精細(xì)化工工藝原理及技術(shù)

1、一、緒論精細(xì)化工的概念：生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)精細(xì)化工產(chǎn)品：以大體無(wú)機(jī)、有機(jī)原料或產(chǎn)品為起始物，通過(guò)深度加工后能增進(jìn)或給予一種（類）產(chǎn)品以特定功能，或本身?yè)碛刑囟üδ艿男∨?、高純度的化學(xué)品生產(chǎn)特性：一、小批量、多品種二、綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置3、技術(shù)密集度高、壟斷性強(qiáng)4、大量應(yīng)用配方技術(shù)五、商品性能經(jīng)濟(jì)特性：一、投資效率高投資效率=附加價(jià)值/固定資產(chǎn)X100%二、利潤(rùn)率高3、附加價(jià)值率高附加價(jià)值率=附加價(jià)值/產(chǎn)值X100%原材料費(fèi)率=原材料費(fèi)/產(chǎn)值X100%精細(xì)化學(xué)品的作用：一、給予各類材料以特殊的性能和功能二、增進(jìn)農(nóng)林牧副漁各行業(yè)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)3、提高人類的生活質(zhì)量4、增進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)

2、步五、高經(jīng)濟(jì)收益精細(xì)化率=精細(xì)化工產(chǎn)值/化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值X100%其表征精細(xì)化工的進(jìn)展程度精細(xì)化學(xué)品的種類（11類）：農(nóng)藥、染料、涂料、顏料、試劑及高純物、信息用化學(xué)品食物及飼料添加劑、粘合劑、催化劑及各類助劑、化工生產(chǎn)的化學(xué)藥品及日用化學(xué)品、功能高分子材料二、操作單元物料的輸送：將物料從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方、一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備，一個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程到另一個(gè)進(jìn)程的操作液體輸送設(shè)備固體輸送設(shè)備氣體輸送設(shè)備物料的反映：懸浮液的分離：使固體顆粒和液體相分離的操作稱為懸浮液的液固分離1、過(guò)濾：使懸浮通過(guò)量孔的過(guò)濾介質(zhì)，將固體粒子截留其推動(dòng)力為重力或壓力差影響因素：懸浮液粘度過(guò)濾介質(zhì)壓強(qiáng)差濾餅阻力（反比）2

3、、沉降：利用重力或離心力使固體粒子下沉而與液體分離物料的結(jié)晶：結(jié)晶是溶液中的溶質(zhì)在必然條件下原子、離子或分子進(jìn)行排列形成晶體的進(jìn)程結(jié)晶進(jìn)程的關(guān)鍵是溶液的過(guò)飽和度吸濕性：指不同物質(zhì)從空氣中吸收水分的性質(zhì)溫度、微量雜質(zhì)可使吸濕性增加結(jié)塊性（原因）：粒子之間在壓力作用下附著在一路0晶體表面易潮解的物質(zhì)易結(jié)塊顆粒小的物質(zhì)比大顆粒晶體易結(jié)塊制備過(guò)飽和溶液的方式：一、冷卻法，降溫冷卻溶液的方式制備過(guò)飽和溶液，適用于溶解度隨溫度轉(zhuǎn)變敏感的體系二、蒸發(fā)法，采用加熱蒸發(fā)除去部份溶劑而制備過(guò)飽和溶液的方式，適用于.不.3、真空蒸發(fā)冷卻法，在除去部份溶劑的同時(shí)降低溶液溫度而制備過(guò)飽和溶液4、化學(xué)反映結(jié)晶法，通過(guò)調(diào)節(jié)

4、溶液PH值或加入反映試劑，使溶質(zhì)生成新的物質(zhì)而析出結(jié)晶的方式五、鹽析法，向物系中加入一些物質(zhì)，使溶質(zhì)在溶劑中的溶解度降低而形成過(guò)飽和溶液的方式（優(yōu)）回收率高，結(jié)晶溫度較低，適用于熱敏物質(zhì)（缺）常需處置母液和分離鹽析溶劑物料的蒸發(fā)：將含有非揮發(fā)性溶質(zhì)和揮發(fā)性溶劑組成的溶液進(jìn)行濃縮的進(jìn)程原理：不斷地向溶液供給熱能，并使之維持沸騰狀態(tài)，其中的溶劑就不斷被汽化并除去而達(dá)到濃縮的目的沸騰蒸發(fā)（效率高，具有生產(chǎn)價(jià)值，是精細(xì)化工生產(chǎn)常常利用的溶液濃縮方式）自然蒸發(fā)常壓蒸發(fā)減壓蒸發(fā)（效率高，熱量損失小，能夠利用低壓蒸汽、對(duì)于熱敏性的溶液也很適用）蒸發(fā)進(jìn)程是一個(gè)傳熱進(jìn)程，物料溶液的性能及熱能的有效利用是蒸發(fā)進(jìn)程

5、的關(guān)鍵單效蒸發(fā)流程多效蒸發(fā)流程物料的干燥：干燥是在加熱條件下，利用熱能除去固體物料中溶劑的操作進(jìn)程保證干燥進(jìn)程進(jìn)行的物理?xiàng)l件:濕物料表面所產(chǎn)生的水蒸氣壓力必需大于空氣中的水蒸氣分壓去除濕物料中溶劑的方式：機(jī)械法（壓濾、抽吸、過(guò)濾、離心分離等）：只適用于不需要將水分完全除去的場(chǎng)合0化學(xué)去濕法：（缺）費(fèi)用高、操作麻煩、只適用于小批量固體物料去濕或除去氣體中的水分03干燥法：除濕較為完全、規(guī)模靈活、干燥器投資和維修費(fèi)用小、便于操作，生產(chǎn)中常常和機(jī)械去濕法結(jié)合利用，可達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效的目的干燥分類：（熱能供給方式）傳導(dǎo)干燥、輻射干燥、介電加熱干燥、對(duì)流干燥干燥進(jìn)程：預(yù)熱階段、恒速階段、降速階段固體的粉碎：

