JPH04327542A - 有機物の結晶化法とその装置 - Google Patents
有機物の結晶化法とその装置Info
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- JPH04327542A JPH04327542A JP3097809A JP9780991A JPH04327542A JP H04327542 A JPH04327542 A JP H04327542A JP 3097809 A JP3097809 A JP 3097809A JP 9780991 A JP9780991 A JP 9780991A JP H04327542 A JPH04327542 A JP H04327542A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機物の結晶化法とそ
の装置に関する。
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機物の結晶化法としては、（１）溶融
精製法、（２）溶剤を用いた（相互に溶解する）結晶化
法、（３）有機物に溶解しない溶液（たとえば水）によ
る冷却晶析などが一般的である。
精製法、（２）溶剤を用いた（相互に溶解する）結晶化
法、（３）有機物に溶解しない溶液（たとえば水）によ
る冷却晶析などが一般的である。
【０００３】他方、工業的に結晶化のための冷却法を分
類してみると、次の通りである。 （Ａ）間接冷却法：細い円筒状のパイプの中に有機溶融
物を入れ、外筒に冷却ジャケットを設け、この冷却ジャ
ケットに冷却水を流通させて、前記パイプの内壁面に結
晶を生成付着させ、これを掻き取り羽根などの手段によ
り掻き取り析出させて、これをスラリーとして抜き出し
て、系外で分離する方法。 （Ｂ）直接冷却法：攪拌機を備えた槽内に溶融した有機
物を入れ、同時に有機物に溶解しないソルベント、たと
えば水を注入し、水中に有機物を分散させながら冷却を
行うことにより、結晶化する方法。 （Ｃ）断熱冷却法：この方法としては、有機物を溶剤に
溶解させ、結晶化槽内で自己蒸発を行う条件で操作し、
発生したベーパーをコンプレッサーで圧縮し、コンデン
サーで凝縮させ、凝縮された冷媒は再度結晶化槽に返送
することが考えられる。
類してみると、次の通りである。 （Ａ）間接冷却法：細い円筒状のパイプの中に有機溶融
物を入れ、外筒に冷却ジャケットを設け、この冷却ジャ
ケットに冷却水を流通させて、前記パイプの内壁面に結
晶を生成付着させ、これを掻き取り羽根などの手段によ
り掻き取り析出させて、これをスラリーとして抜き出し
て、系外で分離する方法。 （Ｂ）直接冷却法：攪拌機を備えた槽内に溶融した有機
物を入れ、同時に有機物に溶解しないソルベント、たと
えば水を注入し、水中に有機物を分散させながら冷却を
行うことにより、結晶化する方法。 （Ｃ）断熱冷却法：この方法としては、有機物を溶剤に
溶解させ、結晶化槽内で自己蒸発を行う条件で操作し、
発生したベーパーをコンプレッサーで圧縮し、コンデン
サーで凝縮させ、凝縮された冷媒は再度結晶化槽に返送
することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の（１）の溶融精
製法は、対象の有機物を高温で溶融させるために、その
有機物の品質劣化を生じるとの根本的な問題を有してい
る。また、（Ａ）の間接冷却法は、伝熱係数が２００
〜５００Ｋｃａｌ／ｍ２ ・℃・ｈｒ程度であり低いた
めに、装置が大型化し建設費が嵩む。上記（３）に分類
される直接冷却法（Ｂ）では、水の中に微量の有機物が
溶解することが多く、この処理の多大な経費を要する。 一方、（２）の溶剤を用いる断熱自己蒸発法は、通常の
冷却水では凝縮しない低い凝縮温度で晶析槽を運転する
必要があり、このために大きな冷凍設備が必要となり、
設備費が嵩む。さらに、（Ｃ）の断熱冷却法の採用に当
たり、コンプレッサーを用い、高圧下で凝縮温度を上げ
ることが一般的に必要となり、そのコンプレッサーの運
転費が高くつく。 蒸発温度および冷却水温度によっては、コンプレッサー
を必要としない場合もあるが、通常は、冷媒の凝縮温度
は０℃を下回ることが多く、このためにもしコンプレッ
サーを用いない場合には、冷凍機を使ってブラインを作
り、これにより凝縮を図る必要があるために、冷凍機関
連設備費に多大な投資を必要とする。
製法は、対象の有機物を高温で溶融させるために、その
有機物の品質劣化を生じるとの根本的な問題を有してい
る。また、（Ａ）の間接冷却法は、伝熱係数が２００
〜５００Ｋｃａｌ／ｍ２ ・℃・ｈｒ程度であり低いた
めに、装置が大型化し建設費が嵩む。上記（３）に分類
される直接冷却法（Ｂ）では、水の中に微量の有機物が
