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。     

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。     

百目Vc冷却结晶动力学的研究

对相关的结晶动力学模型进行了筛选,采用间歇动态法中的矩量变换法测定了百目Vc冷却结晶过程动力学,利用最小二乘法进行多元线性回归后得到了动力学参数,通过实验验证了动力学模型的可靠性,并对百目Vc冷却结晶过程的影响因素进行了分析讨论.     

对二甲苯结晶过程的固液相平衡研究

使用Van’t Hoff方程、Hildebrand方程和冰点降低常数法计算了PX-MX二元体系的固液平衡相图,计算结果表明,3种计算方法均与实验结果吻合很好。使用冰点降低常数法计算混合二甲苯多元体系的低共熔点组成,计算结果表明,含有EB的多元体系,其液相不能当作是理想溶液,不含EB的多元体系,其液相可以近似当作是理想溶液,在工业生产分析时,PX-MX-OX-EB可以近似为PX-MX-OX三元体系。根据冰点降低常数法的计算结果,绘制了PX-MX-OX三元体系的固液平衡立体相图,并分析了不同工业原料中对二甲苯的结晶过程,计算结果表明,PX结晶过程的回收率都受到低共熔点的限制,对于PX质量分数为21.5%的低含量进料,PX最大回收率为67%,对于PX质量分数为83.72%的高含量进料,PX最大回收率为97%。     

对二甲苯结晶分离技术进展

总结了工业上现有的对二甲苯(PX)结晶分离技术,霞点介绍了针对高浓度PX原料而开发的对二甲苯熔融结晶分离技术,并对PX结晶分离工艺的开发提出了建议.进料PX浓度是结晶工艺路线选择的关键,而结晶过程的PX晶体粒度控制也十分重要;获得准确的PX结晶动力学数据是整个结晶分离工艺的关键;PX晶体洗涤塔是最有效的晶体提纯装置,将是未来PX结晶分离工艺开发的重点和难点.     

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.     

超声强化对二甲苯结晶特性及调控机理实验

对二甲苯（PX）是石油化工中最重要的芳烃原料之一。随着对PX的需求日益增长,迫切需要开发一种成本更低、效率更高的对二甲苯生产工艺。本文将超声引入到PX结晶过程,分析了不同工况下PX的超溶解度、介稳区宽度和诱导期等数据。基于经典成核理论,探究了PX的结晶特性和超声强化PX的作用机制。结果如下：超声减小了PX结晶过程的介稳区宽度和诱导期,加快了晶体成核速率,并避免了爆发成核。当过饱和度低于1.055时,PX成核机制为非均相成核;当过饱和度高于1.055时,PX为均相成核。晶体生长机制为连续生长。超声降低了PX的临界成核半径和临界成核自由能,也降低了两种成核机制对应的界面张力和表面熵因子,同时提高了体系的扩散系数。当超声功率从0变化到88W时,晶体成核速率常数增大了22.4倍,扩散系数增大了11.86倍。所得结论可为PX结晶工艺的改进提供参考。     

聚乳酸的非等温结晶动力学研究

采用差示扫描量热仪研究了聚乳酸(PLA)样品在5种不同升温速率下的非等温结晶行为,采用Jeziorny法、Ozawa法、Mo法等分析了PLA的非等温结晶动力学。结果表明：随着升温速率的增加,PLA的熔融结晶峰向高温端移动,结晶峰变宽,结晶时间变短,同时结晶也变差。利用Jeziorny法和Mo法求得Avrami指数n和Ozawa指数m,在不同升温速率下,结晶初期的Avrami指数n和Ozawa指数m接近,均处于2～3,说明PLA的均相成核以一维方式为主、二维方式为辅;在升温速率为5～20 K/min时,结晶中期的PLA Avrami指数n>5、Ozawa指数m>3.5,均高于结晶初期的Avrami指数n与Ozawa指数m,表明PLA除了呈现均相成核的三维生长方式之外,还出现了结晶堆积的现象;当升温速率为30～40 K/min时,结晶中期的Avrami指数n和Ozawa指数m均与初期表现一致,Avrami指数n在3.5左右,Ozawa指数m为2.5～3.5,表明该条件下PLA以均相一维和二维2种方式共存结晶。应用Mo法得到的升温速率F(T)随着相对结晶度的增加而增加,表明随着结...     

