大学精品课件：第9章 其他结晶技术.ppt

1、2023-3-112023-3-12 2023-3-13熔融结晶熔融结晶：根据分离物质之间的凝固点不同而实现根据分离物质之间的凝固点不同而实现结晶分离的过程，用于有机物的分离提纯结晶分离的过程，用于有机物的分离提纯。具有产。具有产品纯度高、能耗低，不需要加入其他溶剂，对环境品纯度高、能耗低，不需要加入其他溶剂，对环境污染小等特点。污染小等特点。近近90%的有机物化合物为低共熔型，与其余的固体的有机物化合物为低共熔型，与其余的固体溶液相比，用熔融结晶法更易于分离。溶液相比，用熔融结晶法更易于分离。70%的化合物熔点在的化合物熔点在0200，只有，只有10%左右低于左右低于0。这意味着大多数有机化

2、合物的结晶，不需使用。这意味着大多数有机化合物的结晶，不需使用昂贵的深度冷冻剂。昂贵的深度冷冻剂。2023-3-14新型熔融结晶技术愈来愈多地用于分离与提取高纯有新型熔融结晶技术愈来愈多地用于分离与提取高纯有机产品，特别是难分离的同分异构体、热敏性物质、机产品，特别是难分离的同分异构体、热敏性物质、共沸物系、提取超纯组分等。在国外已广泛用于分离共沸物系、提取超纯组分等。在国外已广泛用于分离芳香族混合物、脂肪酸、焦油等复杂物系以及生化物芳香族混合物、脂肪酸、焦油等复杂物系以及生化物质提纯等。质提纯等。工业上成功应用推广于混合二甲苯、混合二氯苯、混工业上成功应用推广于混合二甲苯、混合二氯苯、混合硝

3、基氯苯、混合硝基甲苯、粗萘、粗蒽、双酚合硝基氯苯、混合硝基甲苯、粗萘、粗蒽、双酚A、混合甲酚和粗尼龙单体混合物等的分离提纯，最终目混合甲酚和粗尼龙单体混合物等的分离提纯，最终目标产物的纯度均达到标产物的纯度均达到99.19%以上。以上。熔融结晶技术将成为生产高纯度有机化工产品的重要熔融结晶技术将成为生产高纯度有机化工产品的重要技术。将熔融结晶和其他分离技术耦合是目前熔融结技术。将熔融结晶和其他分离技术耦合是目前熔融结晶精制技术研究的热点。晶精制技术研究的热点。2023-3-152023-3-16逐步冷凝法（定向结晶法）逐步冷凝法（定向结晶法）：在冷却表面上从：在冷却表面上从静止的或熔融体滞流膜

4、中徐徐沉析出结晶层。静止的或熔融体滞流膜中徐徐沉析出结晶层。悬浮床结晶法悬浮床结晶法：在有搅拌的容器中从熔融体中：在有搅拌的容器中从熔融体中快速结晶析出晶体粒子，该粒子悬浮在熔融体快速结晶析出晶体粒子，该粒子悬浮在熔融体之中，然后再经纯化、融化而作为产品排出。之中，然后再经纯化、融化而作为产品排出。2023-3-17区域熔炼法区域熔炼法:使待纯化的固体材料，顺序局部加热，使熔融区使待纯化的固体材料，顺序局部加热，使熔融区从一端到另一端通过锭块，以完成材料的纯化或从一端到另一端通过锭块，以完成材料的纯化或提高结晶度，改善材料的物理性质。提高结晶度，改善材料的物理性质。前两种结晶方法用于有机物的分

5、离与提纯，第三前两种结晶方法用于有机物的分离与提纯，第三种用于冶金材料精制或高分子材料的加工。种用于冶金材料精制或高分子材料的加工。99.99对二氯苯对二氯苯、99.95的对二甲苯的对二甲苯、和双酚、和双酚A2023-3-18塔式结晶器塔式结晶器 优点是能在单一的设备中达到相当于若干个分离级优点是能在单一的设备中达到相当于若干个分离级的分离效果，有较高生产能力。一个塔式结晶器有的分离效果，有较高生产能力。一个塔式结晶器有冷凝段、提纯段及熔融段三部分。塔式结晶器操作冷凝段、提纯段及熔融段三部分。塔式结晶器操作原理与精馏塔相似，是在固液两相之间进行。原理与精馏塔相似，是在固液两相之间进行。2023

6、-3-19苏尔寿苏尔寿MW BMW B结晶器结晶器装置的主体设备为立式列管换热器式的结晶器。装置的主体设备为立式列管换热器式的结晶器。结晶器适用于低共熔及固体溶液物系的分离，得到的结晶器适用于低共熔及固体溶液物系的分离，得到的产品纯度非常高。产品纯度非常高。2023-3-110布朗迪提纯器布朗迪提纯器 由提纯段、精制段及回收段组成，其中精制段及回由提纯段、精制段及回收段组成，其中精制段及回收段水平放置，内装刮带式输送器。提纯段垂直放收段水平放置，内装刮带式输送器。提纯段垂直放置，内装缓慢运转的搅拌器。置，内装缓慢运转的搅拌器。2023-3-111是指物质直接从固态变成气态的过程；是指物质直接从

