化工合成技術在精細化工產品生產中的應用

孫福元(大連雙硼醫藥化工有限公司，遼寧 大連 116000)

0 引言

化學技術是現代工業發展的重要支撐，每一次化學技術的進步都將推進化工產業向前發展，它對社會、經濟、文化甚至是國家關系都會產生重大影響。改革開放以來，我國化工行業獲得了巨大進步，各種先進的化學技術也被廣泛應用于各行各業，在各行業之間掀起一次次產業革命，推動了行業的發展和進步，也提升了產業活力。為進一步優化化學產業結構，提高化工產品質量，降低資源消耗和浪費，需要大力發展精細化工，利用化學合成技術提高產品性能，并增強其市場競爭力。筆者就此對精細化工的內涵和化學應用技術進行以下探討。

1 精細化工的內涵認識

精細化工產品指的是具有特殊應用功能，性能穩定可控且產品附加值較高的化工產品，精細化工產品往往從一種或多種化學材料中提煉化學元素在化學反應及合成技術的支持下產生新的化學產品。精細化工合成技術是調整化工產業結構的重要手段，也是化工企業創新發展的關鍵技術，精細化工從概念提出到獨立發展現已涉及各行各業，有著自身鮮明特征和極大的社會經濟效益[1]。

1.1 精細化工的發展和類型

精細化工產品的歷史可追溯到上世紀初，德國工廠通過提煉煤焦油而意外制成染料和農藥等，雖然此時精細化工的概念尚未提出，但精細化工技術已經出現。日本學術界于20 世紀60 年代，對精細化工概進行深入分析，依據精細化工的生產條件將其劃分為醫學化工、農業化工、汽車類化工、合成染料、香料及油料等50 余種行業和門類。我國精細化工起步時間較晚，各地區各行業技術參差不齊，整體水平不高[2]。按照精細化工的屬性來分，包括精細無機化學品、有機化學品和精細生物化學品幾個大類，尤其以精細無機化學品在我們的日常生活中最常見。

1.2 精細化工的特點

精細化工就是生產精細化學品的化工企業，國際上依據化工產品的功能性又將其分成精細化學品和專用化學品兩類，從整體上來講精細化工具有以下特點：

種類豐富，生產適度。精細化工通常使用間歇式和計劃式生產模式，重視產量控制和資源的充分利用，通常不存在產能過剩的問題，而且隨著化工新技術的不斷發展，其產品更新換代的速度更快，小批量集約化生產是其主要模式。

精細化工產品質量穩定，性能突出。精細化工產品生產對化工原材料、生產環境和作業技術都有極高要求，同時因多數化工產品直接關系到人的身體健康，所以要求對化工產品的性能必須做細致、嚴格的測試和檢驗，這個周期一般較長，如此生產出來的化工產品不僅質量上乘而且安全可靠[3]。

精細化工產品系統性較強。精細化工產品在生產過程中包括化學合成、劑型加工以及商品化，既需要從多種原料中提取化學物質制作中間體，又需要根據不同化學材料的特性進行科學搭配，同時為實現產品價值還要對根據市場實際需求進行生產、優化、創新并做好商業推廣，如此完成精細化工的系統流程。

精細化化工產品利潤高，市場競爭力強。精細化工產品往往采用先進的化學技術和生產設備進行生產，而且一直處于發展創新中，其產品通常具有極強市場壟斷性，自然利潤高。

1.3 精細化工的重要意義

精細化工是高精度、高水平的化工生產，其社會效益和經濟效益都非常高。一方面精細化工創造出各種人們所需要的化工產品，可以極大地滿足人們的生產生活需求，對改善人們的生活質量意義重大；另一方面，精細化工技術優勢明顯，應用覆蓋范圍較廣，涉及工、農、醫等多個行業，可以促進這些行業的深化發展，對提升市場經濟活力，促進產業結構優化都有著極大作用；另外，精細化工水平也體現了一國的科技水平、科研實力，對增強國家綜合國力也具有很大意義。

2 精細化工產品合成中的化學應用

2.1 離子液體

離子液體(Ionic Liquid)是由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的在室溫下呈液態的有機鹽，通常可稱為室溫離子液(Room-temperature Ionic Liquid)。就是全部以離子為組成物的液體，它作為一種新型極性溶劑，具有無蒸汽壓、不可燃性、非揮發性、良好的化學穩定性和熱穩定性、可循環利用性、對環境友好等顯著特性，能夠有效地解決反應介質中有機溶解產生的各種問題，已被廣泛應用于各行各業產品中。

離子液體在化學中的應用主要體現在以下三個方面：

其一，可加速化學反應增強反應效果。離子液體溶解性非常強，能夠在較低標準環境進行充分的化學反應，可快速產生化學反應結果，有效地縮短化工產品的生產作業時間，節約生產成本，提升經濟效益。

