CN103073601A - 一种2-酮基-l-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，其技术要点包括如下步骤：（1）在蒸发器中将2-酮基-L-古龙酸溶液减压蒸发浓缩至过饱和度处于浓缩条件下的准安定区；（2）加入适量2-酮基-L-古龙酸晶体作为晶种；（3）控制连续流加2-酮基-L-古龙酸溶液，维持2-酮基-L-古龙酸过饱和度在浓缩条件下的准安定区；（4）回收获得2-酮基-L-古龙酸晶体。本发明所得2-酮基-L-古龙酸晶体平均粒径大，解决了脱水时由于物料颗粒小、发粘，增大脱水难度和滤包逃逸造成的损失，结晶回收率提高。
Description
技术领域
本发明涉及2-酮基-L-古龙酸溶液浓缩结晶工艺，具体的说是一种2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法：是一种从2-酮基-L-古龙酸溶液中回收2-酮基-L-古龙酸晶体并提高结晶率的实用方法。
背景技术
2-酮基-L-古龙酸（简称2-KLG）是生产维生素C（又称L-抗坏血酸）的重要中间体。浓缩结晶和降温结晶是2-酮基-L-古龙酸工业生产中重要的化工过程。
目前生产中2-酮基-L-古龙酸溶液在蒸发器中减压蒸发至晶体析出，然后冷却结晶、脱水，回收晶体，浓缩过程达到准安定区时未添加晶种，也未进行工艺优化控制。溶液中杂质的存在，严重阻碍了浓缩结晶过程2-酮基-L-古龙酸的析晶，浓缩结晶难以生成晶体；溶液浓缩过程当过饱和度达到准安定区时，不进行优化控制，溶液易自发成核，形成的微小晶粒不能彻底从溶液中分离出来，难以回收附在晶体表面上的可溶性固形物和一些有效成分；并且析出的晶体颗粒细小，在离心脱水时物料发粘不易甩干，小颗粒晶体容易从滤包中逃逸，或被洗涤液溶解进入二次母液中。上述原因影响到溶液回收中2-酮基-L-古龙酸晶体成长，及结晶回收率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，是一种从2-酮基-L-古龙酸溶液中回收2-酮基-L-古龙酸晶体，并提高结晶率的实用方法。
本发明的目的是这样实现的：一种2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）在蒸发器中将2-酮基-L-古龙酸溶液减压蒸发浓缩至过饱和度处于浓缩条件下的准安定区，所述减压蒸发浓缩条件为相对真空度0.095MPa～0.1MPa，浓缩温度为35℃～50℃，所述2-酮基-L-古龙酸溶液的丰度基于干物质11%～100%；
（2）加入适量2-酮基-L-古龙酸晶体作为晶种，所用晶种粒度介于53μm～150μm，纯度为90.2%～100%，所述2-酮基-L-古龙酸溶液中每100g 2-酮基-L-古龙酸加入1.0g～5.0g 2-酮基-L-古龙酸晶体；
（3）控制连续流加2-酮基-L-古龙酸溶液，维持2-酮基-L-古龙酸过饱和度在浓缩条件下的准安定区；
（4）回收获得2-酮基-L-古龙酸晶体。
2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，其特征在于所述减压蒸发浓缩条件为相对真空度0.095 MPa～0.1MPa，浓缩温度为35℃～50℃。所述2-酮基-L-古龙酸的丰度基于干物质11%～100%，优选2-酮基-L-古龙酸的丰度基于干物质25%～83%，步骤（2）中所用晶种粒度介于53μm～150μm，纯度为90.2%～100%。优选步骤（2）中所用晶种粒度介于63μm～106μm，纯度为90.8%～100%。2-酮基-L-古龙酸溶液中每100g 2-酮基-L-古龙酸加入1.0g～5.0g 2-酮基-L-古龙酸晶体，优选2-酮基-L-古龙酸溶液中每100g 2-酮基-L-古龙酸加入2.0 g～4.5g 2-酮基-L-古龙酸晶体。
本发明的要点在于：预从2-酮基-L-古龙酸溶液中回收晶体，对晶体成长过程进行控制，并提高结晶率，可以通过加晶种的可控浓缩结晶方法。浓缩液达到准安定区时，添加晶种，连续流加溶液维持浓缩液处于准安定区，避免溶液进入不安定区自发成核产生大量微小晶体，为晶体成长提供条件。