溶解することが多く、この処理の多大な経費を要する。 一方、（２）の溶剤を用いる断熱自己蒸発法は、通常の
冷却水では凝縮しない低い凝縮温度で晶析槽を運転する
必要があり、このために大きな冷凍設備が必要となり、
設備費が嵩む。さらに、（Ｃ）の断熱冷却法の採用に当
たり、コンプレッサーを用い、高圧下で凝縮温度を上げ
ることが一般的に必要となり、そのコンプレッサーの運
転費が高くつく。 蒸発温度および冷却水温度によっては、コンプレッサー
を必要としない場合もあるが、通常は、冷媒の凝縮温度
は０℃を下回ることが多く、このためにもしコンプレッ
サーを用いない場合には、冷凍機を使ってブラインを作
り、これにより凝縮を図る必要があるために、冷凍機関
連設備費に多大な投資を必要とする。
【０００５】したがって、本発明の主たる課題は、運転
費および設備費の低減を図ること、ならびに結晶の純度
を高めることにある。
費および設備費の低減を図ること、ならびに結晶の純度
を高めることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明法は、結晶化槽と、吸収器と、再生器と、凝縮
器とを備え、前記結晶化槽において投入される冷媒を含
む対象の有機物に対して、冷媒の断熱自己蒸発操作を行
い、この操作により生成した結晶分は結晶化槽から抜き
出し、蒸発ベーパーは吸収器に導き、この吸収器におい
て再生器からの濃厚液と接触させて凝縮を図り、凝縮液
を吸収器から再生器に導き、再生器において冷媒を蒸発
させ、蒸発したベーパーは凝縮器に移行させ、凝縮器で
その凝縮を行い、凝縮液を結晶化槽に供給し、再生器で
吸収剤の濃度が高まった濃厚液は吸収器に返送して、吸
収器と再生器との間で濃厚液の循環を行うことを特徴と
するものである。この場合、結晶化槽の母液を、凝縮器
に供給することができる。本発明法は、冷媒が有機物の
溶剤であるとともに、その溶剤が吸収剤となる場合にも
適用できる。他方、本発明装置は、冷媒を含む対象の有
機物に対して、冷媒の断熱自己蒸発操作を行う結晶化槽
と、この操作により生成した結晶分は結晶化槽から抜き
出す手段と、結晶化槽での蒸発ベーパーを受けて凝縮を
図る吸収器と、この吸収器により吸収剤の濃度が高まっ
た濃厚液を受けて、冷媒を蒸発させる再生器と、この再
生器で蒸発したベーパーを受けて凝縮を図る凝縮器とを
備え、凝縮液は結晶化槽に供給され、再生器で吸収剤の
濃度が高まった濃厚液は吸収器に返送して、吸収器と再
生器との間で濃厚液の循環を行うことを特徴とするもの
である。
の本発明法は、結晶化槽と、吸収器と、再生器と、凝縮
器とを備え、前記結晶化槽において投入される冷媒を含
む対象の有機物に対して、冷媒の断熱自己蒸発操作を行
い、この操作により生成した結晶分は結晶化槽から抜き
出し、蒸発ベーパーは吸収器に導き、この吸収器におい
て再生器からの濃厚液と接触させて凝縮を図り、凝縮液
を吸収器から再生器に導き、再生器において冷媒を蒸発
させ、蒸発したベーパーは凝縮器に移行させ、凝縮器で
その凝縮を行い、凝縮液を結晶化槽に供給し、再生器で
吸収剤の濃度が高まった濃厚液は吸収器に返送して、吸
収器と再生器との間で濃厚液の循環を行うことを特徴と
するものである。この場合、結晶化槽の母液を、凝縮器
に供給することができる。本発明法は、冷媒が有機物の
溶剤であるとともに、その溶剤が吸収剤となる場合にも
適用できる。他方、本発明装置は、冷媒を含む対象の有
機物に対して、冷媒の断熱自己蒸発操作を行う結晶化槽
と、この操作により生成した結晶分は結晶化槽から抜き
出す手段と、結晶化槽での蒸発ベーパーを受けて凝縮を
図る吸収器と、この吸収器により吸収剤の濃度が高まっ
た濃厚液を受けて、冷媒を蒸発させる再生器と、この再
生器で蒸発したベーパーを受けて凝縮を図る凝縮器とを
備え、凝縮液は結晶化槽に供給され、再生器で吸収剤の
濃度が高まった濃厚液は吸収器に返送して、吸収器と再
生器との間で濃厚液の循環を行うことを特徴とするもの
である。
【０００７】
【作用】本発明では、溶剤を添加するために、結晶化の
ための温度が低下し、もって結晶の品質が良好となる。 また、結晶化槽における冷媒の自己蒸発断熱冷却により
、晶析を行うことができるので、晶析に必要な冷却熱を
外部から奪い取る必要がなく、もって冷凍設備などが不
要となり、設備費および運転費の低減を図ることができ
る。
ための温度が低下し、もって結晶の品質が良好となる。 また、結晶化槽における冷媒の自己蒸発断熱冷却により
、晶析を行うことができるので、晶析に必要な冷却熱を
外部から奪い取る必要がなく、もって冷凍設備などが不
要となり、設備費および運転費の低減を図ることができ
る。
【０００８】
【実施例】以下本発明を図面を参照しながら実施例によ
りさらに詳説する。図１は第１の実施例を示したもので
、１は晶析槽、２は吸収器、３は再生器、４は凝縮器で
