对二甲苯悬浮熔融结晶动力学

结晶法是工业上生产对二甲苯的主要方法之一。现有对二甲苯结晶动力学参数均单纯由结晶母液的温度和浓度变化通过非线性优化法而获得,未检测对二甲苯的晶体粒度数据,因而其准确性难以得到保证。本文利用超声在线粒度仪(OPUS)检测对二甲苯晶体的粒度分布,通过添加晶种的间歇悬浮熔融结晶实验,应用矩量变换法测定82%（质量）对二甲苯-间二甲苯体系中的对二甲苯结晶动力学。利用最小二乘法对动力学实验数据进行多元线性回归后得到了对二甲苯结晶动力学方程,研究结果表明,在对二甲苯悬浮熔融结晶过程中,溶液相对过饱和度对对二甲苯晶体成核速率的影响大于对晶体生长速率的影响,搅拌速率对成核过程影响明显,而晶浆悬浮密度对成核速率的影响不大。     

硅橡胶的结晶行为及动力学研究

采用差示扫描量热（DSC）仪测试硅橡胶在温度变化过程中的热行为,并对硅橡胶的非等温结晶动力学和等温结晶动力学进行研究。结果表明：硅橡胶在升温过程中存在冷结晶现象;在降温过程中,结晶峰温度随着降温速率的增大向低温方向移动;等温结晶温度越低,结晶速率越快;Mo法和Avrami法分别适用于硅橡胶的非等温结晶动力学和等温结晶动力学分析。     

黑钛液中七水硫酸亚铁结晶动力学性质

采用平衡法研究了七水硫酸亚铁在黑钛液中的溶解度,通过拟合得到了其溶解度方程,并利用FBRM在线监测溶液结晶情况,测量了其结晶介稳区.通过间歇动态法研究了七水硫酸亚铁的结晶动力学,采用矩量变化法求解了粒数衡算方程,并利用最小二乘法对动力学实验数据进行多元线性回归后得到七水硫酸亚铁成核速率和生长速率方程,结果表明:搅拌速率和降温速率对七水硫酸亚铁结晶过程影响显著,因此,针对搅拌速率和降温速率对结晶工艺的影响进行了分析,并对优化前后七水硫酸亚铁产品进行了对比,发现优化后晶体呈规则的棱形,产品粒度明显增大,小颗粒晶体显著减小.     

层熔融结晶法制备高纯度磷酸

动态层熔融结晶技术净化磷酸,具有分离效率高、能耗低、无污染等优点,绿色环保。采用程序冷冻法研究了动态层熔融结晶净化磷酸过程中的传质、传热、结晶动力学和杂质分布。研究表明,磷酸晶层生长速率随磷酸熔体起始浓度和冷端降温速率的增加而增加,达结晶平衡态时,晶层平均厚度随磷酸熔体起始浓度的增加和降温终点温度的降低而增加,研究建立了晶层的增长速率和平均厚度与过程操作参数的关联模型;晶层传热能力和杂质的分离效率随着磷酸熔体起始浓度和降温终点温度的降低而增加;采用优化的工艺条件,通过一次结晶纯化,可将质量分数为86.79%的磷酸溶液纯度提高至90.8%,杂质氟离子的质量分数由3×10~(-5)下降到4.5×10~(-6),杂质去除率达85%。     

螯合剂对湿法磷酸制备磷酸二氢钾结晶过程影响

湿法磷酸生产成本低,但杂质含量高,以湿法磷酸为原料制得的磷酸二氢钾(KDP)产品质量低。研究利用中和法,以杂质含量高的工业湿法磷酸为原料,制备柱状大颗粒磷酸二氢钾晶体。研究了螯合剂用量、降温速率和搅拌速率对磷酸二氢钾结晶过程的影响,考察了磷酸二氢钾的质量分数、收率、结晶速率和晶体形貌等指标,并进行了母液循环实验。研究结果表明：螯合剂能有效消除杂质离子对结晶过程的抑制作用。结晶的最适宜工艺条件为螯合剂用量0.70%、搅拌速率100 r·min^-1、降温速率0.1℃·min^-1。在此条件下得到的磷酸二氢钾晶体外观为柱状大颗粒,质量分数99.91%,平均粒度1.38 mm,结晶速率0.128 g·min^-1,达到肥料级磷酸二氢钾优等品标准(HG/T 2321—2016);其中磷的单次收率49.86%。母液循环生产的磷酸二氢钾晶体质量分数、晶型和收率等指标全部达标。     

