專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)蒸發(fā)和蒸汽冷凝的結(jié)晶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種需分離材料的結(jié)晶方法，它通過(guò)從熔化物或溶液中蒸發(fā)流體和在液體材料中冷凝已蒸發(fā)的流體(蒸汽)以形成液體混合物而實(shí)現(xiàn)，其中熔化物或溶液含有需分離材料，流體和其它可能的成分。
在許多方法中將結(jié)晶方法用于有機(jī)或無(wú)機(jī)物的固體形成和／或純化。這方面的例子有氯化鈉，糖，硫酸銨，蘇打和己二酸的結(jié)晶方法。
根據(jù)其中固體形成所需的超飽和的產(chǎn)生方法，冷卻結(jié)晶方法和蒸發(fā)結(jié)晶方法之間有一定的區(qū)別。當(dāng)在冷卻結(jié)晶的情況下，作為冷卻需結(jié)晶的溶液／熔化物的結(jié)果而出現(xiàn)固體的形成，在蒸發(fā)結(jié)晶的情況下，通過(guò)溶液／熔化物中一個(gè)或多個(gè)成分的蒸發(fā)(溶劑的去除)而使得超過(guò)溶液／熔化物中需結(jié)晶固體的溶解度極限。在蒸發(fā)結(jié)晶中離開(kāi)結(jié)晶裝置的蒸汽通常在冷凝裝置中進(jìn)行冷凝。
如果需要，可使冷凝蒸汽部分或完全地返回到結(jié)晶裝置中(冷凝液的回流)。由于在結(jié)晶的回流方法中，如果有的話，僅除去部了分溶劑，但是在任何情況下都通過(guò)蒸發(fā)除去熱量，此方法也稱(chēng)為沸騰冷卻?？蓪⒎序v冷卻分為純冷卻或純蒸發(fā)方法兩種類(lèi)型(無(wú)冷凝蒸汽的再循環(huán))。
與通過(guò)熱交換器采用非直接冷卻的冷卻結(jié)晶方法相比，沸騰冷卻方法在直接冷卻需結(jié)晶溶液／熔化物(從需結(jié)晶的溶液／熔化物中直接除去蒸發(fā)熱)方面具有許多好處。這避免了在非直接冷卻所用熱交換器中經(jīng)常出現(xiàn)的結(jié)殼的操作問(wèn)題。
日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)JP07082210-A中公開(kāi)了一種丙烯酸的純化方法，其中將水加入到含少量或不含水的粗丙烯酸中。蒸發(fā)部分丙烯酸／水的混合物，以在減壓下進(jìn)行絕熱冷卻，這導(dǎo)致被分離出的丙烯酸晶體的沉淀。這里，共存母液的水含量為2-10％(重量)。在蒸發(fā)中，當(dāng)丙烯酸在冷凝器表面流動(dòng)時(shí)，使蒸汽通過(guò)冷凝器，以防止形成冰?；蛘?，水在冷凝器表面流動(dòng)以防止丙烯酸晶體的沉淀。
US-A-5061306中描述了一種多步驟進(jìn)行的VFVPE方法(真空冷凍蒸汽壓力增強(qiáng))。在此方法中，在低于三相點(diǎn)的壓力下從稀釋水溶液中蒸發(fā)水。將水蒸氣吸收到高濃縮的含水冷凝混合物中(例如溴化鋰，氯化鈣)，此混合物比結(jié)晶溶液的溫度高但是有較低的水蒸氣分壓。在壓力值高于三相點(diǎn)壓力下將吸收熱應(yīng)用到蒸發(fā)純水中(壓力增強(qiáng))。在此方法中，水也結(jié)晶出來(lái)。在《熱和質(zhì)量轉(zhuǎn)移》(Heat and Mass Transfer)，31，(1996)，291-299的一篇文章中也描述了此VFVPE方法的用途實(shí)施例，此文章涉及在冷凝混合物內(nèi)，在吸收水蒸氣的過(guò)程中質(zhì)量和熱的轉(zhuǎn)移。在脫鹽(Desalination)，104(1996)，155-163的文章中，將水蒸氣在作為冷凝混合物的相對(duì)高濃縮鹽溶液(NaCl)中冷凝／吸收。將此方法描述為“真空冷凍”或“冷凍濃縮”。將它用于食品的冷凍濃縮或水的脫鹽中。在三個(gè)參考文獻(xiàn)中公開(kāi)的所有方法中，水作為結(jié)晶和蒸發(fā)的物質(zhì)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶和通過(guò)沸騰冷卻結(jié)晶的方法，從而獲得比原有已知方法應(yīng)用領(lǐng)域更寬和從這些方法的經(jīng)濟(jì)性而言得到許多好處。
我們已發(fā)現(xiàn)可通過(guò)結(jié)晶需分離的材料而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，這通過(guò)從熔化物或溶液中蒸發(fā)流體和在液體材料中冷凝或吸收蒸發(fā)流體(蒸汽)來(lái)進(jìn)行，其中熔化物或溶液含有需分離的材料和流體。以此形成一液體混合物，在其上面需冷凝／吸收的流體成分具有的分壓要比這些組分在結(jié)晶溶液／熔化物上的分壓低，并且它的凝固點(diǎn)比冷凝／吸收溫度低。