7、固态变成气态的过程；是气态物质直接凝结为固态的过程（是气态物质直接凝结为固态的过程（）。）。升华结晶就是把一个升华组分从含其他不升华组分的混升华结晶就是把一个升华组分从含其他不升华组分的混合物中分离出来。合物中分离出来。容易升华的物质中含有不挥发的杂质时，可方便的用升容易升华的物质中含有不挥发的杂质时，可方便的用升华方法进行精制，用这种方法制得的产品，纯度较高，华方法进行精制，用这种方法制得的产品，纯度较高，在工业生产中已经开始应用。在工业生产中已经开始应用。2023-3-112适用于升华精制工艺提纯的物质通常是固体的蒸汽压较高，适用于升华精制工艺提纯的物质通常是固体的蒸汽压较高，在低于熔点时

8、就可产生足够蒸汽的物质在低于熔点时就可产生足够蒸汽的物质。结构特点结构特点：具有对称结构的非极性物质，其电子云的密度：具有对称结构的非极性物质，其电子云的密度分布比较均匀，偶极距较小，分子间的作用力较弱。分布比较均匀，偶极距较小，分子间的作用力较弱。2023-3-113升华分离特点：升华分离特点：（1）分离毋需溶剂；（分离毋需溶剂；（2）不产生工业）不产生工业废水或废溶剂；（废水或废溶剂；（3）不需要过滤和干燥；（）不需要过滤和干燥；（4）收得率）收得率高、能耗省等优点。高、能耗省等优点。工业生产中很少充分利用升华分离精制的特点，多是对工业生产中很少充分利用升华分离精制的特点，多是对已经过溶剂

9、结晶分离所得的较纯产品再进行一次升华分已经过溶剂结晶分离所得的较纯产品再进行一次升华分离精制，离精制，没有直接充分发挥升华分离方法的效果。没有直接充分发挥升华分离方法的效果。升华方法作为一种新型、混合物的分离及产品的精制的升华方法作为一种新型、混合物的分离及产品的精制的方法日益受到重视，可用于那些不容易被传统操作单元方法日益受到重视，可用于那些不容易被传统操作单元提纯的物质。提纯的物质。2023-3-114：利用固利用固-气平衡原理进行分离。固体混合物每个气平衡原理进行分离。固体混合物每个组分的蒸汽压或挥发度不同，将含有杂质的固体混合物在组分的蒸汽压或挥发度不同，将含有杂质的固体混合物在熔点温

10、度以下加热，利用被分离物质蒸汽压高，杂质蒸汽熔点温度以下加热，利用被分离物质蒸汽压高，杂质蒸汽压低的特点，使被分离物质不经熔化而直接气化，遇冷后压低的特点，使被分离物质不经熔化而直接气化，遇冷后凝固从而达到分离固体混合物的目的。凝固从而达到分离固体混合物的目的。通常总是在低于升华点的温度下进行，此时固体的蒸气压通常总是在低于升华点的温度下进行，此时固体的蒸气压略低于外压略低于外压。：升华点时，：升华点时，晶体表面及其内部均晶体表面及其内部均发生升华，剧烈的发生升华，剧烈的作用易将杂质带入升华物质中。为避免杂质被气体带入升作用易将杂质带入升华物质中。为避免杂质被气体带入升华物中，使升华只发生在固

11、体表面。华物中，使升华只发生在固体表面。2023-3-115被分离的物质不稳定或对温度和氧化作用比较敏感。被分离的物质不稳定或对温度和氧化作用比较敏感。为了制得一定晶型、粒度和外观的产物，需要控制为了制得一定晶型、粒度和外观的产物，需要控制操作条件直接从气相冷凝产生固体。操作条件直接从气相冷凝产生固体。挥发性组分与不易挥发组分混合物必须有较大的挥发性组分与不易挥发组分混合物必须有较大的，并且难挥发组分应对热相对稳定。，并且难挥发组分应对热相对稳定。升华物在固态就有较高的蒸气压升华物在固态就有较高的蒸气压，有利于提高过程有利于提高过程的生产能力的生产能力和混合物体系的回收利用或精制挥发性和混合物

12、体系的回收利用或精制挥发性组分收集。组分收集。2023-3-116常压升华常压升华：常见的方法，适用于蒸汽压很高的固体。：常见的方法，适用于蒸汽压很高的固体。真空升华真空升华：降低外压可以降低升华温度降低外压可以降低升华温度，在常压下不能，在常压下不能升华或升华很慢的物质可以采用真空升华。升华或升华很慢的物质可以采用真空升华。由于升华速率与固体蒸气压和外压的相对大小有关，由于升华速率与固体蒸气压和外压的相对大小有关，当当被分离的物质不稳定或对温度和氧化作用比较敏感时，被分离的物质不稳定或对温度和氧化作用比较敏感时，可采用降低外压来降低升华温度，减少气氛中氧气的含可采用降低外压来降低升华温度，减

13、少气氛中氧气的含量。量。真空升华还可以防止被升华的物质因温度过高分解或在真空升华还可以防止被升华的物质因温度过高分解或在升华时被氧化。金属镁和钐、三氯化钛等都可用此法提升华时被氧化。金属镁和钐、三氯化钛等都可用此法提纯。纯。2023-3-117低温升华低温升华：将温度和压力维持在升华物质的三相：将温度和压力维持在升华物质的三相点以下，使它在很低的压力下升华，经冷凝后捕点以下，使它在很低的压力下升华，经冷凝后捕集在冷阱中而与杂质分离。此法操作简单，产品集在冷阱中而与杂质分离。此法操作简单，产品纯度很高。纯度很高。冷冻升华干燥冷冻升华干燥：采用冷冻升华干燥的方法，可以：采用冷冻升华干燥的方法，可以

