又称化学加工「业,广义地说,是指生产过程中化学方法占主要 地位的制造工业,也即原料经化学反应转化为产品的生产过程。目前通常采用 狭义的定义,将冶金、建筑材料,纸张,食糖及皮革等的生产列为独立的工业部 门,或划属其他工业部门,而不包括在化学工业中。 化学工业的分类方法较多,例如按原料资源可分为煤炭化学「业,石油化学 工业,农副产品化学工业等,按产品吨位可分为基本化学工业,精细化学工业等 按产品用途又可分为肥料、染料,医药,涂料、合成洗涤剂,食品,农药,试剂助 剂,合成纤维、塑料,橡胶等。习惯上·一般将化学工业分为无机化学工业和有机 化学工业。 1.1,1无机化学工业 ()无机酸工业:硫酸、硝酸,盐酸、融酸、酬酸等 (2)氯碱工业:绕碱,氧气、源白粉,纯碱: (3)化肥T业:氯肥.磷肥、御肥,复合肥料微量元素, (4)无机精细化工:无机盐、试剂,助剂,添加剂等。 11.2有机化学工业 (1)石油炼制工业:汽油,煤油.柴油,润滑油 (2)石袖化学工业:有机原料(有机酸、酯,陆、酮,醛等)、合成塑科及树脂 合成纤维、合成像胶: 《(3)有机精细化工:染料,农药.医药、涂料、颜料、香料,试剂、表面活性剂, 化学助剂、感光材料,催化剂等: (4)食品工业:饮料,生物化学制品
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2 1业化学 (5)油脂工业:油脂、肥皂、硬化油。 1,2化学工业的发展吏 化学加工在形成工业之前的历史,可以从18世纪中叶追溯到远古时期,从 那时起人类就能运用化学加工方法制作-·些生活必需品,如制陶、酿造等。当时 生产规模较小,技术落后,只能算是手工工艺。 18世纪中叶,英国发生工业革命,机器的出现促进了纺织丁业、纺织物的漂 白与染色技术的改进,需要纯碱、氯等无机产品,农业上需要化学肥料,采矿业需 要大量炸药,因而使化学工业开始形成,并有了一个较大的发展 18世纪40年代,英国第一个用铅室法从疏磺和硝石中制造硫酸,此法几乎 沿用了100多年。20世纪初期,钒催化剂用于接触法制硫酸工业化以来,接触 法成为硫酸生产的主要方法。1783年,法国N·吕布兰提出了以食盐、煤、石灰 石,硫酸等为原料的制碱法,此法综合利用原料,除了生产碱,同时还生产芒硝、 硫代硫酸钠、苛性钠,盐酸、漂白粉等,形成了综合生产过程。所用的气体洗涤 固体煅烧、结晶、过滹、干燥等化工单元操作的设计原理沿用至今,成为化工单元 操作基础。1861年,比利时索尔维实现了氨碱法制碱的.工业化,使制碱生产连 续化。由于氨碱法产品纯度高,价格便宜,因而取代了吕布兰法并成为纯碱的主 要生产方法。中国著名化学家侯德榜于1938年开始致力于联合制碱法研究,创 造了侯氏制碱法。19世纪末叶出现电解食盐的氯碱工业。这样,整个化学工业 的基础一酸、碱的生产已初具规模。 为了适应农业的发展,1841年开始了磷肥生产。1870年后兴起了制钾工 亚。氢是在1754年由普里斯特利加热氯化铵和石灰石时发现,其后通过分析确 定了氨的组成,在基础理论研究的基础上,经过100多年的努力,于1913年实现 了氨合成的工业化。1916年实现了氨氧化制取硝酸的过程。合成氨丁业的出 现,标志着化学工业进人了一个新的阶段,它不仅生产了廉价的氨和硝酸,而且 为有机合成工业提供了良好的技术条件。 19世纪初叶,随着冻铁工业的发展和城市对煤气及丁业燃料的要求,促进 了炼焦工业和煤气工业的发展。其后又从炼焦副产物煤焦油中分离出苯、甲苯、 二甲苯、萘、蕙、苯敢等化合物。这些物质是有机合成特别是染料合成的重要原 料。19世纪下半叶形成了以煤焦油化学为主体的有机合成工业,焦炭、煤焦油 的利用逐步形成了煤化学工业体系。 农药使用很早,20世纪40年代,瑞七P·H·米勒发明第一个有机氯农药 滴滴涕之后,又开发了一系列有机氯、有机磷杀虫剂,植物性荷尔夔等,20世纪
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1绪论 3 50年代又制成」氨基甲酸酯类农药如西维内等。这些农药毒性较大,树环境污 染严重,因此,又研究开发了高效、低毒、不污染环境的有机杀虫剂.如拟除虫菊 酯类,杀南剂、除草剂及抗生素农药。 1854年.西利曼建文了原油分馏装置.随着汽油及柴油发动机的发明,促进 了石油的开采和加工,1923年出现了减压蒸馏,使石油炼制发展成现代的加工 T艺路线。 20世纪20)年代开始兴起石油化学工业,在20世纪60年代得到了大发展。 由此形成了第二次工业革命。许多石油化学品取代了人类日常生活的传统材 料,提供了价廉物美的各种物品。在20世纪40年代,催化裂化生产汽油及乳液 聚合技术制取丁苯橡胶技术研制成功,推动了石油化工的发展。20世纪50年 代,许多中煤化工制取的产品,包括烯烃、芳烃、氨等都相继转为利用石油、天然 气生产。目前已有90%以上的有机化工产品来源于石油、天然气,石油化学工 业已成为非常重要的基础工业部门。 20世纪30年代,建立了高分子化学体系,高分子材料的化学工业得到迅速 发展。1872年,制得了酚醛树胎,1938年,尼龙66实现了T业化生产,其后又相 继发明了尼龙6,聚酯纤维,聚丙烯腈纤维。至今,涤纶和腈纶是合成纤维中发 展最快,产量最大的品种。20世纪30年代在美国实现了氯丁橡胶的生产,不久 又生产出丁苯橡胶、丁腈橡胶。与此时同,聚氯乙烯、聚苯乙烯、高压聚乙烯、聚 四氟乙烯又相继实现了工业化生产,塑料工业得到了迅速发展。至此形成了三 大合成材料为主的高分子化学工业体系。 近年来,高新技术和新材料发展迅速,如复合材料、信息材料、纳米材料以及 高温超导体等的应用,给化学工业提供了更宽广的发展前景。化学工业的产品 已深入到我们生活的各个方面,占有极为重要的地位。化学工业是国民经济的 支柱产业之一,近年来中国的化学工业发展迅速,]997年增长达10.71%,今后 还将优先发展石油化工、精细化工、农用化学品,并会为人们提供更多的新产品。 1.3化工原料及产品 1.3.1原料 原料是指化工生产中能全部或部分转化为产品的物质。当应用两种以上原 料时,能构成产品主体的原料为主要原料,如氯苯为生产苯酚的主要原料。而在 合成氨中,氢和氨就难分主次。有时原料与产品的地位也可以互换,如乙烯水合 生成乙醇,则乙烯为原料,乙醇为产品;而乙醇脱水生产乙烯,恰好相反。有时
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