PPS/GF复合材料非等温结晶性能研究

通过差示扫描量热法研究了聚苯硫醚(PPS)/玻璃纤维(GF)复合材料的非等温结晶过程,采用了Ozawa法和R-t法分析了GF质量分数为40%的PPS/GF复合材料的非等温结晶动力学特性。结果表明,随着GF用量的增加,复合材料的结晶度呈现先降低后增加的趋势,结晶速率加快,结晶趋于完善;当GF质量分数为40%时,随着降温速率的提高,复合材料的过冷度和结晶速率增大,结晶变得不完善。Ozawa法和R-t法能够描述GF质量分数为40%的PPS/GF复合材料的非等温结晶行为,Ozawa法计算结果表明,复合材料的Ozawa指数和结晶速率常数均随结晶温度的升高而增大,R-t法计算结果表明不同相对结晶度下降温速率与时间的自然对数间的线性关系良好。     

对二甲苯降膜结晶动力学

降膜结晶是工业生产对二甲苯的重要方法。以多孔介质分形理论为基础开展对二甲苯降膜结晶动力学的研究。通过动力学模型优化实验条件,结晶条件为进料速度为60 ml·min^-1、结晶温度-15℃、原料预冷温度25℃,发汗条件为升温速率1℃·min^-1、发汗终温5℃。在此条件下测定降膜结晶过程中对二甲苯结晶量以及液相夹带量,建立了晶体生长速率方程和液相夹带速率方程,相关系数分别为0.967和0.977,模型可靠。结果表明随着过饱和度的增加,液相夹带速率增长更快,晶层中夹带液相体积分数越大,晶层孔隙率越大。晶体生长速率方程和液相夹带速率方程的建立对工业降膜结晶生产对二甲苯过程中,通过调节液膜过饱和度控制晶层生长具有重要参考意义。     

对二甲苯降膜结晶动力学

降膜结晶是工业生产对二甲苯的重要方法。以多孔介质分形理论为基础开展对二甲苯降膜结晶动力学的研究。通过动力学模型优化实验条件,结晶条件为进料速度为60 ml·min-1、结晶温度-15℃、原料预冷温度25℃,发汗条件为升温速率1℃·min-1、发汗终温5℃。在此条件下测定降膜结晶过程中对二甲苯结晶量以及液相夹带量,建立了晶体生长速率方程和液相夹带速率方程,相关系数分别为0.967和0.977,模型可靠。结果表明随着过饱和度的增加,液相夹带速率增长更快,晶层中夹带液相体积分数越大,晶层孔隙率越大。晶体生长速率方程和液相夹带速率方程的建立对工业降膜结晶生产对二甲苯过程中,通过调节液膜过饱和度控制晶层生长具有重要参考意义。     

影响热溶-冷结晶法制备氯化钾收率的因素与控制

由于热溶-冷结晶法具有制得的产品性能好、对矿源质量要求低等优点,因此在工程化生产中得到了应用。结合热溶-冷结晶法生产实践,对其生产过程中影响氯化钾收率的热溶工序、过滤工序、结晶工序进行分析,提出了提高氯化钾收率的控制要求,即:母液与淡水按质量比2.1~2.4∶1.0配制,过滤Ⅰ的淡水加入量为滤饼质量分数的5%,过滤Ⅱ的母液与淡水的体积比为14∶1左右,结晶过程中的降温速率控制在0.3~0.6℃/min。     

溶液结晶动力学研究进展

结晶动力学的研究一直是结晶过程中的热门话题。通过结晶动力学的研究可以模拟、改进和优化结晶过程,也可以用于结晶器的设计和放大。综述了采用晶体悬浮法研究结晶动力学的进展,其中主要包括成核、晶体生长、聚积和破碎动力学模型的计算。     

环流式碳化塔研究与操作实践

遵循过程不冷却,结晶为控制过程等工艺原则、操作理论和技术路线,在 164×3620环流式碳化塔中分别进行了联合制碱法和氨碱法母液的碳酸化重碱结晶过程模拟试验,介绍了主要条件试验和连续运转120h的试验数据,讨论了晶浆浓度、操作过饱和度、液体环流速度、结晶温度和溶液碳化度等结晶过程工艺参数,考察了二氧化碳吸收传质总系数并比较了塔的二氧化碳吸收容积能力和重碱结晶容积能力,测定了碳酸氢钠平均结疤速度。     