あり、晶析槽１で生成した結晶スラリーは、結晶抜き出
しポンプ５により、固液分離機６、遠心分離機または水
平濾過機などに導かれ、濾液分の大部分は返送ポンプ７
により返送路８を介して晶析槽１に返送され、結晶分は
そのままあるいは後続の他の結晶手段を経て製品とされ
る。また、晶析槽１および吸収器２は低圧での運転が、
再生器３および凝縮器４は高圧での運転が行われる。
りさらに詳説する。図１は第１の実施例を示したもので
、１は晶析槽、２は吸収器、３は再生器、４は凝縮器で
あり、晶析槽１で生成した結晶スラリーは、結晶抜き出
しポンプ５により、固液分離機６、遠心分離機または水
平濾過機などに導かれ、濾液分の大部分は返送ポンプ７
により返送路８を介して晶析槽１に返送され、結晶分は
そのままあるいは後続の他の結晶手段を経て製品とされ
る。また、晶析槽１および吸収器２は低圧での運転が、
再生器３および凝縮器４は高圧での運転が行われる。
【０００９】対象の有機物Ｍが吸収剤として機能する場
合には、この有機物Ｍは外部から、１〜５％程度の冷媒
が存在する下での攪拌機１ａを有する結晶化槽１に供給
される。結晶化槽１は真空下または加圧下で運転され、
対象の有機物は、凝縮器４から移行する凝縮された冷媒
と攪拌機１ａにより混合され、この混合に伴う圧力低下
により、冷媒が蒸発し、その際に結晶化熱を奪い取り、
結晶が析出する。析出した結晶を含むスラリーは、前述
の操作により製品化される。
合には、この有機物Ｍは外部から、１〜５％程度の冷媒
が存在する下での攪拌機１ａを有する結晶化槽１に供給
される。結晶化槽１は真空下または加圧下で運転され、
対象の有機物は、凝縮器４から移行する凝縮された冷媒
と攪拌機１ａにより混合され、この混合に伴う圧力低下
により、冷媒が蒸発し、その際に結晶化熱を奪い取り、
結晶が析出する。析出した結晶を含むスラリーは、前述
の操作により製品化される。
【００１０】結晶化槽１で発生したベーパーは、ベーパ
ー管９を経て吸収器２に供給される。このベーパーは、
吸収器２において、吸収剤の濃厚液の循環路１０の返送
路１０Ｂを介して返送された濃度の高い吸収剤液と接触
する。このために、沸点上昇が生じ、凝縮温度が高まる
。逆に吸収剤液は結晶化槽１から移行するベーパーと接
触して、冷却器２ａによりこれを凝縮させて吸収する。
ー管９を経て吸収器２に供給される。このベーパーは、
吸収器２において、吸収剤の濃厚液の循環路１０の返送
路１０Ｂを介して返送された濃度の高い吸収剤液と接触
する。このために、沸点上昇が生じ、凝縮温度が高まる
。逆に吸収剤液は結晶化槽１から移行するベーパーと接
触して、冷却器２ａによりこれを凝縮させて吸収する。
【００１１】吸収器２での凝縮液は、濃厚液循環ポンプ
１１により移送路１０Ａを通して再生器３に供給される
。再生器３では、付設された加熱器３ａにより、蒸気ま
たは他の熱源により加温され、濃厚液中の冷媒の蒸発が
行われる。蒸発した冷媒は、冷媒移送管１２を通して凝
縮器４に導かれ、その凝縮器４において、付設された冷
却器４ａにより冷却され、凝縮がなされ、凝縮液は返送
路１３を介して結晶化槽１に導かれ、結晶化槽１におけ
る冷媒の断熱自己蒸発に利用される。
１１により移送路１０Ａを通して再生器３に供給される
。再生器３では、付設された加熱器３ａにより、蒸気ま
たは他の熱源により加温され、濃厚液中の冷媒の蒸発が
行われる。蒸発した冷媒は、冷媒移送管１２を通して凝
縮器４に導かれ、その凝縮器４において、付設された冷
却器４ａにより冷却され、凝縮がなされ、凝縮液は返送
路１３を介して結晶化槽１に導かれ、結晶化槽１におけ
る冷媒の断熱自己蒸発に利用される。
【００１２】再生器３で冷媒が除去された吸収液は濃度
を高めて熱交換器１４を経る過程で、再生器３に移行す
る濃厚液の加熱を行いながら、吸収器２に返送路１０Ｂ
を介して返送される。
を高めて熱交換器１４を経る過程で、再生器３に移行す
る濃厚液の加熱を行いながら、吸収器２に返送路１０Ｂ
を介して返送される。
【００１３】図２は第２の実施例、母液循環法と言える
態様を示したもので、結晶化槽１から分離板１ｂにより
結晶スラリー分と分離した部分から母液を母液循環ポン
プ１５により抜き出し、熱交換器１６を経て凝縮器４に
供給し、再生器３からのベーパーと混合し、溶質（有機
物）濃度を高め、これにより沸点上昇を図るものである
。その結果、同じ圧力の下で、凝縮温度が上がり、また
同じ凝縮温度では圧力を低下させることができる。した
がって、純粋な冷媒を凝縮させる場合に比較して、その
凝縮用冷却水の温度としてより高温で足り、また高い圧
力を必要とせず、比較的低圧での凝縮を図ることができ
る。母液としては、固液分離装置６での濾液を供給する
ことでもよい。
態様を示したもので、結晶化槽１から分離板１ｂにより
結晶スラリー分と分離した部分から母液を母液循環ポン
