专利名称：一种静态熔融结晶提纯有机混合物的方法
技术领域：
本发明涉及分离技术领域，尤其涉及一种磁场环境中静态熔融结晶提纯有机混合物的方法。
背景技术：
熔融结晶技术是一种利用有机混合物中各组分的熔点差异来进行分离、纯化、浓缩有机混合物的技术，在化工中间体、医药中间体或生化制品的精制提纯中有广泛的应用。熔融结晶处理的有机混合物在常温下或者经过加热后为液体，由多个互溶组分组成的有机混合物，各组分熔点有一定的差异。CN102350271A发明了一种熔融结晶分离装置，可广泛适用于有机物的分离。CN102423542A提供的熔融结晶器可广泛适用于所有熔点差异明显的同分异构体、同系物有机物的分离。上述两个专利都解决了现有熔融结晶器结构复杂、体积大且操作难度大的问题，装置结构简单、体积小且易操作，采用刮刀加速固体的分离，减少了有机混合物损耗。CN102627531A发明了一种水熔融结晶生产针状2，5- 二甲基苯酚的方法，其结晶后体系经离心机初步脱水和回转真空干燥器两级脱水后得到2，5- 二甲基苯酚。该发明能够使生产更加安全，降低生产成本。CN102198937A发明了一种静态多级熔融结晶法制备电子级磷酸的方法，即采用多次熔融一纯化一排部分母液的方法，该方法操作简单，能耗低，操作条件温和，产品纯度较高。在静态熔融结晶过程中，将有机混合物液温度逐渐降低，熔点高且溶解度小的组分以固态析出，形成晶种(也可以直接向液体中加入晶种)；继续控制物料的温度，直至不断有固体在晶种上附着以长大至一定尺寸的晶体，此时，形成固-液悬浮液。对于静态熔融结晶过程来说，在无外场强化的前提下，此时悬浮液中的固体颗粒同时受到重力和浮力两个力的作用。根据两个力垂直方向的分量之和的大小和方向，可以将有机混合物物系分为两种第一种，两个力垂直方向上的分量之和的方向向下，固体颗粒开始下沉，直至富集于反应器底部；第二种，两个力垂直方向上的分量之和为零，悬浮于液体中的固体颗粒会静止不动。对于上述第二种物系来说，实现结晶终点时刻的固-液产物的有效分离成为待解决问题之一。对于一些特定物系来说，由于液体粘度大，无法通过过滤实现固-液产物的有效分离；对于另一些特定物系来说，由于形成的固体产物颗粒较小且密度较小，无法通过离心方法实现固-液产物的有效分离。本发明针对上述第二种物系，提供一种磁场环境中实现熔融结晶操作的方法，即在熔融结晶操作以前向结晶器中外加非接触性的力——磁力，在结晶操作过程中，形成的固体颗粒同时受到三个力的作用(磁力、重力和浮力)。结晶终点时刻，通过调节磁场强度、范围、方向、位置或作用时间而改变结晶体的受力平衡状态，实现结晶体的定向运动并富集于熔融结晶器的指定区域，从而实现固-液产物的有效分离。本发明适用于可以通过熔融结晶实现组分提纯，但无法通过常规分离操作获得目标产物的有机混合物。
发明内容
本发明的目的在于解决熔融结晶终点的固-液产物的分离问题，提供一种磁场环境中静态熔融结晶提纯有机混合物的方法，使得依靠单一熔融结晶技术难以实现提纯分离的特殊有机混合物得以实现提纯分离。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种静态熔融结晶提纯有机混合物的方法，所述方法在磁场环境中对有机混合物进行熔融结晶操作。具体地说，所述方法包括以下步骤(I)将有机混合物置于熔融结晶器中，使其完全熔化，形成液体I ;(2)向熔融结晶器外加磁场,使液体I完全置于磁场中；(3)向液体I中添加磁性载体，使其分散均匀，形成载体-液体悬浮体系II ；(4)对所述悬浮体系II进行降温结晶操作，在磁性载体表面形成结晶，构成结晶体，在熔融结晶器中形成悬浮体系III ；(5)通过磁场调节，使结晶体在熔融结晶器中富集，形成体系IV ；(6)将所述体系IV进行固液分离，获得固体产物VI和提纯的液体产物V。本发明所述方法任选进行(7)将所述固体产物VI加热，熔融形成液体产物Vn和载体；(8)将液体产物Vn和载体分离，得到的载体重复使用。经过上述步骤，有机混合物被分离成液体产物V和液体产物VL两种液体产物中目标组分的含量较有机混合物中组分含量有明显的变化，可实现有机混合物的提纯。本发明所述方法将熔融结晶器外加磁场，以磁性固体颗粒载体为晶种，结晶过程产生的固体产物附着于载体上并逐渐长大。