亚氨基二乙磺酸单钠对牛磺酸晶体形貌的影响

作者：陈志荣; 丁高洁; 袁慎峰; 尹红^*

来源：过程工程学报, 2023, 23(12): 1657-1666.

• 牛磺酸
• 结晶
• 杂质
• 晶体形貌
• 分子模拟

在环氧乙烷法合成牛磺酸的工艺路线中，杂质亚氨基二乙磺酸单钠(SA)会不可避免地进入结晶工序，杂质的存在会对牛磺酸产品的性质产生显著影响。本工作考察了SA浓度和降温速率对牛磺酸晶体形貌的影响，采用分子动力学模拟方法分析了SA在牛磺酸晶面上的附着情况以及SA改变牛磺酸晶体形貌的原因。结果表明，牛磺酸长径比随着SA浓度增加和降温速率加快而增大；降温速率为30 K/h时，添加浓度为0.04 mol/kg的SA会使牛磺酸晶体的平均长径比增加1倍以上；SA浓度为0.02mol/kg时，随着结晶冷却速率从6 K/h升至36 K/h，晶体的平均长径比增大约3.8倍。结晶过程的降温速率应控制在12 K/h以下，以获得平均长径比小于3的牛磺酸晶体产品。模拟结果表明，基于修正的附着能模型模拟得到的晶习和实验晶习一致；■晶面的面积占比缩小，(102)和■晶面的面积占比扩大，这是SA水溶液中牛磺酸晶体生长成针状形貌的根本原因。本研究有助于理解SA改变牛磺酸晶习的作用机理和指导牛磺酸结晶工艺的优化。

• 单位
  浙江大学; 浙江省化工高效制造技术重点实验室; 生物工程学院