熔融結晶技術
一、技術簡介
熔融結晶技術是一種新型的化工分離技術,它是根據混合物各組分的熔點不同,通過多級精準控制混合物料的溫度,利用混合物的固液相平衡關系,使目標產物從熔體內析出而達到精制提純的目的。
熔融結晶技術集多相傳熱和傳質甚至化學反應于一體,廣泛應用于化工中間體、醫藥中間體、生化制品的精制提純。
二、技術背景
熔融結晶技術作為一種綠色分離技術,具有高效低耗和無污染等特點,不僅在醫藥、食品分離提純方面得到廣泛的應用,而且在大噸位的化工生產中也得到了應用。熔融結晶技術已成為生產高純度化工產品的重要技術。
由于熔融結晶過程涉及復雜的耦合傳質、傳熱及固液相變機理,目前國內技術研發進度遲緩。東庚公司利用其強大的科研技術實力,在加強研發新型熔融結晶分離技術與其他分離技術的耦合來提高分離效率的同時,還研發出獨具特色的新型熔融結晶器來適應具體物質的分離。在化工分離操作單元的應用中取得顯著成效。
三、技術原理
熔融結晶過程的推動力是熔融液中某組分的過飽和度或者過冷度,其過程分為結晶和發汗兩個過程。結晶過程是熔融液的溫度在逐漸下降的過程中,某組分在熔融液中處于過飽和狀態,開始成核,并逐漸增長為晶體;晶體在增長過程中,不可避免的會將母液的雜質包藏到粗晶體中,所以粗晶體要經過發汗過程來提純。熔融結晶過程可分為結晶、發汗、熔融三個過程。
四、技術優勢
比較不同的分離方法,新型的熔融結晶技術具有很多優勢:
(1)高效率。產品純度可高達99%以上,有的產品純度甚至可以達到色譜純99.9%以上。
(2)操作溫度低、操作要求低。一般是常壓、低溫操作,操作簡單安全。
(3)適用范圍廣、選擇性高。如沸點相近物料、同分異構體、手性物質等用常規的精餾極難分離,用熔融結晶法很容易實現分離;對熱敏性物質、高沸點物質,熔融結晶也非常適用。
(4)綠色環保。結晶過程不需要加入其它溶劑??捎行П苊庖蛞M溶劑造成的雜質增多及環境污染。
(5)節約投資。對設備無過高要求,可以降低成本和設備投資。
(6)節能 。一般熔融結晶的能耗僅為精餾的10%-30%。
(7)操作彈性大,可自動控制也可手動操作。
(8)設備緊湊、合理。應用熔融結晶工藝可以使復雜的工藝變得簡單。
五、適用對象:
(1) 希望得到高純度的產品。
(2) 希望在純化過程中降低成本,避免環境污染。
(3) 希望在較低溫下進行純化以避免分解或聚合。
六、適用范圍:
熔點在 -10℃ - 200℃ 的有機化學品、生化制品、醫藥及中間體的提純,以熔點在 10℃ -150℃ 范 圍內較為合適。
七、工藝流程簡圖