精细化工工艺原理及技术

1、一、绪论精细化工的概念：生产精细化学品的工业精细化工产品：以大体无机、有机原料或产品为起始物，通过深度加工后能增进或给予一种（类）产品以特定功能，或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品生产特性：一、小批量、多品种二、综合生产流程和多功能生产装置3、技术密集度高、垄断性强4、大量应用配方技术五、商品性能经济特性：一、投资效率高投资效率=附加价值/固定资产X100%二、利润率高3、附加价值率高附加价值率=附加价值/产值X100%原材料费率=原材料费/产值X100%精细化学品的作用：一、给予各类材料以特殊的性能和功能二、增进农林牧副渔各行业的优质高产3、提高人类的生活质量4、增进科学技术的不断进

2、步五、高经济收益精细化率=精细化工产值/化学工业总产值X100%其表征精细化工的进展程度精细化学品的种类（11类）：农药、染料、涂料、颜料、试剂及高纯物、信息用化学品食物及饲料添加剂、粘合剂、催化剂及各类助剂、化工生产的化学药品及日用化学品、功能高分子材料二、操作单元物料的输送：将物料从一个地方输送到另一个地方、一个设备到另一个设备，一个生产进程到另一个进程的操作液体输送设备固体输送设备气体输送设备物料的反映：悬浮液的分离：使固体颗粒和液体相分离的操作称为悬浮液的液固分离1、过滤：使悬浮通过量孔的过滤介质，将固体粒子截留其推动力为重力或压力差影响因素：悬浮液粘度过滤介质压强差滤饼阻力（反比）2

3、、沉降：利用重力或离心力使固体粒子下沉而与液体分离物料的结晶：结晶是溶液中的溶质在必然条件下原子、离子或分子进行排列形成晶体的进程结晶进程的关键是溶液的过饱和度吸湿性：指不同物质从空气中吸收水分的性质温度、微量杂质可使吸湿性增加结块性（原因）：粒子之间在压力作用下附着在一路0晶体表面易潮解的物质易结块颗粒小的物质比大颗粒晶体易结块制备过饱和溶液的方式：一、冷却法，降温冷却溶液的方式制备过饱和溶液，适用于溶解度随温度转变敏感的体系二、蒸发法，采用加热蒸发除去部份溶剂而制备过饱和溶液的方式，适用于.不.3、真空蒸发冷却法，在除去部份溶剂的同时降低溶液温度而制备过饱和溶液4、化学反映结晶法，通过调节

4、溶液PH值或加入反映试剂，使溶质生成新的物质而析出结晶的方式五、盐析法，向物系中加入一些物质，使溶质在溶剂中的溶解度降低而形成过饱和溶液的方式（优）回收率高，结晶温度较低，适用于热敏物质（缺）常需处置母液和分离盐析溶剂物料的蒸发：将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行浓缩的进程原理：不断地向溶液供给热能，并使之维持沸腾状态，其中的溶剂就不断被汽化并除去而达到浓缩的目的沸腾蒸发（效率高，具有生产价值，是精细化工生产常常利用的溶液浓缩方式）自然蒸发常压蒸发减压蒸发（效率高，热量损失小，能够利用低压蒸汽、对于热敏性的溶液也很适用）蒸发进程是一个传热进程，物料溶液的性能及热能的有效利用是蒸发进程

5、的关键单效蒸发流程多效蒸发流程物料的干燥：干燥是在加热条件下，利用热能除去固体物料中溶剂的操作进程保证干燥进程进行的物理条件:湿物料表面所产生的水蒸气压力必需大于空气中的水蒸气分压去除湿物料中溶剂的方式：机械法（压滤、抽吸、过滤、离心分离等）：只适用于不需要将水分完全除去的场合0化学去湿法：（缺）费用高、操作麻烦、只适用于小批量固体物料去湿或除去气体中的水分03干燥法：除湿较为完全、规模灵活、干燥器投资和维修费用小、便于操作，生产中常常和机械去湿法结合利用，可达到经济有效的目的干燥分类：（热能供给方式）传导干燥、辐射干燥、介电加热干燥、对流干燥干燥进程：预热阶段、恒速阶段、降速阶段固体的粉碎：