均三甲苯氧化合成间二甲基苯甲酸的宏观动力学

研究了由均三甲苯液相富氧催化氧化制备间二甲基苯甲酸的动力学规律 ,考察了反应时间、温度、通气量和氧浓度等因素对均三甲苯和间二甲基苯甲酸浓度的影响 ,根据双膜理论建立了该反应的宏观动力学模型 ,并由实验数据拟合出模型参数 ,经检验模型计算值能较好地与实验数据相吻合     

磷酸氢钙制备磷酸二氢钾的工艺研究Ⅱ——母液的净化、蒸发和结晶

以明胶厂富产的磷酸氢钙为原料,与硫酸钾在液相中进行复分解反应,得到的母液经净化、蒸发和结晶制备得到磷酸二氢钾。考察了母液净化方式、母液pH、水蒸发量和自然冷却结晶等过程对产品纯度和质量的影响。结果表明:以氢氧化钠作除杂剂,控制母液pH=4.5,水蒸发量为70%（质量分数）,自然冷却结晶得到的磷酸二氢钾产品可以达到国家工业一等品标准。     

真空法动态制冰的非等温结晶动力学

以氯化钠水溶液为制冰溶液,采用真空法制备得到冰浆。从理论上论证非等温结晶动力学模型Jeziorny法和Mo法用于描述冰浆结晶行为的可行性。通过实验测定不同结晶时间下的冰浆含冰率,并建立了冰浆生成过程的非等温动力学方程。研究结果表明：Jeziorny法和Mo法可很好地描述冰浆的非等温结晶过程;Jeziorny模型指数n的值在0.473~0.525间,表明不同实验条件下的结晶机理基本一致,冰晶呈片状增厚生长;Jeziorny模型中的结晶动力学参数K_c、t_0.25和Mo模型中的冷却速率函数F（T）的变化规律均表明高冷却速率可促进冰浆的形成,同时氯化钠的添加会在一定程度上抑制冰晶生长。     

A systematic approach for preferential crystallization of 4-hydroxy-2-pyrrolidone: Thermodynamics, kinetics, optimal operation and in-situ monitoring aspects

A systematic approach has been developed and applied to the preferential crystallization of 4-hydroxy-2-pyrrolidone in isopropanol. The concept of critical supersaturation control was introduced for preferential crystallization process. System thermodynamics, crystallization kinetics, optimal operation and in-situ monitoring were combined and integrated to establish the strategy for the critical supersaturation control. Subsequently, the solubility and metastable zone widths of 4-hydroxy-2-pyrrolidone with different compositions in isopropanol under different cooling rates were determined using an automatic lab reactor (Mettler Toledo LabMax) system equipped with Lasentec Focused Beam Reflectance (FBRM) probe. The crystal nucleation and growth kinetics were measured with s-plane analysis. A modified technique was proposed for size-dependent crystal growth. Based on the thermodynamics properties and crystallization kinetics, a simplified cooling profile was proposed and applied to the critical supersaturation control. The final product's high optical purity, good crystal size distribution, SEM imagines and the in-situ observations, all suggested that the critical supersaturation control was essential and the systematic approach was successful and applicable for preferential crystallization.     

Crystallization kinetics of polyethylene terephthalate. II. Dynamic crystallization of PET

The crystallization behavior of polyethylene terephthalate (PET), was investigated under isothermal and dynamic cooling conditions, as a function of molecular weight, polycondensation catalyst system, and polymerization conditions. Crystallization kinetic parameters were calculated for both cases by utilizing Avrami-type expressions. Analysis of the crystallization kinetic data indicates that the same mechanism is operative under isothermal and dynamic cooling crystallization conditions. The dynamic cooling crystallization method can establish the minimum cooling rate required to produce PET without detectable crystallinity. The results show that the cooling requirements for producing noncrystalline PET are dependent on the molecular weight of the resin, but more importantly, are dependent on the catalyst system used in the polycondensation step. These results are in good agreement with the results obtained under isothermal conditions.