6、將固體物料在外力作用下割裂為更小尺寸的小塊或粉粒的操作，是破碎和磨碎的總稱原理：抗拒固體的內(nèi)聚力，使其割裂成細(xì)粒，從而增大固體物質(zhì)單位質(zhì)量的表面積目的：減小固體的粒度（100300目占多數(shù)）作用：增加固體物料的表面積，提高反映速度或溶解、浸取速度和有利于干燥加工，可提高多組分物料混合的均勻度，可知足某些產(chǎn)品的利用需要粉碎度（粉碎比）：固體物料在一次粉碎前后最大物塊直徑之比，檢查粉碎操作效果的一個(gè)重要指標(biāo)分類：一、干法粉碎：指物料在粉碎進(jìn)程中完全處于干燥的狀態(tài)而沒(méi)有任何液體參加（缺）在粉碎進(jìn)程中產(chǎn)生大量污染環(huán)境、有損健康的粉塵粉碎度低于濕法二、濕法粉碎：指物料在有水、油或其他具有潤(rùn)滑性的液體存在

7、時(shí)進(jìn)行的粉碎萃取與浸取物料的混合：混合的進(jìn)程實(shí)際是物料被不斷地分割成大量局部的小區(qū)域，使不同的物料之間不斷地?cái)U(kuò)散和融合的進(jìn)程，可通過(guò)混合的均勻性來(lái)判斷物料混合的程度目的：降低混合的分離尺度和分離強(qiáng)度物料混合均勻性的查驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：一、分離尺度：物料在混合進(jìn)程中被分割成的眾多小區(qū)域體積的平均值越小越好分離尺度從物料分散程度的方面反映了混合物的均勻性二、分離強(qiáng)度：物料在混合進(jìn)程中被分割成的眾多小區(qū)域，其體積分?jǐn)?shù)可能高于或低于物料的平均體積分?jǐn)?shù)，在高體積分?jǐn)?shù)區(qū)和低體積分?jǐn)?shù)區(qū)之間物質(zhì)在不斷地傳遞和分派，局部區(qū)域的體積分?jǐn)?shù)與平均體積分?jǐn)?shù)之間誤差的平均值，稱為分離強(qiáng)度混合的設(shè)備：攪拌混合設(shè)備、捏合設(shè)備(高粘度流

8、體介質(zhì))、粉粒體混合設(shè)備物料的乳化：乳化是使一種液體分散在另一種互不相溶的液體中，組成乳狀分散體系的進(jìn)程乳液：由乳化產(chǎn)生的分散體系分散開來(lái)的液珠滴即是分散相(內(nèi)相)包圍液珠的液體系持續(xù)相(外相)乳狀液類型：水包油：油分散在水中，以O(shè)/W表示0油包水：水分散在油中，以W/O表示影響乳液穩(wěn)固性的因素：界面張力、界面電荷、界面膜、體系粘度、相的密度差要制備特定體系的乳液，第一要選擇適合的乳化劑，能夠說(shuō)沒(méi)有乳化劑就沒(méi)有乳液三、工藝流程掌握工藝流程框圖的畫法，能按照已知條件熟練畫出產(chǎn)品的工藝流程框圖四、表面活性劑表面活性劑的概念：把極少量存在于溶劑中就可以顯著降低溶劑的表面張力，改變體系的界面狀態(tài)，從而

9、產(chǎn)生潤(rùn)濕或防水、乳化或破乳、分散或聚集、起泡或消泡、增溶等作用，即能顯著降低溶劑的表面張力和界面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑表面活性劑分子中既有親水基又有親油基，為兩親分子，其分子在結(jié)構(gòu)上處于極性不對(duì)稱狀態(tài)。當(dāng)表面活性劑物質(zhì)的濃度達(dá)到飽和時(shí)，因不能繼續(xù)減小相界之間的接觸面積，溶液的表面張力就再也不變小三大合成材料：合成橡膠、合成塑料、合成纖維表面活性劑的分類：陰離子(65%)、非離子(25%)、陽(yáng)離子和兩性離子(10%)其中線性烷基苯仍將是利用最廣的合成表面活性劑，不過(guò)其增加將略低于醇類衍生物表面活性劑表面活性劑性能：潤(rùn)濕、分散、增溶、乳化、起泡和消泡、滲透、洗滌、抗靜電、潤(rùn)滑防水、殺菌消毒等表面

10、張力：液體與空氣接觸是，液體內(nèi)部份子對(duì)液體表面層分子的吸引力大于空氣對(duì)液體表面層的吸引力，液體表面產(chǎn)生內(nèi)向聚集呈球形的現(xiàn)象，液體維持這種現(xiàn)象的力稱為表面張力物質(zhì)的表面活性：溶劑的表面張力會(huì)由于溶質(zhì)的加入而降低的性質(zhì)界面張力：物質(zhì)之間所具有的張力的總稱CMC臨界膠束濃度：表面活性劑的飽和吸附濃度，是衡量表面活性劑效率的參數(shù)CMC值越小，在溶液中形成膠束的能力越強(qiáng)，其活性越強(qiáng)Ycmc-臨界膠束濃度時(shí)溶液的表面張力:指表面活性劑在溶液中達(dá)到臨界膠束濃度CMC時(shí)，溶液的表面張力，衡量表面活性劑降低表面張力的能力越小，越強(qiáng)Krafft點(diǎn)表面活性劑溶解度突變的溫度點(diǎn)（與表面活性劑的離子型態(tài)有關(guān)）：離子型表