2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，与现有技术相比，溶液浓缩至准安定区时，添加晶种，为晶体成长提供了结晶位点，带动溶液中的溶质在晶种表面成长，连续流加溶液维持浓缩液处于准安定区，使晶种均匀地悬浮在整个溶液中，并控制过饱和度增长速度，促进晶体成长，避免浓缩液进入不安定区自发成核产生大量微小晶体。采用本发明所得2-酮基-L-古龙酸晶体平均粒径大，解决了脱水时由于物料颗粒小、发粘，增大脱水难度和滤包逃逸造成的损失，结晶回收率提高。
下面将通过实例对发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实施例1
2-酮基-L-古龙酸丰度35%的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶：将200ml浓度为230.8mg/ml的2-酮基-L-古龙酸溶液加入旋转蒸发器中，相对真空度0.098MPa，浓缩温度39.1℃，蒸发至出凝水90ml时，用2ml 2-酮基-L-古龙酸饱和溶液分散1.5g 2-酮基-L-古龙酸晶体（+140目至-230目国际标准筛筛分，晶种粒度介于63~106μm）作为晶种，连续流加300ml浓度为115.4mg/ml的 2-酮基-L-古龙酸溶液，流加速度4.4ml/min，浓缩至终点，浓缩液冷却降温至0℃，抽滤获得2-酮基-L-古龙酸晶体。回收所得2-酮基-L-古龙酸晶体质量为45.2g，平均粒径232μm，回收率为53.2%。
实施例2
2-酮基-L-古龙酸丰度35%的2-酮基-L-古龙酸溶液未加控制的浓缩结晶：将200ml浓度为230.8mg/ml的2-酮基-L-古龙酸溶液加入旋转蒸发器中，相对真空度0.098MPa，浓缩温度39.3℃，浓缩过程中流加300ml浓度为115.4mg/ml的2-酮基-L-古龙酸溶液，浓缩至终点，浓缩液冷却降温至0℃，抽滤获得2-酮基-L-古龙酸晶体。回收所得2-酮基-L-古龙酸晶体质量为40.4g，平均粒径为186μm，回收率为50.1%。
实施例1与实施例2对比，2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法所得晶体颗粒平均粒径大，晶体回收率提高了3.1%。
实施例3
2-酮基-L-古龙酸丰度11%的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶：将200ml浓度为241.2mg/ml的2-酮基-L-古龙酸溶液加入旋转蒸发器中，相对真空度0.095MPa，浓缩温度45.1℃，蒸发至出凝水85ml时，用2ml 2-酮基-L-古龙酸饱和溶液分散2.0g 2-酮基-L-古龙酸晶体（+100目至-200目国际标准筛筛分，晶种粒度介于75~150μm）作为晶种，连续流加300ml浓度为120.6mg/ml的 2-酮基-L-古龙酸溶液，流加速度3.4ml/min，浓缩至终点，浓缩液冷却降温至0℃，抽滤获得2-酮基-L-古龙酸晶体。回收所得2-酮基-L-古龙酸晶体质量为30.6g，平均粒径为85.8μm，回收率为32.9%。
实施例4
2-酮基-L-古龙酸丰度25%的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶：将200ml浓度为256.4mg/ml的2-酮基-L-古龙酸溶液加入旋转蒸发器中，相对真空度0.098MPa，浓缩温度35.2℃，蒸发至出凝水80ml时，用2ml 2-酮基-L-古龙酸饱和溶液分散1.5g 2-酮基-L-古龙酸晶体（+170目至-270目国际标准筛筛分，晶种粒度介于53~90μm）作为晶种，连续流加300ml浓度为128.2mg/ml的 2-酮基-L-古龙酸溶液，流加速度3.1ml/min，浓缩至终点，浓缩液冷却降温至0℃，抽滤获得2-酮基-L-古龙酸晶体。回收所得2-酮基-L-古龙酸晶体质量为44.7g，平均粒径为136.5μm，回收率为47.2%。
实施例5