熔融结晶操作达到终点时，通过调节磁场的作用强度、位置、方向、范围或时间，使包裹着载体的固体产物颗粒富集于结晶器的指定区域。固液分离得到固体，固体加热熔化后将磁性载体取出以供循环使用。本发明所述的加热、熔化、降温、熔融结晶、外加磁场及调变磁场、固液分离等具体操作，均可由本领域技术人员根据本领域的公知常识进行。本发明所述有机混合物包括但不仅限于精细化学品、化学制剂、植物提取物有机混合物药、医药中间体、消毒剂、合成香料、皮革化学品试剂、西药、染料中间体、标准溶液、餐饮废油、动物油脂、植物油脂或涂料等由有机物组成的混合物。在有机混合物物理化学性质不发生改变的前提下，所述步骤(I)的熔化方式可采用本领域技术人员所公知的任何加热方式。本发明可选自直接接触加热、液体浴加热、微波加热或红外加热中的一种，进一步优选电加热、水浴加热、油浴加热或红外加热中的一种。在有机混合物物理化学性质不发生改变的前提下，加热速率不受限制，在实际操作中进行合理控制即可实现本发明目的，可以是恒速加热，也可以变速加热。在有机混合物物理化学性质不发生改变的前提下，熔化所需达到的最高温度接近或高于有机混合物中熔点最高组分的熔点。本发明所述“接近或高于”是指加热时的最高温度在熔点最高组分的熔点附近，能够使有机混合物完全熔化即可，以确保有机混合物移至熔融结晶器后熔化至加入磁性载体形成悬浮体系II的时刻，无固体有机物(包括肉眼不可见的微细固体颗粒)析出。本领域技术人员能够在实际操作时根据自己的常识和经验对该温度进行选择，例如，有机混合物中熔点最高组分的熔点为75°C，在实际操作中最高加热到76°C左右即可使有机混合物完全熔化。本发明所述步骤(I)熔化的最高温度持续至有机混合物完全熔化形成液体为止。在有机混合物物理化学性质不发生改变的前提下，所述步骤(I)熔化的最高温度所持续的时间不受限制，本领域技术人员在实际操作中进行合理控制，以有机混合物完全熔化形成液体(液体中不包含肉眼不可见的微细固体颗粒)为时间终点。所述熔融结晶器为带夹套的容器，夹套用于流通循环加热或冷却液体，如水、导热油等。其体积不受限制，根据生产实际需要而定。其形状包括但不限于圆柱体、长方体及其他适宜的形状，优选为圆柱体或长方体。放置方式包括但不限于直立式、倾斜式或卧式。所述熔融结晶器的材质为非磁性金属材料和/或非金属材料；所述非金属材料为玻璃、石英、陶瓷、高分子聚合物或玻璃钢中的一种或至少两种材料的组合；所述高分子聚合物优选有机玻璃、工程塑料、树脂或硅胶中的一种或至少两种材料的组合。典型但非限制性的例子包括玻璃，陶瓷，玻璃钢，工程塑料，硅胶，石英和陶瓷的组合，玻璃钢和有机玻璃的组合，树脂和硅胶的组合，工程塑料、树脂和硅胶的组合等。现有技术中凡可承受本发明操作温度变化范围内的温度、可允许磁场穿过且不会显著影响磁场强度的本领域公知的单一材料或两种/两种以上材料的组合，皆可用于实施本发明。所述步骤(2)中外加磁场为永磁体或电磁效应产生的磁场，还可以采用本领域公知的其他方式产生的磁场，皆可用于实施本发明。磁场作用位置和范围无限制，合理确定即可达到本发明目的。所述磁场为持续的磁场或脉冲磁场。磁场强度可以是恒定的，也可以是发生变换的，整个熔融结晶过程的磁场强度如下确定磁场作用于载体上产生的磁力、载体所受的重力和载体所受的浮力三个力在垂直方向上的分量之和为零，使磁性载体均匀地分散于液体I中，以形成载体-液体悬浮体系II。在载体不与有机物料发生化学反应的前提下，本发明步骤(3)所述载体为磁性物质或经修饰的磁性物质。本领域公知的一切具有磁性的物质，均可用于本发明。所述修饰可以是本领域公知的对磁性物质的任何修饰，化学法修饰和物理法修饰均可。优选地，所述磁性物质为金属单质、磁性合金或磁性氧化物中的一种或至少两种材料的组合，进一步优选金属单质；所述金属单质优选铁、钴、镍、镧系金属单质，进一步优选铁单质。优选地，所述修饰为表面修饰、外部修饰、内部修饰或中部修饰。优选地，所述修饰为表面抛光、刻蚀、镀层或包裹；表面包裹所用材料为塑料和/或陶瓷，所述塑料优选聚四氟乙烯。本领域公知的各种表面包裹材料的单一或两种/两种以上材料的组合，均可用于本发明。优选地，载体的形状为立方体、球体、圆柱体或不规则形状中的一种或至少两种形状的组合；优选地，所述载体为中空或半中空。在载体能均匀地悬浮在有机液体中的前提下，载体的形状不受限制，可以是立方体、球体、圆柱体等规则形状，也可以是随机形成的不规则形状，也可以是规则形状与不规则形状的组合，也可以是中空的、半中空的各种形状。