11、面活性劑在水中的溶解度隨溫度升高而緩慢上升，當(dāng)達(dá)到某一溫度點(diǎn)時(shí)，溶解度會(huì)顯著增大濁點(diǎn)：非離子型表面活性劑在水中的溶解度隨溫度上升而降低，當(dāng)達(dá)到某一溫度點(diǎn)時(shí)溶液就會(huì)由清亮變渾濁，那個(gè)溫度點(diǎn)稱該表面活性劑的濁點(diǎn)HLB值：表面活性劑的親水一親油平衡值，是表面活性劑親水基與親油基的比值，是衡量表面活性劑利用性質(zhì)及效率的重要指標(biāo)HLB值為40是親水性最強(qiáng)的表面活性劑，1左右為親水性最弱而親油性最強(qiáng)的表面活性劑（1）非離子型表面活性劑的HLB值一般在020之間HLB=親水基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)X1/5對(duì)于完全沒(méi)有親水基的石蠟烴，其HLB值=0;而完全由親水基組成的聚乙二醇的HLB值=200對(duì)于只用環(huán)氧乙烷基團(tuán)-為親

12、水基的表面活性劑HLB=E/5E為環(huán)氧乙烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)多數(shù)含多元醇的脂肪酸酯HLB=20（1-S/A）S為酯的皂化數(shù)A為酸的酸值（2）離子型HLB=（親水的基團(tuán)數(shù)）-（親油的基團(tuán)數(shù)）+7對(duì)離子型表面活性劑,HLB值是結(jié)構(gòu)因子的總和而活性劑分子現(xiàn)在被分解為一些基團(tuán)，每一個(gè)基團(tuán)對(duì)總的HLB有必然的奉獻(xiàn)，這種奉獻(xiàn)稱為HLB基數(shù)（3）混合利用的表面活性劑的HLB值刀表面活性劑的HLB值還能夠用符號(hào)來(lái)表示，親水基最強(qiáng)的為HH,較強(qiáng)的為H,中等的為N；親油基最強(qiáng)的為L(zhǎng)L,較強(qiáng)的為L(zhǎng)表面活性劑產(chǎn)生的原因：由于表面活性劑具有界面吸附，定向排列和形成膠束的大體性質(zhì)，而且還因?yàn)楦黝惒煌砻婊钚詣┰诮Y(jié)構(gòu)上的不同，產(chǎn)生

13、程度不同的界面狀態(tài)和界面性質(zhì)的改變，使得表面活性劑有許多作用增溶量順序:溶質(zhì)分子在聚氧乙烯鏈中的增溶方式機(jī)理溶質(zhì)分子在膠束中表面活性劑分子之間的增溶機(jī)理溶質(zhì)分子在膠束內(nèi)部的增溶機(jī)理溶質(zhì)分子在膠束表面以吸附增溶方式的機(jī)理表面活性劑的作用:（1）潤(rùn)濕與反潤(rùn)濕作用潤(rùn)濕：指固體表面的一種流體被另一種與之不相混溶的流體所取代的進(jìn)程。通常所指的潤(rùn)濕現(xiàn)象是液體與固體接觸時(shí)其表面的氣-固界面消失而形成新的液-固界面的進(jìn)程。潤(rùn)濕現(xiàn)象是固體表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、液體的表面與界面性質(zhì)和固液兩相分子間彼此作用之微觀特性的宏觀表現(xiàn)0反潤(rùn)濕：目的就是使固體表面上液體取代氣體的進(jìn)程不容易進(jìn)行（2）乳化與破乳作用01乳化：將兩種互

14、不相溶的液體，通過(guò)激烈攪拌，將其中一相液體以微細(xì)的粒子分散在另一液體中的現(xiàn)象02破乳：破壞乳液的穩(wěn)固性（法）機(jī)械、物理、化學(xué)（3）增溶：表面活性劑在水溶液中形成膠束后，能使不溶或微溶于水的物質(zhì)溶解度顯著增大，現(xiàn)在溶液透明似真溶液，這種作用稱為增溶作用被增溶物質(zhì)溶解度增大的量稱為增溶量現(xiàn)在表面活性劑就叫做增溶劑原理：因?yàn)楸砻婊钚詣┑哪z束能把不溶性的物質(zhì)吸附包裹在它的內(nèi)部疏水基之間，使不溶物表面形成親水層而增大了溶解度的緣故（影）表面活性劑的不飽和性和構(gòu)形（CH鏈f膠束行為出現(xiàn)的濃度J增溶能力f）、表面活性劑的離子性質(zhì)、復(fù)合表面活性劑的影響溶質(zhì)的影響（脂肪烴和烷基芳烴溶質(zhì)的鏈越長(zhǎng)，增溶量越小、溶質(zhì)

15、極性越大，增溶量越大、溶質(zhì)摩爾體積越大，增溶量越?。┩馓砑游锏挠绊憸囟鹊挠绊懀ㄔ?1溫度的轉(zhuǎn)變會(huì)使得膠束性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變02溫度的轉(zhuǎn)變能夠引發(fā)溶質(zhì)在膠束中溶解情形發(fā)生轉(zhuǎn)變）增溶作用順序：非離子表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑陰離子表面活性劑（4）發(fā)泡與消泡作用泡沫：指由液體薄膜或固體薄膜隔離開的氣泡聚集體液體泡沫、固體泡沫01發(fā)泡：液體將空氣包裹在中間而形成氣泡的進(jìn)程溶液才能明顯起泡，純液體則不能泡沫的破壞主如果由于氣體通過(guò)膜進(jìn)行擴(kuò)散，和液膜中的液體在重力作用下及膜中各點(diǎn)的壓力不同而致使流動(dòng)引發(fā)的使氣泡穩(wěn)固存在的方式：添加表面活性劑（即穩(wěn)泡劑）、在液體中加入膠性物質(zhì)以增加溶液的粘度，也能較好的阻止排液

