普瑞巴林晶型Ⅰ在纯溶剂及丙酮-水混合溶剂中的溶解度测定与关联

通过平衡法测定了283.15~328.15 K温度下普瑞巴林晶型I在水、甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯及丙酮-水混合溶剂中的溶解度,实验结果表明:普瑞巴林晶型I在所测定的所有纯溶剂及丙酮-水混合溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大;在丙酮-水混合溶剂中,溶解度随着丙酮的摩尔分数的增加而降低,在丙酮的摩尔分数达到0.83附近时溶解度最小,接近0。采用修订的Apelblat经验方程和(CNIBS)/Redlich-Kister方程对溶解度数据进行关联,结果令人满意。所得实验数据和拟合模型为普瑞巴林在工业结晶及药物多晶型等方面的研究提供了重要的依据。     

黄藤素溶解度的测定与关联

在黄藤素的提取分离过程中,其在不同溶剂中的溶解度数据对其结晶纯化有重要的指导意义。本文以UV法测定了298.12-313．12K时黄藤素在纯水、甲醇、乙醇、三氯甲烷等不同溶剂中的溶解度数据,为黄藤素的结晶纯化提供了基础的热力学数据。试验结果表明,黄藤素在四种溶剂中的溶解度均随温度的升高而增加。对试验结果采用Apelblat方程进行拟合,其溶解度关联值与试验值比较稳合。     

二苯基亚砜在有机溶剂中的溶解度测定和拟合

在温度288.30~334.32 K、常压条件下,采用合成法测定二苯基亚砜在乙醇、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、氯仿以及一系列浓度的乙醇-水混合溶剂中的溶解度。实验结果表明,在相同温度下,5种纯溶剂中二苯基亚砜的溶解度大小顺序如下,氯仿丙酮甲苯乙酸乙酯乙醇;乙醇-水混合溶剂中溶解度随着乙醇浓度下降而迅速降低;该溶解过程为吸热熵增过程,且随着溶解Gibbs斯自由能增大,溶解度减小。数据采用改进的Apelblat方程和van’t Hoff方程进行拟合,在乙醇-水混合溶剂中的溶解度数据还采用Jouban-Acree方程拟合。拟合结果与实验数据基本吻合。测定的固液平衡数据可为二苯基亚砜的合成与提纯等过程的溶剂选择提供依据。     

甘氨酸在丙酮-水混合溶剂中溶解度的测定与关联

采用平衡法测定了278.15~313.15 K甘氨酸在纯水及丙酮-水混合溶剂中的溶解度;采用Apelbla t经验方程和(CNIBS)/Redlich-Kister方程分别对甘氨酸在纯水和丙酮-水体系中的溶解度数据进行了关联,并对(CNIBS)/Redlich-Kister方程进行了温度影响分析。结果表明,甘氨酸在纯水中的溶解度随着温度的升高而增大;甘氨酸在丙酮-水混合溶剂中的溶解度随着丙酮与水的质量比的增加而变小;当丙酮与水的质量比达到实验中最大值即4时,甘氨酸的溶解度接近于0;在相同丙酮与水的质量比下,甘氨酸的溶解度随着温度升高而有所增大。甘氨酸在纯水及丙酮-水混合溶剂中的溶解度模型关联的标准方差均能达到1×10-4,精度满足工程需要。实验数据及相应模型为甘氨酸结晶过程分析和设计提供了重要依据。     

莱鲍迪苷A溶解度的测定与关联

采用激光动态监测法测定了273.15～318.15 K莱鲍迪苷A在丙酮、无水乙醇、95%乙醇和90%乙醇4种溶剂中的溶解度,并用Apelblat方程、理想溶液方程和多项式经验方程对实验数据进行了关联。结果表明,莱鲍迪苷A在4种溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大,且在不同溶剂中莱鲍迪苷A的溶解度有较大差异,大小顺序为:90%乙醇>95%乙醇>无水乙醇>丙酮;莱鲍迪苷A的溶解度实验数据用Apelblat方程、理想溶液方程和多项式经验方程关联的最大平均相对误差分别为1.75%,3.85%,0.96%。上述结果可以为莱鲍迪苷A的结晶分离过程提供基础热力学数据。     

