結晶(jing)設備行(xing)業的技術發(fa)展以(yi)及應用
結(jie)(jie)晶是化工分離(li)(li)單(dan)元中一個基本(ben)的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)過程(cheng)(cheng)(cheng),結(jie)(jie)晶過程(cheng)(cheng)(cheng)具有可(ke)以(yi)分離(li)(li)出高純或超純的(de)(de)(de)(de)晶體、能(neng)耗較低且操作安全等(deng)優(you)點,隨著人們對結(jie)(jie)晶技(ji)術的(de)(de)(de)(de)研究,結(jie)(jie)晶過程(cheng)(cheng)(cheng)也(ye)越來越多地與其它工藝(yi)過程(cheng)(cheng)(cheng)相(xiang)結(jie)(jie)合(he),由此出現(xian)了結(jie)(jie)晶藕合(he)技(ji)術,它可(ke)以(yi)解決簡(jian)單(dan)單(dan)元操作—精餾、萃取、吸(xi)附(fu)等(deng)不能(neng)解決的(de)(de)(de)(de)問題,在分離(li)(li)新(xin)產品的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)中有著非常重要的(de)(de)(de)(de)作用。
1、超臨界(jie)流(liu)體(ti)結晶(jing)技(ji)(ji)術(shu)(shu):超臨界(jie)流(liu)體(ti)(SCF)是(shi)指物質(zhi)處于(yu)臨界(jie)溫(wen)度(du)和臨界(jie)壓力(li)以上時的(de)特(te)殊(shu)狀態(tai),是(shi)一(yi)種非凝聚(ju)性(xing)的(de)高密度(du)流(liu)體(ti),具有獨特(te)的(de)物理(li)化學性(xing)質(zhi)。利(li)用(yong)SCF結晶(jing)可(ke)以得(de)到粒度(du)分布均勻且純(chun)度(du)高的(de)晶(jing)體(ti),可(ke)用(yong)于(yu)制備特(te)殊(shu)材(cai)料和結晶(jing)分離熱(re)敏性(xing)物質(zhi)等。SCF結晶(jing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)作為一(yi)種嶄新的(de)結晶(jing)分離技(ji)(ji)術(shu)(shu),根據分離方(fang)法的(de)不同,可(ke)分為超臨界(jie)溶液快(kuai)速膨脹結晶(jing)法(RESS) ,超臨界(jie)流(liu)體(ti)抗溶劑結晶(jing)法(SAS)以及超臨界(jie)流(liu)體(ti)梯度(du)結晶(jing)分離法等。
2、鼓(gu)泡(pao)結晶技(ji)術:基于(yu)精餾塔分(fen)離(li)一硝基甲苯過程中存在塔的高度(du)大、填(tian)料造(zao)(zao)價高、分(fen)離(li)能(neng)力(li)受塔的直(zhi)徑制約、維(wei)修(xiu)難度(du)大、能(neng)源(yuan)消耗多(duo)、工藝操作要求嚴格等(deng)問題,遼(liao)寧北方錦化聚(ju)氨(an)醋有限公(gong)司的王志(zhi)偉「l4]對現有技(ji)術進行改(gai)造(zao)(zao)并提出(chu)了鼓(gu)泡(pao)結晶技(ji)術。鼓(gu)泡(pao)結晶技(ji)術集中體(ti)現在鼓(gu)泡(pao)結晶器這(zhe)臺設備(bei)(bei)上,該設備(bei)(bei)的結構(gou)分(fen)三(san)個部(bu)(bu)(bu)分(fen),第一部(bu)(bu)(bu)分(fen)即是設備(bei)(bei)的上部(bu)(bu)(bu),為(wei)集氣分(fen)配 腔,第二部(bu)(bu)(bu)分(fen)為(wei)氣體(ti)收集排除腔,第三(san)部(bu)(bu)(bu)分(fen)為(wei)鼓(gu)泡(pao)結晶工作部(bu)(bu)(bu)分(fen)。
鼓(gu)泡結晶技術的優(you)點主要包括三方面:
1)鼓(gu)泡(pao)結晶(jing)器(qi)是在氣體鼓(gu)泡(pao)作用的同時完成結晶(jing)過(guo)程(cheng)的,增強了傳(chuan)質、傳(chuan)熱(re)的效果,加(jia)速(su)結晶(jing)過(guo)程(cheng),縮短結晶(jing)作業(ye)周期。
2)用折(zhe)流(liu)桿代(dai)替折(zhe)流(liu)板,液體在流(liu)動(dong)過程中(zhong)基本上(shang)沒有層流(liu)現象,這(zhe)樣(yang)(yang)既增強(qiang)了傳(chuan)熱(re),又減少流(liu)體污(wu)垢在換(huan)(huan)熱(re)管表面沉積,增強(qiang)換(huan)(huan)熱(re)管 傳(chuan)熱(re)效果,液體經過每(mei)層折(zhe)流(liu)桿都是一樣(yang)(yang),使得(de)結(jie)晶器(qi)的換(huan)(huan)熱(re)面積得(de)以(yi)大限度(du)地發(fa)揮作用。
3)冷卻水采(cai)(cai)用等阻力降(jiang)分(fen)配,鼓泡(pao)結晶(jing)器的(de)冷卻水進口和出口均采(cai)(cai)用了等阻力降(jiang)分(fen)配的(de)原理,使得冷卻水在(zai)列管周圍均勻分(fen)布,有效(xiao)地提高了換熱面積的(de)利用率(lv)。