16、進(jìn)程的進(jìn)行而穩(wěn)泡液體粘度對(duì)泡沫穩(wěn)固性起到的作用：增加泡沫液膜的強(qiáng)度、由于表面粘度大，膜液體不易流動(dòng)排出，延緩了液膜的破裂，而增強(qiáng)了泡沫的穩(wěn)固性0消泡：原理：消除泡沫的穩(wěn)固因素，使泡沫破裂（應(yīng)用）消泡作用可用于液體產(chǎn)品灌裝時(shí)增大容量、配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)提高準(zhǔn)確性、涂料涂膜時(shí)使膜層均勻平實(shí)等具有破泡能力的液體，其表面張力都較低，易吸附并鋪展于泡沫的液膜上，能使液膜的局部表面張力降低，同時(shí)帶走液膜下臨近的液體，加速膜的排液進(jìn)程，致使液膜變薄而破裂一般地說(shuō)，開始加入消泡劑時(shí)，在液膜上的鋪展速度大于膠束增溶的速度，所以表現(xiàn)出良好的消泡效果，經(jīng)一段時(shí)刻后，隨著消泡劑被增溶，消泡作用就減弱.（5）分散作用表面活

17、性劑的分散作用主如果指它能使固體微粒呈懸浮狀態(tài)而轉(zhuǎn)移至液相中的能力（應(yīng)用）常常利用于顏料、涂料、印刷、油墨等的生產(chǎn)，還有紡織等各類物質(zhì)的染色分散方式：01被分散固體粒子為非極性表面，采用離子型表面活性劑作分散劑02被分散固體粒子為帶有電荷的表面，采用離子型表面活性劑作分散劑03多數(shù)被分散固體粒子，采用非離子型表面活性劑作分散劑物化參數(shù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：表面活性劑是一種有機(jī)化合物，其分子結(jié)構(gòu)具有兩種不同性質(zhì)的基團(tuán)：一是不溶于水的含C長(zhǎng)鏈烷基，即親油基；二是可溶于水的基團(tuán)，即親水基（6）抗靜電作用：目的：消除、融離電荷（影）親水極性越強(qiáng)，抗靜電作用越強(qiáng)、親油基鏈越長(zhǎng)，有支鏈，抗靜電越差表面活性劑的分類：（

18、1）陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑溶解于水形成的親水基為帶負(fù)電荷的原子團(tuán)，如烷基磺酸鹽：烷基苯磺酸鹽，支鏈硬性型（ABS）、直鏈軟性型（LAS）制取進(jìn)程：烷基化、磺化、中和（2）陽(yáng)離子表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑溶解于水形成的親水基為帶正電荷的原子團(tuán)，如季胺鹽（3）兩性表面活性劑兩性表面活性劑是指分子中，同時(shí)具有兩種或以上離子性質(zhì)的表面活性劑，但通常主要指分子結(jié)構(gòu)中既具有陽(yáng)離子親水基團(tuán)，同時(shí)又具有陰離子親水基團(tuán)的表面活性劑。它在水溶液中能電離，在某種介質(zhì)條件下能夠表現(xiàn)出陰離子表面活性劑的特性，而在另一種介質(zhì)條件下，又能夠表現(xiàn)出陽(yáng)離子表面活性劑的特性（4）非離子表面活性劑非離子表面活性劑在水中不

19、能離解成離子狀態(tài)，它的中性分子具有表面活性（分類）聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型（5）其它類型表面活性劑：高分子表面活性劑0生物表面活性劑：由微生物在好氧或厭氧條件下產(chǎn)生的、具有較高表面活性的生物分子。與化學(xué)合成表面活性劑相較，生物表面活性劑對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的毒性較低，表面和界面活性更強(qiáng)，熱穩(wěn)固性好，能夠生物降解03含氟表面活性劑：指表面活性劑分子中碳?xì)滏溕系臍湓尤珨?shù)被氟原子所取代了的化合物，即疏水基部份含有碳氟鏈的表面活性劑，氟原子取代的基團(tuán)也稱全氟烷基04含硅表面活性劑：以硅氧烷鏈為疏水基，聚氧乙烯鏈、羧基、酮基或其他極性基團(tuán)為親水基組成的表面活性劑含硅表面活性劑能極好地降低水油的界面張

20、力，潤(rùn)濕能力極佳，可專門好地潤(rùn)濕聚乙烯五、功能化工藝1.重結(jié)晶工藝重結(jié)晶原理：使晶體物質(zhì)中的雜質(zhì)在產(chǎn)品與溶劑中進(jìn)行再分派；結(jié)晶進(jìn)程中，物質(zhì)分子又按其特有的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)入晶格；并按照產(chǎn)品與雜質(zhì)在不同溫度條件下的溶解度不同進(jìn)行分離，從而達(dá)到提純的目的適用對(duì)象：可溶性的固體物質(zhì)重結(jié)晶工藝的局限性：有同晶現(xiàn)象時(shí)、有混晶現(xiàn)象存在時(shí)、存在表面吸附現(xiàn)象是、固體溶解度太大時(shí)，不宜用重結(jié)晶重結(jié)晶工藝進(jìn)程：晶核的形成、晶體的生長(zhǎng)、結(jié)晶的方式及晶體的品質(zhì)結(jié)晶的方式：自然結(jié)晶：指沒(méi)有攪拌和外加晶種，過(guò)飽和溶液自然生成晶體的方式，取得的晶體顆粒較大、表面積相對(duì)較小、不容易潮解適用于熔點(diǎn)低、有潮解性的產(chǎn)品0攪拌結(jié)晶：適用于

