结晶作为化学工业中重要的单元操作,它能够以低成本获取高附加值的产品。科技和工业水平的快速发展以及人们对产品质量要求的不断提升,无疑对结晶过程产品质量的控制提出了更高要求。而结晶产品质量的关键指标之一是颗粒的尺寸分布,如何得到符合规定的颗粒尺寸分布(PSD)是结晶过程产品质量控制中的一个重要研究方向。本文以阿司匹林的乙醇溶液为研究体系,结合热力学和动力学实验对其结晶过程进行建模,同时在模型的基础上进行晶体尺寸分布的模拟。在热力学方面,本文对阿司匹林在乙醇中的溶解度、超溶解度、介稳区以及结晶诱导期等相关基础数据进行测定,同时对影响介稳区宽度的搅拌速率和降温速率这两个因素进行了分析;在动力学方面,本文首先通过在线红外测量技术(ATR-FTIR)结合偏最小二乘算法(PLS)建立浓度模型实时获取阿司匹林结晶过程过饱和度数据,然后基于原位超声衰减谱原理对颗粒尺寸进行测量,最后结合实验数据对阿司匹林结晶过程动力学模型进行参数估计。粒数衡算模型(PBM)是一个描述结晶过程的双曲型偏微分的多尺度混合模型。它包含具有纳尺度的成核动力学和介于微观和介观之间的生长动力学子模型。结合动力学数据建立阿司匹林结晶过程的粒数衡算模型,通过基于有限元的迎风差分算法(FD)对模型进行求解,模拟出一定条件下的晶体尺寸分布并将其与实验值进行对比,结果显示本文的模拟是可信的。最后,在此基础上,通过对实验条件下的阿司匹林结晶过程进行数值模拟,得出晶体尺寸分布在时间域上的演变,这为后续更高程度的模拟以及过程操作奠定了基础。