6、将固体物料在外力作用下割裂为更小尺寸的小块或粉粒的操作，是破碎和磨碎的总称原理：抗拒固体的内聚力，使其割裂成细粒，从而增大固体物质单位质量的表面积目的：减小固体的粒度（100300目占多数）作用：增加固体物料的表面积，提高反映速度或溶解、浸取速度和有利于干燥加工，可提高多组分物料混合的均匀度，可知足某些产品的利用需要粉碎度（粉碎比）：固体物料在一次粉碎前后最大物块直径之比，检查粉碎操作效果的一个重要指标分类：一、干法粉碎：指物料在粉碎进程中完全处于干燥的状态而没有任何液体参加（缺）在粉碎进程中产生大量污染环境、有损健康的粉尘粉碎度低于湿法二、湿法粉碎：指物料在有水、油或其他具有润滑性的液体存在

7、时进行的粉碎萃取与浸取物料的混合：混合的进程实际是物料被不断地分割成大量局部的小区域，使不同的物料之间不断地扩散和融合的进程，可通过混合的均匀性来判断物料混合的程度目的：降低混合的分离尺度和分离强度物料混合均匀性的查验标准：一、分离尺度：物料在混合进程中被分割成的众多小区域体积的平均值越小越好分离尺度从物料分散程度的方面反映了混合物的均匀性二、分离强度：物料在混合进程中被分割成的众多小区域，其体积分数可能高于或低于物料的平均体积分数，在高体积分数区和低体积分数区之间物质在不断地传递和分派，局部区域的体积分数与平均体积分数之间误差的平均值，称为分离强度混合的设备：搅拌混合设备、捏合设备(高粘度流

8、体介质)、粉粒体混合设备物料的乳化：乳化是使一种液体分散在另一种互不相溶的液体中，组成乳状分散体系的进程乳液：由乳化产生的分散体系分散开来的液珠滴即是分散相(内相)包围液珠的液体系持续相(外相)乳状液类型：水包油：油分散在水中，以O/W表示0油包水：水分散在油中，以W/O表示影响乳液稳固性的因素：界面张力、界面电荷、界面膜、体系粘度、相的密度差要制备特定体系的乳液，第一要选择适合的乳化剂，能够说没有乳化剂就没有乳液三、工艺流程掌握工艺流程框图的画法，能按照已知条件熟练画出产品的工艺流程框图四、表面活性剂表面活性剂的概念：把极少量存在于溶剂中就可以显著降低溶剂的表面张力，改变体系的界面状态，从而

9、产生润湿或防水、乳化或破乳、分散或聚集、起泡或消泡、增溶等作用，即能显著降低溶剂的表面张力和界面张力的物质称为表面活性剂表面活性剂分子中既有亲水基又有亲油基，为两亲分子，其分子在结构上处于极性不对称状态。当表面活性剂物质的浓度达到饱和时，因不能继续减小相界之间的接触面积，溶液的表面张力就再也不变小三大合成材料：合成橡胶、合成塑料、合成纤维表面活性剂的分类：阴离子(65%)、非离子(25%)、阳离子和两性离子(10%)其中线性烷基苯仍将是利用最广的合成表面活性剂，不过其增加将略低于醇类衍生物表面活性剂表面活性剂性能：润湿、分散、增溶、乳化、起泡和消泡、渗透、洗涤、抗静电、润滑防水、杀菌消毒等表面

10、张力：液体与空气接触是，液体内部份子对液体表面层分子的吸引力大于空气对液体表面层的吸引力，液体表面产生内向聚集呈球形的现象，液体维持这种现象的力称为表面张力物质的表面活性：溶剂的表面张力会由于溶质的加入而降低的性质界面张力：物质之间所具有的张力的总称CMC临界胶束浓度：表面活性剂的饱和吸附浓度，是衡量表面活性剂效率的参数CMC值越小，在溶液中形成胶束的能力越强，其活性越强Ycmc-临界胶束浓度时溶液的表面张力:指表面活性剂在溶液中达到临界胶束浓度CMC时，溶液的表面张力，衡量表面活性剂降低表面张力的能力越小，越强Krafft点表面活性剂溶解度突变的温度点（与表面活性剂的离子型态有关）：离子型表

