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1、2,.第20卷第期化学工程20No2124月259日9口万ICAL刀NGINEN口EEA妙.25,1992年MRI召HINA工业结晶的现在与未来王静康(天津大学化工系)本文,综述了工业结晶技术与设备的新进展特别介绍了自溶液结晶与自熔融物系结晶装置的研制与工业应用的现状,并对国内外发展状况进行了简单的比较。同时展望了工业结晶未来的发展动向。主题词:结晶自溶液结晶自熔融物系结晶结晶技术,、工业结晶技术作为一种高效低能耗低占23%;有关结晶过程控制与质量监测研究,、污染的;制造与分离技术近年来受到国际工约为19%有关结晶动
2、力学热力学以及过,;业界与科学界格外的关注这不但是因为它程动态学等基础研究接近23%新型结晶装,;是制取固体化工产品的必经过程而且因为置开发及过程模型化研究约占20%反应结,随着熔融结晶新技术的成功开发,工业结晶晶其中又主要是生物化学结晶过程研究开。,发文章高达18%左右1990年在天津举办了已经成为分离复杂的有机混合物制取高纯或’一“」。中国化学工程学会首届工业结晶学术报告超纯有机化合物的特效技术之一值会川,大会宣读论文45篇,据不完全统计,其得注意的是工业结晶技术的应用领域亦在迅,,,中十项成果于1”l年已推向工
3、业界例如天速地扩展由国际发展动向观察目前不但在“·”化肥、农药、无机盐生产、石油化工、食品业、津大学七五攻关成果—用新型液膜结,晶技术分离超纯有机化合物;华南理工大学医药工业等传统领域是基本步骤之一而且;、、的蔗糖溶液结晶新技术成都工学院开发的已成功地扩展至新兴的生物化工能量贮存材料工业、催化剂制造、特种功能物质的形成脂肪酸体系乳液结晶技术等均已投入了国产,。、。化生产取得了显著经济效益现在国际工业以及电化学电子材料生产等行业中近年来,工,结晶技术已经注意发展结晶颗粒设计即进业结晶技术与理论的研究在国际上开展入结晶工
4、程阶段同。,“,,按结晶物系的特征划分得异常活跃,一J国内亦已起步并开始取得。、、工业结晶主要分为自溶液结晶与自熔融物系了可喜的成果刘在美英德等国大企业与,。,结晶两大范畴以下仅就这两方面进行探讨高等院校结晶研究中心联合一般每两年在“”,国内举办一次工业结晶技术短训班继第溶液结晶十一届世界工业结晶会议(1990年在西德举,办1991、,)之后于年美国与德国又都分别举结晶过程是一个复杂的传热传质过程“”,。办了工业结晶技术国际研讨会其中论文反应结晶(或称反应沉淀结晶过程)尤甚在按:内容粗分有关新型应用领域开发研究约不同
5、的物理(流体力学等)化学(组分组成等)一57一,,,环境下结晶过程的控制步骤可能改变反映粒度分割的目的以获取指定粒度分布的结,出不同。晶,的结晶行为对于传统的溶液结晶过此外结晶器内流体力学情况也是异常重,,程(如无机盐或糖的水溶液结晶)热力学结要的因素它直接影响结晶器内过饱和度水,,、、晶相图比较简单晶粒生成过程主要可由经平的分布即影响结晶成核成长动力学结、。验:结晶成核与成长动力学公式描述垢粒度分布宽度等近代开发的新型结晶器。Bo`才,=瓜NMG(1)皆已考虑了这些因素天津大学化工系所开`~k,J户bL(发的用热熔
6、法自青海盐湖光卤石提取精KCI2),,晶:的结晶流程中使用了DTB型结器该结体粒度分布可用总体粒数衡算通式分析晶,,,..,。刁(Cn__晶器具有特殊w型底流)Q之可消除死区所具有’二竺’D二B一n(3)子决+刁异L匕十一一干V-的导流筒及特制搅拌桨可保证良好均匀的流式(1)一(3)中,。体力学状态同时还具有消除细晶的循环目0I]晶核生成速率前这类型的结晶器在我国已成功地推广用于心,aZ,a:结晶成长速率LioHNNoNHF等无机盐结晶及味精等刃输入功率。生化制品精制过程根据式(1)一(3)已推导:M悬浮密度,出不同
7、类型结晶器的简化设计模型闺但是」C,,过饱和度必须强调指出迄今为止一个成功的结晶过乙结晶粒度程(其中包括结晶器选型及设计)的设计还必·,,,,,,概kd夕`gb相应动力学式中特性常数,须充分考虑实践经验的因素对不同物系常与幂指数,常会适应于不同的结晶禅式即使对于同一,,粒数密度结晶物系由于母液内杂质或共组分的不同t时间其相图或经验动力学常数都有可能有显著的BD“。和分别为结晶出生或死亡函数变化比」目前在我国的工业结晶界主要选用`口排出晶浆的体积速率口幻,的还是最简单的釜式结晶器所以还具有较,分析式(l)~(3)可以看
8、出对于结晶动宽的挖潜改造余地。,力学为控制溶液结晶过程过饱和度水平是最重要的决定因素。对于溶液结晶产品的质,量指标主要是指特定的结晶粒度分布,。(CSD)晶习及结晶的纯度为了得到合格的,结晶产品即国际上俗称的达到规定CSD的,流砂状结晶工业结晶过程应该控制在介稳区进行。众周知,对于不同的结晶物系,产解剂出口,、生过饱和度方法可能不同可以是冷却蒸