21、熔點(diǎn)較高、潮解性低的產(chǎn)品，攪拌結(jié)晶可使晶體均勻、松散、不易潮解03加晶種結(jié)晶：適用于許多有機(jī)化合物溶液所形成的過(guò)飽和狀態(tài)相當(dāng)穩(wěn)固，若是不加晶種，很長(zhǎng)時(shí)刻都不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，但其晶體的形狀、含量常常不能達(dá)到要求重結(jié)晶工藝條件的選定和控制：（1）溶劑的選擇01溶劑不與被提純物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反映02溶劑在較高溫度下對(duì)被提純固體物質(zhì)的溶解度較大，而在室溫或較低溫度時(shí)則較小03溶劑對(duì)雜質(zhì)的溶解度專門大或很小04溶劑揮發(fā)性較強(qiáng)，容易與產(chǎn)品分離05被提純晶體物質(zhì)在該溶劑中能生成較好形態(tài)的結(jié)晶選擇溶劑時(shí)應(yīng)遵從必然的原則：01第一按照溶質(zhì)與溶劑的極性相似相溶原則從理論上選擇溶劑，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)肯定其選擇02其后再考慮產(chǎn)品的

22、回收率、晶體形狀要求、工藝操作難易、溶劑毒性、易燃性及價(jià)錢等因素選擇適宜的溶劑03當(dāng)單一的溶劑不能知足要求時(shí)能夠選擇兩種或兩種以上的混合溶劑，其比例按照需要肯定（2）原料的溶解：熱溶一指原料水溶液加熱的溫度在80C以上時(shí)的溶解方式，也是常常利用的傳統(tǒng)溶料方式冷溶指不加熱或略加熱使物料在較低溫度下溶解的方式，利用較少（優(yōu)）節(jié)約能源、簡(jiǎn)化操作（3）原料液的凈化（4）過(guò)飽和溶液的制備：冷卻法、鹽析法、蒸發(fā)法（5）結(jié)晶（6）結(jié)晶的分離（7）晶體的洗滌：一般用水作洗滌溶劑，在除去吸附雜質(zhì)的同時(shí)還能夠有調(diào)整產(chǎn)品含量和酸、堿度的作用對(duì)于易水解的物質(zhì)應(yīng)用酸化的水洗滌對(duì)于易氧化的物質(zhì)應(yīng)用有機(jī)溶劑洗滌，以增大其揮

23、發(fā)性，使產(chǎn)品能夠在較低溫度迅速干燥而避免氧化對(duì)于溶解度大的晶體可用飽和溶液洗滌以避免晶體損失（8）干燥：40C以下低溫干燥，如在70-80C的中溫下干燥，如在大于100C的高溫下干燥，如成核速度：指單位體積的溶液在單位時(shí)刻內(nèi)生成新粒子的數(shù)量若是成核速度過(guò)大，將使晶體細(xì)小、粒度散布范圍廣、產(chǎn)品質(zhì)量下降晶體的生長(zhǎng)速度：按照擴(kuò)散學(xué)說(shuō)，晶體生長(zhǎng)進(jìn)程由三個(gè)步驟組成：溶質(zhì)擴(kuò)散穿過(guò)晶體表面的靜液層，從溶液中轉(zhuǎn)移并吸附到晶體的表面，其推動(dòng)力為溶液的濃度差；抵達(dá)晶體表面的溶質(zhì)也借助于濃度差發(fā)生表面反映而嵌入晶面，使晶體增大，同時(shí)放出結(jié)晶熱；結(jié)晶熱通過(guò)傳導(dǎo)回到溶液中，結(jié)晶熱一般很小，對(duì)整個(gè)結(jié)晶進(jìn)程的影響不大影響因

24、素：影響接觸成核速度的因素：溶液的過(guò)飽和度、接觸碰撞的能量、攪拌器、晶體的粒度和硬度2影響晶體生長(zhǎng)速度的因素：過(guò)飽和度是結(jié)晶進(jìn)程的總推動(dòng)力，是決定晶體生長(zhǎng)速度的決定性因素ff溫度、雜質(zhì)、攪拌強(qiáng)度晶體的品質(zhì)：晶體形狀（影）冷卻速度、過(guò)飽和度、結(jié)晶溫度、溶劑、PH值、雜質(zhì)、染料、表面活性劑0晶體的吸濕性:指不同物質(zhì)從空氣中吸收水分的性質(zhì)是引發(fā)晶體物質(zhì)結(jié)塊的重要原因晶體的吸濕點(diǎn)：越低，越易吸濕h=Pa/PX100%Pa為相應(yīng)溫度下物質(zhì)飽和溶液上水的蒸汽壓（Pa）P為該溫度下水蒸氣的飽和蒸汽壓（Pa）吸濕點(diǎn)不能充分說(shuō)明物質(zhì)的吸濕程度，因物質(zhì)的吸濕速度還與其他因素有關(guān)（影）溫度、雜質(zhì)晶體的結(jié)塊性：指物質(zhì)

25、從松散狀態(tài)轉(zhuǎn)為團(tuán)塊或整體的性質(zhì)（影）晶形、水分、溫度、空氣濕度、粒度、堆集壓力、貯存時(shí)刻、雜質(zhì)（3）掌握本節(jié)有關(guān)的例子及習(xí)題內(nèi)容3.離子互換工藝離子互換樹脂分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一般是通過(guò)交聯(lián)劑將線性的有機(jī)分子聯(lián)接在一路，形成的多孔性網(wǎng)狀有機(jī)高分子，由此組成了樹脂的三維空間立體結(jié)構(gòu)骨架；骨架上固定聯(lián)結(jié)著不能自由移動(dòng)的功能基，即活性基團(tuán)；活性基團(tuán)上又帶有具相反電荷的活性離子，活性離子能夠在網(wǎng)絡(luò)骨架和溶液間自由移動(dòng)離子互換樹脂的結(jié)構(gòu)骨架性能穩(wěn)固嗎，既不溶于酸、堿溶液，也不溶于各類有機(jī)溶劑（常）以二乙烯苯作交聯(lián)劑其功能基一般為多元酸或多元堿樹脂的交聯(lián)度：即交聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。交聯(lián)度高的樹脂聚合得比較緊密，強(qiáng)度

