诱导结晶反应中介稳区的研究_于海斌

影响结晶的因素主要有以下几点：1、浆料的过饱和度，这个主要由温度来控制，温度越低过饱和度越低。

过饱和度越大，则，产生晶核越多，结晶体粒径越小。

2、停留时间，时间越长，则产生的结晶体粒径越大。

停留时间与液位有关，液位越高，停留时间越强。

3、容器的搅拌强度，搅拌越强，容易破碎晶体，结晶体粒径越小4、杂质成分，杂质成分较多，则比较容易形成晶核，结晶体粒径越小。

给一一偏关于结晶理论的文章：结晶及其原理结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。

在化学工业中，常遇到的情况是从溶液及熔融物中使固体物质结晶出来。

结晶是一个重要的化工过程，为数众多的化工产品及中间产品都是以晶体形态出现，如磷肥生产、氮肥生产、纯碱生产、盐类生产、络合物的沉析、有机物生产及胶结材料的固化等。

这是因为结晶过程能从杂质含量相当多的溶液中形成纯净的晶体(形成混晶的情况除外)；此外，结晶产品的外观优美，且可在较低的温度下进行。

对许多物质来说，结晶往往是大规模生产它们的最好又最经济的方法；另一方面，对更多的物质来说，结晶往往是小规模制备纯品的最方便的方法。

结晶过程的生产规模可以小至每小时数克，也可以大至每小时数十吨，有效体积达300m3以上的结晶器已不罕见。

近期在国际上溶液结晶的新进展主要表现在三个方面。

(1)在生物化学的分离过程中广泛采用了溶液结晶技术，如味精、蛋白质的分离与提取等。

(2)在连续和间歇结晶过程中，广泛地应用了计算机辅助控制与操作手段，对于间歇结晶过程借助CAC实现最佳操作时间表，控制结晶器过饱和度水平，使结晶的成核与结垢问题减低到最少；对于连续结晶过程，则藉以连续控制细晶消除，以缓解连续结晶过程固有的非稳定行为——CSD周期振荡问题，稳定结晶主粒度。

(3)结晶器设计模型的最佳化。

由于结晶过程是一个复杂的传热、传质过程，反应结晶(或称反应沉淀结晶过程)尤甚。

在不同的物理(流体力学等)化学(组分组成等)环境下，结晶过程的控制步骤可能改变，反映出不同的结晶行为，均使结晶过程数学模型复杂化。

带你全⾯认识结晶技术，这⼀次真是⼤开眼界结晶分离法是⼀个古⽼⽽⼜现代的分离技术，⽤该技术可以制得纳⽶级的化⼯产品，也可以制得直径达⼏英吋的晶柱。

该技术在化⼯⽣产及⼈们的⽇常⽣产中仍发挥着巨⼤的作⽤。

晶体与结晶结晶是分⼦、原⼦或离⼦的有规则地排列⽅式具有⼀定的熔化温度(熔点)和固定的⼏何形状，在物理性质⽅⾯⼜往往具有各向异性的现象。

晶体是有明确衍射图案的固体，其原⼦或分⼦在空间按⼀定规律周期重复地排列。

晶体中原⼦或分⼦的排列具有三维空间的周期性，隔⼀定的距离重复出现，这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。

晶体可分为三⼤晶族，七⼤晶系如下：⾼级晶族：等轴晶系中级晶族：三⽅晶系、四⽅晶系、六⽅晶系低级晶族：斜⽅晶系、单斜晶系、三斜晶系。

结晶的基本原理将⼀个被溶解物放⼊⼀个溶剂中，由于分⼦的热运动，必然发⽣两个过程：(1)固体的溶解，即被溶解物质(溶质)分⼦扩散进⼊液体内部。

(2)物质的沉积，即溶质分⼦由液体中扩散到固体表⾯进⾏沉积，⼀定时间后，这两种分⼦扩散过程达到动态平衡。

我们将能够与固相处于平衡的溶液称为该固体的饱和溶液。

图中两条曲线将温度—浓度图分成三个区域：(1)稳定区：其浓度等于或低于平衡浓度，在这⾥不可能发⽣结晶。

(2)介稳区：⼜可细分为两个区：第⼀个分区称为亚稳区，位于平衡浓度与低于它就基本上不可能发⽣均相成核的浓度之间；第⼆个分区称为过渡区，与这个区相对应的浓度则是有能⾃发成核的浓度，但不马上发⽣，⽽是要经过某⼀时间间隔才发⽣，总的来说，在介稳区，结晶不能⾃动进⾏，但如加⼊晶体，则能诱导结晶进⾏。