二苯基亚砜在有机溶剂中的溶解度测定和拟合

在温度288.30～334.32 K、常压条件下,采用合成法测定二苯基亚砜在乙醇、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、氯仿以及一系列浓度的乙醇-水混合溶剂中的溶解度。实验结果表明,在相同温度下,5种纯溶剂中二苯基亚砜的溶解度大小顺序如下,氯仿 > 丙酮 > 甲苯 > 乙酸乙酯 > 乙醇;乙醇-水混合溶剂中溶解度随着乙醇浓度下降而迅速降低;该溶解过程为吸热熵增过程,且随着溶解Gibbs斯自由能增大,溶解度减小。数据采用改进的Apelblat方程和van’t Hoff方程进行拟合,在乙醇-水混合溶剂中的溶解度数据还采用Jouban-Acree方程拟合。拟合结果与实验数据基本吻合。测定的固液平衡数据可为二苯基亚砜的合成与提纯等过程的溶剂选择提供依据。     

Ⅱ晶型利福平在两种混合溶剂中溶解度的测定和关联

使用平衡法测定了288.15～323.15 K时Ⅱ晶型利福平在正丁醇-丙酮和水-丙酮混合溶剂中的溶解度。实验结果表明Ⅱ晶型利福平在两种混合溶剂中的溶解度均随着温度升高而增大;在正丁醇-丙酮混合溶剂中,溶解度随着正丁醇的摩尔分数增加先增大后减小,在摩尔比0.350附近溶解度最大;在水-丙酮体系中,溶解度随着水的摩尔分数增加而增大。使用Apelblat方程、理想状态方程和(CNIBS)/Redlich-Kister方程关联溶解度数据,Apelblat方程关联结果优于理想状态方程,平均相对偏差小于5%。使用修正的van't Hoff方程计算了两种体系的溶解焓、溶解熵和吉布斯自由能。溶解度数据及拟合方程为利福平研究和工业生产提供了基础数据。     

过氧化二异丙苯在乙醇和水中溶解度的测定与关联

冷却结晶法生产过氧化二异丙苯时,经常存在细粉多、晶体聚结和大颗粒晶体产率低等产品质量问题,其根本原因是缺乏准确的溶解度数据,无法对冷却结晶过程进行有效地控制。采用平衡法测定了274.65～303.65 K(1.5～30.5℃)过氧化二异丙苯在不同比例乙醇-水混合溶剂中的溶解度,并用Van’t Hoff方程、Apelblat方程和λh方程对实验数据进行关联。结果表明:过氧化二异丙苯在不同比例乙醇-水混合溶剂中的溶解度随着温度的升高而增加;乙醇是良溶剂,在纯乙醇中溶解度最大;水是不良溶剂,溶解度随着水的比例增加而减小。上述3种模型都可用于关联过氧化二异丙苯的溶解度与温度的关系,相关系数(R~2)均在0.98以上,当水的比例较小时(0%～5%,质量百分比),λh方程的关联效果最好,当水的比例较大时(10%～20%),Apelblat方程的关联效果最好。实验得到的溶解度数据和关联结果对过氧化二异丙苯结晶工艺的优化具有非常重要的意义。     

酒石酸钠二水合物的溶解度测定及关联

用动态法测定了酒石酸钠二水合物在不同质量配比的乙醇-水混合溶剂中的溶解度,以期为酒石酸钠二水合物提供结晶热力学数据。结果表明:酒石酸钠二水合物在乙醇-水混合溶剂中的溶解度随水质量分数和温度的增加而增加,但随着水质量分数的增加,升高温度对酒石酸钠溶解度的增加量逐渐变小。采用Modified Apelblat,Van't-JA及Apel-JA方程对溶解度数据进行了关联,均方根偏差最大为6.24×10~(-4)。所选热力学方程均能很好的关联溶解度数据,其中Modified Apelblat方程的关联效果最好。此外,采用Van't Hoff方程计算了酒石酸钠二水合物在乙醇-水混合溶剂中的表观溶解热力学数据,数据表明其溶解过程为非自发的吸热过程。     

对羟基苯甘氨酸硫酸盐在水-丙酮中溶解度的测定与关联

利用灵敏的激光监视装置,采用恒温溶解法测定了对羟基苯甘氨酸硫酸盐在水-丙酮二元混合溶剂中的溶解度.实验温度范围约为303～323 K,水-丙酮混合溶剂中水的变化范围为0%～100%.在纯丙酮和低含水量的混合溶剂中,对羟基苯甘氨酸硫酸盐溶解度很低.混合溶剂含水9.09%以下时,溶解度随水含量增加略有降低.随着溶剂中水量的进一步增加,溶解度随之增大.在研究的温度范围内,溶质在纯水中的溶解度约为纯丙酮中的50～70倍.同一溶剂中,溶解度随温度升高而增大.用从Clausius-Clapeyron方程推导的理论模型关联溶解度与温度的关系,计算的溶解度和实验值符合良好,平均相对误差1.73%.实验结果可应用于对羟基苯甘氨酸的提纯和优先结晶法拆分工艺.     

