Контактная кристаллизация с использованием в качестве хладоагента охлажденных растворителей

• Автор: Попов, Дмитрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Основные условные обозначения.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА ОХЛАЖДАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

1.1. Основные особенности процесса фракционной кристаллизации.

1.2. Равновесие фаз при образовании кристаллической фазы из растворов

1.3. Кинетические особенности процесса кристаллизации.

1.4. Оценка эффективности разделения

1.5. Контактная кристаллизация с использованием жидких хладоагентов

1.6. Контактная кристаллизация с использованием газообразных хладоагентов

1.7. Контактная кристаллизация с использованием испаряющихся хладоагентов

1.8. Другие виды контактной кристаллизации
1.9. Выводы.
2. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОХЛАЖДЕННЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ.
2.1. Схема и описание процесса разделения.
2.2. Теоретическое описание процесса
2.3. Анализ влияния процесса разделения.
3. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТВЕРЖДЕ1ПТЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ
3.1. Схема и описание процесса разделения.
3.2. Теоретическое описание процесса
3.3. Анализ процесса разделения.
4. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОХЛАЖДЕННЫХ РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ.
4.1. Схема и описание процесса разделения.
4.2. Теоретическое описание процесса
4.3. Анализ процесса разделения.
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ
5.1. Методика проведения эксперимента.
5.2. Результаты экспериментов и их обсуждение.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Однако построение полных диаграмм состояния даже для относительно простых бинарных систем сопряжено с большими экспериментальными трудностями и пока осуществлено для немногих систем. Учитывая то, что давление относительно слабо влияет на равновесие «конденсированных» систем, изучение равновесия фаз производят обычно при постоянном (чаще всего при атмосферном) давлении. Полученные при этом данные можно представить в виде плоской диаграммы равновесия фаз [1, 2, , ]. Процесс кристаллизации практически для всех составов раствора происходит в определенном диапазоне температур. Он начинается при достижении в системе температуры ликвидуса (температуры начала кристаллизации), а заканчивается при температуре солидуса (температуре полной кристаплизации). Геометрическое место точек, соответствующих температурам начала кристаллизации растворов различного состава, представляет линию ликвидуса (кривую насыщения растворов). Процесс кристаплизации заканчивается при достижении линии солидуса. Исключение составляют лишь растворы, имеющие эвтектический состав и состав образующихся кристаллогидратов [2, , ]. Диаграммы' фазового равновесия строятся обьгчно по опытным данным, полученным большей частью методом термического анализа [, , , ]. В основе этого метода лежит постоянство скорости изменения температуры при охлаждении раствора до начала фазового превращения в нем. Появление кристаллов в растворе или переход одной кристаллической модификации в другую сопровождается выделением теплоты фазового превращения. Поэтому при начале фазовых превращений охлаждение замедляется или временно прекращается. Следовательно, всякий излом на кривой охлаждения раствора указывает на начато некоторого превращения. По кривым охлаждения растворов различного состава строятся диаграммы фазового равновесия [1-4, , , ]. Бинарные системы характеризуются довольно большим разнообразием типов диаграмм равновесия фаз [1, 2, , ]. Наиболее простой является диаграмма состояния систем, при кристаллизации которых не происходит образования твердых растворов и молекулярных соединений. Заметим, что такие системы являются наиболее распространенными [1,2]. Как известно [2-4, , ], некоторые вещества при различных условиях кристаллизации могут образовывать несколько кристаллических модификаций. Это явление получило название полиморфизм. На фазовой диаграмме для каждой модификации имеется своя область существования. Если в системе происходят полиморфные превращения, то диаграмма равновесия фаз, естественно, усложняется. При этом температура полиморфного перехода может быть выше или ниже температуры кристаллизации эвтектики. При разделении и очистке веществ от примесей часто приходится иметь дело с тройными и многокомпонентными системами, которые имеют чрезвычайно большое разнообразие диаграмм состояния [1-4, , , ]. В общем случае фазовое равновесие трехкомпонентных систем определяется четырьмя независимыми переменными: температурой, давлением и концентрациями любых двух компонентов. Поэтому графическое представление равновесия в таких системах требует изображения в «четырехмерном пространстве» и может быть реализовано с использованием специальных графических методов [2, , , ]. Для практических целей обычно используют более простые изобарические диаграммы фазового равновесия тройных систем. Такие диаграммы обычно представляют собой трехгранную призму, основанием которой служит треугольник составов, а по ординате откладываются значения температуры. Даже в таком упрощенном виде диаграммы состояний тройных систем довольно сложны. При расчете процесса кристаллизации из растворов, а также для анализа его результатов часто используются так называемые кривые растворимости, которые описывают функциональную зависимость растворимости вещества в том или ином растворителе от температуры [1-6, , , ]. Следует отметить, что кривые растворимости представляют собой частный случай диаграмм фазового равновесия; они являются отрезками кривых ликвидуса в определенном интервале температур. Кривые растворимости обычно строят в координатах «температура — состав раствора».