这时，主要是⼆次成核。

这种加⼊的晶体称为晶种。

(3)不稳定区：溶液处于不稳定态，特点是结晶马上开始，均相成核，出现连⽣体和树枝状的结晶。

与这⼀状态相应的浓度是超过过饱和曲线的浓度。

理论：在⼀定的条件下，沉淀（结晶）能否⽣成或⽣成的沉淀是否溶解，取决于该沉淀的溶度积。

当沉淀剂加⼊溶液中时，mAn++nBm-=AmBn（固）↓，形成的离⼦浓度的乘积Q=[An+]m[Bm-]n⼤于沉淀物的溶度积（Ksp），即Q＞Ksp时，形成了过饱和溶液，离⼦通过互相碰撞形成微⼩的晶核——成核过程；晶核形成后溶液中的构晶离⼦向晶核表⾯扩散，并沉积在晶核上——晶核⽣长；晶核就逐渐长⼤成晶粒；晶粒进⼀步聚集、定向排列成晶体，如果来不及定向排列则成为⾮晶粒沉淀。

硝基胍结晶过程介稳区宽度研究徐其鹏;罗志龙;邹高兴;陈松;康超;杨毅【摘要】为了测试硝基胍在硝酸溶液中的介稳区宽度,采用重结晶仪测试溶液的浊度和温度,经计算得到溶解度,分析了硝酸含量、降温速率、饱和温度和搅拌速率对介稳区宽度的影响.结果表明,在硝基胍结晶过程中,介稳区宽度随降温速率的增加和硝酸含量的升高而变宽;随搅拌速率的增加,介稳区宽度变窄;不同饱和温度下,温度越高,介稳区宽度越窄.在实际操作过程中,硝酸质量分数为45％,搅拌速率为150r/min,饱和温度为0℃,降温速率为0.8℃/min时,结晶较宜.用经典成核理论推导了介稳区宽度的模型方程,结果与实验值符合较好,成核级数为0.56.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2015(038)001【总页数】4页(P22-25)【关键词】物理化学;硝基胍;浊度;溶解度;介稳区【作者】徐其鹏;罗志龙;邹高兴;陈松;康超;杨毅【作者单位】西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TQ126;O64引言硝基胍是三基及多基发射药的重要组分，由于其能量高、温度系数低、烧蚀率低及炮口火焰较少，广泛用于枪炮发射药中。

目前硝基胍的生产方法主要是浓硫酸与硝酸胍反应，再经稀释分离获得硝基胍[1-2]。

该法制备的硝基胍粒度、纯度和酸度均不满足GJB1441A-2005《硝基胍规范》要求，需进行重结晶转晶，且产生大量废硫酸，对环境污染严重。

西安近代化学研究所在20世纪80年代提出硝酸法制备硝基胍新工艺，可以一步制备满足晶型、粒度、酸度和纯度要求的硝基胍晶体[3-4]。

硝酸法制备硝基胍过程中，结晶粒度是至关重要的一步，结晶过程的控制直接影响产品的质量[5]。

摘要手性药物的光学纯度和稳定性是其产品质量的重要指标。

在众多手性拆分的方法中，结晶法因其操作简便，经济，一直是人们关注和研究的热点。

本文以抗高血压药物缬沙坦为例，研究了利用优先结晶拆分高共熔点组成的外消旋化合物缬沙坦的过程，并利用诱导结晶工艺改善了其药物的稳定性。

具体内容如下：利用质量法分别测量了不同对映体含量的缬沙坦在乙酸乙酯和混合溶剂（乙酸乙酯：乙醇=99%:1%，m:m）中的溶解度，根据得到的溶解度数据分别绘制了缬沙坦在两种溶剂体系中的溶解度三元相图。

