熔融结晶过程的新进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第1期化工进展熔融结晶过程的新进展王静康张远谋(天津大学化工系，300072)本文综述了工业结晶过程的一个主要部分一即熔融结晶过程的新进展。重点介绍了国内外各种新型塔式熔融结晶装置的研究开发与工业应用的现况；并比较了它们的优缺点。本文对已提出两种基本传递过程的数孚摸型也饿了简单的阐述。低温腐蚀性下降，可降低操作成本及设备投一、引言资近年来，化学工业国际市场的竞争日益5．适用于特种物系对于同分异构体激烈，要求化工产品的质量不断地提高，成物系及热敏性物系，因沸点相近和热敏性问本不断地降低，作为高教低耗的结晶过程也题，若使用常规精馏

2、，常需几十块或上百块塔受到了国际科学界广泛的关注，工业结晶新板及高回流比或减压(高真空)操作，操作型过程的技术水平与理论研究亦被推向了一条件苛刻，对设备材质和加工精度要求高，个新的阶段。工业结晶技术的应用领域迅速即使如此，精馏釜中结焦炭化、聚合等现扩展，已由化工(石油化工精细化工、生象亦无法避免，致使收率过低，而且难以得物化工等)轻工推广至新材料冶金、制到高纯度的产品。使用结晶技术可避免这些药等国民经济多种部门。问题，因为对这些物系的各个组份，熔点差工业结晶过程主要分为两个范畴，即白常可达数十度以上，均可用新型结晶技术有溶液结晶与白熔融物结晶。随着石油化工、精效地加以分离。

3、细化工与高聚物材料工程的迅猛发展，突出4．可分离出高纯产品对于拂点差较了对有机物系的分离要求，也就是说更突出小的物系用常规精馏法难以分离出纯度高的了对熔融物系结晶过程的需要。这也是熔融馏份，用新型结晶技术却可由同分异构体中结晶近年来发展速度更为显著的主要原因分离出高纯或超纯的物质，纯度可达99．9在工业的有机化合物混合物中，有许多以上。是同分异构体、共沸物系、或热敏性物系。结晶技术的这些优点，促使它在现代分对手这些物系进行分离方法筛选时，结晶方离方法中占有了日益显著的地位“。法还显示出独特优点。对于有机物系的分二、熔融物系一离，焙融结晶的优势在于以下几方面。1．节能众所周知

4、，一般物系的气化有机物系的固液平衡相图如图1a所示，热是熔融热的2～3倍，再计入精馏的高回共有六种形式，其中a、b、c一般又可统流比与热损失，使结晶技术能耗仅为常规分称为低共熔型，de、f统称为固体溶离方法精馏的10～30液型。图1a给出相对于有机物系上述各种形2．低温操作结晶过程一般是常压、式相图所占比倒，由图可见固体潜械型仅占低温操作，既投有物料挥发污染问题，操作8．3左右。图2b为双组份固体溶液型物系简易安全，叉对设备材质没有过高要求，因的相图，由图可见，处于平衡状态的固液两维普资讯http://www.cqvip.com·36·化工进展捐相应浓度为s和C，由于两相浓

5、度的差异，在改变温度时便产生了传质推动力。欲得到高纯晶体．按其相图特征，必须经过反复多级的部分凝结和部分熔融方可奏效。重结晶是这类物系的结晶分离提纯的机理。圈b图2a共熔物型物系相图目ta典型相图图2b周体溶液型物系的相圉或结晶动力学速率控制。使单级结晶偏离热力学相图平衡组成。也就是说，在结晶过程中不可避免地产生夹杂及包藏现象，含有杂质的母液包藏在晶簇中或粘附在晶体表面上，因而降低了晶体的纯度。所以在实际操作中，通过单级结晶得不到纯净的晶体。对这种物系的分离，与固体瞎渡物系的分离一尉lb相图类型所占百分比样，也需使用多级结晶与熔融的重结晶方图2b为双组份低共熔物系的相图。由

6、法图可见，从理论上分析，只需待分离物系不目前在国际上，可以使用熔融结晶技术等于低共熔点组成，采用单级结晶达到平衡分离的有机化合物混合物系已有数十种，典态即可获得纯态产品。在这一点上也是精馏型物系为混台二甲苯、混合二氯苯混合硝基等分离方法所不及的。但在实际过程中，为氯苯、混合硝基甲苯、粗荣、粗蒽、双酚A、了保证结晶装置的生产能力，结晶常常是在混合甲酚、粗尼龙单体混合物等等，分离出非平衡状态下进行，过程主要受传热、传质的目标产物纯度可达99．9以上。维普资讯http://www.cqvip.com笫l期化工进展1974年日本新日铁化工技术研究所研究成功三、工业化熔融结晶装置”了

7、BMC分步结晶塔“”，于70年代末期日本在熔融物系结晶分离过程中，对于一些广岛大学提出了晶体填充床式结晶器，8O年简单物系或产品纯度要求不高的分离，可以代末瑞士苏尔兹公司进一步完善了MWB结延用传统的冷却结晶、蒸发结晶技术或选用晶技术“H，1983年日本月岛公司又研究成萃取结晶，乳化结晶等方法，关于这些技术功了CCCC型结晶装置，并投入专利市场与设备，在作者以前的综论中已述及，在此等等。1988年我国成功地开发了塔式液膜结不再赘述。乖文主要介绍在古老重结晶方法晶装置，由混二氯苯物系中分离出纯度高这的基础上发展出的塔