プ１５により抜き出し、熱交換器１６を経て凝縮器４に
供給し、再生器３からのベーパーと混合し、溶質（有機
物）濃度を高め、これにより沸点上昇を図るものである
。その結果、同じ圧力の下で、凝縮温度が上がり、また
同じ凝縮温度では圧力を低下させることができる。した
がって、純粋な冷媒を凝縮させる場合に比較して、その
凝縮用冷却水の温度としてより高温で足り、また高い圧
力を必要とせず、比較的低圧での凝縮を図ることができ
る。母液としては、固液分離装置６での濾液を供給する
ことでもよい。
【００１４】本発明では、冷媒、吸収剤および有機物と
の組合せ態様により、種々の運転の形態があるので、以
下これについて説明する。 （１）吸収剤と冷媒との間に気液平衡がなく、吸収剤は
再生器と吸収器との間のみを循環する場合。冷媒が製品
（有機物）と溶解関係にあるが、気液平衡関係のない場
合、または有機物が吸収剤でない場合。たとえば、水−
リチウムブロマイド系のものを冷媒および吸収剤とし、
吸収剤は再生器と吸収器との間を循環させる場合である
。この態様において、水を冷媒とする限り、結晶化槽で
の到達温度を−１０℃以下とすることは困難であるが、
フレオン（登録商標）Ｒ２２（ＣＨＣｌ２Ｆ）／Ｅ１８
１（ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３） の系を冷媒−吸
収剤とする場合には、結晶化槽での到達温度を−１０〜
−６０℃程度に低下させることが可能である。さらに、
この場合には、前述の母液循環法を適用することにより
、凝縮器での凝縮温度を上げることができる。本態様に
おける冷媒−有機物の関係の例として、水−ニトロベン
ゼン系において、吸収剤をリチウムブロマイドとした場
合、またスチレン−Ｒ２２系において吸収剤としてＥ１
８１ の場合などを挙げることができる。
の組合せ態様により、種々の運転の形態があるので、以
下これについて説明する。 （１）吸収剤と冷媒との間に気液平衡がなく、吸収剤は
再生器と吸収器との間のみを循環する場合。冷媒が製品
（有機物）と溶解関係にあるが、気液平衡関係のない場
合、または有機物が吸収剤でない場合。たとえば、水−
リチウムブロマイド系のものを冷媒および吸収剤とし、
吸収剤は再生器と吸収器との間を循環させる場合である
。この態様において、水を冷媒とする限り、結晶化槽で
の到達温度を−１０℃以下とすることは困難であるが、
フレオン（登録商標）Ｒ２２（ＣＨＣｌ２Ｆ）／Ｅ１８
１（ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３） の系を冷媒−吸
収剤とする場合には、結晶化槽での到達温度を−１０〜
−６０℃程度に低下させることが可能である。さらに、
この場合には、前述の母液循環法を適用することにより
、凝縮器での凝縮温度を上げることができる。本態様に
おける冷媒−有機物の関係の例として、水−ニトロベン
ゼン系において、吸収剤をリチウムブロマイドとした場
合、またスチレン−Ｒ２２系において吸収剤としてＥ１
８１ の場合などを挙げることができる。
【００１５】（２）冷媒が有機物の溶剤となり、有機物
（製品）が吸収剤となる場合。有機物は共晶系の平衡関
係を有しておらず、さらに有機物が沸点上昇を招く他の
物質を含有していない場合、すなわちほぼ純粋な有機物
が冷媒に対してある溶解度を有し、気液平衡関係を有し
ている場合である。この例として、メタノール−メチル
メタアクリレート（ＭＡＡ） 、アクリル酸（ＡＡ）−
酢酸、フレオンＲ２２−ヘキサメチレンジアミン（ＨＭ
ＤＡ）、フレオンＲ２２−アジピン酸などがある。この
際における冷媒における熱移動は、吸収熱の利用による
ものであると説明するよりも、再生器および凝縮器を、
結晶化槽および吸収器よりも高い圧力で運転することに
より、凝縮温度を上昇させて、凝縮温度に変化をつけた
ことによることが支配的と考えられる。特に、ラウール
の法則に近い平衡関係をもつ物質間では、気液平衡はフ
ラットであり、大きな混合熱が発生しないからである。
（製品）が吸収剤となる場合。有機物は共晶系の平衡関
係を有しておらず、さらに有機物が沸点上昇を招く他の
物質を含有していない場合、すなわちほぼ純粋な有機物
が冷媒に対してある溶解度を有し、気液平衡関係を有し
ている場合である。この例として、メタノール−メチル
メタアクリレート（ＭＡＡ） 、アクリル酸（ＡＡ）−
酢酸、フレオンＲ２２−ヘキサメチレンジアミン（ＨＭ
ＤＡ）、フレオンＲ２２−アジピン酸などがある。この
際における冷媒における熱移動は、吸収熱の利用による
ものであると説明するよりも、再生器および凝縮器を、
結晶化槽および吸収器よりも高い圧力で運転することに
より、凝縮温度を上昇させて、凝縮温度に変化をつけた
ことによることが支配的と考えられる。特に、ラウール