对比两种溶剂体系中的三元相图，判断外消旋体缬沙坦属于外消旋化合物，且其共熔点组成为S:R(R:S)=90%:10%。

此外，测量了91%(S)-V（表示对映体(S)-缬沙坦的摩尔含量为91%）在两种溶剂体系中的溶解度和介稳区，用于设计和实施优先结晶工艺。

根据三元相图确定了待优化纯度为91%(S)-V的初始浓度，并成功在两个溶剂体系中分别实施优先结晶，得到了光学纯度大于99%的产品。

对比两个体系中的实验结果，在混合溶剂中收率更高，且操作区域更大，更易实现优先结晶，确定混合溶剂为该药物优先结晶的较适宜溶剂体系，说明溶剂的选择对药物的手性拆分影响重大。

此外，根据三元相图理论，提出一种用于快速拆分外消旋化合物的结晶优化方法。

在1L反应釜中研究了自发结晶，诱导结晶，反溶剂结晶和造粒工艺对药物缬沙坦原料药稳定性的影响，然后在5L反应釜中放大诱导结晶工艺研究其制剂适应性。

即将缬沙坦原料药按照配方做成胶囊剂型，做三个月加速稳定性试验研究其化学稳定性。

同时将缬沙坦原料药按照配方做成分散片剂型，研究其崩解速率。

最终确定诱导结晶工艺生产的缬沙坦原料药适用于胶囊剂型和分散片剂型的制作。

研究了几种过程分析技术在结晶过程中的应用。

在本文的结晶研究中，将在线红外，浊度计和在线二维成像应用于结晶过程的研究，并取得了良好的成果，说明了过程分析技术对结晶过程的重要性，应该大力发展其在结晶过程中的应用。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期膜调控的头孢呋辛钠溶析-冷却耦合结晶成核介稳区测定及分析张梁，马骥，贺高红，姜晓滨，肖武（大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室，辽宁省石化行业高效节能分离技术工程实验室，辽宁 大连 116024）摘要：溶析-冷却耦合结晶可以提高结晶产率的同时，降低溶析剂的消耗量，是一种高效的耦合分离过程。

传统的溶析结晶传质的界面往往受到宏观混合规模的限制，传质调控通常为亚毫米级，容易爆发成核，导致结晶产品的纯度差、平均粒度小、晶体粒度分布宽，因而需要更精确的调节策略。

本文提出了一种新型的膜辅助溶析-冷却耦合结晶的方法，应用于头孢呋辛钠的结晶过程研究。

其中，聚四氟乙烯（PTFE ）中空纤维膜作为精确添加溶析剂和高效混合的界面，实现过饱和度的均匀分布。

为了对比膜辅助溶析-冷却耦合结晶和传统耦合结晶方式的调控效果，对膜辅助溶析-冷却耦合结晶过程进行更为精确的调控，分别测量了传统和膜辅助条件下溶析-冷却耦合结晶的头孢呋辛钠-水-乙醇体系的介稳区宽度，计算了成核动力学参数。

使用响应面方法和理论模型分析了冷却速率、溶析剂添加速率和溶析剂组分对介稳区宽度的影响，并比较了传统结晶和膜辅助结晶的介稳区特征。

结果表明，膜辅助溶析-冷却耦合结晶的成核级数和成核速率常数（n =2.07，k n =158.15）均小于常规耦合结晶（n =2.45，k n =493.22），成核动力学方面更加温和，可调控性更强。

关键词：膜辅助结晶；介稳区；溶析-冷却耦合结晶；过程强化；响应面方法中图分类号：TQ028.3；TQ028.8 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0260-09Determination and analysis of combined cooling and antisolventcrystallization metastable zone width of cefuroxime sodium withmembrane regulationZHANG Liang ，MA Ji ，HE Gaohong ，JIANG Xiaobin ，XIAO Wu(School of Chemical Engineering, State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian University of Technology, EngineeringLaboratory for Petrochemical Energy-efficient Separation Technology of Liaoning Province, Dalian 116024, Liaoning, China)Abstract: Combined cooling and antisolvent crystallization can improve the crystallization yield whilereducing the consumption of antisolvent, which is an efficient coupled separation process. The interface ofconventional mass transfer for antisolvent crystallization is often limited by the macroscopic mixing scale, and mass transfer regulation is usually sub-millimeter, which is prone to nucleation outbreaks, resulting in poor purity, small average size and wide crystal size distribution of crystalline products, thus requiring more precise regulation strategies. In this paper, a novel membrane-assisted combined cooling and antisolvent crystallization method was proposed and applied to the study of cefuroxime sodium crystallization研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0516收稿日期：2023-04-04；修改稿日期：2023-05-10。

