TATB结晶技术研究进展
结晶分离技术在制药工业中的应用
《结晶分离技术在制药工业中的应用》 学院：化学化工学院 专业：制药工程 班级：121班 姓名：陈子阳 学号：20120934105 日期：2014年12月10日
摘要：结晶分离技术在制药工业中的应用非常广泛，为数众多的原料药及医药中间体的最终分离或提纯都是应用结晶方法进行，并且形成晶态物质的最终产品，所以，结晶过程又是直接影响产品质量的重要环节之一。目前制药工业由于其产量小、间歇操作等特点，其实用的结晶器多数属于比较落后的老设备。 关键词：结晶结晶过程结晶分离结晶器 一、结晶的基本原理 结晶是固体物质以晶体状态从蒸气、溶液或熔融物中析出的过程。结晶是对固体物料进行分 离、纯化的单元操作过程，显然固体物质（溶质） 在溶剂中的溶解度直接影响到结晶过程。而溶液 的过饱和度则是工业结晶工程进行的主要推动力。
能够与固相处于平衡的溶液就称为该固体的饱和溶液，而此时的溶解度则是该溶质的饱和溶解度。我们通过溶解度平衡曲线来表现不同温度下溶质在同一溶剂的溶解度是不同的。若将过饱和溶液继续冷却，那么澄清的溶液中就会开始析出晶核，这种不稳定的状态区称为不稳区。标志溶液过饱和而欲自发地产生晶核的极限浓度曲线称为超溶解度曲线，它与溶解度平衡曲线之间的区域称为结晶的介稳区。 在工业结晶过程中只有尽量控制在介稳区才能避免自发成核以得到平均粒度较大的晶体。溶液的过饱和是发生晶析过程的必要条件。 二、结晶的过程 在结晶的实践中可以观察到推动力越大，结晶
速率愈大的现象，而且在这种情况下往往获得的结晶颗粒数且颗粒细微；相反则会获得较少的颗粒数和较大的晶粒。将析出结晶的细微颗粒连同母液一起放置，结果是颗粒数减少而颗粒增大。因此在结晶析出的过程中存在着晶核的生成和晶体的成长两个并存的过程。 在工业结晶过程中首先要力图避免发生初级成核，以防止由于晶核的过多而造成晶体无法继续成长。结晶时间的延长有利于晶体的成长。同时为了达到较高的纯度，往往需要对晶体进行重结晶操作。 三、结晶分离技术的发展与研究 结晶分离技术近年来发展很快,除了传统的冷却结晶、蒸发结晶、真空结晶等进一步得到发 展与完善外,新型结晶技术如等电点结晶,加压结 晶、萃取结晶等也都在工业上得已应用或正在推
光敏高分子材料的研究进展
光敏高分子材料的研究进展 骆海强，重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要：由于当今材料科学技术的快速更迭，高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天，光敏高分子材料的研究力度大大提升，逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括，以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索，高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中，都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下，太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下，光敏高分子材料的研究力度渐渐增加，也得到了许多理想的科研成果， 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料，是材料科学里一类主要的功能高分子材料，所触及范畴也较为普遍，如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能，可以分成如下四类：感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类，对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。
根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能，可以利用光交联反应或光聚合反应，使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后，光敏涂料会快速固化，获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂，从而降低了排放，提高了材料利用，保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联，使图层交联度更好，机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物，在紫外光的处理下，给电冰箱表面上漆，能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物，与光引发剂等结合后形成的混合型涂料，其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶（光致抗蚀剂） 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中，通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影，改变了其溶解性，其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质，氧化层表面留下不溶部分，从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解，被显影液所消融；而与之相反，在光照后，负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补，即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像，而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融，。