β-蒿甲醚在五种有机溶剂中溶解度的测定与关联

采用重量法测量了288.35～322.75 K温度范围内β-蒿甲醚在正丙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯及N, N-二甲基甲酰胺中的溶解度.结果表明β-蒿甲醚在五种有机溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大,但在不同的溶剂中溶解度及其温度敏感性存在一定差异,在N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯和丙酮中的溶解度相对较大,而在正丙醇和异丙醇中的溶解度相对较小但对温度比较敏感.采用经验方程和理想溶液模型对实验数据进行了关联,计算值与实验值吻合良好.上述结果可为蒿甲醚结晶过程溶剂选择提供基础数据.     

两种天然甜味剂甜菊苷和瑞鲍迪苷A在不同溶剂中的溶解度测定

用高效液相色谱（HPLC）法测定了两种天然甜味剂甜菊苷和瑞鲍迪苷A在不同纯溶剂中的固液平衡数据,温度范围为288.15~328.15 K。从实验数据知,所有研究的体系的溶解度均随温度的升高而增大。实验数据用三参数方程和NRTL模型拟合,拟合结果显示,两种模型均有好的拟合结果。由得到的溶解度数据,可指导甜菊苷与瑞鲍迪苷A的分离及结晶纯化溶剂的选择。     

磷酸二氢钾结晶热力学数据的测定及应用研究

采用平衡法和激光法测定了磷酸二氢钾在水中的溶解度和超溶解度,获得了介稳区宽度数据。结合磷酸二氢钾工业装置的蒸发结晶工艺,讨论了结晶热力学实验数据在磷酸二氢钾生产中的应用,对工业结晶操作条件进行了优化。针对产量为1 000 kg/h的磷酸二氢钾工业结晶过程,得到了最佳的料液循环量、加热蒸汽用量和蒸发器的真空度分别为：50.4 m³/h、1 932 kg/h和0.067 MPa。按照所确定的工艺条件进行结晶操作,可以克服粉状结晶、获得粒度均匀的高品质结晶产品。     

Determination and correlation solubility of m-phenylenediamine in (methanol,ethanol, acetonitrile and water) and their binary solvents from 278.15 K to 313.15 K

In this study, the solubility of m-phenylenediamine in four pure solvents(methanol, ethanol, acetonitrile and water) and three binary solvent(methanol + water),(ethanol + water) and(acetonitrile + water) systems were determined in the temperature ranging from 278.15 K to 313.15 K by using the gravimetric method under atmospheric pressure. In the temperature range of 278.15 K to 313.15 K, the mole fraction solubility values of m-phenylenediamine in water, methanol, ethanol, and acetonitrile are 0.0093–0.1533, 0.1668–0.5589,0.1072–0.5356, and 0.1717–0.6438, respectively. At constant temperature and solvent composition, the mole fraction solubility of o-phenylenediamine in four pure solvents was increased as the following order:water b ethanol b methanol b acetonitrile; and in the three binary solvent mixtures could be ranked as follows:(ethanol + water) b(methanol + water) b(acetonitrile + water). The relationship between the experimental temperature and the solubility of m-phenylenediamine was revealed as follows: the solubility of mphenylenediamine in pure and binary solvents could be increased with the increase of temperature. The experimental values were correlated with the Jouyban–Acree model, van't Hoff–Jouyban–Acree model, modified Apelblat–Jouyban–Acree model, Sun model and Ma model. The standard dissolution enthalpy, standard dissolution entropy and the Gibbs energy were calculated based on the experimental solubility data. In the binary solvent mixtures, the dissolution of m-phenylenediamine could be an endothermic process. The solubility data,correlation equations and thermodynamic property obtained from this study would be invoked as basic data and models regarding the purification and crystallization process of m-phenylenediamine.     