铝氧水合物反应结晶介稳区调控与结晶机理铝氧水合物（AlO(OH)）是一种重要的铝矿物，广泛存在于自然界中。

它的结晶过程和机理是地球科学研究的重要课题之一。

铝氧水合物的反应结晶介稳区对其形成和变质过程具有重要影响，因此对调控和了解其结晶机理至关重要。

铝氧水合物的结晶过程受到多种因素的影响，包括温度、压力、碱度、离子浓度等。

其中，温度和压力是影响结晶介稳区的主要因素。

温度是控制铝氧水合物结晶的重要因素，较低的温度有利于生成更稳定的结晶相。

压力也会影响铝氧水合物的结晶过程，越高的压力有利于形成更稳定的结晶相。

通过调控温度和压力，可以控制铝氧水合物的结晶介稳区。

例如，在高温高压条件下，可以形成较为稳定的氧化铝晶体。

而在低温低压条件下，可以得到氢氧化铝或者次氧化铝等不稳定的相。

此外，离子浓度和碱度也会对结晶介稳区产生影响。

适当的离子浓度和碱度条件有利于形成更稳定的结晶相。

铝氧水合物的结晶机理可以通过实验和数值模拟等方法进行研究。

实验观察和分析结晶过程中物质的变化可以揭示结晶机理。

例如，通过X射线衍射、扫描电子显微镜等技术可以分析铝氧水合物的结晶类型、晶体形态、晶格参数等。

此外，数值模拟方法也可以模拟铝氧水合物结晶的过程和机理。

通过建立适当的模型和计算参数，可以模拟出结晶过程中物质的分布和变化。

根据研究结果，我们可以得出一般的铝氧水合物结晶机理。

首先，原始物质在适当的条件下聚集形成微细颗粒，然后颗粒逐渐增长形成晶体。

在结晶过程中，物质的浓度和温度等变化会影响晶体的形貌和结构。

此外，溶液中的其他溶质也可能与铝氧水合物进行共晶或共沉淀反应，从而影响结晶过程。

总之，铝氧水合物的反应结晶介稳区调控和结晶机理是一个复杂的过程。

通过调控温度、压力、离子浓度和碱度等因素，可以控制铝氧水合物的结晶介稳区。

结晶机理可以通过实验和数值模拟等方法进行研究，揭示了铝氧水合物结晶的过程和机理。

深入理解铝氧水合物的结晶过程和机理，对于矿物资源的开发利用和地质演化研究具有重要意义。

NaCl在NaOH水溶液中的结晶介稳区宽度的理论计算张淑萍;郑平友;余劲松;惠琴;刘芙蓉
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2005(32)12
【摘要】通过对成核机理决定介稳区宽度的计算模型进行修正,建立了适用于NaCl-NaOH-H2O体系的结晶介稳区宽度计算模型,得出NaCl结晶的介稳区宽度,与经典结晶理论相比,计算误差较小,可以对工业氯碱的结晶条件进行理论指导.【总页数】3页(P64-66)
【作者】张淑萍;郑平友;余劲松;惠琴;刘芙蓉
【作者单位】西安交通大学,化学工程系,陕西,西安,710049;齐鲁石化股份有限公司氯碱厂,山东,淄博,255411;西安交通大学,化学工程系,陕西,西安,710049;西安交通大学,化学工程系,陕西,西安,710049;西安交通大学,化学工程系,陕西,西安,710049【正文语种】中文
【中图分类】O6
【相关文献】
1.表面活性剂对氟硅酸钠(钾)在磷酸介质中结晶介稳区宽度的影响 [J], 李军;王燕;张凌之
2.乙醇-水溶液中环丙沙星结晶介稳区宽度的测定 [J], 王龙虎
3.甲醇—水溶液中反丁烯二酸二甲酯结晶介稳区宽度的测定 [J], 王留成;宋成盈
4.L-酒石酸水溶液结晶介稳区和诱导期的测定 [J], 冷一欣;谭倩;黄春香;王俊;韶晖
5.杀虫单介稳区宽度的理论计算 [J], 王燕;王胜群;李军
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