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长，还可将其分为深紫外(i-线，g-线)光刻胶，远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的
结晶分离技术
结晶分离技术新进展 【摘要】：概述了结晶分离理论和模拟优化的发展,综述了冷却剂直接接触冷却结晶、反应结晶、蒸馏2结晶耦合、氧化还原2结晶液膜、萃取结晶、磁处理结晶等结晶分离方法。合理设计结晶器及结晶工艺是实现结晶分离工业化的可靠保证,对降膜结晶装置、Bremband 结晶工艺和板式结晶器进行评价。指出今后需深入进行新型结晶分离装置与工艺、工艺的工业化、结晶过程传热传质机理方面的研究。 关键词:结晶;分离;结晶器;工艺 【摘要】：概述了结晶分离理论和模拟优化的发展 ,综述了冷却剂直接接触冷却结晶、反应结晶、蒸馏结晶耦合、氧化还原结晶液膜、萃取结晶、磁处理结晶等结晶分离方法。合理设计结晶器及结晶工艺是实现结晶分离工业化的可靠保证 ,对降膜结晶装置、Bremband结晶工艺和板式结晶器进行评价。指出今后需深入进行新型结晶分离装置与工艺、工艺的工业化、结晶过程传热传质机理方面的研究。 溶液结晶在物质分离纯化过程中有着重要的作用,随着工业的发展,高效低耗的结晶分离技术在石油、化工、生物技术及环境保护等领域的应用越来越广泛,工业结晶技术及其相关理论的研究亦被推向新的阶段,国内外新型结晶技术及新型结晶器的开发设计工作取得了较大进展。 1 结晶理论的发展 结晶分离过程为一同时进行的多相非均相传热与传质的复杂过程。多年来,众多研究者在结晶热力学、结晶成核、晶体生长动力学、结晶习性、晶体形态及杂质对结晶过程的影响等方面进行了大量基础性研究并提出了描述结晶过程的理论[1 ] ,例如,粒数衡算理论及其相关理论、评价熔融结晶过程以及熔化过程的一些关系式的提出等; Kirwan 和Pigford 基于活化状态模型发展了熔融液中晶体生长的界面动力学绝对速度理论[2 ] ;将计算流体力学的方法与粒数衡算理论相结合,通过模拟的方法揭示沉析动力学和流体力学之间的相互作用等。结晶是一个重要的化工过程,溶质从溶液中结晶出来要经历两个步骤:晶核生成和晶体生长。晶核生成是在过饱和溶液中生成一定数量的晶核;而在晶核的基础上成长为晶体,则为晶体生长。影响整个结晶过程的因素很多,如溶液的过饱和度、杂质的存在、搅拌速度以及各种物理场等。例如声场对结晶动力学的影响,张喜梅等[3 ]就系统地研究了声场对溶液成核、溶液稳定性及晶体生长的影响,并深入探讨了其影响机理,为创造一种靠外力场强化工业结晶过程新单元操作提供了理论依据,将促进溶液结晶理论的发展。在过饱和溶液中附加声场,会产生空化气泡,气泡的
反应萃取技术地研究进展与应用
反应萃取技术的研究进展与应用 摘要：化工过程强化技术是节能减排的重要途径，其包括设备强化和方法强化，反应萃取技术就是方法强化的技术之一。本文综述了反应萃取技术的基本原理及其分类。并介绍了其研究现状和在各个领域的应用，并对其今后的发展前景做出了预测。与传统的萃取技术相比较，反应萃取技术作为一种新型耦合技术能显著提高效率、减少废物排放，是一种高效、节能、清洁、安全、可持续发展的化工新技术。 关键词：反应萃取；进展；应用；超临界 Research Progress and Application of Reactive Extraction Technology ABSTRACT:Chemical process intensification technology is an important way of energy saving and emission reduction. It includes equipment strengthening and methods strengthening, and reaction extraction technology is one of the methods strengthening. The basic principle and classification of reaction extraction technique are reviewed in this paper.Its research status and application in various fields are introduced, and the prospect of its future development is forecasted. Compared with the traditional extraction technology, the reaction extraction technology can improve efficiency and reduce waste emissions, which is a new technology for chemical engineering, energy saving, clean, safe and sustainable development. KEY WORDS:Reaction extraction; Development; Application; Super critical