11、面活性剂在水中的溶解度随温度升高而缓慢上升，当达到某一温度点时，溶解度会显著增大浊点：非离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度上升而降低，当达到某一温度点时溶液就会由清亮变浑浊，那个温度点称该表面活性剂的浊点HLB值：表面活性剂的亲水一亲油平衡值，是表面活性剂亲水基与亲油基的比值，是衡量表面活性剂利用性质及效率的重要指标HLB值为40是亲水性最强的表面活性剂，1左右为亲水性最弱而亲油性最强的表面活性剂（1）非离子型表面活性剂的HLB值一般在020之间HLB=亲水基的质量分数X1/5对于完全没有亲水基的石蜡烃，其HLB值=0;而完全由亲水基组成的聚乙二醇的HLB值=200对于只用环氧乙烷基团-为亲

12、水基的表面活性剂HLB=E/5E为环氧乙烷质量分数对多数含多元醇的脂肪酸酯HLB=20（1-S/A）S为酯的皂化数A为酸的酸值（2）离子型HLB=（亲水的基团数）-（亲油的基团数）+7对离子型表面活性剂,HLB值是结构因子的总和而活性剂分子现在被分解为一些基团，每一个基团对总的HLB有必然的奉献，这种奉献称为HLB基数（3）混合利用的表面活性剂的HLB值刀表面活性剂的HLB值还能够用符号来表示，亲水基最强的为HH,较强的为H,中等的为N；亲油基最强的为LL,较强的为L表面活性剂产生的原因：由于表面活性剂具有界面吸附，定向排列和形成胶束的大体性质，而且还因为各类不同表面活性剂在结构上的不同，产生

13、程度不同的界面状态和界面性质的改变，使得表面活性剂有许多作用增溶量顺序:溶质分子在聚氧乙烯链中的增溶方式机理溶质分子在胶束中表面活性剂分子之间的增溶机理溶质分子在胶束内部的增溶机理溶质分子在胶束表面以吸附增溶方式的机理表面活性剂的作用:（1）润湿与反润湿作用润湿：指固体表面的一种流体被另一种与之不相混溶的流体所取代的进程。通常所指的润湿现象是液体与固体接触时其表面的气-固界面消失而形成新的液-固界面的进程。润湿现象是固体表面结构与性质、液体的表面与界面性质和固液两相分子间彼此作用之微观特性的宏观表现0反润湿：目的就是使固体表面上液体取代气体的进程不容易进行（2）乳化与破乳作用01乳化：将两种互

14、不相溶的液体，通过激烈搅拌，将其中一相液体以微细的粒子分散在另一液体中的现象02破乳：破坏乳液的稳固性（法）机械、物理、化学（3）增溶：表面活性剂在水溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的物质溶解度显著增大，现在溶液透明似真溶液，这种作用称为增溶作用被增溶物质溶解度增大的量称为增溶量现在表面活性剂就叫做增溶剂原理：因为表面活性剂的胶束能把不溶性的物质吸附包裹在它的内部疏水基之间，使不溶物表面形成亲水层而增大了溶解度的缘故（影）表面活性剂的不饱和性和构形（CH链f胶束行为出现的浓度J增溶能力f）、表面活性剂的离子性质、复合表面活性剂的影响溶质的影响（脂肪烃和烷基芳烃溶质的链越长，增溶量越小、溶质

15、极性越大，增溶量越大、溶质摩尔体积越大，增溶量越小）外添加物的影响温度的影响（原：01温度的转变会使得胶束性质发生转变02温度的转变能够引发溶质在胶束中溶解情形发生转变）增溶作用顺序：非离子表面活性剂阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂（4）发泡与消泡作用泡沫：指由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体液体泡沫、固体泡沫01发泡：液体将空气包裹在中间而形成气泡的进程溶液才能明显起泡，纯液体则不能泡沫的破坏主如果由于气体通过膜进行扩散，和液膜中的液体在重力作用下及膜中各点的压力不同而致使流动引发的使气泡稳固存在的方式：添加表面活性剂（即稳泡剂）、在液体中加入胶性物质以增加溶液的粘度，也能较好的阻止排液