3、誘(you)導(dao)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)沉(chen)淀(dian)(dian)技(ji)(ji)術:誘(you)導(dao)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)沉(chen)淀(dian)(dian)技(ji)(ji)術是(shi)指(zhi)在沉(chen)淀(dian)(dian)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)體(ti)系中加(jia)入(ru)有(you)(you)誘(you)導(dao)作用的(de)(de)(de)固體(ti)雜(za)質(zhi)(zhi)以促使(shi)(shi)沉(chen)淀(dian)(dian)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)、沉(chen)降(jiang)迅速進行(xing),加(jia)入(ru)的(de)(de)(de)固相物質(zhi)(zhi)稱(cheng)為(wei)(wei)誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。誘(you)導(dao)沉(chen)淀(dian)(dian)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)方式有(you)(you)流化床(chuang)(chuang)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)誘(you)垢載體(ti)沉(chen)積(ji)式除垢和(he)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)沉(chen)淀(dian)(dian)一(yi)膜濾技(ji)(ji)術。其中,流化床(chuang)(chuang)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)技(ji)(ji)術主要(yao)(yao)使(shi)(shi)用三種結(jie)(jie)晶(jing)(jing)器(qi),分(fen)(fen)別為(wei)(wei)流化床(chuang)(chuang)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)器(qi)(CFBC)、粒(li)(li)丸(wan)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(Pellet reactor)、流化床(chuang)(chuang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(FBI,技(ji)(ji)術核心是(shi)在反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)底部(bu)填(tian)充(chong)適當(dang)的(de)(de)(de)粒(li)(li)狀誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(通(tong)(tong)常為(wei)(wei)0.3 }-1.0~的(de)(de)(de)砂粒(li)(li)),用泵(beng)將水(shui)或(huo)廢水(shui)通(tong)(tong)入(ru)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)底部(bu)并使(shi)(shi)誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)處(chu)于(yu)流化態,加(jia)入(ru)化學(xue)試劑(ji)使(shi)(shi)目標(biao)組分(fen)(fen)在誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)上沉(chen)淀(dian)(dian)結(jie)(jie)晶(jing)(jing),隨著沉(chen)淀(dian)(dian)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)、誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)不斷(duan)增長、變重(zhong),逐漸沉(chen)降(jiang)到反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)底部(bu),定期放(fang)出一(yi)定大顆粒(li)(li)的(de)(de)(de)誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao),其含水(shui)率低,無(wu)需(xu)脫水(shui)或(huo)干(gan)化處(chu)理(li)。誘(you)垢載體(ti)沉(chen)積(ji)式除垢技(ji)(ji)術已用于(yu)防止地(di)(di)熱(re)水(shui)系統(tong)的(de)(de)(de)CaCO}結(jie)(jie)垢,其特征是(shi)在容器(qi)內部(bu)放(fang)置(zhi)一(yi)些條(tiao)狀物質(zhi)(zhi)作為(wei)(wei)誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao),當(dang)有(you)(you)結(jie)(jie)垢趨勢的(de)(de)(de)地(di)(di)熱(re)水(shui)流經該裝置(zhi)時,其中含有(you)(you)的(de)(de)(de)成垢物質(zhi)(zhi)大部(bu)分(fen)(fen)會沉(chen)積(ji)在誘(you)垢載體(ti)材(cai)(cai)料(liao)(liao)上,出水(shui)不再結(jie)(jie)垢或(huo)只有(you)(you)少許(xu)結(jie)(jie)垢。結(jie)(jie)晶(jing)(jing)沉(chen)淀(dian)(dian)一(yi)膜濾技(ji)(ji)術使(shi)(shi)用0.1 }-50 N.,m的(de)(de)(de)誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao),通(tong)(tong)過攪拌(ban)混合物料(liao)(liao)使(shi)(shi)目標(biao)物沉(chen)淀(dian)(dian)結(jie)(jie)晶(jing)(jing),然后通(tong)(tong)過孔(kong)徑為(wei)(wei)30 nm^-25 },m的(de)(de)(de)膜濾裝置(zhi)實現固液分(fen)(fen)離,誘(you)晶(jing)(jing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)(wei)膨(peng)潤(run)土(tu)、石(shi)英砂、硅酸鹽、硅藻等(deng)。