功能高分子材料研究进展
功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料；功能高分子；功能材料； Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords：high polymer materials; functional polymer; functional Materials;
中国功能晶体研究进展
185 https://www.360docs.net/doc/ed13307209.html, Volume 1 · Issue 2 · June 2015 Engineering 中国功能晶体研究进展 王继扬１*，于浩海１，吴以成２，Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｏｕｇｈｔｏｎ３ 摘要：功能晶体是现代科学技术发展的基础材料之一，在当前 信息时代发挥着重要和关键的作用。本文总结了若干功能晶体的研究进展，综述了中国功能晶体的现状及重大成就和重要应 用，讨论了功能晶体面临的挑战和机遇，提出了可能的发展方向。 关键词：功能材料，激光晶体，非线性光学晶体，闪烁晶体，弛豫型铁电晶体，半导体 1?引言 晶体是具有长程有序的固体材料，功能晶体是力、热、电、磁、光、声等各种能量形式转化的媒介，是现代科学技术发展的基础材料之一。例如，众所周知的宝石——金刚石晶体由于其极高的硬度、优越的热学和电导性能，掺杂后还有半导体性质，是一种优秀的功能晶体；单晶硅是集成电路的基础，推动了计算机及其相关技术的蓬勃发展，使人类进入了信息时代。功能晶体的人工制备始于1900年法国科研工作者生长人工红宝石 (刚玉) 晶体用于制造手表轴承。人工晶体是针对特定需求而专门生长的高纯度和高度完整性单晶体，在现代科学技术中，人工晶体起着关键作用。 根据主要效应和应用，功能晶体可分成：激光晶体、非线性光学晶体、电光晶体、压电晶体、热释电晶体和闪烁晶体等。此外，大多数半导体晶也具有功能效应，属于功能晶体。目前，功能晶体在众多先进光电子和微电子设备起到了不可或缺的作用。 激光是20世纪四大发明之一，激光晶体是其核心和物质基础，标志着激光器的发展历程。1960年，Maiman 以红宝石晶体 (Cr 3+:Al 2O 3) 为激光介质，发明了首台激光器，标志着激光的产生[1]；20世纪70年代，掺钕钇铝石榴石 (Nd:Y AG) 激光晶体首次实现激光输出，推动了中高功率激光的发展；20世纪80年代，钛宝石 (Ti:Al 2O 3) 激光晶体的发展奠定了可调谐激光器 (范围为660~1100 nm) 和超快、超强激光器的基础。20世纪80年代晚期，激光二极管的商业化促进了全固态激光器的迅速发展；20世纪90年代，掺钕钒酸钇 (Nd:YVO 4) 晶体生长瓶颈的克服，促进了高效、紧凑全固态激光器和激光技术的广泛应用。 通常情况下，一种激光器仅发射一种或数种具有特定波长的激光，不同的应用和需求需要不同波长的激光。非线性光学晶体可通过非线性光学效应产生不同波长激光。非线性光学效应是指当激光通过非线性光学介质时，会诱发非线性光学介质的非线性极化，从而产生非线性谐波，如倍频、差频、和频、光参量振荡和光参量产生等。具有非线性光学效应的晶体称为非线性光学晶体。 本文概述了中国功能晶体的最新研究进展，涉及激光晶体、非线性光学晶体 (包括深紫外、可见、红外以及太赫兹波段等) 、闪烁晶体、弛豫铁电体和宽禁带半导体晶体等，并讨论了可能的发展方向。 2?功能晶体现状 2.1?激光晶体 激光晶体是可以通过电泵浦或者光泵浦实现激光输 1 State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China; 2 Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China; 3 Department of Physics and Astronomy, Bowling Green State University, Bowling Green, OH 43403-0001, USA * Correspondence author. E-mail: jywang@https://www.360docs.net/doc/ed13307209.html, Received 22 June 2015; received in revised form 28 June 2015; accepted 30 June 2015 ? The Author(s) 2015. Published by Engineering Sciences