14、将农副产物进行脱水干燥，将农副产物进行脱水干燥，抗生素的冷冻干燥抗生素的冷冻干燥。2023-3-118物质在相态转变的过程中，热升华过程一般为吸热物质在相态转变的过程中，热升华过程一般为吸热过程而且要发生体积变化，在升华时外界需要向被过程而且要发生体积变化，在升华时外界需要向被升华固体传热，以提供升华所需的热量。因此升华固体传热，以提供升华所需的热量。因此维持维持升华进行的必要条件为：升华进行的必要条件为：不断向固体传热；不断向固体传热；去除固体升华物表面蒸汽。去除固体升华物表面蒸汽。为使气化得以进行，升为使气化得以进行，升华组份的蒸汽压必须大于它在和固体接触的气相中华组份的蒸汽压必须大于它在

15、和固体接触的气相中的分压。的分压。2023-3-119升华过程主要由传热控制和传质控制升华过程主要由传热控制和传质控制2 2个阶段组个阶段组成，升华过程的生产能力通常决定于总过程中的成，升华过程的生产能力通常决定于总过程中的控制步骤。控制步骤。外界向被升华固体传热外界向被升华固体传热：传统的外界向被升华固体的传热是比较困难的。传统的外界向被升华固体的传热是比较困难的。为强化传热过程，可采用一些方法来改善传热。为强化传热过程，可采用一些方法来改善传热。如固体常以很碎的形状加进升华器，而且在其中如固体常以很碎的形状加进升华器，而且在其中不断地被搅拌；不断地被搅拌；夹带剂气体加以预热夹带剂气体加以预

16、热；对于无热敏感性的材料，可直接烧热，应用微波对于无热敏感性的材料，可直接烧热，应用微波加热，可以显著提高传热速度。加热，可以显著提高传热速度。2023-3-120可升华组分向气可升华组分向气-固相界面的扩散传质过程控制固相界面的扩散传质过程控制：蒸馏和升华之间一个重要区别是挥发组分到达蒸气蒸馏和升华之间一个重要区别是挥发组分到达蒸气-凝聚相界面的方式不同。固体中靠近挥发组分的表面凝聚相界面的方式不同。固体中靠近挥发组分的表面耗损会引起固态扩散，成为过程的控制步聚。耗损会引起固态扩散，成为过程的控制步聚。一般固体中，传质的强化可用一些和改进传热相同的一般固体中，传质的强化可用一些和改进传热相同

17、的措施来实现。措施来实现。从汽化区到凝聚区的过程控制：从汽化区到凝聚区的过程控制：对于真空升华，从升华区至凝聚区的质量传递可能对于真空升华，从升华区至凝聚区的质量传递可能成为过程速率控制步聚。成为过程速率控制步聚。在简单升华中采用连续泵送，可改善传质，在简单升华中采用连续泵送，可改善传质，使用夹带使用夹带剂气体能显著地改善传质。剂气体能显著地改善传质。2023-3-121升华组分的凝聚固体的热流：升华组分的凝聚固体的热流：升华组分在凝聚器冷却表面上成为一个凝聚固体层，升华组分在凝聚器冷却表面上成为一个凝聚固体层，随操作时间的推移，随操作时间的推移，凝聚固体的热传导速率成为过凝聚固体的热传导速率

18、成为过程控制步骤。程控制步骤。由于升华过程的特点以及被处理物料的多样性和影由于升华过程的特点以及被处理物料的多样性和影响升华过程的诸多因素，给工业生产中操作条件的响升华过程的诸多因素，给工业生产中操作条件的确定和优化带来了困难，一般难以完全依赖于实验确定和优化带来了困难，一般难以完全依赖于实验手段研究某种物料升华的操作条件，使升华这一方手段研究某种物料升华的操作条件，使升华这一方法的工业化应用受到了限制。法的工业化应用受到了限制。许多数学模型用来描述升华干燥过程，但多数是准许多数学模型用来描述升华干燥过程，但多数是准稳态模型，通常认为升华过程是传热控制过程。稳态模型，通常认为升华过程是传热控制

19、过程。2023-3-122升华精制工艺大体可分为简单真空法、简单挟带法、升华精制工艺大体可分为简单真空法、简单挟带法、分步真空法及分步挟带法四种。分步真空法及分步挟带法四种。升华精制工艺的核心是使被提纯物质混合物分成两部升华精制工艺的核心是使被提纯物质混合物分成两部分一部分为不挥发组份，一部分由固体变成蒸汽。分一部分为不挥发组份，一部分由固体变成蒸汽。绝大多数常温下呈固态的物质在常温下蒸汽压都较低。绝大多数常温下呈固态的物质在常温下蒸汽压都较低。因此出现早期的简单真空法升华精制工艺。其过程就因此出现早期的简单真空法升华精制工艺。其过程就是加热固体，同时借助真空操作使总压力降低，是加热固体，同时