在载体能均匀地悬浮在液体I中的前提下，载体的尺寸大小不受限制，可以是均一尺寸颗粒，也可以是按一定粒度分布范围内的不同尺寸颗粒的组合。在载体能均匀地悬浮在液体I中的前提下，在本发明操作温度范围内，载体材料确保不与有机混合物的任何组分发生化学反应，有机混合物的理化性质不会发生改变。所述步骤(4)降温方式可以为夹套内循环水浴降温或夹套内循环本领域公知的其他流体降温，也可以为风冷降温等其他本领域公知的降温方式，优选为熔融结晶器的夹套内循环流体降温或风冷降温。降温速率和终点温度根据有机混合物的物理化学性质确定，以可以生成固体并且固体中的某一种组分或某几种组分的含量与有机混合物有可识别的宏观差异为目标来控制降温速率和降温终点。可以是恒速降温，也可以是变速降温，也可以是降温和加热混合进行或交替进行。终点温度持续时间以体系中固体颗粒长大至需求尺寸的时刻为持续时间的终点时刻。
所述步骤(5)通过调节外加磁场的强度、位置、方向或时间使结晶体受到的磁力、重力和浮力三个力在垂直方向上的分量之和不为零，使结晶体富集。本发明可以采取匀速调节、变速调节、磁场交替有无调节等本领域公知的调节方式，调节以保证固体颗粒受到的磁力、重力和浮力三个力在垂直方向上的分量之和不为零，使得结晶体沿着期望方向移动并在指定区域富集，一般是富集在熔融结晶器的底部。本发明所述步骤(6)的固液分离方法可采用本领域公知的固液分离方法，优选为阀门放料、直接倾倒、引流或泵送。所述步骤(7)加热至固体产物VI完全熔化。加热终点时，固体产物VI完全熔化至液体，且载体可以通过过滤等常规操作方式取出。所述步骤(8)的分离方式为过滤或捞取，其他本领域公知的不改变液体νπ和载体的理化性质的分离方式，均可用于本发明。一种静态熔融结晶提纯有机混合物的方法，所述方法具体包括以下步骤(I)将有机混合物置于熔融结晶器中，加热使其完全熔化，形成液体I，熔化后液体物料的体积以不溢出熔融结晶器为宜；(2)向熔融结晶器周围外加磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场中；(3)向液体I中添加磁性载体并辅助搅拌，使载体在磁场的作用下分散均匀，形成均匀的载体-液体悬浮体系II ；(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，直至固体产物附着于载体上并长大至所需尺寸，构成结晶体，在熔融结晶器中形成悬浮体系III ;(5)调节磁场的强度、位置、范围、方向或时间，使结晶体在熔融结晶器中富集，形成体系IV ；(6)将步骤(5)得到的体系IV进行固液分离，获得固体产物VI和提纯的液体产物V ；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，加热容器至固体产物VI熔融形成液体产物νπ和载体；(8)将步骤(7)获得的液体VII和载体分离，得到的载体重复使用。与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果本发明在磁场环境中进行静态熔融结晶操作，使得在通常环境下(无磁力)的熔融结晶操作难以实现提纯分离的特殊有机混合物得以实现提纯分离。
本发明方法着重解决熔融结晶产物的固-液分离问题，适用于熔融结晶产物无法通过离心操作或过滤操作实现固液分离的有机混合物体系。本发明方法具有能耗低，载体可重复使用的优点。