26、高且耐用，密度較高，內(nèi)部孔隙較少，對(duì)離子的選擇性較強(qiáng)；交聯(lián)度低的樹脂孔隙較大，脫色能力較強(qiáng)，反映速度較快，對(duì)離子的選擇性較低，工作時(shí)的膨脹性較大，機(jī)械強(qiáng)度低，較易碎裂離子互換樹脂的類型：（1）按活性基團(tuán)分陽(yáng)離子互換樹脂和陰離子互換樹脂陽(yáng)離子互換樹脂：能與陽(yáng)離子進(jìn)行互換反映的離子互換樹脂。其活性基團(tuán)能解離出陽(yáng)離子，而其作為互換的離子可與溶液中的其他陽(yáng)離子發(fā)生互換多元酸強(qiáng)酸性陽(yáng)離子互換樹脂一磺酸基團(tuán)（-so3H）和次甲基磺酸基團(tuán)（-ch2so3h）水處置、制藥工業(yè)0弱酸性陽(yáng)離子互換樹脂一帶有羧酸基（-COOH）、氧乙酸基團(tuán)（-OCH2COOH）的互換樹脂在低PH下難以離解和進(jìn)行離子互換，只在堿性、

27、中性或微酸性溶液中（PH=514）發(fā)生互換反映制藥工業(yè)陰離子互換樹脂：陰離子互換樹脂的活性基團(tuán)能解離出陰離子，而其作為互換離子可與溶液中的其他陰離子發(fā)生互換多元堿強(qiáng)堿性陰離子互換樹脂一季胺基團(tuán)（三NOH）制備無(wú)鹽水，除硅酸根、碳酸根等弱酸根0弱堿性陰離子互換樹脂一伯胺基（-NH2）、仲胺基（-NHR）、叔胺基（-NR2）只能在中性或酸性條件（PH=17）下工作，較容易再生成羥型（2）按樹脂骨架的物理結(jié)構(gòu)分凝膠型樹脂和大孔型樹脂01凝膠型樹脂即微孔型樹脂干燥時(shí)其高分子骨架內(nèi)部沒(méi)有毛細(xì)孔適用于無(wú)機(jī)離子的吸附，不能吸附大分子有機(jī)物質(zhì)0大孔型樹脂一在合成樹脂的聚合反映時(shí)，添加了起孔劑，易吸附和互換有機(jī)

28、大分子具有較高的交聯(lián)度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，可反復(fù)再生，利用壽命較長(zhǎng)離子互換樹脂的性能：（1）物理性能：01外觀離子互換樹脂是一種透明或半透明的物質(zhì)，有白黃黑赤褐等色通常，交聯(lián)度低、交聯(lián)結(jié)構(gòu)均勻性差的樹脂較易碎裂球狀樹脂具有制造簡(jiǎn)單、表面積大、使歷時(shí)充填狀態(tài)好、流動(dòng)容易均勻、利于互換等長(zhǎng)處；其機(jī)械強(qiáng)度較高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)固，利用壽命長(zhǎng)02粒度離子互換樹脂的顆粒越小，互換速度越快，但流失也大，反洗困難；且液體通過(guò)細(xì)顆粒樹脂填充柱時(shí)阻力較大，需要較高的工作壓力濕篩法有效粒徑：以90%粒子能夠通過(guò)其相對(duì)應(yīng)的篩孔直徑03密度干樹脂的密度稱為真密度樹脂在水中充分膨脹時(shí)的堆集密度為視密度視密度=濕樹脂質(zhì)量樹脂層所占體積

29、樹脂在水中充分膨脹后，自身的濕相對(duì)密度稱為濕真密度濕真密度=濕樹脂質(zhì)樹脂顆粒本身所占體積交聯(lián)度高的樹脂的密度較高；而大孔型樹脂的密度則較低04膨脹度交聯(lián)度低的樹脂膨脹度大（2）化學(xué)性能：01酸堿度02離子互換容量：每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能互換的離子的毫克數(shù)摩爾數(shù)J總互換容量：指離子互換體中所具有的互換基總數(shù)，表示每單位數(shù)量樹脂能進(jìn)行離子互換反映的化學(xué)基團(tuán)的總量J工作互換能量：在某一指定的應(yīng)用條件下，樹脂表現(xiàn)出來(lái)的離子互換能力，現(xiàn)在互換基團(tuán)未完全利用，是指樹脂在工作時(shí)的實(shí)際互換容量衡量離子互換樹脂價(jià)值的重要數(shù)據(jù)（再）30%90%J再生互換容量：在必然的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的互換容量

30、，表明樹脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生恢復(fù)的程度（總）50%90%工作互換容量與再生互換容量的比率稱為樹脂的利用率離子互換的大體原理（1）離子互換平衡：RA+B+=RB+A+RA+B+=RB+A+互換進(jìn)程是可逆的，最后達(dá)到平衡。其平衡常數(shù)：K=RBA+/RAB+K值越大，平衡向右進(jìn)行的程度越大，有利于互換；反之則無(wú)益于互換，但利于再生。要使互換反映不斷進(jìn)行，必需將生成物不斷移走，這就是通常采用動(dòng)態(tài)互換及再生的主要原因（2）離子互換進(jìn)程極為影響因素Q離子互換進(jìn)程：膜擴(kuò)散（外擴(kuò)散）一Na+穿過(guò)樹脂表面的靜電層孔內(nèi)擴(kuò)散（顆粒擴(kuò)散）-Na+穿過(guò)樹脂的半透膜表面，從樹脂表面擴(kuò)散到樹脂網(wǎng)孔內(nèi)部的活性中心互換-Na+