其二，利用離子液體極強的可選擇性，可在化工產品生產中根據實際生產需要，有針對性地增強某種生成物的合成效率和合成質量，如此便可以有效提高精細化工生產的效率和化工產品的性能。

其三，可在催化劑作用下實現循環利用[4]。離子液體催化劑的作用下進行快速有效分離，分離的離子能夠更充分地參與化學反應，并能實現循環利用，如香料提取、農藥合成以及藥物制造都是離子液體在化學行業中的真實應用。

2.2 催化技術

作為精細化工產品合成中的核心技術，催發反應必不可少，其主要作用就是促進化學物質完全融合并充分分解，可增強化學反應效果。在化工產品合成過程中應用催化技術，可以有效地提升單位產出率，相比傳統制造技術相比，它更有利于縮短制造時間，精簡生產流程，幫助化工企業獲得更大的經濟效益。從化工產品的生產來看，實際上就大多數化工產品生產都需要借助于催化劑，其起到的作用也非常明顯。例如在煉油、煤提取等的生產中運用催化技術，不僅能加快煤、油原料中的化學物資分解速度，提升生產效率，還可以有效減少有害廢棄物的排放，可以在提升資源利用率的同時降低環境污染，提升社會效益、經濟效益以及生態效益。但是，當前的催化技術也存在一些固有問題，如反應持續時間短、反應穩定性不高等可能使得某些低活躍性的化學物質不能被有效分解和充分融合，可能影響到化工產品的整體質量。

2.3 復配技術

所謂復配技術就是將兩種或多種化學性質相近或相同的物質，按照實際需要以某種特殊比例進行混合和搭配，發揮這些物質的最大化優勢，以便充分利用，獲得更大價值。復配技術可以將某些物質中隱含的化學特性充分挖掘出來，為豐富產品結構，加快更新換代奠定基礎。例如在原油的生產過程中，鋼制的管道通常會受到硫、鐵等化學元素的影響而有可能被堵塞和被腐蝕，會嚴重影響管道的通暢度，也會造成資源浪費，增加維護保養成本。而通過化學實驗研究，我們發現只要將一定比例的檸檬酸和鹽水進行混合，用來對管道進行清洗與保養，不僅可以有效地提高鹽水的清潔作用，還能最大化增強管道的抗腐蝕能力，提升管道的使用壽命，還能降低生產過程中對生態環境造成的負面影響。

2.4 分離技術

分離技術是以精細化工合成為基礎，這種技術可以將化學物質的部分元素提取出來，用作新產品的制作，可以實現化學原料的充分利用。分離技術在化學上的應用范圍非常廣，例如使用超臨界萃取分離技術可更好地分離和提取香料中的微元素，再將提取出來的香料成分與相關化學物質進行結合，形成一種新的香料來滿足人們的生活需要，如各種類型、各種功能的香水及護膚品等。分離技術也能對廢棄物質中有益成分進行分解，促進廢物回收再利用，還能對一種物質進行深入分解，發現更多的新物質，便于發揮原材料的多種特性，可以更好地節約生產成本，并能加速化工產業結構的優化調整，對環境保護和產品附加值都有極大作用[5]。而無機膜分離技術可廣泛應用于超純氣體、飲用水、醫藥研制以及石油天然氣等領域，這種分離技術主要體現為精細蒸餾、催促精餾技術以及混合二甲苯高效分離等。

2.5 鹵化反應技術

鹵化指向有機分子中的碳原子上引入一個或一個以上鹵原子的反應。鹵化反應是精細有機合成中最基礎的單元反應，也是化工行業中應用非常普遍的生產技術，有機鹵化物廣泛用作溶劑、醫藥、殺蟲劑、植物生長激素、有機藥物、染料、香料、炸藥等。鹵化反應技術可以賦予或改進部分精細化學品的殺蟲、殺菌特性，如七氟菊酯；色光特性，如銅酞菁(酞菁藍)、高氯代銅酞菁(酞菁綠)；阻燃特性，如二氯乙烷、四氯化碳等；有機化合物經鹵化后，其極性會得到顯著增強，化學活性得到進一步提高，尤其是分子中的鹵原子其活潑性特別強，可以被其他基團所置換并形成含有另一種官能團的有機化合物。比如鹵原子為羥基、氨基、 烷氧基所取代。化工廠產品合成中常見的鹵化反應主要有：取代鹵化，如親電取代、芳環游離基取代、脂肪烴及芳環側鏈等；加成鹵化，如親電加成、酸催化、游離基加成、光照、引發劑；置換鹵化，如親核反應－置換氟化。

3 結語

總之，在精細化工產品合成過程中不僅需要靈活應用各種化學原理，還需要有機結合多種生物技術，以此促進化學元素的融合，提高化工產品的功能和質量。