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己二酸是重要的工業(yè)制劑、原料，國(guó)內(nèi)普遍以環(huán)乙醇、環(huán)已酮為原料，在催化劑作用下，經(jīng)過(guò)量硝酸氧化生產(chǎn)己二酸，收率可達(dá)到94%左右，生產(chǎn)出的己二酸溶液還含有較多的戊二酸、丁二酸副產(chǎn)品。為分離獲得己二酸，還需對(duì)產(chǎn)出溶液進(jìn)行結(jié)晶、脫色、再結(jié)晶，從而獲得高純度的已二酸產(chǎn)品。

1 己二酸裝置真空冷卻結(jié)晶過(guò)程與存在問(wèn)題

1.1 己二酸裝置真空冷卻結(jié)晶過(guò)程

晶體在溶液中析出過(guò)程即為結(jié)晶。已二酸結(jié)晶亦不例外，其晶核形成可分為初級(jí)均相成核、初級(jí)非均相成核、二次成核三個(gè)類型，也代表結(jié)晶成核的三個(gè)過(guò)程。晶體顆粒的大小是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，顆粒越大，比表面積越小，顆粒表面附著的雜質(zhì)越少，產(chǎn)品的純度、品質(zhì)越高。初級(jí)均相成核主要受溶液性質(zhì)、己二酸純度、溫度、溶液飽和度等因素影響，也是流程控制重點(diǎn)，可控性強(qiáng)。二次成核速率與溶液過(guò)飽和度、溫度、雜質(zhì)等因素影響，溶液化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其決定性作用。

國(guó)內(nèi)己二酸裝置真空冷卻結(jié)晶工藝流程大同小異。結(jié)晶器有多個(gè)串聯(lián)的結(jié)晶室，溶液依次進(jìn)出隔室，完成整個(gè)析出過(guò)程，各室之間以虹吸管連通，頂部有冷凝器、真空系統(tǒng)，后者可控制隔室內(nèi)溫度，各室內(nèi)壓力呈梯度變化，溶液在壓力差下順應(yīng)流動(dòng)，溶劑中的水份大量蒸發(fā)散熱，從而使己二酸從溶液中析出，為加速這一過(guò)程，加快熱交換，還常進(jìn)行攪拌、過(guò)濾、分離作業(yè)。

己二酸裝置真空冷卻結(jié)晶過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的持續(xù)性的過(guò)程，對(duì)一個(gè)結(jié)晶室進(jìn)行單獨(dú)控制，無(wú)法獲得理想效果。一個(gè)結(jié)晶室結(jié)晶過(guò)程發(fā)生變化，理論上可影響其后所有結(jié)晶過(guò)程，但通過(guò)調(diào)控，一定程度上可削弱這種影響，使最后一個(gè)結(jié)晶室二次成核達(dá)到滿意效果，但一旦發(fā)生差錯(cuò)，可影響整個(gè)工藝流程生產(chǎn)效率。故，需對(duì)所有結(jié)晶室進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制[1]。

1.2 存在問(wèn)題

連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，結(jié)晶析出的己二酸初結(jié)晶往往具有較強(qiáng)的吸附性，易在隔室內(nèi)壁結(jié)疤，不僅影響隔室有效體積，影響溶液整體流動(dòng)性，還可能聚集在攪拌器附近，影響攪拌功率，甚至可能發(fā)生堵塞，損毀儀器設(shè)備。

結(jié)疤可分為液面上結(jié)疤與液面下結(jié)疤兩類，前者主要是因產(chǎn)物沸騰、攪拌濺射在內(nèi)壁上逐漸聚集的結(jié)疤，后者主要是微結(jié)晶引起的結(jié)疤。結(jié)晶器中，微結(jié)晶主要發(fā)生在前幾室，物料溫度降溫快，溶解度迅速降低，時(shí)間短，結(jié)晶來(lái)不及形成大顆粒而形成微結(jié)晶，微結(jié)晶表面積大，吸附力強(qiáng)，易在液面下吸附在室壁上。

為提高儀器使用壽命，延長(zhǎng)結(jié)晶器運(yùn)行周期，結(jié)晶室內(nèi)均設(shè)置有清洗裝置，可對(duì)壁面、溢流管進(jìn)行沖洗，避免堵管，提高結(jié)晶室工作效率。同時(shí)，通過(guò)調(diào)整結(jié)晶室內(nèi)壓力，控制溫度，也可以溶解結(jié)疤的結(jié)晶。

