化工原理-结晶原理、方法、设备.ppt

内容提纲 一 结晶原理 二 结晶方法 三 结晶设备 一 结晶原理 4 相平衡与溶解度 3 晶体及特性 1 结晶概述 结晶原理 2 结晶过程的特点 5 晶体的形成过程 一 结晶原理 1 什么是结晶 2 结晶过程的特点 1 能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体 而用其他方法难以分离的混合物系 采用结晶分离更为有效 如同分异构体混合物 共沸物系 热敏性物系等 2 固体产品有特定的晶体结构和形态 如晶形 粒度分布等 3 能量消耗少 操作温度低 对设备材质要求不高 三废排放少 有利于环境保护 4 结晶产品包装 运输 储存或使用都很方便 4 相平衡与溶解度 5 晶体的形成过程 晶体从溶液中形成 不论是通过减少溶剂量还是通过降低温度 首先须使其介质达到过饱和状态 当介质达到过饱和状态后 溶液中便产生细小晶粒 称为晶核 晶核的形成是晶体生长过程必不可少的核心 在过饱和溶液中 溶质质点在过饱和度推动力的作用下 向晶核或加入晶种运动 并在其表面有序堆积 使晶核或晶种不断长大形成晶体 形成过程 介质达到过饱和状态 晶核的形成 晶体的生长 二 结晶方法 4 盐析 溶析 结晶法 盐析 溶析 结晶 向溶液中加入某些物质 以降低溶质在原溶剂中的溶解度 产生过饱和度的方法 盐析剂的要求 能溶解于原溶液中的溶剂 但不 很少 溶解被结晶的溶质 而且溶剂与盐析剂的混合物易于分离 用蒸馏法 NaCl是一种常用的盐析剂 如在联合制碱法中 向低温的饱和氯化铵母液中加入NaCl 利用同离子效应 使母液中的氯化铵尽可能多地结晶出来 以提高结晶收率 5 反应结晶法 气体与液体或液体与液体之间发生化学反应以产生固体沉淀的方法 固体的析出是由于反应产物在液相中的浓度超过了饱和浓度或构成产物的各离子的浓度超过了溶度积的结果 反应结晶过程可分为反应和结晶两步 随着反应的进行 反应产物的浓度增大并达到过饱和 在溶液中产生晶核并逐渐长大为较大的晶体颗粒 反应结晶产生的固体粒子一般较小 要想获得符合粒度分布要求的晶体产品 必须小心控制溶液的过饱和度 如将反应试剂适当稀释或适当延长沉淀时间 作业布置 主要参考资料 1 黄少烈 邹华生 化工原理 D 上海 华南理工大学出版社 2004 2 天津大学化工原理教研室 化工原理 D 天津 天津科学技术出版社 1992 3 朱家骅 叶世超等 化工原理 D 北京 科学出版社 2005 4 黎常宏 万真 结晶工艺及设备的最新进展 J 江西化工 2006 1 37 39