反应结晶过程中产物粒子粒度分布的模拟（Ⅱ）结晶动力学及体积比的影响

在前文￣［１］的基础上，着重研究了结晶动力学和化学配比等化学特性对反应结晶过程的影响，模拟考察了这些化学特性与混合特性耦合影响效应。结果表明：（１）当成核级数ｈ、体积比一定时，前文所述的临界现象完全由混合特性所决定，而与其他化学特性无关；（２）当成核级数低于１．７７５级时，混合影响的多峰态特征变得不明显。模拟结果还得出临界点位置与间的重要关系可望利用该式进行操作条件的优化设计。     

反应结晶过程中产物粒子粒度分布的模拟 Ⅰ.混合特性的影响

运用湍流理论及流体力学原理，分析了微观混合、湍流扩散、宏观返混的作用机理，并提出用两个无量纲准数为描述这三者之间的作用强弱，通过模型模拟，研究了它们对反应结晶过程中产物粒子的粒度分布的影响规律。结果发现：混合特性的影响具有多峰态特征。所得结果为过程优化提供了依据。     

反应结晶过程研究（Ⅰ）——激光法研究结晶热力学与反应动力学

采用激光测量装置研究了普鲁卡因青霉素在不同温度,不同浓度,不同ｐＨ值的氯化钠水溶液中的溶解与超溶解特性,以及其生成反应的反应动力学,为系统研究普鲁卡因青霉素反应结晶过程提供了一定的热力学和反应动力学基础。     

反应结晶过程研究（Ⅱ）——二次过程及机理分析

通过试验研究和对普鲁因卡青霉素反应结晶过程的基本过程（成核,生成）以及二次过程（老化,聚结,破裂等）的分析,初步掌握了该反应结晶过程的机理。     

间歇结晶过程的分析

本文概要地介绍了用于研究在间歇悬浮结晶器中的结晶动力学和晶体粒度分布（CSD）的实验技术和数据分析的新进展,讨论了包括最大CSD的特征化、累积CSD方法、热响应技术、最大允许成长速率在内的几个简单而有用的方法。     

混合-反应结晶过程(Ⅰ)实验

实验研究了半连续结晶器中混合特性与化学特性对反应结晶过程的影响,实验发现,混合特性对产物粒度分布的影响是非单调的,存在转捩点(criticl point),在该点平均粒径或方差为极小。分析表明,转捩点的出现是微观混合与宏观混合共同作用达到平衡的结果。     

混合-反应结晶过程(Ⅰ)实验

实验研究了半连续结晶器中混合特性与化学特性对反应结晶过程的影响,实验发现,混合特性对产物粒度分布的影响是非单调的,存在转捩点(criticl point),在该点平均粒径或方差为极小。分析表明,转捩点的出现是微观混合与宏观混合共同作用达到平衡的结果。     

苯丙酮酸钠反应结晶过程的数学模拟

建立了苯丙酮酸钠反应结晶过程的数学模型,研究了在苯丙酮酸醚萃取液中滴加稀碱溶液的反应结晶过程;对该过程涉及的湍流扩散宏观返混及界面化学反应进行分析,提出了一种简化、有效的混合模型;并考虑了结晶的团聚和破碎作用;运用离散化的粒数平衡方程可求解得到ＣＳＤ（晶体粒度分布）。该模型得到了实验数据的支持,为进一步的过程优化提供了依据。     

季戊四醇在反应液中的结晶动力学研究

甲醛、乙醛在碱性条件下合成季戊四醇,反应液中含有大量杂质,结晶是实现季戊四醇提纯和关键杂质组分二季戊四醇回收的主要手段。文章用筛析法对工业季戊四醇反应液中的季戊四醇和二季戊四醇结晶动力学特性进行了研究。考察浓缩反应液从80℃降到30℃,结晶时间为8 h,搅拌速度为60 r/min条件下,测得二季戊四醇与季戊四醇的成核速率分别为3.32×106,5.1×105个/(h.L),比值为6.51;季戊四醇与二季戊四醇晶体生长速率分别为0.032 9,0.006 5 mm/h,比值为5.05,以三维体积计为128倍。理论上证明了季戊四醇晶体粒径大、密度小,二季戊四醇晶体粒径小、密度大的原因,与镜检结果一致。为制备高纯季戊四醇工艺提供理论依据,表明可以根据产品的纯度和收率要求,设计相应的工艺条件。     