16、进程的进行而稳泡液体粘度对泡沫稳固性起到的作用：增加泡沫液膜的强度、由于表面粘度大，膜液体不易流动排出，延缓了液膜的破裂，而增强了泡沫的稳固性0消泡：原理：消除泡沫的稳固因素，使泡沫破裂（应用）消泡作用可用于液体产品灌装时增大容量、配制标准溶液时提高准确性、涂料涂膜时使膜层均匀平实等具有破泡能力的液体，其表面张力都较低，易吸附并铺展于泡沫的液膜上，能使液膜的局部表面张力降低，同时带走液膜下临近的液体，加速膜的排液进程，致使液膜变薄而破裂一般地说，开始加入消泡剂时，在液膜上的铺展速度大于胶束增溶的速度，所以表现出良好的消泡效果，经一段时刻后，随着消泡剂被增溶，消泡作用就减弱.（5）分散作用表面活

17、性剂的分散作用主如果指它能使固体微粒呈悬浮状态而转移至液相中的能力（应用）常常利用于颜料、涂料、印刷、油墨等的生产，还有纺织等各类物质的染色分散方式：01被分散固体粒子为非极性表面，采用离子型表面活性剂作分散剂02被分散固体粒子为带有电荷的表面，采用离子型表面活性剂作分散剂03多数被分散固体粒子，采用非离子型表面活性剂作分散剂物化参数结构特点：表面活性剂是一种有机化合物，其分子结构具有两种不同性质的基团：一是不溶于水的含C长链烷基，即亲油基；二是可溶于水的基团，即亲水基（6）抗静电作用：目的：消除、融离电荷（影）亲水极性越强，抗静电作用越强、亲油基链越长，有支链，抗静电越差表面活性剂的分类：（

18、1）阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂溶解于水形成的亲水基为带负电荷的原子团，如烷基磺酸盐：烷基苯磺酸盐，支链硬性型（ABS）、直链软性型（LAS）制取进程：烷基化、磺化、中和（2）阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂溶解于水形成的亲水基为带正电荷的原子团，如季胺盐（3）两性表面活性剂两性表面活性剂是指分子中，同时具有两种或以上离子性质的表面活性剂，但通常主要指分子结构中既具有阳离子亲水基团，同时又具有阴离子亲水基团的表面活性剂。它在水溶液中能电离，在某种介质条件下能够表现出阴离子表面活性剂的特性，而在另一种介质条件下，又能够表现出阳离子表面活性剂的特性（4）非离子表面活性剂非离子表面活性剂在水中不

19、能离解成离子状态，它的中性分子具有表面活性（分类）聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型（5）其它类型表面活性剂：高分子表面活性剂0生物表面活性剂：由微生物在好氧或厌氧条件下产生的、具有较高表面活性的生物分子。与化学合成表面活性剂相较，生物表面活性剂对生态系统产生的毒性较低，表面和界面活性更强，热稳固性好，能够生物降解03含氟表面活性剂：指表面活性剂分子中碳氢链上的氢原子全数被氟原子所取代了的化合物，即疏水基部份含有碳氟链的表面活性剂，氟原子取代的基团也称全氟烷基04含硅表面活性剂：以硅氧烷链为疏水基，聚氧乙烯链、羧基、酮基或其他极性基团为亲水基组成的表面活性剂含硅表面活性剂能极好地降低水油的界面张

20、力，润湿能力极佳，可专门好地润湿聚乙烯五、功能化工艺1.重结晶工艺重结晶原理：使晶体物质中的杂质在产品与溶剂中进行再分派；结晶进程中，物质分子又按其特有的晶体结构进入晶格；并按照产品与杂质在不同温度条件下的溶解度不同进行分离，从而达到提纯的目的适用对象：可溶性的固体物质重结晶工艺的局限性：有同晶现象时、有混晶现象存在时、存在表面吸附现象是、固体溶解度太大时，不宜用重结晶重结晶工艺进程：晶核的形成、晶体的生长、结晶的方式及晶体的品质结晶的方式：自然结晶：指没有搅拌和外加晶种，过饱和溶液自然生成晶体的方式，取得的晶体颗粒较大、表面积相对较小、不容易潮解适用于熔点低、有潮解性的产品0搅拌结晶：适用于