图1是本发明方法的操作流程图；图2是熔融结晶器的纵剖结构示意图；图3是熔融结晶器的横剖结构示意图；图4是载体受力示意图。下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代 表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施例方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下一种静态熔融结晶提纯有机混合物的方法，所述方法包括以下步骤( I)有机混合物在室温下为液态或固态或固-液混合态，取一定体积的物料直接放于熔融结晶器中，调控物料温度(通常为加热操作)，使有机物完全熔化，形成液体I，熔化后液体物料的体积以不溢出熔融结晶器为宜；(2)向熔融结晶器周围外加磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场中；(3)向液体I中添加磁性载体，适当辅助搅拌操作，使载体在磁场的作用下均匀分散于结晶器中，形成均匀的载体-液体悬浮体系II ；(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，以一定的降温速率将温度降至指定的温度并在该温度保持一定时间，直至固体产物附着于载体上并长大至所需尺寸，形成悬浮体系III ；(5)调节磁场的强度、位置、范围、方向或时间，使得包裹着载体的固体颗粒向指定的方向移动，从而实现固体产物富集在指定的位置处(通常为结晶器的一端)，形成体系IV ；(6)将步骤(5)得到的体系IV的固体-液体分离，获得液体产物V和固体产物VI ；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，加热容器至固体有机物熔融形成液体产物νπ和载体；(8)将步骤(7)获得的液体VII和载体分离，得到的载体供重复使用。以下为本发明的具体实施例熔融结晶器尺寸如附图2所示，以下实施例以高度h=30cm、内径drt=5cm的结晶器为例(容积为589ml)，采用其他尺寸熔融结晶器时，只要进行合理操作，即可实现本发明目的。待提纯有机混合物在室温下为固-液混合状态，其性质如下
要求提纯有机混合物中A的浓度，使其含量不低于95%。实施例1 (I)将有机混合物摇匀，取500ml置于熔融结晶器中，向熔融结晶器夹套中通入温度为70°C的循环水，恒温60min，使有机混合物完全熔化至液态，形成液体I ;(2)向熔融结晶器周围外加磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场范围内，通过电磁感应产生磁场，根据右手螺旋定则确定磁力线方向，使得载体所受磁力作用的方向向上，持续提供电流和磁场；(3)取三氧化二铁颗粒(平均粒径为2mm，形状为空心球形，空心部分球体平均粒径为1. 85mm，表面未经修饰)0. 5g，作为载体；将载体分散于熔融结晶器中，在磁场的作用下形成均匀的载体-液体悬浮体系II ；(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，对循环水进行降温，使悬浮体系II以O. rc /min的降温速率降温，降至45°C，恒温10h，悬浮体系中有机固体产物析出且附着于载体上，形成悬浮体系III ;固体产物同时含有组分A、B和C，其中组分A的含量较原料中的含量大为减少，组分B和C的含量较原料中的含量大为增加；(5)线圈内停止通入电流，包裹着载体的结晶体只受重力和浮力的作用，其所受合力向下，向下移动，从而富集在熔融结晶器的底部，形成体系IV ；(6)熔融结晶器内的液体通过阀门放料收集至容器中，获得液体产物V，其所含组分包括组分A (96%左右)和组分B (3%左右)+组分C (1%左右)；余下的固体产物取出获得固体产物VI，其所含组分包括组分A (含量小于30%)，余下的为组分B和组分C (二者含量之和为100%_组分A的含量)；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，用水浴加热的方法对容器进行加热，以5°C /min的加热速率升至60°C，并在60°C恒温30min，使固体产物VI全部熔融形成液体产物νπ和载体；(8)采用捞取方式将步骤(7)获得的载体取出，以供重复使用。实施例2(I)将有机混合物摇匀，取500ml置于熔融结晶器中，向熔融结晶器夹套中通入温度为70°C的循环水，恒温60min，使有机混合物完全熔化至液态，形成液体I ;(2)向熔融结晶器周围外加通电线圈，给线圈提供电流，通过电磁感应产生磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场范围内，根据右手螺旋定则确定磁力线方向，使得载体所受磁力作用的方向向上，持续提供电流和磁场；(3)取三氧化二铁颗粒(平均粒径为2mm，形状为空心球形，空心部分球体平均粒径为Imm米，表面未经修饰)O. 5g，作为载体；将载体分散于熔融结晶器中，在磁场的作用下形成均匀的载体-液体悬浮体系II ；