工业结晶过程中结晶动力学模型探讨

针对工业结晶过程中的溶液结晶部分,探讨了晶体成核和成长的动力学模型,并对模型的应用情况进行了简单的阐述。     

抗氧剂1010结晶过程对产品粒度分布的影响

以甲醇、乙醇、低级醇和蒸馏水混合液为溶剂,实验室制备了抗氧剂1010。考察了晶种、搅拌速率、降温速率和洗涤对结晶产品粒度分布的影响。其适宜的操作条件为:晶种加入量为加入溶质质量的0.8%~1.0%、晶种加入温度为56℃~60℃和搅拌速率为400 r/min~500 r/min。经X-粉末衍射确定,该工艺下的产品晶型为δ型。     

反应结晶制备碳酸锂的粒度及形貌控制

碳酸锂的粒度及形貌决定其性能和应用。通过考察反应结晶温度、进料速率、晶种用量和搅拌速率对碳酸锂产品平均粒径的影响以及添加剂的用量对产品形貌的影响,提供了一种经过优化的制备碳酸锂的反应结晶工艺。通过正交实验确定了反应结晶制备碳酸锂的最佳实验条件：200 mL质量浓度为90 g/L的氯化锂溶液一次性加入反应结晶器内,质量浓度为260 g/L的碳酸钠溶液的加料速率为0.5 mL/min,晶种用量为2%（占碳酸锂理论产量的分数）,搅拌速率为400 r/min,反应温度为80 ℃,添加剂六偏磷酸钠用量为2%（占碳酸锂理论产量的分数）。在此条件下制得的碳酸锂为平均粒径为132 μm、变异系数为51.53%的密实球形产品。研究表明,反应温度对晶体粒度的影响最大,添加剂对晶体的粒度和形貌起到调控作用。     

间歇结晶过程中几种可能的粒度分布

对间歇溶液结晶过程,依据粒数衡算方程,在忽略二次过程如聚集、破碎和老化等且混合良好情况的假设下,采用分离变量方法对粒度相关生长或生长分散的粒度分布进行理论分析,推导出间歇结晶过程中的几个粒数密度与结晶时间和晶体粒度的关系式.这些关系式可以用于间歇结晶过程中,选择合适的晶体生长机理与测定线性晶体生长速率,预测粒度分布与优化结晶过程,以及回归粒度分布.结果表明,本方法在溶液结晶过程中具有良好的应用价值.     

氯氧化铋反应结晶动力学研究

在铋盐水解制备氯氧化铋的反应结晶过程中,控制氯氧化铋晶体成核和生长速率可影响氯氧化铋晶体的形貌、粒径和分散性。为此,选用间歇动态法研究了氯氧化铋晶体成核与生长动力学,采用矩量变换法建立了结晶过程动力学模型,并用最小二乘法对实验数据进行多元线性回归,获取了动力学模型参数。研究结果表明：当氯氧化铋晶体粒度≥3 μm时,其晶体生长速率符合粒度无关生长模型;晶浆悬浮密度和过饱和度对成核速率均有显著影响;溶液过饱和度对成核速率的影响较生长速率的影响更为显著。     

混合-反应结晶过程(Ⅱ)模型及验证

提出了1个包括3种不同尺度的微观混合、细观湍流分散及宏观返混在内的混合反应结晶过程模型,定量模拟了混合反应结晶过程中混合特性因素对产物平均粒径和方差的影响曲线上出现极小值的现象。对产物粒子粒度分布的模型预测与实验结果吻合良好。     

碳酸锂气液固三相反应结晶过程研究

碳酸锂的气液固三相反应结晶过程包含碳酸锂碳化反应和碳酸氢锂溶液的热析分解两个过程。首先对于碳化过程,考察了碳酸锂碳化转化率和反应速率的影响因素;建立并求解构建碳化微观机理模型,进而确定了碳酸锂碳化过程为气体传质控制。对于热析分解过程,研究了碳酸锂晶体产品的粒度分布、晶体形貌和聚结程度等与反应物浓度、温度、搅拌、晶种以及外场等因素的关系,尤其是在超声结晶条件下能够获得形貌完整且不聚结的碳酸锂棒状晶体。最后,揭示了碳酸锂的结垢机理,并基于实验验证提出了光滑表面、介稳区控制和晶种添加等方案可有效抑制结垢。