21、熔点较高、潮解性低的产品，搅拌结晶可使晶体均匀、松散、不易潮解03加晶种结晶：适用于许多有机化合物溶液所形成的过饱和状态相当稳固，若是不加晶种，很长时刻都不会产生结晶，但其晶体的形状、含量常常不能达到要求重结晶工艺条件的选定和控制：（1）溶剂的选择01溶剂不与被提纯物质发生化学反映02溶剂在较高温度下对被提纯固体物质的溶解度较大，而在室温或较低温度时则较小03溶剂对杂质的溶解度专门大或很小04溶剂挥发性较强，容易与产品分离05被提纯晶体物质在该溶剂中能生成较好形态的结晶选择溶剂时应遵从必然的原则：01第一按照溶质与溶剂的极性相似相溶原则从理论上选择溶剂，并通过实验肯定其选择02其后再考虑产品的

22、回收率、晶体形状要求、工艺操作难易、溶剂毒性、易燃性及价钱等因素选择适宜的溶剂03当单一的溶剂不能知足要求时能够选择两种或两种以上的混合溶剂，其比例按照需要肯定（2）原料的溶解：热溶一指原料水溶液加热的温度在80C以上时的溶解方式，也是常常利用的传统溶料方式冷溶指不加热或略加热使物料在较低温度下溶解的方式，利用较少（优）节约能源、简化操作（3）原料液的净化（4）过饱和溶液的制备：冷却法、盐析法、蒸发法（5）结晶（6）结晶的分离（7）晶体的洗涤：一般用水作洗涤溶剂，在除去吸附杂质的同时还能够有调整产品含量和酸、碱度的作用对于易水解的物质应用酸化的水洗涤对于易氧化的物质应用有机溶剂洗涤，以增大其挥

23、发性，使产品能够在较低温度迅速干燥而避免氧化对于溶解度大的晶体可用饱和溶液洗涤以避免晶体损失（8）干燥：40C以下低温干燥，如在70-80C的中温下干燥，如在大于100C的高温下干燥，如成核速度：指单位体积的溶液在单位时刻内生成新粒子的数量若是成核速度过大，将使晶体细小、粒度散布范围广、产品质量下降晶体的生长速度：按照扩散学说，晶体生长进程由三个步骤组成：溶质扩散穿过晶体表面的静液层，从溶液中转移并吸附到晶体的表面，其推动力为溶液的浓度差；抵达晶体表面的溶质也借助于浓度差发生表面反映而嵌入晶面，使晶体增大，同时放出结晶热；结晶热通过传导回到溶液中，结晶热一般很小，对整个结晶进程的影响不大影响因

24、素：影响接触成核速度的因素：溶液的过饱和度、接触碰撞的能量、搅拌器、晶体的粒度和硬度2影响晶体生长速度的因素：过饱和度是结晶进程的总推动力，是决定晶体生长速度的决定性因素ff温度、杂质、搅拌强度晶体的品质：晶体形状（影）冷却速度、过饱和度、结晶温度、溶剂、PH值、杂质、染料、表面活性剂0晶体的吸湿性:指不同物质从空气中吸收水分的性质是引发晶体物质结块的重要原因晶体的吸湿点：越低，越易吸湿h=Pa/PX100%Pa为相应温度下物质饱和溶液上水的蒸汽压（Pa）P为该温度下水蒸气的饱和蒸汽压（Pa）吸湿点不能充分说明物质的吸湿程度，因物质的吸湿速度还与其他因素有关（影）温度、杂质晶体的结块性：指物质

25、从松散状态转为团块或整体的性质（影）晶形、水分、温度、空气湿度、粒度、堆集压力、贮存时刻、杂质（3）掌握本节有关的例子及习题内容3.离子互换工艺离子互换树脂分子结构特点：一般是通过交联剂将线性的有机分子联接在一路，形成的多孔性网状有机高分子，由此组成了树脂的三维空间立体结构骨架；骨架上固定联结着不能自由移动的功能基，即活性基团；活性基团上又带有具相反电荷的活性离子，活性离子能够在网络骨架和溶液间自由移动离子互换树脂的结构骨架性能稳固吗，既不溶于酸、碱溶液，也不溶于各类有机溶剂（常）以二乙烯苯作交联剂其功能基一般为多元酸或多元碱树脂的交联度：即交联剂的质量分数。交联度高的树脂聚合得比较紧密，强度