Solubility and solution thermodynamics of ammonium dihydrogen phosphate in the water-methanol system

The solubility of ammonium dihydrogen phosphate (MAP) in the water-methanol system is essential for antisolvent crystallization studies. To investigate the effect of methanol on the solubility of MAP in water, the solubility of MAP in the water-methanol system was determined by dynamic method and static equilibrium method at temperatures ranging from 293.2 to 343.2 K at atmospheric pressure. Results showed that the solubility of MAP increased with the increase of temperature and the increase of water mole fraction in the water-methanol system. The experimental solubility data were correlated with the modified Apelblat equation, the combined nearly ideal binary solvent/Redlich-Kister (CNIBS/R-K) model and the Jouyban-Acree model. The calculated results based on these three models were in very good agreement with the experimental data with the average relative deviations of 0.65%, 0.97%, and 5.38%, respectively. Simultaneously, the thermodynamic properties of the MAP dissolution process in the water-methanol system, including Gibbs energy change, enthalpy, and entropy were obtained by the Van't Hoff equation, which can be used to assess the crystallization process.     

Determination and correlation of temperature and pH value dependent solubility of dl-methionine

In order to provide basic data for the crystallization of dl -methionine and understand the thermodynamic properties of dissolution, the solubility of dl -methionine in water was measured by gravimetric method from 294.05 to 347.05 K and the solubility at different pH values under temperature 302.95 to 342.05 K was determined by elemental analysis in this work. The experimental data show that the solubility of dl -methionine increases with increasing temperature as well as more acidic or basic pH values. The van't Hoff equation, modified Apelblat equation, λh equation, Wilson model, NRTL model, and UNIQUAC model were used to correlate the solubility data versus temperature. The melting temperature, enthalpy of fusion, enthalpy and entropy of dissolution were estimated from solubility data and it shows that the expression of solubility by enthalpy and entropy of dissolution gives more reasonable estimation and Wilson model gives a better correlation for these thermodynamic properties.     

果糖结晶过程优化

通过实验筛选得到适合果糖结晶的混合溶剂,利用中通量结晶仪器Crystalline测定了果糖在水-乙醇（水的摩尔分数为0.39）混合溶剂中的溶解度和介稳区,采用Apelblat方程拟合了溶解度数据。基于热力学数据设计了晶种引晶的果糖冷却结晶工艺,过程优化得到的产品收率可达78.2%以上,纯度可达99%以上,晶体形貌规则,表面光滑,粒度分布窄。当晶体粒径大于100 μm时,利用粒度无关生长的粒数衡算方程建立了果糖连续结晶过程的动力学模型,模型表明晶体生长级数大于成核级数。     

Membrane assisted crystallization using reverse osmosis: Influence of solubility characteristics on experimental application and energy saving potential

Membrane assisted crystallization is a promising concept to improve control over the generation of supersaturation and to reduce energy consumption of conventional solvent evaporation. In this work both the practical and theoretical feasibility of membrane assisted crystallization using reverse osmosis (MaC-RO) is investigated with an emphasis on the influence of solubility characteristics. An experimental setup is presented tailored towards reduction of the two main sources of risk for the concept, which are concentration polarization and scaling on the membrane surface. The performance is investigated for two model systems with different solubility behaviour, which are ammonium sulphate and adipic acid both crystallized from water. The latter system shows a much better operational performance. In addition, a model of a continuously operated MaC-RO process is developed and optimized, and the energy consumption as function of solubility characteristics is systematically compared to that of conventional evaporative crystallization. Both the experimental and theoretical study show that MaC-RO has potential for many applications and is economically and practically most suitable for components with a moderate solubility, high molecular weight, and a strong dependency of solubility on temperature.     

碳酸锂在水中的溶解度和超溶解度的测定及热力学分析

固体溶质在溶剂中的溶解度和超溶解度数值决定了结晶介稳区的宽度,而溶质结晶分离过程又是在介稳区中进行操作,因此固体溶质的溶解度和超溶解度在工业结晶中是很重要的基础数据。本文以碳酸锂为溶质,在标准压力条件和283.15~318.15K温度条件下,用重量分析法测定其在水中的溶解度;用激光动态法测定其在一定温度条件下在水中的超溶解度,从而得到碳酸锂在水溶液中的介稳区;结果显示,碳酸锂在水中的溶解度和超溶解度均随温度的升高而减小,介稳区宽度随温度的升高而变窄;其溶解度数据用Van't Hoff方程和修正的Apelblat方程进行了热力学关联计算,结果表明,两种热力学模型对碳酸锂在水中溶解度的关联效果都很好,其中Van't Hoff方程和修正的Apelblat方程的计算值与实验值的平均相对偏差分别为0.54%和0.20%。通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在水中的溶解焓ΔH_d、熔解熵ΔS_d和溶液标准吉布斯自由能变ΔG_d,结果表明该溶解过程为放热熵减小的非自发过程,并且溶解熵变对溶解过程的影响较大。