工业结晶在精细化工中的应用分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

工业结晶在精细化工中的应用分析

发表时间：2021/3/26 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：曹斌

[导读] 随着科技技术的进步，我国的工业技术也逐步的发展了起来，工业技术的发展直接带动了化学工业中的结晶技术。工业结晶中的精细化结晶技术是现阶段我国化学工业中最具有活力的新兴领域，是化学工业中的新兴技术。

山东益丰生化环保股份有限公司山东滨州曹斌 256500

摘要：随着科技技术的进步，我国的工业技术也逐步的发展了起来，工业技术的发展直接带动了化学工业中的结晶技术。工业结晶中的精细化结晶技术是现阶段我国化学工业中最具有活力的新兴领域，是化学工业中的新兴技术。精细化工作为我国现阶段化工中的重要组成部分，在进行运行的过程中涉及到很多的化学技术和科学方法，工业结晶就是精细化工技术中的重要应用技术。本文首先对精细化工发展的现状进行了简单的阐述，然后对结晶技术从结晶技术的优点和结晶的基本步骤进行的论述，最后是重点阐述了工业结晶在精细化工中的应用分析，从三个方面详细阐述了工业结晶在精细化工的重要应用。
关键词：工业结晶；精细化工；应用分析
        一、精细化工发展现状
        结合大量的调查研究显示，化工技术中的精细化工已经逐渐成为世界发展的主要趋势，随着精细化工在市场上的广泛应用，很多经济较为发达的国家已经结合市场的经济变化和发展需求，不断对化工结构进行调整和革新，在调整和创新过程中，一般以环境和资源以及市场的变化为方向，但不得不提及的是，在对化工结构进行改革的过程中所关注的重点都是以精细化工为中心。我国在确定将精细化工作为化工工业中的重点方向之后，在政策上给予了多种支持，从而为精细化工的发展提供了大量的便利和条件。但是相较于外国的发达国家，我国的精细化工发展还没有成熟，与发达国家还存在较大的差距。除此之外，我国的精细化工所生产出来的产品由于本身起步较晚，所以很难符合市场的需求。对其产生的原因进行深究发现，是因为精细化工本身所生产出来的质量水平不够高，在产品的品种上还比较少，并且化工工业中精细化工技术水平还没有达到标准。造成这一因素的主要原因是由于我国精细化工的生产设备还不够先进，并且从事精细化工的相关人员技术缺乏经验。与其他行业一样，我国的精细化工也分为淡季和旺季，主要由城市的精细化工行业具体情况相结合而决定，但是从总体上来说，波动不大，呈现比较稳定的状态。
        二、结晶技术简介
        结晶技术实际上是一种很古老的技术，随着社会的进步，才将其称为结晶技术。结晶技术又叫做分离技术，利用分离技术可以在化工产业中分离制得纳米级的产品，只可以也在精细化工技术中形成几英时的晶柱，在化工工业中有重要的影响和作用。
        1、结晶技术的优点
        我国传统化学工业在分离物质的过程中通常采用精馏法进行分离，但是利用精馏法这一技术在很多情况下对沸点相近以及对热不敏感的物质都很难用精馏法进行分离。而利用结晶法一般选择凝固点以及性质差别较大的物质，从环保节能来说，结晶法对物质熔融潜热较蒸发的潜热小得多，在耗能上，相较于其他工艺来说，也比较小。采用结晶法不仅环保而且节能。
        2、结晶的基本步骤
        结晶的基本步骤主要是从均一、稳定的溶液中通过温度的变化析出晶体的一个操作，一般在化工技术中的精细化工的一般步骤通常如下：首先是形成过饱和溶液，然后通过温度的变化形成晶核，最后是晶体生长，通过这三个步骤完成基本的结晶工作。
        2.1、过饱和溶液的形成
        在上文中提到，结晶技术主要是的首要步骤就是等待过饱和溶液的形成，过饱和溶液的形成是结晶技术操作的首要条件。我国在化工技术上制备过饱和溶液的一般方法有五种。第一种是利用化学反应法。即通过化学反应的方法形成过饱和溶液。第二中是蒸发法。蒸发法主要是通过升高温度以达到减少溶剂的目的从而形成过饱和溶液。第三种是冷却法。冷却法主要是通过降低温度使溶质在水中的溶解度降低，从而形成过饱和溶液。第四种是盐析法。盐析法主要是通过在溶液中增加盐类，形成过饱和溶液。最后一种是抗溶剂法，即通过技术手段减少溶剂的量时溶液达到饱和。
        2.2、形成晶核
        结晶操作的第一步，过饱和溶液形成之后，就会进入到第二步形成晶核的步骤。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