2 己二酸裝置真空冷卻結(jié)晶過(guò)程單元調(diào)整

2.1 調(diào)控壓力與溫度

結(jié)晶過(guò)程中晶核形成、晶體成長(zhǎng)受溫度影響較大，降溫過(guò)速則析出速度過(guò)快，真空結(jié)晶器中壓力直接影響溫度，故合理調(diào)控結(jié)晶器中溫度非常重要。按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置壓力梯度后，還應(yīng)據(jù)進(jìn)料、結(jié)晶器狀態(tài)，定期調(diào)教真空表，規(guī)避指示儀器本身誤差，使整個(gè)結(jié)晶過(guò)程各室內(nèi)溫度、壓力達(dá)到理想狀態(tài)。

2.2 加速晶核生長(zhǎng)

微結(jié)晶形成主要與結(jié)晶內(nèi)溶液己二酸的過(guò)飽和度過(guò)高有關(guān)，在原有的壓力與溫度控制下，己二酸過(guò)飽和度，析出度上升，結(jié)晶生成過(guò)速,結(jié)晶微粒相互之間無(wú)法凝聚，而形成微結(jié)晶。在結(jié)晶器開始結(jié)晶室加入含有已二酸結(jié)晶的溶液，以溶液中的己二酸結(jié)晶作為晶種，有助于加速晶體凝結(jié)，對(duì)后續(xù)的結(jié)晶室產(chǎn)生較深遠(yuǎn)的影響。加入的己二酸結(jié)晶液應(yīng)嚴(yán)格測(cè)算，遵循先加入，后調(diào)控原則，通過(guò)幾次連續(xù)生產(chǎn)，測(cè)算得出最佳的晶種溶液比例[2]。

2.3 控制攪拌速度

攪拌對(duì)結(jié)晶形成影響較大，若速度過(guò)快，增大了碰撞成核的概率，使晶體碰撞、摩擦，促晶核生成，同時(shí)攪拌加速了熱量耗散，也有助于晶體析出。通過(guò)控制各室攪拌速度可控制晶核成長(zhǎng)速度。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)控制整個(gè)成核流程中各室晶核由少向多發(fā)展，攪拌速度應(yīng)與室內(nèi)溫度、壓力相協(xié)調(diào)。

2.3 加強(qiáng)監(jiān)控

現(xiàn)代化數(shù)控已被應(yīng)用于己二酸結(jié)晶制備，結(jié)晶器內(nèi)上方均安裝有攝像頭，工作人員可據(jù)此直觀的觀察結(jié)晶狀況、結(jié)晶條件，同時(shí)結(jié)晶室內(nèi)均有收集壓力、溫度、攪拌速度等參數(shù)的傳感器，可將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)控中心，工作人員據(jù)此操作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程的控制。為保障整個(gè)工藝順利、安全，工作人員還需進(jìn)行沖洗壁面、壓力調(diào)整的操作[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

己二酸裝置真空冷卻結(jié)晶單元操作是一個(gè)系統(tǒng)性工作，工作人員應(yīng)掌握整個(gè)工藝流程原理，了解結(jié)晶析出影響因素，明確各室氣壓、溫度等參數(shù)意義，掌握整個(gè)工藝流程，熟練的運(yùn)用集控中心監(jiān)控設(shè)備。工作人員應(yīng)積極積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)相關(guān)性分析，積極總結(jié)各結(jié)晶室參數(shù)與結(jié)晶生產(chǎn)效率之間的關(guān)系，不斷優(yōu)化操作，提高結(jié)晶器整體生產(chǎn)效用。工作人員還應(yīng)大膽創(chuàng)新，學(xué)會(huì)基本的設(shè)備改造技術(shù)，從細(xì)節(jié)入手，優(yōu)化操作。

[1]崔紅燕，魯長(zhǎng)海.己二酸結(jié)晶器擴(kuò)產(chǎn)技術(shù)改造[J].河北化工，2009，32（12）：47-49.

[2]曾勇.己二酸結(jié)晶分離技術(shù)中關(guān)鍵設(shè)備—結(jié)晶器的制造與檢驗(yàn)管理[J].化工管理，2014（2）：90-91.

[3]汪鎮(zhèn)安.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2001：608-610.