20、借助真空操作使总压力降低，气气相中主要含有易挥发组份，杂质通常留在固相中。相中主要含有易挥发组份，杂质通常留在固相中。这种单元操作是间歇进行的，生产能力较低。促使寻这种单元操作是间歇进行的，生产能力较低。促使寻找一种能连续操作的升华精制过程。找一种能连续操作的升华精制过程。2023-3-123：利用固体表面气流的流动，降低利用固体表面气流的流动，降低升华物体表面的蒸汽浓度升华物体表面的蒸汽浓度,从而使其蒸汽分压小于平从而使其蒸汽分压小于平衡蒸汽压饱和蒸汽压。衡蒸汽压饱和蒸汽压。图是简单升华过程的综合性示意图。对于真空升华图是简单升华过程的综合性示意图。对于真空升华,图中所示夹带剂气体和淬冷气体

21、的管线都将被删去。图中所示夹带剂气体和淬冷气体的管线都将被删去。2023-3-124升华及冷凝过程涉及气相、固相，无液相存在，在操升华及冷凝过程涉及气相、固相，无液相存在，在操作过程中无对流传热和传质过程，使质量传递和能量作过程中无对流传热和传质过程，使质量传递和能量传递过程的速度大为降低。因此一台理想升华设备必传递过程的速度大为降低。因此一台理想升华设备必须具备：须具备：在操作条件下真空度高、泄漏量少；在操作条件下真空度高、泄漏量少；提供必要的传热面积和较灵敏控制升温速率条件；提供必要的传热面积和较灵敏控制升温速率条件；提供必要的冷凝面积和较灵敏的控制冷却温度条件；提供必要的冷凝面积和较灵敏

22、的控制冷却温度条件；提供生产所需的升华和冷凝的容积和进卸料方便性；提供生产所需的升华和冷凝的容积和进卸料方便性；2023-3-125升华法在工业上应用的升华法在工业上应用的关键技术问题是升华发生关键技术问题是升华发生器、气相冷凝器及物料收集系统的正确选择、设器、气相冷凝器及物料收集系统的正确选择、设计和优化操作计和优化操作，其实质是如何提高换热速度和使，其实质是如何提高换热速度和使设备内的温度分布均匀。设备内的温度分布均匀。升华蒸发器：升华蒸发器：有带夹套的盘式干燥器、真空回转有带夹套的盘式干燥器、真空回转干燥器、真空盘架干燥器。可采用热风输入式；干燥器、真空盘架干燥器。可采用热风输入式；微波

23、加热改善传热。微波加热改善传热。2023-3-126冷凝器的形式冷凝器的形式选择可参照蒸发器的形式来选选择可参照蒸发器的形式来选用，用，主要是要提高传热速度以及便于物料收主要是要提高传热速度以及便于物料收集。集。一般是一些设置有机械刮板、刷子或振一般是一些设置有机械刮板、刷子或振动器以除去凝聚固体的换热设备。动器以除去凝聚固体的换热设备。总之，升华作为一种工业分离和产品精制的总之，升华作为一种工业分离和产品精制的过程，在工业应用中要参照目前的热、质同过程，在工业应用中要参照目前的热、质同时传递的设备正确选择和设计。时传递的设备正确选择和设计。2023-3-1272023-3-1282023-3

24、-129粗萘（工业萘或榨萘）进一步提炼提纯得到的粗萘（工业萘或榨萘）进一步提炼提纯得到的98.5%以上的萘产品。萘在远低于沸点时已具有较以上的萘产品。萘在远低于沸点时已具有较高的蒸气压，使熔化的粗萘进入蒸发器，并保持在高的蒸气压，使熔化的粗萘进入蒸发器，并保持在115-125度之间，液面上萘的蒸气温度低于度之间，液面上萘的蒸气温度低于97度，萘度，萘蒸汽进入升华室，室内温度不超过蒸汽进入升华室，室内温度不超过50度，萘即凝结度，萘即凝结成片状结晶。成片状结晶。萘升华也可在减压下操作，以降低升华温度，增加萘升华也可在减压下操作，以降低升华温度，增加升华产物，提高产品纯度。使原料中的萘与高沸点升华

25、产物，提高产品纯度。使原料中的萘与高沸点油类杂质分离。油类杂质分离。2023-3-130碘是人体必需的微量元素，在医药和工业中都有很碘是人体必需的微量元素，在医药和工业中都有很大用途，并且制取单质碘时工艺复杂，成本昂贵。大用途，并且制取单质碘时工艺复杂，成本昂贵。因此从含碘废液中提取单质碘很有意义。利用氧化因此从含碘废液中提取单质碘很有意义。利用氧化还原反应、碘量法、萃取和升华等方法测定含碘量还原反应、碘量法、萃取和升华等方法测定含碘量及回收单质碘。及回收单质碘。二茂铁是一种高性能的火箭燃料添加剂二茂铁是一种高性能的火箭燃料添加剂，具有显著具有显著的抗爆和消烟助燃作用的抗爆和消烟助燃作用，还可

26、用作聚脂固化的催化，还可用作聚脂固化的催化剂，其特殊的夹心结构和芳香性，对金属有机化学剂，其特殊的夹心结构和芳香性，对金属有机化学的发展起到了巨大的推动作用。早期所用的是化学的发展起到了巨大的推动作用。早期所用的是化学法生产二茂铁，产率低，成本高，且污染严重。法生产二茂铁，产率低，成本高，且污染严重。2023-3-131用环戊二烯与惰性溶剂加导电盐配成电解液、用用环戊二烯与惰性溶剂加导电盐配成电解液、用铁作阳极直接电解合成二茂铁。但这个方法的不铁作阳极直接电解合成二茂铁。但这个方法的不足之处在于电解过程中电极上会出现胶状物质而足之处在于电解过程中电极上会出现胶状物质而影响电流效率，而且不宜于工

