升华在化工过程中应用.pdf

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1、2002年第9卷第6期化工生产与技术ChemicalProductionandTechnology·21·.///////.//.综/////述//.升华在化工过程中应用许文林王雅琼张小兴（扬州大学化学化工学院，江苏扬州225002）摘要综述了升华技术在化工分离与精制中的原理及特点，介绍了升华在化工分离与精制过程中的应用研究进展以及工业开发应用前景。关键词升华分离精制化工过程升华是物质直接从固态汽化成气态而不经中过程应具备：间相态的过程[1～3]。人类对升华现象认识得很早，在（1）被分离的物质不稳定或对温度和氧化作用公

2、元4世纪时葛洪在《抱朴内篇》中记载“取雌黄、雄比较敏感。为了制得一定晶型、粒度和外观的产物，黄烧下，铜铸以为器复之⋯⋯百日此器皆生赤乳，需要控制操作条件直接从气相冷凝产生固体。长数分。”这一段描述了三硫化二砷和四硫化四砷（2）挥发性组分与不易挥发组分相混的系统的的升华现象。明朝李时珍著的《本草纲目》中载有将分离。混合物的分离必须有较大的挥发性差异，并且水银、白矾、食盐的混合物加热升华制轻粉（氯化亚较难挥发组分应对热相对稳定。汞）的方法[4]。（3）升华物在固态就有较高的蒸气压，有利于提容易升华的物质中含有不挥发的杂质时

3、，可以高过程的生产能力和混合物体系的回收利用或精制[1,2]用升华方法进行精制，用这种方法制得的产品，挥发性组分收集。纯度较高，在有机化学实验中作为一种提纯方法得利用升华法可分离的产品见表1[1,2]，一些常见到了广泛的应用。但升华操作作为一种化工分离与化合物的升华温度与气压的关系见表2。通常除了常精制的工业化生产方法，与通常的精馏、萃取等化压升华外，还有如下可供选择的升华方法。工单元操作相比，应用极少。究其原因主要是在工(1)真空升华。在常压下不能升华或升华很慢的业化生产中没有系统地进行升华过程的开发放大物质可以采用

4、真空升华。由于升华速率与固体蒸气规律研究及可供选择的成型工业化升华设备，缺乏压和外压的相对大小有关，当被分离的物质不稳定工业化生产的操作参数。随着对分离过程研究的深或对温度和氧化作用比较敏感时，可采用降低外压入和分离要求的提高，升华方法作为一种新型、有降低升华温度减少气氛中氧气的含量。真空升华还效工业过程中混合物的分离及产品的精制的方法可以防止被升华的物质因温度过高分解或在升华时日益受到重视，可用于那些不容易被传统操作单元被氧化。金属镁和钐、三氯化钛等都可用此法提纯。提纯的物质。(2)低温升华。将温度和压力维持在升华物

5、质的1升华分离过程的特性三相点以下，使它在很低的压力下升华，经冷凝后捕应用固-气平衡原理进行分离，升华物受热后集在冷阱中而与杂质分离。此法操作简单，产品纯度不经熔化就可直接变成蒸气，冷凝时又复成为固很高。例如，很难用一般方法提纯高纯试剂过氧化体。在升华点时，不但在晶体表面，而且在其内部也氢，用此法提纯，一次即可将钴、铬、铜、铁、锰、镍等发生了升华，剧烈的作用易将杂质带入升华物质杂质从1000ng/mL降至0.4～2ng/mL。(3)冷冻升华干燥。采用冷冻升华干燥的方法，中。在实际操作中，为了避免杂质带入升华物中，使升华

6、只发生在固体表面，通常总是在低于升华点的可以将农副产物进行脱水干燥。[1～3]温度下进行，此时固体的蒸气压略低于外压。升2升华过程理论华作为一种混合物的有效分离及产品的精制工业升华分离的理论基础是固体在气相中的分压基金项目：江苏省教育厅自然科学基金（99KJB150007）；江苏省“青蓝工程”跨世纪学术带头人基金。收稿日期：2002-08-13·22·许文林等升华在化工过程中应用综述表1可利用升华法分离（提纯）的物质有机物无机物常压下减压下常压下减压下苯，蒽，苯甲1-羟基蒽醌I2，S，As，TaCl5(150℃），酸，

7、水杨酸，（130℃，1.2×As2O3，Hg-NbOCl3(230℃），樟脑，β-萘10-3ClkPa与2-2，CaCl2，NbBr（5220℃），酚，六氯乙羟基蒽醌分CdCl2，Zn-TaBr（5300℃），烷，糖精，乙离，180℃升Cl2，AgCl，TaI（5540℃），酰苯胺，DL-华），苯甲酸MnCl2，铍盐（加丙氨酸及许（50℃，0.13AlCl3铵盐HCOOH，200℃，多α-氨基kPa），糖精(HCl）与Al3+，Fe3+内，2种挥发组分都形成固体溶液，理论上有可能在酸，脲，咖啡（150℃，0.13等分离

8、），SiC单独1个升华器里完全分离这2种组分。碱，碘仿等kPa）等对于挥发度类似的多元混合物，能够分离1种或表2气压对升华温度的影响多种纯组分，视固相中的溶解度而定。如果在固相中升华温度/℃不存在相互溶解，则无论用多少个升华器也不可能化合物熔点/℃气压气压-5分离多于1种的纯组分取得成功。如果在各种二元系/0.10MPa/(0.6