の法則に近い平衡関係をもつ物質間では、気液平衡はフ
ラットであり、大きな混合熱が発生しないからである。
【００１６】（３）冷媒と溶剤との間に気液平衡があり
、溶剤が吸収剤となる場合である。この例としては、ビ
スフェノールＡ（ＢＰＡ） のアダクツ（包接化合物）
とフェノールと水との関係を挙げることができる。ビス
フェノールＡとフェノールとは平衡関係を保っており、
これを冷却した場合には、ビスフェノールＡとフェノー
ルのアダクツが析出する。この際に、フェノールだけを
冷媒兼溶剤として利用できるが、水を冷媒として用いる
ことが結晶の純度を高めるために好ましい。水を添加し
て断熱冷却を行った場合には、ベーパーとして得られる
のは、水とフェノールである。本発明によれば、ブース
ター、チラー冷凍機またはコンプレッサーなどを使用し
なくとも、充分断熱冷却運転が可能である。そして、低
圧のフェノールを蒸発させるに当たり、０．１ 〜２．
０ ｍｍＨｇ程度のものでも、真空発生装置を用いる必
要がなくなる。
、溶剤が吸収剤となる場合である。この例としては、ビ
スフェノールＡ（ＢＰＡ） のアダクツ（包接化合物）
とフェノールと水との関係を挙げることができる。ビス
フェノールＡとフェノールとは平衡関係を保っており、
これを冷却した場合には、ビスフェノールＡとフェノー
ルのアダクツが析出する。この際に、フェノールだけを
冷媒兼溶剤として利用できるが、水を冷媒として用いる
ことが結晶の純度を高めるために好ましい。水を添加し
て断熱冷却を行った場合には、ベーパーとして得られる
のは、水とフェノールである。本発明によれば、ブース
ター、チラー冷凍機またはコンプレッサーなどを使用し
なくとも、充分断熱冷却運転が可能である。そして、低
圧のフェノールを蒸発させるに当たり、０．１ 〜２．
０ ｍｍＨｇ程度のものでも、真空発生装置を用いる必
要がなくなる。
【００１７】本発明は、供給する溶融物の純度および結
晶の抜き出し量に応じて次記の態様を採ることができる
。 （１）結晶化槽に供給される母液の純度が高い場合。 結晶化槽に供給される母液の純度が、９５．０％以上、
特に９９．９％程度の場合には、結晶化槽から抜き出す
母液の量はきわめて少ない。しかし、母液の回収のため
のストリッピングは必要であり、供給される原料によっ
てストリッピングされた冷媒は吸収されるが、結晶化槽
において必要な冷媒濃度には達しない。そこで、次記の
態様により解決を図ることができる。この設備例を、図
３によって説明すると、結晶化槽１からのベーパーに対
して、第１吸収器２Ａと第２吸収器２Ｂが直列に配設さ
れ、原料Ｍはコンデンサー２０を通って、供給ポンプ２
１により、第１吸収器２１Ａに供給され、この第１吸収
器２１Ａにおいて、原料に冷媒の吸収余力のあるところ
まで吸収させた後、結晶化槽１に供給する。これにより
、吸収器の負荷が小さくなり、結果として再生器３およ
び凝縮器４の負荷も小さくなり、設備費およびメンテナ
ンスが低減する利点がある。母液に吸収される冷媒の温
度は、第２吸収器２Ｂの操作温度と同一である。結晶化
槽１から一部抜き出した母液は、ストリッパー２２に供
給され、ここにおいて加熱器２２ａにより加熱して、冷
媒を分離し、母液のついては系外に排出し、冷媒につい
てはコンデンサー２０により原料とともに第１吸収器２
Ａに導く。
晶の抜き出し量に応じて次記の態様を採ることができる
。 （１）結晶化槽に供給される母液の純度が高い場合。 結晶化槽に供給される母液の純度が、９５．０％以上、
特に９９．９％程度の場合には、結晶化槽から抜き出す
母液の量はきわめて少ない。しかし、母液の回収のため
のストリッピングは必要であり、供給される原料によっ
てストリッピングされた冷媒は吸収されるが、結晶化槽
において必要な冷媒濃度には達しない。そこで、次記の
態様により解決を図ることができる。この設備例を、図
３によって説明すると、結晶化槽１からのベーパーに対
して、第１吸収器２Ａと第２吸収器２Ｂが直列に配設さ
れ、原料Ｍはコンデンサー２０を通って、供給ポンプ２
１により、第１吸収器２１Ａに供給され、この第１吸収
器２１Ａにおいて、原料に冷媒の吸収余力のあるところ
まで吸収させた後、結晶化槽１に供給する。これにより
、吸収器の負荷が小さくなり、結果として再生器３およ
び凝縮器４の負荷も小さくなり、設備費およびメンテナ
ンスが低減する利点がある。母液に吸収される冷媒の温
度は、第２吸収器２Ｂの操作温度と同一である。結晶化
槽１から一部抜き出した母液は、ストリッパー２２に供
給され、ここにおいて加熱器２２ａにより加熱して、冷
媒を分離し、母液のついては系外に排出し、冷媒につい
てはコンデンサー２０により原料とともに第１吸収器２
Ａに導く。
【００１８】（２）吸収液中の不純物濃度が高い場合（
したがって、大量の母液を結晶化槽から抜き出す必要が