(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，对循环水进行降温，以O.10C /min的降温速率降温5min,0. 2V /min的升温速率升温Imin的交替循环模式进行降温，降至45°C后恒温10h，悬浮体系中有机固体产物析出且附着于载体上，形成悬浮体系III ;固体产物同时含有组分A、B和C，其中组分A的含量较原料中的含量大为减少，组分B和C的含量较原料中的含量大为增加；(5)将线圈内通入的电流大小减小一半，包裹着载体的结晶体受力不再平衡，其所受合力向下，向下移动，从而富集在熔融结晶器的底部，形成体系IV ；(6)用泵将熔融结晶器内的液体泵送出来收集至容器中，获得液体产物V，其所含组分包括组分A (96%左右)和组分B (3%左右)+组分C (1%左右)；余下的固体产物取出获得固体产物VI，其所含组分包括组分A (含量小于30%)，余下的为组分B和组分C (二者含量之和为100%_组分A的含量)；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，用电加热的方法对容器进行加热，·以5°C /min的加热速率升至60°C，并在60°C恒温30min，使固体产物VI全部熔融形成液体产物νπ和载体；(8)采用过滤方式将步骤(7)获得的载体取出，以供重复使用。实施例3(I)将有机混合物摇匀，取500ml置于熔融结晶器中，向熔融结晶器夹套中通入温度为70°C的循环水，恒温60min，使有机混合物完全熔化至液态，形成液体I ;(2)向熔融结晶器周围外加磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场范围内，通过电磁感应产生磁场，根据右手螺旋定则确定磁力线方向，使得载体所受磁力作用的方向向上，持续提供电流和磁场；(3)取三氧化二铁颗粒(平均粒径为2mm，形状为实心球形，表面未经修饰)0. 5g,作为载体；将载体分散于熔融结晶器中，在磁场的作用下形成均匀的载体-液体悬浮体系II。(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，对循环水进行降温，以O. 2V /min的降温速率降温5min,0. 1°C /min的升温速率升温Imin的交替循环模式进行降温，降至45°C，恒温10h，悬浮体系中有机固体产物析出且附着于载体上，形成悬浮体系III。固体产物同时含有组分A、B和C，其中组分A的含量较原料中的含量大为减少，组分B和C的含量较原料中的含量大为增加。(5)将线圈内通入的电流由直流电改为交流电，包裹着载体的结晶体受力不再平衡，合力方向向下，向下移动，从而富集在熔融结晶器A的底部，形成体系IV ；(6)熔融结晶器内的液体通过阀门放料收集至容器中，获得液体产物V，其所含组分包括组分A (96%左右)和组分B (3%左右)+组分C (1%左右)；余下的固体产物取出获得固体产物VI，其所含组分包括组分A (含量小于30%)，余下的为组分B和组分C (二者含量之和为100%_组分A的含量)；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，用微波加热的方法对容器进行加热，以5°C /min的加热速率升至60°C，并在60°C恒温30min，使固体产物VI全部熔融形成液体产物νπ和载体；(8)采用捞取方式将步骤(7)获得的载体取出，以供重复使用。实施例4
