绿色低碳熔融结晶技术在精细化工领域中的产业化推广应用

1.绿色熔融结晶小试工艺开发

利用 DSC、TGA 等多种分析手段分别确定产品随杂质含量变化的熔点变化和成核位点的变化；考察不同的升降温速率对结晶和熔化过程的影响；综合考察各种因素，完成熔融结晶相图的测定。使用 ICP-MS、HPLC 等杂质离子分析手段，研究熔融两类不同结晶方式下，杂质离子在固-液两相的分布，并考察温度、过饱和度（过冷度）等结晶外场条件对结晶产品纯度和杂质含量的影响。利用在线快速高分辨液体 AFM 或 TEM 等过程分析技术，监测熔融结晶中晶体成核的动力学过程，观测实验可能出现的微观无定型或介稳晶体等成核前体，并基于获得的结晶动力学数据和模型，确立成核过程的结构演变路径。另外，在线 ATR-FTIR、Raman、FBRM 和 PVM 可监测晶体结构与形态等随晶体成核生长过程的变化信息。

2.绿色熔融结晶放大过程设计

针对当前传质传热对结晶过程的负向影响，考察以下几种过程强化方式，确定熔融结晶放大工艺及流股套用的工艺流程：

 （1）结晶器结构设计：针对不同物质结晶形貌的差异，考察结晶器壁面微结构、壁面粗糙度等对传热、晶体成核、生长及发汗的影响，考察相同操作条件下不同结晶器的提纯能力优劣，并且通过不同发汗温度下的实验结果证明强化效果的稳定性。

 （2）降温路径调整：将降温路径从线性调整为二次曲线或分段线性，重新分配了降温过程介稳区之上和介稳区之下的时间，使得晶体生长过程更加温和缓慢，考察不同降温路径下的提纯效果。

  （3）泛函温度曲线调控：通过对结晶后得到的粗晶体进行部分融化然后重新结晶（熟化）的方式消除一部分低纯度小晶体并使高纯度的大晶体得到进一步生长。设计不同的温度振荡方案进行实验并通过与空白组进行对照，考察对产品纯度和收率的提升效果。

  （4）搅拌强化：在降温结晶过程中施加短时间的搅拌起到缩小介稳区和控制成核的作用，避免了体系在高过冷度下自发成核纯度低且不均匀的问题。考察不同搅拌工艺条件（搅拌过冷度、搅拌转速和搅拌时间）下的产品情况，确定综合最优搅拌条件。