Press. This is an open access article under the CC BY license (https://www.360docs.net/doc/ed13307209.html,/licenses/by/4.0/)英文原文：Engineering 2015, 1(2): 192–210 引用本文：Jiyang Wang, Haohai Yu, Yicheng Wu, Robert Boughton. Recent Developments in Functional Crystals in China. Engineering , DOI 10.15302/J-ENG-2015053 Advanced Materials and Materials Genome—Review Research
熔融结晶技术
熔融结晶技术 摘要： 关键字： 一、前言 结晶作为一种典型的化工单元操作，在产品的分离精制过程中有着重要的作用。结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程[20]。众多的化工产品及中间体产品等晶态物质都是应用结晶方法分离或提纯而形成的。按大化学工程产品品种计，约有2/3 的品种是固体产品；在制药行业中也有85%的产品是固体形态[21]。在食品、化肥、冶金、医药、染料、材料等工业中，结晶都是关键的单元操作[22]。工业结晶一般可以分为溶液结晶、熔融结晶、升华结晶和沉淀结晶四大类，其中，熔融结晶技术是一种高效低能耗的有机物分离提纯方法，是上世纪六十年代开发、七十年代发展起来的一种新型分离技术，现在正逐渐受到国内外科学界与工业界的关注[23]。这主要有两方面的原因：一是由于社会环保型生产技术的要求。熔融结晶不需要溶剂，因而除去了溶剂回收工序，减少了污染。二是由于工业生产上对有机物纯度的要求越来越高[21]。比如在医药工业中[24]，药物的应用达不到应有的效果常常是由于其提炼不纯、微量毒副作用物质的存在引起的，而熔融结晶分离出的产品的纯度很容易达到ppm 级的要求。相对于常规的分离方法，如精馏等，熔融结晶分离有机物需要的操作温度较低，物质的结晶潜热远低于汽化潜热，因此能耗低，而且还很容易制备高纯或超纯产品。因为对于很多同分异构体的有机物，其沸点相差很小，精馏法往往不能适用，然而它们的熔点通常相差都比较大，利用熔融结晶的方法可以将其分离开来；精馏法也不能用于一些热敏性有机物的分离，因为这些有机物容易在高温下发生分解或聚合，但是熔融结晶分离过程的操作温度通常比精馏低，因而能够很好地将这些物质分离提纯。 二、熔融结晶的基本概念 2、1熔融结晶 熔融结晶是一种新型的分离技术，它是根据待分离物质之间凝固点的不同，通过逐步降低初始液态混合物进料的温度达到部分结晶来实现的，结晶析出的固体相具有与残液不同的化学组成，从而达到分离提纯的目的[19]（硕士论文和树宝）2、2熔融结晶原理 熔融结晶过程的推动力是熔融液中某组分的过饱和度或者过冷度，其过程分为结晶和发汗两个过程。结晶过程是熔融液的温度在逐渐下降的过程中，某组分在熔融液中处于过饱和状态，开始成核，并逐渐增长为晶体；晶体在增长过程中，不可避免的会将母液的杂质包藏到粗晶体中，所以粗晶体要经过发汗过程来提纯。下面简要介绍一下结晶、发汗的机理和晶层杂质的包藏。熔融结晶过程可分为结晶和发汗两个过程。 2、2、1结晶机理
生物功能材料的研究进展
生物功能材料的研究进展 随着人民生活水平的提高，人们对于医疗保健方面的要求也越来越强，使得对于生物医用材料的要求也越苛刻。本文详细阐述了生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述了国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。 生物功能材料和加工技术的发展, 使得人工合成材料在医学上的应用, 变得越来越广泛。数十年的医学发展和临床应用, 证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用, 而医学的进步, 又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化”, “功能化”的方向发展, 赋予了高分子材料以新的生命力。 生物医用高分子材料分合成和天然两大类，下面我们就分别对这两种材料进行详细的论述。 ﹙1﹚天然生物材料 天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子，如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维，从海藻植物中提取的海藻酸盐，从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜，以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性，在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势，已引起国内外医务界广泛的关注。自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。例如：迄今为止再高明的材料学家也做不出具有高强度和高韧性的动物牙釉质，海洋生物能长出色彩斑斓、坚阊义不被海水腐蚀的贝壳等等。