工业结的晶分离技术研究新进展.pdf

石油化工990717 石油化工 PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 1999年 第28卷 第7期 vol.28No.7 1999 工业结晶分离技术研究新进展 朱洪涛 关键词　结晶　分离　结晶技术　结晶学 ZHU　Hong－tao （SINOPEC　Technology　Company，　Beijing 100029） Keywords： 　　随着航空航天、电子等工业中所采用的新型高强度、各种特殊性能高聚物材料的不 断发展以及诸如医药等民用工业发展的迫切需要，突出了对于材料制备的分离要求。获 得高性能聚合产品的主要障碍在于能否获得高纯度的单体材料，如药物工业中常常由于 药物提炼不纯，微量毒副作用物质的存在使药物的应用达不到应有效果。材料科学与材 料应用的发展需要，往往要求高纯及超高纯产品。近年来随着世界范围内能源紧张及对 环保型生产技术的要求，高效低耗的结晶分离技术日益受到国内外科学界与工业界的广 泛关注，工业结晶技术及相关理论研究亦被推向新的阶段，新型结晶技术及新型结晶器 的开发设计工作取得较大进展，有关结晶机理分析、结晶过程模型化工作及晶体形态研 究等理论方面也取得较大突破。 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］ 首先提出粒数衡算理论，明确指出在模拟和分析结晶过程时，除了要进 　　Larson 行物料、热量衡算和研究成核生长动力学外，亦要特别考虑晶体颗粒的粒数衡算。粒数 衡算理论揭示了结晶过程所涉及的大量物理和化学现象，而这些现象对结晶产品质量、 晶体的二次成核及成长分散有重大影响。该理论现已广泛应用于实验室规模及工业结晶 器的操作分析，推动了结晶工艺设计理论的发展，是工业结晶理论发展的一个里程碑。 ［2］ 中指出：粒数衡算理论可用于连续和间歇结晶系统的评估 Larson在近期发表的文章 和设计，并明确提出了细晶消除及晶体分级脱除限度，在对连续结晶进行过程设计中， 以提高晶体粒度，并可用于分批式结晶器的优化策略。 ［3］ ［4］ ［5］ 、Mnllin、Jong 等人也从粒数衡算基本理论出发，结合动力学 　　Bennet 经验表达式针对不同类型的结晶器作了大量研究工作，提出了多种结晶器简化设计模 型。Tamman研究了自熔融液的结晶过程与成核过程，提出了评价熔融结晶过程以及熔 万方数据 file:///E|/qk/syhg/syhg99/syhg9907/990717.htm（第 1／8 页）2010-3-23 8:19:27 石油化工990717 面动力学绝对速度理论，预测了纯物质的生长速率并关联了二组份熔融液中晶体的生长 ［6］ 速率 。 　　一个值得注意的动向是近年来为数众多的学者在从事结晶理论研究中开始将计算流 体力学（CFD）的方法与粒数衡算理论相结合，通过模拟的方法揭示了沉析动力学和流 ［7］ 等采用搅拌釜式结晶器（Rushton　tank），以 体力学之间的相互作用。如Garside BaCl和NaSO 反应结晶为例，通过数值模拟方法研究了沉析与混合的相互作用，探讨 2 2 4 了BaCl 和NaSO 反应结晶过程中的宏观混合。 2 2 4 2　结晶分离技术的研究进展 　　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 ［8］ 上得已应用或正在推广 。随着国际化工市场的竞争日