ある場合）。 この場合には、図４に示すように、抜き出される母液中
に多量の冷媒を含んでいるので、この冷媒をストリッパ
ー２２においてストリッピング操作をなし、新しい原料
Ｍに冷媒を吸収させて、結晶化槽１に供給することがで
きる。
したがって、大量の母液を結晶化槽から抜き出す必要が
ある場合）。 この場合には、図４に示すように、抜き出される母液中
に多量の冷媒を含んでいるので、この冷媒をストリッパ
ー２２においてストリッピング操作をなし、新しい原料
Ｍに冷媒を吸収させて、結晶化槽１に供給することがで
きる。
【００１９】（実施例）以下本発明の効果を実施例を示
して明らかにする。なお、以下の実施例において、結晶
化槽として、竪型晶出機（直径３００ ｍｍ×高さ１．
５ ｍ、スラリーのホールドアップ容積３０リットル）
を、吸収器、再生器、凝縮器、熱交換器のそれぞれは、
水平の多管式のもの（各伝熱面積は０．３ ｍ２ 、０
．３ｍ２ ０．３ ｍ２ 、０．２ ｍ２ ）を用いた
。
して明らかにする。なお、以下の実施例において、結晶
化槽として、竪型晶出機（直径３００ ｍｍ×高さ１．
５ ｍ、スラリーのホールドアップ容積３０リットル）
を、吸収器、再生器、凝縮器、熱交換器のそれぞれは、
水平の多管式のもの（各伝熱面積は０．３ ｍ２ 、０
．３ｍ２ ０．３ ｍ２ 、０．２ ｍ２ ）を用いた
。
【００２０】＜実施例１＞（吸収剤がＬｉＢｒであり、
冷媒が水である場合。しかも、吸収剤が吸収器と再生器
との間のみを循環する場合。）前記パイロット晶析装置
を用いて、原液濃度９１〜９２％のニトロベンゼン溶液
を結晶化槽に１３ｋｇ／ｈで供給した。結晶化槽は温度
５．０ 〜５．５℃、圧力６．０ 〜７．０ ｔｏｒｒ
で操作した。水濃度は０．１５〜０．２ ％であり、得
られた結晶量純度は０．９７〜１．０ｋｇ／ｈであった
。結晶化槽で発生した水ベーパーは吸収器に送り、吸収
器では、圧力６〜７ｔｏｒｒで操作される再生器からの
３９〜４０℃のＬｉＢｒ濃度６２．０％の水溶液を受け
て、水ベーパーの吸収操作を行いＬｉＢｒ濃度を５８．
０％とした状態で再生器に送った。再生器では、温度１
４０ ℃の蒸気により加温し、発生したベーパーを凝縮
器に供給した。凝縮器は、圧力６０ｔｏｒｒ、凝縮温度
４１℃で運転され、得られた凝縮水のＬｉＢｒ濃度は２
〜３ｐｐｍ であった。この凝縮水を１．０ 〜１．１
ｋｇ ／ｈの割合で結晶化槽に供給した。上記の操作で
使用した蒸気量は１．０ 〜１．１ ｋｇ／ｈであった
。また、結晶化槽で発生したベーパーを、機械圧縮法や
吸収冷凍機を用いることなく、結晶化で蒸発した水を循
環することにより、結晶化に必要な熱量を除去できるこ
とが判明した。もし、スチーム駆動による圧縮器（スチ
ームブースター）を用いた場合、操作圧力１５ｔｏｒｒ
の場合、駆動蒸気として１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２ （絶
対圧力）の中圧蒸気を１．７ 〜１．９ｋｇ ／ｈ必要
とする。駆動蒸気量は蒸発量の３〜４倍多く必要ととす
ることが判明した。
冷媒が水である場合。しかも、吸収剤が吸収器と再生器
との間のみを循環する場合。）前記パイロット晶析装置
を用いて、原液濃度９１〜９２％のニトロベンゼン溶液
を結晶化槽に１３ｋｇ／ｈで供給した。結晶化槽は温度
５．０ 〜５．５℃、圧力６．０ 〜７．０ ｔｏｒｒ
で操作した。水濃度は０．１５〜０．２ ％であり、得
られた結晶量純度は０．９７〜１．０ｋｇ／ｈであった
。結晶化槽で発生した水ベーパーは吸収器に送り、吸収
器では、圧力６〜７ｔｏｒｒで操作される再生器からの
３９〜４０℃のＬｉＢｒ濃度６２．０％の水溶液を受け
て、水ベーパーの吸収操作を行いＬｉＢｒ濃度を５８．
０％とした状態で再生器に送った。再生器では、温度１
４０ ℃の蒸気により加温し、発生したベーパーを凝縮
器に供給した。凝縮器は、圧力６０ｔｏｒｒ、凝縮温度
４１℃で運転され、得られた凝縮水のＬｉＢｒ濃度は２
〜３ｐｐｍ であった。この凝縮水を１．０ 〜１．１
ｋｇ ／ｈの割合で結晶化槽に供給した。上記の操作で
使用した蒸気量は１．０ 〜１．１ ｋｇ／ｈであった
。また、結晶化槽で発生したベーパーを、機械圧縮法や
吸収冷凍機を用いることなく、結晶化で蒸発した水を循
環することにより、結晶化に必要な熱量を除去できるこ
とが判明した。もし、スチーム駆動による圧縮器（スチ
ームブースター）を用いた場合、操作圧力１５ｔｏｒｒ
の場合、駆動蒸気として１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２ （絶
対圧力）の中圧蒸気を１．７ 〜１．９ｋｇ ／ｈ必要
とする。駆動蒸気量は蒸発量の３〜４倍多く必要ととす
ることが判明した。
【００２１】＜実施例２＞（ 冷媒が有機物の溶剤と