27、业化生产。影响电流效率，而且不宜于工业化生产。采用水蒸汽蒸馏和升华的方法进行产品后处理，采用水蒸汽蒸馏和升华的方法进行产品后处理，可提高产品质量，并使电解法制备二茂铁的工艺可提高产品质量，并使电解法制备二茂铁的工艺更易实现工业化。更易实现工业化。2023-3-132有机中间体含硫化合物中的磺酸及其盐类，大多有机中间体含硫化合物中的磺酸及其盐类，大多是固体，易溶于水，且没有特定的熔点，加热至是固体，易溶于水，且没有特定的熔点，加热至高温时易于分解。高温时易于分解。这类产品在生产过程中，要想得到它，就不能采这类产品在生产过程中，要想得到它，就不能采用精馏、结晶等方法来实现；用精馏、结晶等方法来实现

28、；要依靠酸析法、直接盐析法、中和盐析法、脱硫要依靠酸析法、直接盐析法、中和盐析法、脱硫酸钙法、萃取分离等方法来完成。酸钙法、萃取分离等方法来完成。2023-3-133依靠某些芳磺酸在一定浓度的稀硫酸中的溶解度依靠某些芳磺酸在一定浓度的稀硫酸中的溶解度很小这个特性，而将磺化物料加水稀释，磺酸即很小这个特性，而将磺化物料加水稀释，磺酸即可析出。可析出。例如例如4-硝基硝基-2-氯氯-苯磺酸、苯磺酸、4-硝基硝基-2-甲基甲基-苯磺酸，苯磺酸，1，5-蒽醌二磺酸等均可用此法分离。蒽醌二磺酸等均可用此法分离。2023-3-134向稀释后的磺化物中直接加人食盐、氯化钾或向稀释后的磺化物中直接加人食盐、氯

29、化钾或硫酸钠等无机盐类，可使某些磺酸成盐析出硫酸钠等无机盐类，可使某些磺酸成盐析出；也可利用其盐类在不同的无机盐溶液中的溶解也可利用其盐类在不同的无机盐溶液中的溶解度不同的特性，而将他们的各种同分异构体分度不同的特性，而将他们的各种同分异构体分离。离。2023-3-135由由2-萘酚用萘酚用20%发烟硫酸在约发烟硫酸在约80二磺化制取二磺化制取G酸酸（7-羟基羟基-1,3-萘二磺酸萘二磺酸）时。向稀释的磺化物中先）时。向稀释的磺化物中先加入加入KCl溶液，使溶液，使G酸以钾盐形式析出酸以钾盐形式析出，滤出，滤出G盐盐后，再向滤液中加入后，再向滤液中加入NaCl溶液，即可获得其副产溶液，即可获得

30、其副产R盐盐(钠盐钠盐，2-萘酚萘酚-3,6-二磺酸二钠盐二磺酸二钠盐)。用氯化钾、。用氯化钾、氯化钠直接盐析时，有氯化氢气体放出，对设备腐氯化钠直接盐析时，有氯化氢气体放出，对设备腐蚀性强，因此这种方法的应用受到一定的限制。蚀性强，因此这种方法的应用受到一定的限制。OHSO3HHO3SOHHO3SSO3HGROH2023-3-136利用芳磺酸在中和时生成的硫酸钠或其他无机盐，而利用芳磺酸在中和时生成的硫酸钠或其他无机盐，而由于芳磺酸盐类在上述无机盐水溶液中的溶解度大大由于芳磺酸盐类在上述无机盐水溶液中的溶解度大大小于在水中的溶解度，因而促使芳磺酸盐析出来。小于在水中的溶解度，因而促使芳磺酸盐

31、析出来。例如例如-萘酚生产过程中的萘酚生产过程中的-磺酸钠的盐析就用氢氧化磺酸钠的盐析就用氢氧化钠中和。钠中和。OHSO3HSO3Na2023-3-137利用氢氧化钙中和，使生成的硫酸钙沉淀，从而利用氢氧化钙中和，使生成的硫酸钙沉淀，从而与可溶性的磺酸钙分离，此法适于某些多磺酸。与可溶性的磺酸钙分离，此法适于某些多磺酸。此法操作复杂，三废多，且生成的大量石膏要妥此法操作复杂，三废多，且生成的大量石膏要妥善处理等原因，故工业化受到限制。善处理等原因，故工业化受到限制。2023-3-138中间体的盐析过程大多通过测定溶液密度，直接控中间体的盐析过程大多通过测定溶液密度，直接控制溶液过饱和度。制溶液