甲壳素又称几丁质（chitin），广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。它是一种惰性多糖，用浓碱脱去乙酰基可转变成聚壳糖（chintosan）。甲壳素、聚壳糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物带有一定正电荷，能从血液中分离出血小板因子，增加血清中H-6水平，促进血小板聚集或凝血素系统，作为止血剂有促进伤口愈合，抑制伤口愈合中纤维增生，并促进组织生长的功能，对烧、烫伤有独特疗效。比如家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分，丝素蛋白是一种优质的生物医学材料，具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。根据研究报道，由于天然高分子医用材料的独特临床效果，它的应用前景相当广阔。﹙2﹚合成生物材料 由于天然材料的有限，人们需要大量的生物材料来维持他们的健康。合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能，因而可以植入人体，部分或全部取代有关器官。因此，在现代医学领域得到了最为广泛的应用，成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比，合成高分子材料具有优异的生物相容性，不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用，在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂，改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性，从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前，使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道)等。 合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年，其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料，如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年，其标志是医用级有机硅
结晶技术的研究进展及应用
结晶技术的研究现状及应用 摘要：简要概述了目前工业结晶的技术现状，阐述了蒸馏一结晶祸合技术、离解萃取结晶技术、诱导沉淀结晶技术、膜蒸馏一结晶技术、鼓泡结晶技术及超临界流体结晶技术的原理与应用现状。提出了不同结晶技术目前存在的主要问题并对其研究动向进行了展望。 关键词：结晶研究现状应用 前言 结晶是化工分离单元中一个基本的工艺过程。结晶过程具有可以分离出高纯或超纯的晶体、能耗较低且操作安全等优点。随着人们对结晶技术的研究，结晶过程也越来越多地与其它工艺过程相结合，由此出现了结晶藕合技术，它可以解决简单单元操作—精馏、萃取、吸附等不能解决的问题，在分离新产品的过程中有着非常重要的作用。 1技术原理与应用 1.1蒸馏一结晶藕合技术 常用的蒸馏过程要求分离体系中组分间的挥发度相差较大，对于共沸体系，因为组分间的挥发度差别较小，很难用蒸馏方法进行分离。对于一些易结晶的共沸体系来说，组分间的沸点比较接近，但熔点相差很大，沸点接近增加了分离的难度，熔点高又会使易结晶物质难以控制。蒸馏一结晶藕合技术既可以解决操作过程中所遇到的问题，又可以利用熔点差大的特点加强分离。对于一些沸点接近、熔点相差较大的有机物质，单纯采用精馏的方法，不仅耗能，而且产品纯度也比较低，而单纯采用结晶工艺，需要多级结晶器，成本高、效率低。利用它们熔点差较大的特性，使用精馏一熔融结晶藕合工艺，不仅能够简化生产工艺，提高产品质量，而且还可以降低生产成本、减少环境污染，是分离有机产品的非常有发展前途的工艺。蒸馏一结晶藕合工艺在精茶等易结晶物质的提取分离中得到了成功的应用。耿斌[m 通过蒸馏和熔融结晶技术的结合来提高间苯氧基苯甲醛c}B}的含量，既解决了产品的品质问题，又提高了收率，而且节约了大量能源。叶青等口]运用减压精馏一熔融结晶藕合技术成功分离提纯了人造廖香，实验结果表明，该技术可以将人造廖香的纯度提高到98%、总收率可以达到54%，比原始工艺提高了13%。侯文杰口]利用精馏和溶剂重结晶藕合方法，从苯加氢装置的苯塔残液中提取了联苯，精馏后联苯的纯度达到95 %，进一步重结晶可以将纯度提高到99.5 % }; 1.2离解萃取结晶技术 离解萃取结晶技术是一种新型的适用于分离物性相近的组分特别是有机物同分异构体与热敏物料的有效方法，它是一种双相分离技术，根据混合物组分间分配系数与离解常数的不同，可应用于有机酸或碱的分离。一个单级的离解萃取过程中的平衡混合物体系包括待分离组分的有机相与溶剂，其中溶剂是由水和与水不相溶的液体形成的混合溶剂，水相中含有一定量的中和试剂，恰好可以中和有机相中的强组分。待分离的有机组分按其分配系数的不同，在有机相和水相之间进行分配，水相中的中和试剂按照待分离组分离解常数的不同而优先与强组分反应，生成不溶于有机相的盐后保存于水相，则水相中富含强组分生成的盐，有机相中富含弱酸C}彭，这样就可以将待分离的离解常数与分配系数不同的组分加以分离。 Gaikar和Sharma在离解萃取的理论基础上提出了一种新型分离工艺—离解萃取结晶0-41。它是一种双相或三相分离技术，同时利用组分间离解常数与分配系数的不同，组分与外加萃取剂化学亲和力的不同以及生成的配合物在溶剂中溶解度的不同来分离上述物系。离解萃取结晶过程主要包括萃取、反应、沉淀结晶三个步骤，根据待分离组分离解常数和分配系数的不同，选择合适的溶剂、萃取剂即可实现高效分离。 曾凡礼等[5]利用离解萃取技术对含7O% }-BO%对甲酚的甲酚混合物原料液进行分离，最终收率大于90%，产品纯度大于99%。向待分离的甲酚混合物中加入一定量的萃取剂与