(I)将有机混合物摇匀，取500ml置于熔融结晶器中，向熔融结晶器夹套中通往温度为70°C的循环水，恒温60min，使有机混合完全熔化至液态，形成液体I ;(2)向熔融结晶器周围外加磁场，通电线圈，给线圈提供电流，通过电磁感应产生磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场范围内，根据右手螺旋定则确定磁力线方向，使得载体所受磁力作用的方向向上，持续提供电流和磁场；(3)取三氧化二铁颗粒(平均粒径为3mm，形状为空心立方体形，空心部分立方体平均粒径为2. 7mm,表面未经修饰)5g,作为载体；将载体分散于熔融结晶器中，在磁场的作用下形成均匀的载体-液体悬浮体系II ；(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，对循环水进行降温，以O. rc /min的降温速率降温，降至45°C，恒温10h，悬浮体系中有机固体产物析出且附着于载体上，形成悬浮体系III。固体产物同时含有组分A、B和C，其中组分A的含量较原料中的含量大 为减少，组分B和C的含量较原料中的含量大为增加。(5)改变线圈内电流流向，包裹着载体的结晶体所受合力向下，颗粒加速向下移动，从而富集在熔融结晶器的底部，形成体系IV ；(6)熔融结晶器内的液体通过阀门放料收集至容器中，获得液体产物V，其所含组分包括组分A (96%左右)和组分B (3%左右)+组分C (1%左右)；余下的固体产物取出获得固体产物VI，其所含组分包括组分A (含量小于30%)，余下的为组分B和组分C (二者含量之和为100%_组分A的含量)；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，用电加热的方法对容器进行加热，以5°C /min的加热速率升至60°C，并在60°C恒温30min，使固体产物VI全部熔融形成液体产物νπ和载体；(8)采用过滤方式将步骤(7)获得的载体取出，以供重复使用。实施例5(I)将有机混合物摇匀，取500ml置于熔融结晶器中，向熔融结晶器夹套中通往温度为70°C的循环水，恒温60min，使有机混合物完全熔化至液态，形成液体I ;(2)向熔融结晶器周围外加磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场范围内，通过电磁感应产生磁场，根据右手螺旋定则确定磁力线方向，使得载体所受磁力作用的方向向上，持续提供电流和磁场；(3)取三氧化二铁颗粒(平均粒径为3mm，形状为空心立方体形，空心部分立方体平均粒径为Imm,表面未经修饰)5g,作为载体；将载体分散于熔融结晶器中，在磁场的作用下形成均匀的载体-液体悬浮体系II ；(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，对循环水进行降温，以O. rc /min的降温速率降温5min,0. 2V /min的升温速率升温Imin的交替循环模式进行降温，降至45°C，恒温10h，悬浮体系中有机固体产物析出且附着于载体上，形成悬浮体系III。固体产物同时含有组分A、B和C，其中组分A的含量较原料中的含量大为减少，组分B和C的含量较原料中的含量大为增加。(5)倾斜线圈60°，包裹着载体的结晶体受到的磁力大小变为原来的一半，受力不再平衡，其合力向下，颗粒向下移动，从而富集在熔融结晶器的底部，形成体系IV ；(6)熔融结晶器内的液体通过引流收集至容器中，获得液体产物V，其所含组分包括组分A (96%左右)和组分B (3%左右)+组分C (1%左右)；余下的固体产物取出获得固体产物VI，其所含组分包括组分A (含量小于30%)，余下的为组分B和组分C (二者含量之和为100%-组分A的含量)；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，用红外加热的方法对容器进行加热，以5°C /min的加热速率升至60°C，并在60°C恒温30min，使固体产物VI全部熔融形成液体产物νπ和载体；(8)采用捞取方式将步骤(7)获得的载体取出，以供重复使用。实施例6(I)将有机混合物摇匀，取500ml置于熔融结晶器中，向熔融结晶器夹套中通往温度为70°C的循环水，恒温60min，使有机混合物完全熔化至液态，形成液体I ;(2)向熔融结晶器周围外加磁场，通电线圈，给线圈提供电流，通过电磁感应产生磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场范围内，根据右手螺旋定则确定磁力线方向，使得载体所受磁力作用的方向向上，持续提供电流和磁场；(3)取三氧化二铁颗粒(平均粒径为1mm，形状为实心椭球形，表面经刻蚀)lg，作为载体；将载体分散于熔融结晶器中，在磁场的作用下形成均匀的载体-液体悬浮体系II。