26、高且耐用，密度较高，内部孔隙较少，对离子的选择性较强；交联度低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反映速度较快，对离子的选择性较低，工作时的膨胀性较大，机械强度低，较易碎裂离子互换树脂的类型：（1）按活性基团分阳离子互换树脂和阴离子互换树脂阳离子互换树脂：能与阳离子进行互换反映的离子互换树脂。其活性基团能解离出阳离子，而其作为互换的离子可与溶液中的其他阳离子发生互换多元酸强酸性阳离子互换树脂一磺酸基团（-so3H）和次甲基磺酸基团（-ch2so3h）水处置、制药工业0弱酸性阳离子互换树脂一带有羧酸基（-COOH）、氧乙酸基团（-OCH2COOH）的互换树脂在低PH下难以离解和进行离子互换，只在碱性、

27、中性或微酸性溶液中（PH=514）发生互换反映制药工业阴离子互换树脂：阴离子互换树脂的活性基团能解离出阴离子，而其作为互换离子可与溶液中的其他阴离子发生互换多元碱强碱性阴离子互换树脂一季胺基团（三NOH）制备无盐水，除硅酸根、碳酸根等弱酸根0弱碱性阴离子互换树脂一伯胺基（-NH2）、仲胺基（-NHR）、叔胺基（-NR2）只能在中性或酸性条件（PH=17）下工作，较容易再生成羟型（2）按树脂骨架的物理结构分凝胶型树脂和大孔型树脂01凝胶型树脂即微孔型树脂干燥时其高分子骨架内部没有毛细孔适用于无机离子的吸附，不能吸附大分子有机物质0大孔型树脂一在合成树脂的聚合反映时，添加了起孔剂，易吸附和互换有机

28、大分子具有较高的交联度，结构稳固，可反复再生，利用寿命较长离子互换树脂的性能：（1）物理性能：01外观离子互换树脂是一种透明或半透明的物质，有白黄黑赤褐等色通常，交联度低、交联结构均匀性差的树脂较易碎裂球状树脂具有制造简单、表面积大、使历时充填状态好、流动容易均匀、利于互换等长处；其机械强度较高，化学性质稳固，利用寿命长02粒度离子互换树脂的颗粒越小，互换速度越快，但流失也大，反洗困难；且液体通过细颗粒树脂填充柱时阻力较大，需要较高的工作压力湿筛法有效粒径：以90%粒子能够通过其相对应的筛孔直径03密度干树脂的密度称为真密度树脂在水中充分膨胀时的堆集密度为视密度视密度=湿树脂质量树脂层所占体积

29、树脂在水中充分膨胀后，自身的湿相对密度称为湿真密度湿真密度=湿树脂质树脂颗粒本身所占体积交联度高的树脂的密度较高；而大孔型树脂的密度则较低04膨胀度交联度低的树脂膨胀度大（2）化学性能：01酸碱度02离子互换容量：每克干树脂或每毫升湿树脂所能互换的离子的毫克数摩尔数J总互换容量：指离子互换体中所具有的互换基总数，表示每单位数量树脂能进行离子互换反映的化学基团的总量J工作互换能量：在某一指定的应用条件下，树脂表现出来的离子互换能力，现在互换基团未完全利用，是指树脂在工作时的实际互换容量衡量离子互换树脂价值的重要数据（再）30%90%J再生互换容量：在必然的再生剂量条件下所取得的再生树脂的互换容量

30、，表明树脂中原有化学基团再生恢复的程度（总）50%90%工作互换容量与再生互换容量的比率称为树脂的利用率离子互换的大体原理（1）离子互换平衡：RA+B+=RB+A+RA+B+=RB+A+互换进程是可逆的，最后达到平衡。其平衡常数：K=RBA+/RAB+K值越大，平衡向右进行的程度越大，有利于互换；反之则无益于互换，但利于再生。要使互换反映不断进行，必需将生成物不断移走，这就是通常采用动态互换及再生的主要原因（2）离子互换进程极为影响因素Q离子互换进程：膜扩散（外扩散）一Na+穿过树脂表面的静电层孔内扩散（颗粒扩散）-Na+穿过树脂的半透膜表面，从树脂表面扩散到树脂网孔内部的活性中心互换-Na+