《溶液结晶过程研究进展》
溶液结晶过程研究进展 摘要：结晶过程是化工过程中重要的操作单元之一，在介绍结晶过程分类的基础之上，提出影响溶液结晶过程的一系列因素，最后总结了如何合理把握好影响结晶过程中的因素，将会使结晶技术更加成熟与完善。 关键词：溶液结晶；结晶过程；强化 引言 结晶是一种历史悠久的分离技术，是化工制药、轻工等工业生产常用的精制技术，可从均质液相中获得一定形状和大小的晶状固体。结晶过程是化工过程中重要的操作单元之一，为数众多的化工产品及中间产品都是以晶体形态出现的，如一些无机盐晶体、蛋白质晶体、糖、食盐等。许多现代制备技术,例如外延生长、有机模板调制下的结晶、生物矿化、分子和纳米粒子的形成及自组装、大分子结晶等，都基于对结晶过程的有效控制[1]。不仅传统工业结晶操作技术与设备在不断更新，而且新兴行业，如生物工程与生命科学、材料工业、催化剂制造、能源与环境、信息与通讯、电子行业也都离不开结晶技术。工业结晶作为跨世纪发展的化工技术，将成为21世纪高新技术发展的基础手段之一。 溶液结晶过程通过改变操作条件或添加晶种物质使体系中关键组分的溶解度（或过饱度）发生变化，体系由平衡稳定状态转变为非稳定状态，促使新相产生，从而达到结晶物质与体系中其它混合物分离的目的。溶液结晶过程是物质从液态转变为结晶态的过程，要经历两个步骤：结晶成核和晶体生长。结晶成核是在过饱和溶液中生成一定数量的晶核；而在晶核的基础上成长为晶体，则为晶体生长。 1 结晶过程分类 结晶过程可以根据不同的方式进行分类，一般根据过饱和度的产生方式进行分类，如冷却结晶蒸发结晶、超声波结晶和高压结晶等[2]。 冷却结晶主要是使溶液冷却而变得饱和的结晶方法，适用于溶解度随温度的降低而显著下降的物质[3]。冷却结晶有自然冷却结晶、夹套冷却结晶、蛇管冷却结晶、喷雾冷却结晶、自冷冷却结晶、长槽搅拌冷却结晶、真空冷却结晶和外部循环冷却结晶等。 蒸发结晶是通过加热溶液，使溶剂蒸发，改变溶液的浓度，溶液由非饱和状态变为饱和状态，再进入过饱和状态进行结晶操作的过程。蒸发结晶可以分为真空蒸发结晶和恒温蒸发结晶。功率超声是利用超声振动能量，在介质中产生强大的剪切力和高温，以改变物质的组织结构状态、功能或加速这些改变过程，引发或强化机械、物理、化学、生物等过程，提高这些过程的质量和效率，得到理想效果的技术。功率超声与结晶过程的耦合的研究也由来已久，适宜的功率超声能通过影响结晶过程的热力学和动力学过程，从而控制结晶过程，获得不同需求的晶体。关于超声波结晶的作用机理，目前得到普遍认同的具有3种作用机制[4]，即热学机制、机械力学机制和空化机制。 高压结晶是利用加压使物系的液、固相发生相变的一种新型分离精制技术。其优点是生产效率高、处理周期短，可从低浓度物系中分离得到高纯度产品而不受其他操作条件的限制，高压结晶可以提高目的组分回收率。高压结晶对提纯物质的生产率、纯度和收率均有大幅度的提高。虽然高压结晶具有以上优点，但由于高压结晶需要高压设备，导致了设备投资增加，系统维护复杂，且高压相平衡数据难以获得，使高压结晶的工业化应用受到限制。 2 结晶过程影响因素 影响整个结晶过程的因素很多，如溶液的过饱和度、杂质的存在、搅拌速度以及各种物理场等[5]。 超声强化溶液结晶的研究在国内外不是非常多，但已越来越受到一些科研机构和研究人
氟化铵结晶过程的研究
贵州大学 2010届硕士研究生学位论文 氟化铵结晶过程的研究 学科专业：化学工艺研究方向：精细磷化工导 师： 李天祥研究生： 雷 丹 中国﹒贵州﹒贵阳2010年5月
目录 摘要................................................................................................................................I ABSTRACT..............................................................................................................................II 第一章文献综述 (1) 1.1氟化铵的性质、用途和前景 (1) 1.1.1氟化铵的性质 (1) 1.1.2氟化铵的用途 (1) 1.1.3氟化铵的前景 (1) 1.2氟化铵生产方法简介 (1) 1.3用磷肥副产物生产氟化铵的现状，与使用其他原料相比优势 (2) 1.4氟化铵净化方法研究进展 (4) 1.4.1化学沉淀法 (4) 1.4.2结晶法 (5) 1.4.3离子交换法 (5) 1.4.4溶剂萃取法 (5) 1.5结晶法简介、结晶法净化氟化铵研究进展 (6) 1.6本文研究的内容及意义 (6) 1.6.1本文研究的内容 (6) 1.6.2本文研究的意义及目的 (8) 第二章氟化铵溶解度和过饱和度的测定 (10) 2.1溶解度实验部分 (10) 2.1.1实验原理 (10) 2.1.2实验仪器和药品 (10) 2.1.3实验步骤 (10) 2.1.4实验结果与讨论 (11) 2.2过饱和度实验部分 (14) 2.2.1实验原理 (14)