なり、有機物が吸収剤となる場合）図２に示すパイロッ
トプラントによりラクタム−水系に本発明法を適用した
。
なり、有機物が吸収剤となる場合）図２に示すパイロッ
トプラントによりラクタム−水系に本発明法を適用した
。
【００２２】供給液量は１２．８ｋｇ／ｈで供給し、発
生ベーパーは吸収器に送った。結晶化槽の操作温度は５
２０Ｃ、操作圧力１５ｔｏｒｒとし、再生器より４．５
ｋｇ／ｈ の割合で含有量１％の濃縮ラクタムを凝縮さ
せて５％の凝縮液を得て、これを再生器へ供給した。再
生器の操作圧力は３０ｔｏｒｒ， 蒸発温度は１１００
Ｃ で、濃縮液は吸収器へ返送し、再生器で発生したベ
ーパーは凝縮器へ送った。凝縮器では凝縮温度４８０Ｃ
で結晶化槽の液を１２〜１３ｋｇ／ｈｒの割合で供給す
ることによって水分１８〜１９％の凝縮液を得て、これ
を結晶化槽へ送り結晶化槽においての断熱冷却操作を行
った。これに対して、母液を循環しない場合では水のみ
の凝縮温度は２９０Ｃとなり、安定運転のためには冷凍
機を必要とすることが明らかとなった。なお、再生器で
の蒸気消費量は２．７ 〜２．８ ｋｇ／ｈであった。 従って、母液の循環法の効果が明確に現れた。
生ベーパーは吸収器に送った。結晶化槽の操作温度は５
２０Ｃ、操作圧力１５ｔｏｒｒとし、再生器より４．５
ｋｇ／ｈ の割合で含有量１％の濃縮ラクタムを凝縮さ
せて５％の凝縮液を得て、これを再生器へ供給した。再
生器の操作圧力は３０ｔｏｒｒ， 蒸発温度は１１００
Ｃ で、濃縮液は吸収器へ返送し、再生器で発生したベ
ーパーは凝縮器へ送った。凝縮器では凝縮温度４８０Ｃ
で結晶化槽の液を１２〜１３ｋｇ／ｈｒの割合で供給す
ることによって水分１８〜１９％の凝縮液を得て、これ
を結晶化槽へ送り結晶化槽においての断熱冷却操作を行
った。これに対して、母液を循環しない場合では水のみ
の凝縮温度は２９０Ｃとなり、安定運転のためには冷凍
機を必要とすることが明らかとなった。なお、再生器で
の蒸気消費量は２．７ 〜２．８ ｋｇ／ｈであった。 従って、母液の循環法の効果が明確に現れた。
【００２３】この種の、アンモニアを蒸発させる結晶操
作において、たとえば加圧下０．８ ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ
で運転する場合において、アンモニアベーパーを１００
０ｋｇ／ｈの割合で４０℃で凝縮させようとすれば、１
０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの圧力に昇圧する必要がある。これ
に要する圧縮機の所要動力は１９０ 〜２００ｋｗ で
あった。これに対して、アンモニアを水で吸収する本発
明の態様では、５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの蒸気を１．２５〜
１．３５ｋｇ／ｈの消費量で済み、運転費が著しく低減
することが判明した。
作において、たとえば加圧下０．８ ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ
で運転する場合において、アンモニアベーパーを１００
０ｋｇ／ｈの割合で４０℃で凝縮させようとすれば、１
０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの圧力に昇圧する必要がある。これ
に要する圧縮機の所要動力は１９０ 〜２００ｋｗ で
あった。これに対して、アンモニアを水で吸収する本発
明の態様では、５ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの蒸気を１．２５〜
１．３５ｋｇ／ｈの消費量で済み、運転費が著しく低減
することが判明した。
【００２４】＜実施例３＞（ 溶媒と溶剤との間に気液
平衡があり、溶剤が吸収剤である場合）ビスフェノール
Ａはフェノールと包接化合物（アダクツ）を作り、一定
条件で析出する。水を加えた場合には品質が向上するこ
とが知られている。前記のパイロットプラントを用いて
ＤＤＰ４０〜４１ｗｔ％，フェノール４９〜５０ｗｔ％
，温度１１０ 〜１１５℃の原液を３０−３１ｋｇ／ｈ
ｒの割合で連続的に断熱真空結晶化槽に供給し、１０ｋ
ｇ／ｈの割合でフェノールアダクツの結晶を得た。この
際の操作条件は結晶機の操作圧力３５〜３８ｔｏｒｒ，
温度４８０Ｃ、水分含有量４．０ｗｔ％ であった。 発生したベーパーは吸収器へ送り、再生器より４５．４
ｋｇ／ｈの割合で供給されるフェノール濃度９９ｗｔ％
の濃厚溶液と混合し、凝縮温度４５０Ｃ，９９．０ｗ
ｔ％のフェノール水溶液を得て、これを再生器に熱交換
器を通じて再生器に供給した。再生器は操作圧力８０ｔ
ｏｒｒで蒸発温度は８０〜８２ ０Ｃで、１３００Ｃの
蒸気３．６ｋｇ／ｈ による加熱によって発生したフェ
ノール水ベーパーを凝縮器に送った。このベーパー量は