32、过饱和度。起始溶液密度一般较高，通常都需要用水稀释调整起始溶液密度一般较高，通常都需要用水稀释调整到规定密度。到规定密度。如果溶液密度低，需用密度高的溶液进行混配如果溶液密度低，需用密度高的溶液进行混配，否，否则就必须在盐析时多加盐，以保证晶浆总体密度。则就必须在盐析时多加盐，以保证晶浆总体密度。如间接法生产如间接法生产R R盐是用盐是用R R盐滤液盐析而得。盐滤液盐析而得。2023-3-139加盐过少，溶液密度低，盐析得率低；加盐过少，溶液密度低，盐析得率低；加盐过多，溶液密度高，析出速度快，晶细且加盐过多，溶液密度高，析出速度快，晶细且易形成晶簇，增加了洗涤等后道工序的操作难易形成晶簇，增

33、加了洗涤等后道工序的操作难度，同时度，同时带入过多无机盐杂质带入过多无机盐杂质，影响产品纯度，影响产品纯度和使用质量。和使用质量。加盐量通常为溶液体积百分之几的比例。加盐量通常为溶液体积百分之几的比例。2023-3-140工业生产中：工业生产中：采取搅拌条件下长时间缓慢加盐或分步加盐的方采取搅拌条件下长时间缓慢加盐或分步加盐的方法，法，以防止在局部范围产生过饱和度的波动，维以防止在局部范围产生过饱和度的波动，维持稳定的过饱和度；持稳定的过饱和度；料液稀释时通常用盐析母液料液稀释时通常用盐析母液，利用母液中已有的，利用母液中已有的产品细晶的诱导作用，晶核逐渐长大并诱导产生产品细晶的诱导作用，晶核

34、逐渐长大并诱导产生新的晶核，使结晶过程持续不断，同时在接近饱新的晶核，使结晶过程持续不断，同时在接近饱和状态时，一些极其微小的晶体将自动地溶解，和状态时，一些极其微小的晶体将自动地溶解，而已形成的一些较大晶体则自动地长大。而已形成的一些较大晶体则自动地长大。2023-3-141结晶未开始时搅拌强度大，开始析出时搅拌强度适当小结晶未开始时搅拌强度大，开始析出时搅拌强度适当小些。生产中通常根据不同形式搅拌器，控制不同的搅拌些。生产中通常根据不同形式搅拌器，控制不同的搅拌速度、时间来达到预期的搅拌效果。速度、时间来达到预期的搅拌效果。一般来说，盐析时一般来说，盐析时适当延长搅拌时间，可使盐析过程完成

35、得较好。适当延长搅拌时间，可使盐析过程完成得较好。直接法生产直接法生产R盐，国内一些厂家只搅拌盐，国内一些厂家只搅拌15-30min结束盐结束盐析过程；德国拜耳公司搅拌析过程；德国拜耳公司搅拌15h，盐析收率能达到，盐析收率能达到67-68%，国内只达到，国内只达到45-50%。在搅拌中因磨损而产生的细晶，可通过适当提高盐析温在搅拌中因磨损而产生的细晶，可通过适当提高盐析温度重新溶解加以消除。度重新溶解加以消除。2023-3-142 有机中间体一般均具正溶解度，温度对产品盐析影有机中间体一般均具正溶解度，温度对产品盐析影响较大。响较大。通常高温有助于消除细晶，有助于产品溶解，通常高温有助于消除

36、细晶，有助于产品溶解，低温有助于溶质在晶面上长大（生成粗晶）低温有助于溶质在晶面上长大（生成粗晶）,有助于产有助于产品析出。品析出。例如中间体例如中间体DSD酸（酸（4，4-二氨基二苯乙烯二氨基二苯乙烯-2，2-二二磺酸），盐析温度急冷至磺酸），盐析温度急冷至50时，溶液变浊开始析出，时，溶液变浊开始析出，再慢冷到再慢冷到25，析出量明显增加。，析出量明显增加。H2NNH2SO3HHO3S2023-3-143 温差过大或冷却速度过快会发生温度的激荡，温差过大或冷却速度过快会发生温度的激荡，而在局部区域产生高度的过饱和，引起过量的成核。而在局部区域产生高度的过饱和，引起过量的成核。因此，因此，盐

37、析结晶应适当控制冷却速率和盐析前后温盐析结晶应适当控制冷却速率和盐析前后温度差。度差。通常将热溶液充分搅匀后，快速冷却到过饱和状态通常将热溶液充分搅匀后，快速冷却到过饱和状态,然后放慢冷却速率，结晶开始后，然后放慢冷却速率，结晶开始后，溶液温度由于结溶液温度由于结晶热的放出而有所上升，晶热的放出而有所上升，此时则控制较慢的冷却速此时则控制较慢的冷却速度匀速降温，待大部分溶质在晶种表面上成长以后，度匀速降温，待大部分溶质在晶种表面上成长以后，再增加冷却速率以达到最终温度，让溶液饱和度始再增加冷却速率以达到最终温度，让溶液饱和度始终处于介稳状态，从而控制产品结晶。终处于介稳状态，从而控制产品结晶。

38、2023-3-144 利用一定温度下各种异构体钠盐或镁盐等溶解利用一定温度下各种异构体钠盐或镁盐等溶解度的差异，通过盐析温度的控制，达到异构体分度的差异，通过盐析温度的控制，达到异构体分离的目的离的目的。综上所述，盐析在中间体工业生产中是较为重要综上所述，盐析在中间体工业生产中是较为重要的操作工序。但盐析也同时带来了大量无机盐母的操作工序。但盐析也同时带来了大量无机盐母液，除一部分在生产中循环套用之外，大部分母液，除一部分在生产中循环套用之外，大部分母液还有待于进一步处理和综合利用。液还有待于进一步处理和综合利用。2023-3-1451.1.概念概念：是利用被分离物质与溶剂分子间相互作用力的是