溶析结晶研究进展[1]
收稿日期:2003-12-02 作者简介:鲍 颖(1974-),女,天津人,博士后,主要从事工业结晶的研究。联系人:鲍 颖,电话:(022)27405754,E -mail :chem3baoying @https://www.360docs.net/doc/ed13307209.html, 。 文章编号:1004-9533(2004)06-0438-06 溶析结晶研究进展 鲍 颖 1,2 ,王永莉1,王静康 1 (11天津大学化工学院,天津300072;21天津经济技术开发区企业博士后工作站,天津300457) 摘要:溶析结晶是一种常见的分离提纯方法,广泛应用于化工、医药、食品等行业。近年来人们拓 展了一些新的研究方向,比如显著影响结晶产品性质的溶析剂加入点的混合技术,与超临界流体技术耦合的溶析结晶微粒制造技术。本文从应用开发、动力学、聚集与混合、晶形与多晶型、超临界流体溶析结晶五个方面回顾了溶析结晶的研究进展。关键词:溶析结晶;动力学;混合;晶形;多晶型;超临界流体中图分类号:T Q02816 文献标识码:A Progress in Dilution Crystallization BAO Y ing 1,2 ,W ANG Y ong -li 1,W ANGJing -kang 1 (11School of Chemical Engineering ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China ; 21P ost -D octoral S tation of T ianjin Economic and T echnological Development Area ,T ianjin 300457,China ) Abstract :Dilution crystallization is a usual method for separation and purification.It is widely used in chemical industry ,pharmaceutical industry ,food industry and s o on.S ome new research fields were extended in recent years ,for instance ,study on mixing technique of diluent entrance ,where mixing situation markedly affect crystal characteristics and study on finely crystal preparation by dilution crystallization coupled with supercritical fluid technique.In this paper ,the progress in five aspects including application and development ,kinetics ,mixing and agglomeration ,crystal shape and polym orph and supercritical fluid dilution crystallization were reviewed for dilution crystallization. K ey w ords :dilution crystallization ;kinetics ;mixing ;crystal shape ;polym orph ;supercritical fluid 溶析结晶属溶液结晶范畴。它操作温度低,特别适用于热敏性物质如抗生素、炸药的制备;它能耗低,如溶析结晶NaCl 的能耗比四效蒸发结晶工艺的能耗低29% [1] 。这些显著优点使其在产品的分离 提纯中发挥着越来越重要的作用,由此也带动了溶析结晶技术的进步。除了有关工艺开发和动力学这些工业结晶常规的应用和基础研究外,近年来还拓展了溶析剂入口处的混合技术、超临界流体溶析结晶技术等特有的研究领域。本文将从这几个方面对溶析结晶的发展进行讨论。 1 应用开发 溶析结晶主要应用于热敏性物质的提纯精制,在这方面它具有得天独厚的优势。同时,它使某些 大宗化工产品传统的提纯制备工艺面临着严峻的挑战。以溶析结晶替代蒸发结晶生产NaCl 是非常有前景的。另一个例子是制备无水Na 2C O 3。无水Na 2C O 3的转变温度为109℃,高于其常压水溶液的 沸腾温度。若采用加压蒸发结晶一步得到无水 2004年11月N ov.2004 化 学 工 业 与 工 程CHE MIC A L I NDUSTRY AND E NGI NEERI NG 第21卷 第6期 V ol.21 N o.6