在过饱和溶液中的分子能量和分子运动的速度具有统计分布的特性。形成晶核的主要原因是由于当分子的能量在某一个区域或者某一个瞬间当布朗运动暂时达到最高的值时会析出微小的固体小颗粒。结晶过程中，结晶的中心就叫做晶核，晶核在结晶的环境下会渐渐成长为晶体。但是需要注意的是，一般在结晶过程中，自动成核的过程概率很小，因而过饱和溶液中形成晶核一般需要借助外界的因素来促进晶核的形成，例如化学上通常采用机械振动和搅拌的方法加快晶核的形成。
        2.3、晶体生长
        在结晶过程中，要想使晶体得到快速的生长，必须要注意将过饱和溶液中的溶质质点在过饱和推动力的作用下，向过饱和溶液中形成的晶核中加入一定量的晶种，使其形成晶种运动，并加快晶核在表面堆积，使晶核或者晶种不断成长为晶体。过饱和溶液中的晶核在形成之后，会立即成长为晶体，但是在晶核成长为晶体的过程中，过饱和溶液中新的晶核依旧在成长，并不断析出新的晶核。过饱和溶液中晶体的大小，直接由晶核的生长速度和晶体的成长速度相决定。具体来说，当过饱和溶液中晶体成长的速度大于晶核成长的速度是，晶体就会成长，并且所得到的晶体比较大且规则。反而言之，当过饱和溶液中的晶体成长的速度小于晶核成长的速度时，所形成的晶体大小参差补习，晶体也比较小、不规则。
        三、工业结晶在精细化工中的应用分析
        工业结晶在精细化工中常用的应用分析主要有三种，第一种是熔融结晶，第二种是沉淀结晶，第三种是溶液结晶。精细化工生产的过程中通常采用这三种进行工艺结晶，下面将一一进行介绍。
        1、熔融结晶
        工业结晶在精细化工中采用的第一种方法是利用熔融结晶。熔融结晶技术如字面意思所见，指的是利用物质的熔点这一性质对化工生产过程中的杂质进行提纯分离，从而使溶液结晶。工业结晶中的熔融结晶具有很多的优点，首先，熔融结晶相较于其他结晶方法来说，具有耗能低的特点，并且能够在低温度的环境中就可以进行结晶。其次，熔融结晶的方式在进行分离提纯的过程中具有高度的选择性，能够利用熔融结晶技术制取出高纯度的化工产品。除此之外，利用熔融结晶技术对我们的环境污染相较于其他的结晶技术更小，具有环保的性能。
        2、沉淀结晶
        沉淀结晶这一方法是我国现阶段在工业结晶上使用得比较广泛的一种方法。随着科技的发展，精细化工技术理念全面推广到市场，精细化工在发展的同时，对化工产品在制作过程对沉淀产物的要求也越来越高。结合现阶段我国对产品沉淀的要求，不断提高沉淀结晶的技术是十分关键的。在结晶工业中，利用沉淀结晶技术进行结晶的过程中，受到的影响因素有很多，比如过饱和溶液中的酸碱饱和度以及各种药品的比例都会影响沉淀结晶技术。
        3、溶液结晶
        溶液结晶是工业结晶在精细化工中的第三种应用手段。工业结晶主要是想要将溶质蒸发出来，因而，在利用溶液结晶的过程中，主要是通过溶质的溶解度来达到结晶的目的。溶液结晶主要是依靠溶解度进行结晶。在溶液结晶的操作过程中，通常需要改变外界的环境使溶液中的成分发生变化，然后将溶质析出来，溶液结晶将溶液的状态进行改变使溶解度发生改变，从而达到结晶的目的。
        四、结语
        工业结晶要想在精细化工中得到广泛的应用，就必须要先弄清楚结晶的原理，首先对结晶技术有一个基本的了解，并能认识到结晶技术在精细化工中的优势。其次，要弄清楚工业结晶中的基本步骤，对每一个步骤有全方位的掌握，最后是要理解工业结晶技术在精细化工中应用过程中对三种结晶技术能够掌握，不管是熔融结晶还是沉淀结晶或者是溶液结晶，都有各自的优缺点，在工业结晶精细化工应用的过程中，要结合具体的产品选择具体的结晶技术。
参考文献：
[1]许奎. 结晶法分离提纯碘苯胺异构体的研究[D].贵州大学,2018.
[2]苏鸣皋. 连续多级逆流分步结晶分离萘—硫茚的研究[D].北京化工大学,2008.
[3]吕志平,李福祥,薛建伟,杜志刚.工业结晶过程控制及节能问题[J].中国氯碱,1998(07):36-37.