《工业结晶技术》PPT课件

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1、工业结晶技术张敏华教授2009年3月20日天津石油化工技术开发中心成立于1984年,由中国石油化工集团公司与天津大学联合创办，2003年与天津大学化工学院共同组建教育部绿色合成与转化重点实验室，是国内集研究生培养、基础研究、中间放大试验、工程化及产业化为一体的科研创新平台，现任中心主任为张敏华教授。著名化工专家陈洪钫教授、谈遒教授曾任中心主任。中心简介中心建有9600平方米的科研大楼，拥有多台（套）当代的实验研究设备、多功能组合式全流程模拟试验装置、先进的分析及测试仪器、流体力学计算软件、分子模拟软件、化工过程模拟软件及配套的大型物性数据库

2、；研究方向涉及化学反应工程、分离工程、传递过程、计算流体力学、分子模拟、应用催化、超临界流体技术、高分子材料、精细化工及基因工程等领域。中心简介中心倡导理论与实践的有机结合，重视解决实际工程问题，鼓励创新并致力于科研成果向实际生产力的转化，先后成功开发并工程化了具有国际先进水平及自主知识产权的万吨级聚碳级双酚A生产成套技术、年产50万吨高纯食用酒精及燃料乙醇联合生产技术等重大项目，与国内众多石油化工企业有紧密的合作。已累计完成科研开发及工程化项目200余项，其中成套技术28项，通过国家暨省部级鉴定项目20余项，获国家暨省部级科技进步奖9项，

3、获国内外授权专利80余项。中心简介中心简介一九九三年,江泽民总书记曾亲临中心视察，给予全体科技人员极大的鼓励。组织结构中国石化集团天津大学主要学科领域集中在化学工程与技术、石油与天然气工程等一级学科，同时涉及生物工程、机械工程、控制科学与工程、环境科学与工程等学科。研究开发工作集中于以下领域：化学工程石油化工生物质转化精细化工高分子材料超临界流体技术研究领域晶体固体产品可分为晶体和无定型两类。晶体:即原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体。也叫结晶体。无定型:粒子的无规则排列-沉淀。晶体结构与特性晶格：构成晶体的微观质点在晶体所占

4、有的空间中按三维空间点阵规律排列，各质点间在力的作用下，得以维持在固定的平衡位置，彼此之间保持一定距离的结构。晶体按其晶格结构可分为七种晶系晶体结构与特性晶体的自范性：晶体具有自发地生长为多面体结构的可能性。即晶体常以平面作为与周围介质的分界面。这种性质称为晶体的自范性。晶体的均匀性：晶体中每一宏观质点的物理性质和化学组成都相同(因内部晶格相同)。正因为有了晶体的均匀性这一性质，才保证了工业生产的晶体产品具有高的纯度。各向异性：晶体的几何特性及物理效应常随方向的不同而表现出数量上的差异的性质。晶体结构与特性晶形(晶习)：晶体的宏观外部形状。

5、它受结晶条件或所处的物理环境的影响比较大，对于同一种物质，即使基本晶系不变，晶形也可能不同，如六方晶体，它可以是短粗形、细长形或带有六角的薄片状，甚至旱多棱针状。如果生长环境好，则可形成有规则的多面体外形多面体。结晶多面体的面称为晶面，棱边称晶棱。结晶过程结晶过程：结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程。这一过程不仅包括溶质分子凝聚成固体，还包括这些分子有规律地排列在一定晶格中，这一过程与表面分子化学键力变化有关。因此，结晶过程是一个表面化学反应过程。是一种涉及热传递、质传递及表面反应过程的单元操作结晶过程有四类：溶液结晶、熔融

6、结晶、沉淀结晶和升华结晶。结晶过程_特点高排它性：“格格不入”----只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程具有良好的选择性。易分离性：在结晶过程中，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通过过滤、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便，广泛应用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品的精制。结晶产品包装、运输、储存或使用都很方便。结晶过程原理_液固平衡液固平衡：任何固体物质与其溶液相接触时，当溶液尚未饱和，则固体溶解；当溶液恰好达到饱和，则固体溶解与析出的量相等，此时固体与其溶液已达到相平衡。溶解度：

7、固液相平衡时，单位质量的溶剂所能溶解的固体的质量。溶解度的影响因素：溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）、溶质及溶剂的性质、温度及压强有关。结晶过程原理_液固平衡溶解度曲线:溶解度对温度之间的关系曲线。正溶解度特性：溶解度随温度的升高而增加，在溶解过程中需要吸收热量的特性。L一维生素C、L一精氨酸逆溶解度特性：物质的溶解度随温度升高反而下降，在溶解过程中放出热量的特性。Na2SO4同离子效应：增加溶液中电解质的正离子（或负离子）浓度，会导致电解质溶解度的下降的现象有一些形成水合物的物质，在其溶解度曲线上有折点，对应存在不同水分子数的水合

8、物之间的变态点。如L一精氨酸、柠檬酸等。饱和溶液：溶液恰好饱和，溶质既无溶解也无结晶，即溶质与溶液处于平衡状态，此溶液称为饱和溶液。未饱和溶液：若添加固体则固体溶解。过饱和溶液：