約２．９ｋｇ／ｈ であり、凝縮温度は４５０Ｃであっ
た。この操作では、凝縮器には結晶機の母液を送らなか
ったが、母液を凝縮器に循環させ濃度２０％ の凝縮液
を得る場合には、凝縮温度は５００Ｃとなった。以上の
ように、工業的にビスフェノールＡの晶析機を運転する
場合には、チラーを用いた運転が必要であるが、本発明
法によれば必要とする蒸気量は２．９ｋｇ／ｈでよく、
経済的な装置を提供できることが明らかとなった。
平衡があり、溶剤が吸収剤である場合）ビスフェノール
Ａはフェノールと包接化合物（アダクツ）を作り、一定
条件で析出する。水を加えた場合には品質が向上するこ
とが知られている。前記のパイロットプラントを用いて
ＤＤＰ４０〜４１ｗｔ％，フェノール４９〜５０ｗｔ％
，温度１１０ 〜１１５℃の原液を３０−３１ｋｇ／ｈ
ｒの割合で連続的に断熱真空結晶化槽に供給し、１０ｋ
ｇ／ｈの割合でフェノールアダクツの結晶を得た。この
際の操作条件は結晶機の操作圧力３５〜３８ｔｏｒｒ，
温度４８０Ｃ、水分含有量４．０ｗｔ％ であった。 発生したベーパーは吸収器へ送り、再生器より４５．４
ｋｇ／ｈの割合で供給されるフェノール濃度９９ｗｔ％
の濃厚溶液と混合し、凝縮温度４５０Ｃ，９９．０ｗ
ｔ％のフェノール水溶液を得て、これを再生器に熱交換
器を通じて再生器に供給した。再生器は操作圧力８０ｔ
ｏｒｒで蒸発温度は８０〜８２ ０Ｃで、１３００Ｃの
蒸気３．６ｋｇ／ｈ による加熱によって発生したフェ
ノール水ベーパーを凝縮器に送った。このベーパー量は
約２．９ｋｇ／ｈ であり、凝縮温度は４５０Ｃであっ
た。この操作では、凝縮器には結晶機の母液を送らなか
ったが、母液を凝縮器に循環させ濃度２０％ の凝縮液
を得る場合には、凝縮温度は５００Ｃとなった。以上の
ように、工業的にビスフェノールＡの晶析機を運転する
場合には、チラーを用いた運転が必要であるが、本発明
法によれば必要とする蒸気量は２．９ｋｇ／ｈでよく、
経済的な装置を提供できることが明らかとなった。
【００２５】かくして、結晶化槽で発生したベーパーを
機械的圧縮法や吸収式冷凍機を用いることなく再循環す
ることにより、結晶化に必要な熱量を除去することがで
きた。
機械的圧縮法や吸収式冷凍機を用いることなく再循環す
ることにより、結晶化に必要な熱量を除去することがで
きた。
【００２６】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、冷凍設備
などの付帯設備が不要となり、かつ運転費の低減を図る
ことができるなどの利点がもたらされる。
などの付帯設備が不要となり、かつ運転費の低減を図る
ことができるなどの利点がもたらされる。
【図１】本発明の第１の例を示すフローシートである。
【図２】本発明の第２の例を示すフローシートである。
【図３】本発明の変形例を示すフローシートである。
【図４】本発明の他の変形例を示すフローシートである
。
。
１…結晶化槽、２…吸収器、３…再生器、４…凝縮器、
６…固液分離機
６…固液分離機
Claims (4)
- 【請求項１】結晶化槽と、吸収器と、再生器と、凝縮器
とを備え、前記結晶化槽において投入される冷媒を含む
対象の有機物に対して、冷媒の断熱自己蒸発操作を行い
、この操作により生成した結晶分は結晶化槽から抜き出
し、蒸発ベーパーは吸収器に導き、この吸収器において
再生器からの濃厚液と接触させて凝縮を図り、凝縮液を
吸収器から再生器に導き、再生器において冷媒を蒸発さ
せ、蒸発したベーパーは凝縮器に移行させ、凝縮器でそ
の凝縮を行い、凝縮液を結晶化槽に供給し、再生器で吸
収剤の濃度が高まった濃厚液は吸収器に返送して、吸収
器と再生器との間で濃厚液の循環を行うことを特徴とす
る有機物の結晶化法。 - 【請求項２】結晶化槽の母液を凝縮器に供給する請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】冷媒が有機物の溶剤であるとともに、その
溶剤が吸収剤である請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】冷媒を含む対象の有機物に対して、冷媒の
断熱自己蒸発操作を行う結晶化槽と、この操作により生
成した結晶分は結晶化槽から抜き出す手段と、結晶化槽
での蒸発ベーパーを受けて凝縮を図る吸収器と、この吸
収器により吸収剤の濃度が高まった濃厚液を受けて、冷
媒を蒸発させる再生器と、この再生器で蒸発したベーパ
ーを受けて凝縮を図る凝縮器とを備え、凝縮液は結晶化
槽に供給され、再生器で吸収剤の濃度が高まった濃厚液
は吸収器に返送して、吸収器と再生器との間で濃厚液の
循環を行うことを特徴とする有機物の結晶化装置。
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