高流动抗冲PP的结晶特性及结晶动力学

采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪和偏光显微镜研究了5种高流动抗冲聚丙烯(PP)树脂的结晶特性和结晶动力学。结果发现：国产试样的结晶度与晶粒尺寸明显不同于进口试样;在等温结晶条件下。总结晶速率常数和总结晶速率随结晶温度的增加而下降,而结晶半值期增加;在所研究的温度范围内。所有试样的Avrami指数基本为2～3的非整数;在133℃以下,5^#试样的球晶生长速率明显高于其他试样,但在相同结晶温度时,国产试样的总结晶速率大于进口试样。5种试样在抗冲击性能上的差异归因于它们在结晶特性和结晶动力学方面的不同。     

精对苯二甲酸(PTA)结晶动力学

建立了精对苯二甲酸连续多级降压蒸发结晶过程的数学模型,通过工业实验获得了各级结晶器不同操作条件下的产品粒度分布数据,并构造了模型计算值和工业实验值相拟合的优化目标函数,采用单纯形法优化回归得到了精对苯二甲酸结晶动力学参数。研究结果表明,优化回归得到的精对苯二甲酸结晶动力学方程能够较好地模拟PTA连续多级降压蒸发结晶过程。     

PA1212的结晶动力学研究

采用DSC方法研究了PA1212的非等温和等温结晶动力学。Avrami方程可以适用PA1212的等温结晶过程,其Avrami指数为2．51～2．87,等温结晶活化能为-131．9 kJ/mol;在非等温结晶过程中,结晶速率随降温速率的增大而提高,综合利用Avrami方程和Ozawa方程得到Avrami指数与Ozawa指数的比值为1．31～1．49,非等温结晶活化能为-87．96 kJ/mol。结果表明,与其他聚酰胺相比,PA1212较容易结晶。     

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。     

碳酸锂结晶动力学研究

为了更好地指导生产,采用无蒸发恒容间歇反应器对Li2CO3自LiHCO3溶液中的结晶动力学进行了研究。实验结果表明,温度的升高及质量浓度的增大能显著提高结晶速率,低的系统压力及搅拌有利于结晶反应的进行。根据实验数据拟合得到了该结晶过程的宏观动力学方程。晶体的生长机制表明,扩散控制机制是Li2CO3自LiHCO3溶液中生长的主导机制。     

碳酸锂结晶动力学与机理研究

本文对碳酸锂自碳酸氢锂溶液中结晶的过程动力学进行了研究。研究了碳酸锂的结晶速率,包括晶核生长速率、晶粒长大速率与温度和质量浓度之间的关系。实验表明:晶核生长和晶粒长大速率可用二级反应速率方程来描述,并计算出了不同温度、质量浓度下,碳酸锂的结晶速率常数和表观活化能;诱导期与过饱和度之间的关系符合经典的相生成的热力学理论,并以此为依据推导出了晶体表面自由能和临界晶核半径等临界状态的热力学参数。晶体的生长机制表明,Li2CO3自LiHCO3溶液中的结晶主要受扩散机制控制。     

Crystallization kinetics for simulation of processing of various polyesters

The approach to determine crystallization kinetic parameters based on the DSC nonisothermal crystallization experiments is applied to poly(butylene terephthalate) (PBT) and poly(ethylene‐2,6‐naphthalate) (PEN). The differential form of the Nakamura equation and master curve approach are used. The isothermal induction times are obtained from nonisothermal induction times according to the concept of induction time index. The correction of temperature lag between the DSC furnace and the sample is incorporated. The corrected nonisothermal crystallization kinetic data is shifted with respect to an arbitrarily chosen reference temperature to obtain the master curve. By fitting the obtained master curve with the Hoffman‐Lauritzen equation, the model parameters for the crystallization rate constant are obtained. The relative crystallinity measured at different cooling and heating rates is described by these model parameters. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl PolymSci 102: 2847–2855, 2006     

结晶动力学的研究方法

介绍结晶动力学的研究方法,比较了各种方法的特点、存在的问题。