4、離(li)(li)(li)解萃取結晶(jing)(jing)技(ji)術(shu)(shu):離(li)(li)(li)解萃取結晶(jing)(jing)技(ji)術(shu)(shu)是(shi)一(yi)種(zhong)新型的(de)(de)(de)適用于(yu)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)物(wu)(wu)性相(xiang)(xiang)近的(de)(de)(de)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)特別是(shi)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)同分(fen)(fen)(fen)(fen)異構體與(yu)熱敏物(wu)(wu)料的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效方法,它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)雙(shuang)相(xiang)(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)技(ji)術(shu)(shu),根據混(hun)合物(wu)(wu)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)間分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)(pei)系數(shu)(shu)(shu)與(yu)離(li)(li)(li)解常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同,可(ke)(ke)應(ying)用于(yu)有(you)(you)(you)機(ji)酸或堿的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)。一(yi)個(ge)單級的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)解萃取過程中(zhong)的(de)(de)(de)平衡混(hun)合物(wu)(wu)體系包括待(dai)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)相(xiang)(xiang)與(yu)溶劑(ji),其中(zhong)溶劑(ji)是(shi)由水(shui)(shui)和與(yu)水(shui)(shui)不(bu)(bu)(bu)相(xiang)(xiang)溶的(de)(de)(de)液體形成的(de)(de)(de)混(hun)合溶劑(ji),水(shui)(shui)相(xiang)(xiang)中(zhong)含有(you)(you)(you)一(yi)定量的(de)(de)(de)中(zhong)和試劑(ji),恰好可(ke)(ke)以中(zhong)和有(you)(you)(you)機(ji)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)強組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)。待(dai)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)按其分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)(pei)系數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu) 同,在有(you)(you)(you)機(ji)相(xiang)(xiang)和水(shui)(shui)相(xiang)(xiang)之間進(jin)行分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)(pei),水(shui)(shui)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)中(zhong)和試劑(ji)按照(zhao)待(dai)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)解常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同而優(you)先與(yu)強組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)反應(ying),生成不(bu)(bu)(bu)溶于(yu)有(you)(you)(you)機(ji)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)鹽后保存于(yu)水(shui)(shui)相(xiang)(xiang),則(ze)水(shui)(shui)相(xiang)(xiang)中(zhong)富(fu)含強組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)生成的(de)(de)(de)鹽,有(you)(you)(you)機(ji)相(xiang)(xiang)中(zhong)富(fu)含弱酸C}彭(peng),這樣就可(ke)(ke)以將待(dai)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)離(li)(li)(li)解常(chang)(chang)數(shu)(shu)(shu)與(yu)分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)(pei)系數(shu)(shu)(shu)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)加以分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)。
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