31、与树脂网孔内部的H+进行极快的互换反映表面扩散（内扩散）-H+自树脂内部的活性中心扩散到树脂表面，穿出半透膜，进入静电层外部扩散-H+穿出静夜层并离开树脂表面而扩散到溶液中Q2影响互换速度的因素交联度一交联度低的树脂膨胀率高，树脂内部的网孔相对大，扩散较容易降低交联度提高互换速度颗粒度一无论内、外扩散，减小颗粒度有利于提高互换速度，尤内扩散温度一溶液温度f互换速度f1C-4%8%离子的价态一价态越高，吸引力越大，扩散速度越小离子半径一半径小，扩散速度块，互换速度块溶液的浓度一溶液的浓度直接影响扩散控制的类型浓度较低（），外扩散：互换速度随浓度增加而增大浓度增加（），内、外扩散:随浓度增加，互换

32、速度增加较慢,内扩散：浓度继续增加，互换速度达到极限值就再也不增大（3）离子互换树脂的吸附选择性：离子互换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力，树脂的活性基对离子的亲和力越大，离子就越易被该树脂所吸附，即树脂对它们的吸附有选择性（影）树脂的特性、被吸附离子的性质Q1阳离子互换树脂的吸附选择性：化合价越高的阳离子被互换吸附越强；价态和类型相同，半径小的离子易被吸附Fe3+Al3+Pb2+Ca2+Mg2+K+Na+H+强酸性吸附Cs+Rb+K+Na+Li+;Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+弱酸性吸附Li+Na+K+Rb+Cs+;Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+2阴离子互换树脂的吸附选择性在稀溶液中

33、，酸的价数越高越易被吸附。强碱性可吸附电离常数大于10A-10的酸根SO42-NO3-C1-HCO3-OH-弱碱性OH-C6H5O73-SO42-C4H4O62-C2O42-PO43-NO2-C1-CH657444624423COO-HCO3-树脂的保管:阳：00-110C强碱阴：0-60C弱碱阴：0-80C寄存时刻不超5年1%甲醛树脂的预处置:研磨、过筛、浸泡、净化树脂的再生:离子互换树脂在利用一段时刻后，吸附的杂质接近饱和状态，即用化学试剂使离子互换反映向相反的方向进行，将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使树脂的官能团回恢复来的状态，以供再次利用一般情形下，树脂通常常利用酸碱再生法进行

34、处置，利用酸碱溶液中的H+和OH-离子别离将树脂上所吸附的阴、阳离子置换下来一般地，必然范围内的再生剂质量分数越大，再生程度越高，但再生剂质量分数不超过10%离子互换树脂在正常利用情形下，可达2000-3000次再生溶液温度25-80C再生方式：顺流式、逆流式纯水制备：蒸馏法、离子互换法离子互换工艺生产实例:去离子水的制备、稀土元素的分离（3）掌握本节有关的习题内容。2.沉淀工艺沉淀工艺的原理：利用某种方式使需合成的产品或杂质在溶液中的溶解度降低而形成固体沉淀，其中加入沉淀剂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决于物质本身的性质沉淀分为晶形和无定形（非晶形）两种形式，晶形沉淀分

35、为细晶沉淀和粗晶沉淀目的：除去杂质，提高产品纯度及质量（优）简单、经济、浓缩倍数高适用对象：沉淀性难溶产品的合成、提纯许多可溶性的固体物质影响沉淀纯度的因素：共沉淀共沉淀：指在溶液中，按照溶度积规则不该该有沉淀生成的物质，在其他离子沉淀生成时而随同析出的现象；对高纯度沉淀型产品的合成不利共沉淀类型：0表面吸附：指杂质物质吸附于沉淀产品表面上的现象因）由于沉淀物质内部与外部离子的不同，使得表面不平衡而产生力场，由此产生吸附表面吸附具有选择性，与物质的溶解度、被吸附离子的价态（ff）和变形性（ff）、吸附后形成化合物的电离度及溶液的PH值有关可逆进程通常情形下，沉淀产品老是优先吸附溶液中能与自身离