39、利用被分离物质与溶剂分子间相互作用力的差异，通过改变溶剂的性质来选择性地溶解杂质，而使目差异，通过改变溶剂的性质来选择性地溶解杂质，而使目标组分最大限度地从溶剂中晶析出来的过程标组分最大限度地从溶剂中晶析出来的过程。过程特点过程特点：是溶质首先被溶解于一种溶剂中（主溶剂）形：是溶质首先被溶解于一种溶剂中（主溶剂）形成饱和溶液，然后通过添加另一种能与主溶剂完全互溶而成饱和溶液，然后通过添加另一种能与主溶剂完全互溶而与溶质不互溶的第二溶剂（反溶剂），来显著降低溶质的与溶质不互溶的第二溶剂（反溶剂），来显著降低溶质的溶解度，使溶质晶析出来达到分离的目的。溶解度，使溶质晶析出来达到分离的目的。2023

40、-3-146：是选择性的溶解杂质，以提高产是选择性的溶解杂质，以提高产品的纯度；反溶剂的作用则是降低溶质溶解度，品的纯度；反溶剂的作用则是降低溶质溶解度，形成过饱和溶液，提高收率。形成过饱和溶液，提高收率。利用溶析结晶可以生产超微细无定形药物，也可利用溶析结晶可以生产超微细无定形药物，也可以用来分离盐溶液，以降低能耗。以用来分离盐溶液，以降低能耗。2023-3-147：对溶质的溶解性差；对溶质的溶解性差；与溶解溶质的溶剂能够互溶。与溶解溶质的溶剂能够互溶。常用的溶剂有乙醇、丙酮、甲醇、水等。常用的溶剂有乙醇、丙酮、甲醇、水等。：将反溶剂加入到溶液中，即正加法；将反溶剂加入到溶液中，即正加法；另

41、一种是将溶液加入到反溶剂中，即反加法。另一种是将溶液加入到反溶剂中，即反加法。2023-3-148溶析结晶的过饱和度是通过溶析剂（或反溶剂）的加入产溶析结晶的过饱和度是通过溶析剂（或反溶剂）的加入产生的生的。溶析结晶特别是间歇溶析结晶，溶析结晶特别是间歇溶析结晶，溶析剂加入点处的过饱和溶析剂加入点处的过饱和度很高，容易在瞬间产生大量初级晶核并形成聚集体度很高，容易在瞬间产生大量初级晶核并形成聚集体。这这是溶析结晶有别于其它结晶方式的一个显著特点是溶析结晶有别于其它结晶方式的一个显著特点。由于高。由于高过饱和度下快速的成核与生长以及聚集体的形成，很容易过饱和度下快速的成核与生长以及聚集体的形成，

42、很容易大量包藏母液，影响晶体产品的质量。大量包藏母液，影响晶体产品的质量。在某些场合聚集体的发生有明显的负面作用，因此也构成在某些场合聚集体的发生有明显的负面作用，因此也构成溶析结晶的一个研究焦点。溶析结晶的一个研究焦点。2023-3-149产生上述问题的原因在于溶析剂入口处的混合。产生上述问题的原因在于溶析剂入口处的混合。为改善混合状况，新型为改善混合状况，新型喷射进料装置喷射进料装置已成功应用于溶已成功应用于溶析结晶的工业生产中，主要有两种操作模式：一是带析结晶的工业生产中，主要有两种操作模式：一是带外循环的喷射进料模式，另一种是直接喷射进料模式，外循环的喷射进料模式，另一种是直接喷射进料

43、模式，如图如图1 1 和图和图2 2 所示。所示。直接喷射模式形成的晶体结构缺陷较多；直接喷射模式形成的晶体结构缺陷较多；外循环喷射模式提供的湍动强度大，晶体生长速率小，外循环喷射模式提供的湍动强度大，晶体生长速率小，成核多。成核多。2023-3-1502023-3-151加盐精馏、加盐萃取等盐效分离是分离有机溶剂与水形成加盐精馏、加盐萃取等盐效分离是分离有机溶剂与水形成的共沸物、近沸物的有效方法。但得到高纯有机溶剂的同的共沸物、近沸物的有效方法。但得到高纯有机溶剂的同时会产生浓盐水溶液，如何从中回收利用盐是一个亟待解时会产生浓盐水溶液，如何从中回收利用盐是一个亟待解决的问题。决的问题。溶析结

44、晶是回收浓盐水溶液中的无机盐的有效方法溶析结晶是回收浓盐水溶液中的无机盐的有效方法。具有。具有广阔的应用前景。广阔的应用前景。回收盐的通常方法是将盐水溶液蒸发得到盐的结晶。但一回收盐的通常方法是将盐水溶液蒸发得到盐的结晶。但一些盐的结晶水与固体结合得比较牢固，需要很高的温度才些盐的结晶水与固体结合得比较牢固，需要很高的温度才能完全除去结晶水，常压下难以实现。即使能够实现，蒸能完全除去结晶水，常压下难以实现。即使能够实现，蒸发过程的能耗也非常大，而且不适用于热稳定性差的盐。发过程的能耗也非常大，而且不适用于热稳定性差的盐。2023-3-152溶析结晶脱盐过程溶析结晶脱盐过程：在溶析结晶温度下，反