31、與樹脂網(wǎng)孔內(nèi)部的H+進(jìn)行極快的互換反映表面擴(kuò)散（內(nèi)擴(kuò)散）-H+自樹脂內(nèi)部的活性中心擴(kuò)散到樹脂表面，穿出半透膜，進(jìn)入靜電層外部擴(kuò)散-H+穿出靜夜層并離開樹脂表面而擴(kuò)散到溶液中Q2影響互換速度的因素交聯(lián)度一交聯(lián)度低的樹脂膨脹率高，樹脂內(nèi)部的網(wǎng)孔相對(duì)大，擴(kuò)散較容易降低交聯(lián)度提高互換速度顆粒度一無(wú)論內(nèi)、外擴(kuò)散，減小顆粒度有利于提高互換速度，尤內(nèi)擴(kuò)散溫度一溶液溫度f(wàn)互換速度f(wàn)1C-4%8%離子的價(jià)態(tài)一價(jià)態(tài)越高，吸引力越大，擴(kuò)散速度越小離子半徑一半徑小，擴(kuò)散速度塊，互換速度塊溶液的濃度一溶液的濃度直接影響擴(kuò)散控制的類型濃度較低（），外擴(kuò)散：互換速度隨濃度增加而增大濃度增加（），內(nèi)、外擴(kuò)散:隨濃度增加，互換

32、速度增加較慢,內(nèi)擴(kuò)散：濃度繼續(xù)增加，互換速度達(dá)到極限值就再也不增大（3）離子互換樹脂的吸附選擇性：離子互換樹脂對(duì)溶液中的不同離子有不同的親和力，樹脂的活性基對(duì)離子的親和力越大，離子就越易被該樹脂所吸附，即樹脂對(duì)它們的吸附有選擇性（影）樹脂的特性、被吸附離子的性質(zhì)Q1陽(yáng)離子互換樹脂的吸附選擇性：化合價(jià)越高的陽(yáng)離子被互換吸附越強(qiáng)；價(jià)態(tài)和類型相同，半徑小的離子易被吸附Fe3+Al3+Pb2+Ca2+Mg2+K+Na+H+強(qiáng)酸性吸附Cs+Rb+K+Na+Li+;Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+弱酸性吸附Li+Na+K+Rb+Cs+;Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+2陰離子互換樹脂的吸附選擇性在稀溶液中

33、，酸的價(jià)數(shù)越高越易被吸附。強(qiáng)堿性可吸附電離常數(shù)大于10A-10的酸根SO42-NO3-C1-HCO3-OH-弱堿性O(shè)H-C6H5O73-SO42-C4H4O62-C2O42-PO43-NO2-C1-CH657444624423COO-HCO3-樹脂的保管:陽(yáng)：00-110C強(qiáng)堿陰：0-60C弱堿陰：0-80C寄存時(shí)刻不超5年1%甲醛樹脂的預(yù)處置:研磨、過(guò)篩、浸泡、凈化樹脂的再生:離子互換樹脂在利用一段時(shí)刻后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，即用化學(xué)試劑使離子互換反映向相反的方向進(jìn)行，將樹脂所吸附的離子和其他雜質(zhì)洗脫除去，使樹脂的官能團(tuán)回恢復(fù)來(lái)的狀態(tài)，以供再次利用一般情形下，樹脂通常常利用酸堿再生法進(jìn)行

34、處置，利用酸堿溶液中的H+和OH-離子別離將樹脂上所吸附的陰、陽(yáng)離子置換下來(lái)一般地，必然范圍內(nèi)的再生劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，再生程度越高，但再生劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)10%離子互換樹脂在正常利用情形下，可達(dá)2000-3000次再生溶液溫度25-80C再生方式：順流式、逆流式純水制備：蒸餾法、離子互換法離子互換工藝生產(chǎn)實(shí)例:去離子水的制備、稀土元素的分離（3）掌握本節(jié)有關(guān)的習(xí)題內(nèi)容。2.沉淀工藝沉淀工藝的原理：利用某種方式使需合成的產(chǎn)品或雜質(zhì)在溶液中的溶解度降低而形成固體沉淀，其中加入沉淀劑使之形成沉淀的方式是最常采用的；沉淀生成的形式第一取決于物質(zhì)本身的性質(zhì)沉淀分為晶形和無(wú)定形（非晶形）兩種形式，晶形沉淀分

35、為細(xì)晶沉淀和粗晶沉淀目的：除去雜質(zhì)，提高產(chǎn)品純度及質(zhì)量（優(yōu)）簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、濃縮倍數(shù)高適用對(duì)象：沉淀性難溶產(chǎn)品的合成、提純?cè)S多可溶性的固體物質(zhì)影響沉淀純度的因素：共沉淀共沉淀：指在溶液中，按照溶度積規(guī)則不該該有沉淀生成的物質(zhì)，在其他離子沉淀生成時(shí)而隨同析出的現(xiàn)象；對(duì)高純度沉淀型產(chǎn)品的合成不利共沉淀類型：0表面吸附：指雜質(zhì)物質(zhì)吸附于沉淀產(chǎn)品表面上的現(xiàn)象因）由于沉淀物質(zhì)內(nèi)部與外部離子的不同，使得表面不平衡而產(chǎn)生力場(chǎng)，由此產(chǎn)生吸附表面吸附具有選擇性，與物質(zhì)的溶解度、被吸附離子的價(jià)態(tài)（ff）和變形性（ff）、吸附后形成化合物的電離度及溶液的PH值有關(guān)可逆進(jìn)程通常情形下，沉淀產(chǎn)品老是優(yōu)先吸附溶液中能與自身離