维生素C生产中提取工艺研究进展
维生素C生产中提取工艺研究进展 发表时间：2018-01-20T19:06:29.420Z 来源：《基层建设》2017年第32期作者：朱玲王蕾 [导读] 摘要：综述了维生素C生产中提取的传统工艺和改进工艺，，重点介绍了目前生产常用的超滤法、纳滤法、离子交换法和减压浓缩法等提取技术的分离机理以及各自的优缺点，并指明了提取技术今后的发展方向。 沈阳东北制药设计有限公司辽宁省沈阳市 110027 摘要：综述了维生素C生产中提取的传统工艺和改进工艺，，重点介绍了目前生产常用的超滤法、纳滤法、离子交换法和减压浓缩法等提取技术的分离机理以及各自的优缺点，并指明了提取技术今后的发展方向。研发先进的提取技术，应用于生产，提高古龙酸的质量和收率，也是降低成本、提高VC质量和收率的重要手段。 关键词：维生素C 2-酮基-L-古龙酸超滤膜纳滤减压浓缩 维生素C（化学名L-抗坏血酸，简称VC），是一种人体不能合成的维生素，是世界卫生组织和联合国工业发展组织共同确定的二十六种基本药物之一。主要应用于医药、食品、饲料、化妆品和生化试剂等领域，具有相当广阔的市场前景。 我国目前采用二步发酵法生产VC，其生产过程包括发酵，提取，转化三大步骤，是世界上公认的较先进的生产方法[1]。其中提取工艺中古龙酸的质量和收率对于提高VC的质量和产率有着至关重要的影响。古龙酸，全称2-酮基-L-古龙酸，是维生素C的重要前体。二步发酵法两次发酵以后，发酵液中仅含8％左右的古龙酸，而残留菌丝体、蛋白质、多糖或悬浮微粒等杂质的含量却很高。这使古龙酸的分离提纯比较困难，处理费用较高。因此采用先进的提取技术，提高古龙酸的收率和质量，也是整个VC生产中降低成本、提高收率和增加经济效益的重要手段。 1 传统工艺 1.1 加热沉淀法 加热沉淀法是提取古龙酸的传统工艺。该法采用氢型离子交换树脂柱树脂，调pH至蛋白质的等电点后加热除蛋白。此工艺会能耗大，树脂污染严重，古龙酸因受热遭到破坏，收率低。因此该法已经逐渐被其他分离手段取代。 1.2 化学凝聚法 化学凝聚法是通过加入化学絮凝剂来除去蛋白质、菌体、色素等杂质，避免了加热沉淀时的能耗和有效成分的损失。但仍存在蛋白分离不彻底、染菌处理效果不好、引入新的化学物质增加环境污染以及产品的质量和收率较低的缺点。 2 改进工艺 2.1 超滤法 超滤法[2]是一种现阶段较成熟的膜处理技术。其基本分离原理是根据膜孔大小的不同选择性筛分不同分子量的物质。超滤膜使得发酵液中蛋白质，菌丝体等杂质截留下来，达到分离的目的。该法的优点是污染少、能耗低、古龙酸成分得到了极好的保留、收率高、操作简单、容易实现自动化连续化生产。我国的东北制药厂1995年从丹麦引进目前全国最大膜面积的平板超滤装置后，古龙酸的分离提纯成本得到极大的降低，其收率和生产的自动化、连续化程度也明显提高。其缺点是设备一次性投资较大，膜容易堵塞，装置的通量、抗污染能力尚待提高等。 随着新型膜材料技术的开发，如陶瓷膜、不锈钢膜等的应用，超滤法的应用效果将会进一步的提高，产品的收率和质量也会进一步提高。 2.2 纳滤法 纳滤膜分离[3]是一种相对较新的分离技术。纳滤是一种压力驱动膜分离过程，介于反渗透与超滤之间。古龙酸料液通过膜的截留作用，使料液中约1/2体积的水透过膜被除去，古龙酸被截留，从而提高料液浓度，达到浓缩效果。纳滤膜分离和超滤膜分离一样，过程无相变、能耗低、操作简单，特别适用于热敏性物质的分离和浓缩。同样，纳滤膜也存在容易被污染和堵塞，使操作压力增加、膜通量降低、物料浓缩倍数降低和浓缩周期延长的缺点。 2.3 离子交换法 离子交换法可采用弱碱性离子交换树脂从发酵液中直接提取古龙酸，用甲醇-硫酸溶液洗脱,将洗脱液直接用于甲酯转化,省去浓缩结晶步骤。此法浓缩倍数可达4左右。此外也可将超滤液（古龙酸钠溶液）通过强酸性阳离子树脂离子交换，使古龙酸钠转变成古龙酸。同时蛋白体、色素和部分杂质会被吸附在树脂上，使古龙酸的质量得到大大提高。 目前，有VC厂家引进连续离子交换工艺[4]来替代原“固定床”树脂柱交换工艺。连交工艺具有占地面积小，连续性和自动化程度高，可电脑控制的优点，提高了树脂利用率，减少再生剂、洗脱剂和水的消耗，显著提高了经济效益。连交工艺是目前国际离子交换行业最先进的连续化生产工艺。 2.4 减压浓缩法 古龙酸减压浓缩，用真空泵对浓缩罐抽真空，在保持真空度不低于0.096MPa的状态下，控制蒸发温度低于45℃，使物料中溶剂沸点降低被除去，达到提高物料浓度的过程。此法可降低热敏性物质古龙酸在浓缩时被破坏的程度 早在二十世纪八十年代初，设计人员就将三效蒸发器作为一级浓缩的蒸发设备，不但节约大量能源，而且可由计算机控制，提高了自动化程度并降低了劳动强度。此外随着科学技术的发展，MVR蒸发器作为一种更高效节能的蒸发设备被引入国内，逐渐替代传统蒸发器进入VC生产行业。 3 其他方法 除了上述生产过程中常用的提取方法外，有许多研究机构正致力于溶媒萃取法以及超临界萃取法的研究，希望通过找到合适的萃取剂或利用超临界的气体溶液作为萃取剂，避开一系列繁多的分离操作，将古龙酸直接从发酵液中萃取出来，从而对古龙酸的提取工艺进行根本上的革新[4]。 4 结论 近年由于科学技术的发展带来的技术革新，使古龙酸的提取技术得到较大的提高与发展，但其工艺步骤较多，能耗仍较多，且浓缩过程中古龙酸的热损失仍然存在。所以从根本上解决VC提取工艺操作繁琐、能耗较高、污染环境和收率较低的问题将是今后研究的重要方