45、溶剂与水完全互溶，而在另一温度在溶析结晶温度下，反溶剂与水完全互溶，而在另一温度下（如常温）反溶剂与水部分互溶、甚至完全不互溶，可下（如常温）反溶剂与水部分互溶、甚至完全不互溶，可改变温度以产生液液分相来回收萃取剂改变温度以产生液液分相来回收萃取剂。2 个设备个设备：即溶析结晶器和反溶剂再生器。：即溶析结晶器和反溶剂再生器。溶析结晶器在结晶温度下工作，加入的反溶剂与水互溶，溶析结晶器在结晶温度下工作，加入的反溶剂与水互溶，使盐形成晶体，而反溶剂携带大量水进入反溶剂再生器，使盐形成晶体，而反溶剂携带大量水进入反溶剂再生器，在再生温度下产生液液分相。将两液相分离，除掉水。再在再生温度下产生液液分相

46、。将两液相分离，除掉水。再生的反溶剂回到结晶器后可循环使用。生的反溶剂回到结晶器后可循环使用。2023-3-1532023-3-154用来提纯分离有机中间体和制备纳米颗粒药物用来提纯分离有机中间体和制备纳米颗粒药物。反溶剂沉淀法制备纳微药物颗粒的影响因素反溶剂沉淀法制备纳微药物颗粒的影响因素：溶剂与反溶溶剂与反溶剂体系的选取、溶剂与反溶剂的体积比、药物溶液的浓度、剂体系的选取、溶剂与反溶剂的体积比、药物溶液的浓度、体系温度等。体系温度等。优点优点：该方法制备纳米药物时，得到的粉体颗粒粒度小，：该方法制备纳米药物时，得到的粉体颗粒粒度小，粒度分布比较均匀，设备投资小，有很好的应用前景。粒度分布比

47、较均匀，设备投资小，有很好的应用前景。缺点：缺点：可互溶的溶剂可互溶的溶剂-反溶剂体系比较难选，特别是对于某反溶剂体系比较难选，特别是对于某些在水中和有机溶剂中溶解度都很小或都很大的药物；此些在水中和有机溶剂中溶解度都很小或都很大的药物；此外，该技术会产生大量的溶剂与反溶剂的混合体系，需要外，该技术会产生大量的溶剂与反溶剂的混合体系，需要回收设备对溶剂和反溶剂进行回收，这将增加生产成本。回收设备对溶剂和反溶剂进行回收，这将增加生产成本。2023-3-155溶析结晶法从邻对位二氯苯混合物中分离提纯对二氯溶析结晶法从邻对位二氯苯混合物中分离提纯对二氯苯的苯的新工艺新工艺：选用乙醇作为主溶剂，水作为

48、析出剂，测定了物系的选用乙醇作为主溶剂，水作为析出剂，测定了物系的溶解度关系，研究了溶剂配比、结晶温度、投料比等溶解度关系，研究了溶剂配比、结晶温度、投料比等工艺操作条件对产品收率和纯度的影响。工艺操作条件对产品收率和纯度的影响。实验证明实验证明：在温度为：在温度为510，溶剂体积比，溶剂体积比(水水/乙醇乙醇)为为0.250.35 的条件下，采用溶析结晶法可从对二氯苯含的条件下，采用溶析结晶法可从对二氯苯含量为量为77%85%的原料中，分离出纯度为的原料中，分离出纯度为99.7%以上的以上的对二氯苯产品，收率可达对二氯苯产品，收率可达75%90%。2023-3-156溶剂为水溶性的溶剂为水溶

49、性的DMF2023-3-157反应结束的后处理中，反应结束的后处理中，文献报道的方法文献报道的方法一般为加水终止一般为加水终止反应，用乙酸乙酯或二氯甲烷等溶剂提取，将提取后的反应，用乙酸乙酯或二氯甲烷等溶剂提取，将提取后的溶剂干燥浓缩得到油状物粗品，柱层析进行纯化，得到溶剂干燥浓缩得到油状物粗品，柱层析进行纯化，得到的精品，产品损失比较大，难用于工业化生产。的精品，产品损失比较大，难用于工业化生产。反应结束后将反应液倾入大量水中，等固体完全析出后反应结束后将反应液倾入大量水中，等固体完全析出后抽滤，得到白色固体真空干燥，粗品纯度可到抽滤，得到白色固体真空干燥，粗品纯度可到80%以上。以上。进一

50、步纯化含量可达进一步纯化含量可达90%以上，满足头孢菌素原料药的以上，满足头孢菌素原料药的要求，收率达到要求，收率达到70%以上。该处理方法简单、价廉，适以上。该处理方法简单、价廉，适合于工业化大生产。合于工业化大生产。2023-3-158反应结晶法：反应结晶法：利用药物的独特分子结构，通过快速的反应，利用药物的独特分子结构，通过快速的反应，形成高的过饱和度，从而生成不溶的沉淀产物。形成高的过饱和度，从而生成不溶的沉淀产物。实用的快速反应：实用的快速反应：（1 1）氨基化合物与羧基化合物进行的酸碱中和反应；）氨基化合物与羧基化合物进行的酸碱中和反应；（2 2）醛与胺形成亚胺的反应，醛与肼形成腙