2-酮基-L-古龙酸丰度52%的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶：将200ml浓度为270.9mg/m的2-酮基-L-古龙酸溶液加入旋转蒸发器中，相对真空度0.098MPa，浓缩温度39.5℃，蒸发至出凝水71ml时，用2ml 2-酮基-L-古龙酸饱和溶液分散2.5g 2-酮基-L-古龙酸晶体（+140目至-230目国际标准筛筛分，晶种粒度介于63~106μm）作为晶种，连续流加300ml浓度为135.4mg/ml的 2-酮基-L-古龙酸溶液，流加速度4.1ml/min，浓缩至终点，浓缩液冷却降温至0℃，抽滤获得2-酮基-L-古龙酸晶体。回收所得2-酮基-L-古龙酸晶体质量为72.3g，平均粒径为357μm，回收率为72.7%。
实施例6
2-酮基-L-古龙酸丰度83%的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶：将200ml浓度为252.8mg/ml的2-酮基-L-古龙酸溶液加入旋转蒸发器中，相对真空度0.098MPa，浓缩温度39.4℃，蒸发至出凝水80ml时，用2ml 2-酮基-L-古龙酸饱和溶液分散2.0g 2-酮基-L-古龙酸晶体（+140目至-230目国际标准筛筛分，晶种粒度介于63~106μm）作为晶种，连续流加300ml浓度为126.5mg/ml的 2-酮基-L-古龙酸溶液，流加速度4.9ml/min，浓缩至终点，浓缩液冷却降温至0℃，抽滤获得2-酮基-L-古龙酸晶体。回收所得2-酮基-L-古龙酸晶体质量为79.4g，平均粒径为387μm，回收率为86.6%。
实施例7
2-酮基-L-古龙酸丰度96%的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶：将200ml浓度为232.9mg/ml的2-酮基-L-古龙酸溶液加入旋转蒸发器中，相对真空度0.098MPa，浓缩温度38.7℃，蒸发至出凝水89ml时，用2ml 2-酮基-L-古龙酸饱和溶液分散2.5g 2-酮基-L-古龙酸晶体（+170目至-270目国际标准筛筛分，晶种粒度介于53~90μm）作为晶种，连续流加300ml浓度为116.4mg/ml的 2-酮基-L-古龙酸溶液，流加速度4.9ml/min，浓缩至终点，浓缩液冷却降温至0℃，抽滤获得2-酮基-L-古龙酸晶体。回收所得2-酮基-L-古龙酸晶体质量为76.0g，平均粒径为392μm，回收率为89.2%。
Claims (4)
1.一种2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）在蒸发器中将2-酮基-L-古龙酸溶液减压蒸发浓缩至过饱和度处于浓缩条件下的准安定区，所述减压蒸发浓缩条件为相对真空度0.095MPa～0.1MPa，浓缩温度为35℃～50℃，所述2-酮基-L-古龙酸溶液的丰度基于干物质11%～100%；
（2）加入适量2-酮基-L-古龙酸晶体作为晶种，所用晶种粒度介于53μm～150μm，纯度为90.2%～100%，所述2-酮基-L-古龙酸溶液中每100g 2-酮基-L-古龙酸加入1.0g～5.0g 2-酮基-L-古龙酸晶体；
（3）控制连续流加2-酮基-L-古龙酸溶液，维持2-酮基-L-古龙酸过饱和度在浓缩条件下的准安定区；
（4）回收获得2-酮基-L-古龙酸晶体。
2.根据权利要求1所述的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，其特征在于所述2-酮基-L-古龙酸的丰度基于干物质为25%～83%。
3.根据权利要求1所述的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，其特征在于步骤（2）中所用晶种粒度介于63μm～106μm，纯度为90.8%～100%。
4.根据权利要求1所述的2-酮基-L-古龙酸溶液加晶种的可控浓缩结晶方法，其特征在于：所述2-酮基-L-古龙酸溶液中每100g 2-酮基-L-古龙酸加入2.0 g～4.5g 2-酮基-L-古龙酸晶体。
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