36、子生成溶解度较小物质的离子0吸留（包藏）：若是沉淀进程进行较快，表面吸附的杂质或母液就可能被后面沉淀下来的离子所覆盖的现象03混晶：若是杂质的离子半径与沉淀产品的离子半径相似且所形成的晶体结构相同，则二者极易同时析出并形成混晶04后沉淀：指某种离子被沉淀吸附后，在放置进程中与吸附层离子或沉淀进行化学反映而形成沉淀的现象沉淀产品的制备方式：直接沉淀法、均相沉淀法、有机溶剂沉淀法、盐析沉淀法沉淀工艺的两种应用：电子级碳酸钡微粉的制备、废葡萄糖母液生产高纯柠檬酸（钙盐法）沉淀法合成产品的条件控制：01沉淀溶液的浓度02合成的温度03沉淀剂的加入方式及速度04加料顺序：正加指将金属盐类（提供沉淀物的阳

37、离子）先放于反映器中，再加入沉淀剂（含沉淀物的阴离子）；反之为“反加”并加把沉淀物阴、阳离子的溶液同时按比例加入到反映器的方式05沉淀剂沉淀的陈化（小颗粒沉淀溶解，大颗粒沉淀长大）：（因）小颗粒沉淀的比表面积大，表面能也大，大颗粒反之，体系的转变有从高能量到低能量的自发趋势沉淀工艺除去杂质：同离子效应：加入含有一路离子的物质，能使难溶电解质的溶解度降低的现象02盐效应：由于强电解质的存在使沉淀溶解度增大的现象03酸效应：溶液的酸度对沉淀的影响络合效应：在沉淀进程中由于生成了络合物而使沉淀溶解度大幅增大的现象沉淀颗粒的大小及形态：大颗粒沉淀的溶解度小，稳固性也好；小颗粒反之。要使沉淀除杂更完全，

38、生产中应采取保温陈化的方式使沉淀由小颗粒转为大颗粒，由亚稳态转为稳固态，从而降低沉淀的溶解度温度沉淀剂六、分离制备工艺1.超临界流体分离工艺（1）掌握超临界流体分离的概念：利用超临界流体具有选择性地溶解其他物质的能力，先用超临界流体的溶剂将有效组分溶解，然后通过降压或升温的方式，使超临界流体的密度降低，变成普通气体状态，被溶物便会析出，从而从混合物中得以分离超临界流体的性质：Q既有与气体相当的扩散系数和较低的粘度，又有与液体相近的传热系数和对物质良好的溶解性能在超临界点周围，温度和压力的微小转变可致使密度的专门大转变，而密度又与体系的粘度、介电常数、扩散系数和溶解能力都紧密相关，可通过改变条件

39、来调节SCF的溶解能力及其他物化性质原理：在被分离物质中加入溶剂气体，并使其处于超临界状态，控制体系的压力和温度使其选择性地萃取其中某有效组分，将其与萃余残渣分离以后通过改变体系的温度或压力，降低超临界流体溶剂的密度，SCF即释放出所萃取的物质，从而达到使物质分离的目的（2超临界流体萃取（SFE）分离的主要工艺方式：由萃取和分离两个进程组成，静态循环萃取、动态循环萃取萃取工艺的方式：包括静态、动态和动、静态相结合的工艺静态工艺特点：能够循环利用SF,节约SF,进程中操作条件转变不大，能耗低，但SF易被目标组分饱和，单程提取率不是很高动态工艺特点：每次都利用新的SF同基体接触，SF耗量大，对SF的纯度要求高（SF中杂质在设备中浓缩而污染目标组分），单程提取率较高动、静态组合：先以静态工艺的SF将目标组分萃取到基体的表面上，在采用动态SFE,可提高萃取效率并节约萃取剂超临界流体的选定条件：超临界流体的化学性质应与目标产物的化学性质相近，并对目标物的选择性高，取得的产品纯度就高CO2是应用最普遍的超临界流体萃取压力和温度的选定：一般情形下，SCF中物质的溶解度随压力升高而增大升温可降低溶质的内聚能而使其溶解度增大，但同时又降低了SF的密度，无益于萃取添加剂的选择：可通过加入少量添加剂的方式，改变溶剂的极性，扩大其利用范围被萃取物的粒度选择：粒度小有利于提高萃取率萃取流