(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，对循环水进行降温，以O. rc /min的降温速率降温，降至45°C，恒温10h，悬浮体系中有机固体产物析出且附着于载体上，形成悬浮体系III。固体产物同时含有组分A、B和C，其中组分A的含量较原料中的含量大为减少，组分B和C的含量较原料中的含量大为增加。(5)将线圈内的电流逐渐变小至零，包裹着载体的结晶体受力不再平衡，其合力向下，颗粒向下移动，从而富集在熔融结晶器的底部，形成体系IV ；(6)熔融结晶器内的液体通过直接倾倒收集至容器中，获得液体产物V，其所含组分包括组分A (96%左右)和组分B (3%左右)+组分C (1%左右)；余下的固体产物取出获得固体产物VI，其所含组分包括组分A (含量小于30%)，余下的为组分B和组分C (二者含量之和为100%_组分A的含量)；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，用水浴加热的方法对容器进行加热，以5°C /min的加热速率升至60°C，并在60°C恒温30min，使固体产物VI全部熔融形成液体产物νπ和载体；(8)采用过滤方式将步骤(7)获得的载体取出，以供重复使用。经过本发明方法，有机混合物被分离成液体产物V和液体产物VL两种液体产物中目标组分A的含量分别为96%和小于30%，两种液体产物中组分A的含量与原料中的含量相比，均发生了明显改变，但液体产物νπ的量较液体产物V的量少得多，所以，实现有机混合物中组分A的提纯。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的提纯方法，但本发明并不局限于上述提纯步骤，即不意味着本发明必须依赖上述提纯步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用有机混合物的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种静态熔融结晶提纯有机混合物的方法，其特征在于，所述方法在磁场环境中对有机混合物进行熔融结晶操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)将有机混合物置于熔融结晶器中，使其完全熔化，形成液体I;(2)向熔融结晶器外加磁场,使液体I完全置于磁场中；(3)向液体I中添加磁性载体，使其分散均匀，形成载体-液体悬浮体系II；(4)对所述悬浮体系II进行降温结晶操作，在磁性载体表面形成结晶，构成结晶体，在熔融结晶器中形成悬浮体系III ；(5)通过磁场调节，使结晶体在熔融结晶器中富集，形成体系IV；(6)将所述体系IV进行固液分离，获得固体产物VI和提纯的液体产物V。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法任选进行(7)将所述固体产物VI加热，熔融形成液体产物VII和载体；(8)将液体产物VII和载体分离，得到的载体重复使用。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述有机混合物包括精细化学品、化学制剂、植物提取物有机混合物药、医药中间体、消毒剂、合成香料、皮革化学品试剂、西药、 染料中间体、标准溶液、餐饮废油、动物油脂、植物油脂或涂料；优选地，所述步骤(I)的熔化方式为直接接触加热、液体浴加热、微波加热或红外加热中的一种，进一步优选电加热、水浴加热、油浴加热或红外加热中的一种；优选地，所述步骤(I)的熔化为恒速加热或变速加热；优选地，所述步骤(I)的熔化所需达到的最高温度接近或高于有机混合物中熔点最高组分的熔点；优选地，所述步骤(I)熔化的最高温度持续至有机混合物完全熔化形成液体为止。