36、子生成溶解度較小物質(zhì)的離子0吸留（包藏）：若是沉淀進(jìn)程進(jìn)行較快，表面吸附的雜質(zhì)或母液就可能被后面沉淀下來(lái)的離子所覆蓋的現(xiàn)象03混晶：若是雜質(zhì)的離子半徑與沉淀產(chǎn)品的離子半徑相似且所形成的晶體結(jié)構(gòu)相同，則二者極易同時(shí)析出并形成混晶04后沉淀：指某種離子被沉淀吸附后，在放置進(jìn)程中與吸附層離子或沉淀進(jìn)行化學(xué)反映而形成沉淀的現(xiàn)象沉淀產(chǎn)品的制備方式：直接沉淀法、均相沉淀法、有機(jī)溶劑沉淀法、鹽析沉淀法沉淀工藝的兩種應(yīng)用：電子級(jí)碳酸鋇微粉的制備、廢葡萄糖母液生產(chǎn)高純檸檬酸（鈣鹽法）沉淀法合成產(chǎn)品的條件控制：01沉淀溶液的濃度02合成的溫度03沉淀劑的加入方式及速度04加料順序：正加指將金屬鹽類（提供沉淀物的陽(yáng)

37、離子）先放于反映器中，再加入沉淀劑（含沉淀物的陰離子）；反之為“反加”并加把沉淀物陰、陽(yáng)離子的溶液同時(shí)按比例加入到反映器的方式05沉淀劑沉淀的陳化（小顆粒沉淀溶解，大顆粒沉淀長(zhǎng)大）：（因）小顆粒沉淀的比表面積大，表面能也大，大顆粒反之，體系的轉(zhuǎn)變有從高能量到低能量的自發(fā)趨勢(shì)沉淀工藝除去雜質(zhì)：同離子效應(yīng)：加入含有一路離子的物質(zhì)，能使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的現(xiàn)象02鹽效應(yīng)：由于強(qiáng)電解質(zhì)的存在使沉淀溶解度增大的現(xiàn)象03酸效應(yīng)：溶液的酸度對(duì)沉淀的影響絡(luò)合效應(yīng)：在沉淀進(jìn)程中由于生成了絡(luò)合物而使沉淀溶解度大幅增大的現(xiàn)象沉淀顆粒的大小及形態(tài)：大顆粒沉淀的溶解度小，穩(wěn)固性也好；小顆粒反之。要使沉淀除雜更完全，

38、生產(chǎn)中應(yīng)采取保溫陳化的方式使沉淀由小顆粒轉(zhuǎn)為大顆粒，由亞穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)固態(tài)，從而降低沉淀的溶解度溫度沉淀劑六、分離制備工藝1.超臨界流體分離工藝（1）掌握超臨界流體分離的概念：利用超臨界流體具有選擇性地溶解其他物質(zhì)的能力，先用超臨界流體的溶劑將有效組分溶解，然后通過(guò)降壓或升溫的方式，使超臨界流體的密度降低，變成普通氣體狀態(tài)，被溶物便會(huì)析出，從而從混合物中得以分離超臨界流體的性質(zhì)：Q既有與氣體相當(dāng)?shù)臄U(kuò)散系數(shù)和較低的粘度，又有與液體相近的傳熱系數(shù)和對(duì)物質(zhì)良好的溶解性能在超臨界點(diǎn)周圍，溫度和壓力的微小轉(zhuǎn)變可致使密度的專門大轉(zhuǎn)變，而密度又與體系的粘度、介電常數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)和溶解能力都緊密相關(guān)，可通過(guò)改變條件

39、來(lái)調(diào)節(jié)SCF的溶解能力及其他物化性質(zhì)原理：在被分離物質(zhì)中加入溶劑氣體，并使其處于超臨界狀態(tài)，控制體系的壓力和溫度使其選擇性地萃取其中某有效組分，將其與萃余殘?jiān)蛛x以后通過(guò)改變體系的溫度或壓力，降低超臨界流體溶劑的密度，SCF即釋放出所萃取的物質(zhì)，從而達(dá)到使物質(zhì)分離的目的（2超臨界流體萃?。⊿FE）分離的主要工藝方式：由萃取和分離兩個(gè)進(jìn)程組成，靜態(tài)循環(huán)萃取、動(dòng)態(tài)循環(huán)萃取萃取工藝的方式：包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和動(dòng)、靜態(tài)相結(jié)合的工藝靜態(tài)工藝特點(diǎn)：能夠循環(huán)利用SF,節(jié)約SF,進(jìn)程中操作條件轉(zhuǎn)變不大，能耗低，但SF易被目標(biāo)組分飽和，單程提取率不是很高動(dòng)態(tài)工藝特點(diǎn)：每次都利用新的SF同基體接觸，SF耗量大，對(duì)SF的純度要求高（SF中雜質(zhì)在設(shè)備中濃縮而污染目標(biāo)組分），單程提取率較高動(dòng)、靜態(tài)組合：先以靜態(tài)工藝的SF將目標(biāo)組分萃取到基體的表面上，在采用動(dòng)態(tài)SFE,可提高萃取效率并節(jié)約萃取劑超臨界流體的選定條件：超臨界流體的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)與目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)相近，并對(duì)目標(biāo)物的選擇性高，取得的產(chǎn)品純度就高CO2是應(yīng)用最普遍的超臨界流體萃取壓力和溫度的選定：一般情形下，SCF中物質(zhì)的溶解度隨壓力升高而增大升溫可降低溶質(zhì)的內(nèi)聚能而使其溶解度增大，但同時(shí)又降低了SF的密度，無(wú)益于萃取添加劑的選擇：可通過(guò)加入少量添加劑的方式，改變?nèi)軇┑臉O性，擴(kuò)大其利用范圍被萃取物的粒度選擇：粒度小有利于提高萃取率萃取流