5.如权利要求2-4之一所述的方法，其特征在于，所述熔融结晶器为带夹套的容器，所述夹套用于流通循环加热或冷却液体；优选地，所述熔融结晶器的形状为圆柱体或长方体；放置方式为直立式、倾斜式或卧式；优选地，所述熔融结晶器的材质为非磁性金属材料和/或非金属材料；所述非金属材料为玻璃、石英、陶瓷、高分子聚合物或玻璃钢中的一种或至少两种材料的组合；所述高分子聚合物优选有机玻璃、工程塑料、树脂或硅胶中的一种或至少两种材料的组合。
6.如权利要求2-5之一所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中外加磁场为永磁体或电磁效应产生的磁场；优选地，所述磁场为持续的磁场或脉冲磁场；优选地，在熔融结晶过程中磁场作用于载体上产生的磁力、载体所受的重力和载体所受的浮力三个力在垂直方向上的分量之合为零，使磁性载体均匀地分散于液体I中，以形成载体-液体悬浮体系II。
7.如权利要求2-6之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述磁性载体为磁性物质或经修饰的磁性物质；优选地，所述磁性物质为金属单质、磁性合金或磁性氧化物中的一种或至少两种材料的组合，进一步优选金属单质；所述金属单质优选铁、钴、镍、镧系金属单质，进一步优选铁单质；优选地，所述修饰为表面修饰、外部修饰、内部修饰或中部修饰；优选地，所述表面修饰为抛光、刻蚀、镀层或包裹；表面包裹所用材料为塑料和/或陶瓷，所述塑料优选聚四氟乙烯；优选地，载体的形状为立方体、球体、圆柱体或不规则形状中的一种或至少两种形状的组合；优选地，所述载体为中空或半中空。
8.如权利要求2-7之一所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)的降温方式为熔融结晶器的夹套内循环流体降温或风冷降温；优选地，所述降温为恒速降温、变速降温或降温和加热混合进行或交替进行降温。
9.如权利要求2-8之一所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)通过调节外加磁场的强度、位置、方向或时间使结晶体受到的磁力、重力和浮力三个力在垂直方向上的分量之和不为零，使结晶体富集；优选地，所述步骤(6)的固液分离方法为阀门放料、直接倾倒、引流或泵送；优选地，所述步骤(7)加热至固体产物VI完全熔化；优选地，所述步骤(8)的分离方式为过滤或捞取。
10.如权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)将有机混合物置于熔融结晶器中，加热使其完全熔化，形成液体I，熔化后液体物料的体积以不溢出熔融结晶器为宜；(2)向熔融结晶器周围外加磁场，使熔融结晶器内的液体I完全置于磁场中；(3)向液体I中添加磁性载体并辅助搅拌，使载体在磁场的作用下分散均匀，形成均匀的载体-液体悬浮体系II ；(4)对步骤(3)所得悬浮体系II进行降温结晶操作，直至固体产物附着于载体上并长大至所需尺寸，构成结晶体，在熔融结晶器中形成悬浮体系III;(5)调节磁场的强度、位置、范围、方向或时间，使结晶体在熔融结晶器中富集，形成体系IV ；(6)将步骤(5)得到的体系IV进行固液分离，获得固体产物VI和提纯的液体产物V；(7)将步骤(6)获得的固体产物VI置于容器中，加热容器至固体产物VI熔融形成液体产物νπ和载体；(8)将步骤(7)获得的液体VII和载体分离，得到的载体重复使用。
全文摘要
本发明涉及一种静态熔融结晶提纯有机混合物的方法。所述方法在磁场环境中对有机混合物进行熔融结晶操作。先将有机混合物在熔融结晶器中熔化，在结晶器周围外加磁场，向有机液体混合物中添加磁性载体，开始降温结晶操作，固体产物附着于载体上并逐渐长大。熔融结晶操作达到终点时，调变磁场作用强度、方向、位置、范围或时间，使结晶体富集，固液分离开后得液体和固体，固体加热熔化后得到液体和载体，载体取出以供循环使用。本发明方法着重解决熔融结晶产物的液-固分离问题，适用于熔融结晶产物无法通过离心操作或过滤操作实现液固分离的有机混合物体系的熔融结晶操作。本发明方法具有能耗低，载体可重复使用的优点。
文档编号B01D9/00GK102989193SQ201210593879
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者姜洪涛, 华炜, 章文星, 王志伟, 王定海 申请人:浙江工业大学