因此本發(fā)明提供了一種需分離材料的結(jié)晶方法，它通過(guò)從熔化物或溶液中蒸發(fā)流體和在液體材料中冷凝或吸收蒸發(fā)的流體(蒸汽)以形成液體混合物而實(shí)現(xiàn)，其中熔化物或溶液含有需分離的材料，流體和其它可能的成分，其中需分離的材料選自如下的組(a)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物的鹽類(lèi)和它們的溶劑化物，優(yōu)選為水合物，它們與水和／或有機(jī)溶劑(作為流體)混合存在，(b)與有機(jī)化合物和／或水共同存在于窄沸混合物中的有機(jī)成分，其中在結(jié)晶壓力和溫度下保持平衡的氣相和液相在需分離材料，有機(jī)化合物和／或水方面具有＜10％(重量)的濃度差。(c)與水和／或有機(jī)化合物混合存在的鏈烷二醇，和(d)與有機(jī)化合物和／或水混合存在的有機(jī)組分，其中需分離的有機(jī)組分沸點(diǎn)比有機(jī)化合物和／或水的低。
其中在液體混合物上需冷凝／吸收的流體成分的分壓低于在結(jié)晶溶液／熔化物上的這些成分的分壓，并且液體混合物的凝固點(diǎn)低于液體混合物中的冷凝／吸收溫度。
從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)行描述。圖中

圖1一般性地表示出了蒸汽壓力圖；圖2表示NaOH／H2O相圖；圖3表示通過(guò)沸騰冷卻進(jìn)行的NaOH·3．5H2O的結(jié)晶流程圖；圖4A表示乙酸／H2O系統(tǒng)的相圖；圖4B表示圖4A中的部分放大圖；和圖5表示通過(guò)沸騰冷卻進(jìn)行的乙酸結(jié)晶的流程圖。
在本發(fā)明方法中對(duì)采用的結(jié)晶方法和裝置原則上沒(méi)有特別限制。合適的結(jié)晶方法是那些采用連續(xù)和分批方式，通過(guò)攪拌或循環(huán)而混合結(jié)晶溶液／熔化物的所有方法。關(guān)于裝置，優(yōu)選采用攪拌釜結(jié)晶器和壓力循環(huán)結(jié)晶器，但是也可采用管式和移動(dòng)床結(jié)晶器?？蓮娜刍锘蛉芤褐羞M(jìn)行結(jié)晶。同樣，沒(méi)有特別限制冷凝方法和裝置和其中用于冷凝的材料和熱交換表面的產(chǎn)生方式。優(yōu)選通過(guò)噴射液體混合物(這里也指冷凝器混合物)，和／或?qū)⒗淠骰旌衔飮娏茉谘b置表面和／或內(nèi)部元件和／或填充單元之上而產(chǎn)成交換表面。
與流體和其它可能成分混合存在的需分離材料是(a)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物的鹽類(lèi)和它們的溶劑化物，尤其為水合物，優(yōu)選結(jié)晶溫度低于40℃，它們與水和／或有機(jī)溶劑(作為流體)混合存在，優(yōu)選的實(shí)例為Na2SO4·10H2O，乙酸鈉NaC2H3O2·3H2O，KOH·2H2O和例如為NaOH·3．5H2O的水合NaOH，優(yōu)選NaOH·3．5H2O；(b)與有機(jī)化合物和／或水共同存在于窄沸混合物中的有機(jī)成分，其中在主要成分(即需分離材料和溶劑或流體)方面，在結(jié)晶壓力和溫度下相互保持平衡的氣相和液相沒(méi)有明顯的區(qū)別，因此也具有相似的凝固點(diǎn)；在該文中，“沒(méi)有明顯的”意指在氣相和液相中主要成分濃度差別為＜10％(重量)；優(yōu)選例子作為需分離材料的乙酸與作為流體的水／乙酸混合物；乙酸和水的優(yōu)選質(zhì)量比例的關(guān)系如下所示| XvACA-XlACA|＜10％| XvH2O-XlH2O|＜10％式中X=質(zhì)量比例；V=蒸汽；l=液體；ACA=乙酸和H2O=水；(c)與水和／或有機(jī)化合物混合存在的鏈烷二醇；優(yōu)選例子為1，4-丁二醇和1，6-己二醇；(d)與有機(jī)化合物和／或水混合存在的有機(jī)組分，其中需分離(結(jié)晶)的有機(jī)組分比有機(jī)化合物和／或水的沸點(diǎn)低，和由于這個(gè)原因，在結(jié)晶壓力／溫度下與液相保持平衡的蒸汽不能冷凝而不形成固體；優(yōu)選例子為混合物形成的作為需分離成分的對(duì)二甲苯與鄰二甲苯和／或間二甲苯。
作為組(a)至(d)中流體存在的有機(jī)溶劑或有機(jī)化合物優(yōu)選地可從醇，醚，酮，酯，醛，羧酸，石蠟和鹵代烴的組中進(jìn)行選擇。在混合物中并從中將其分離的需分離材料(a)至(d)的濃度高于低共熔組合物中的濃度，以從中將其分離的混合物計(jì)，需分離材料的濃度優(yōu)選至少為10％(重量)，尤其為20-95％(重量)。
按照本發(fā)明，需分離材料為結(jié)晶材料。當(dāng)在需分離材料(a)的情況下，蒸發(fā)流體基本上不含需分離材料，對(duì)于需分離材料(b)至(d)的情況未必如此。在后幾個(gè)成分的情況下，通常不是純物質(zhì)的蒸汽，而是除其它成分外還含有需分離材料的流體。
對(duì)于在其中使蒸汽冷凝／吸收的液體材料沒(méi)有特別限制。合適的液體材料是那些其中在引入蒸汽期間／之后生成一液體混合物，在其上面需冷凝／吸收的流體成分具有的分壓比在結(jié)晶溶液／熔化物上的分壓低，并且它的凝固點(diǎn)比冷凝／吸收溫度低。
有利的是，所采用的液體材料完全或部分是需結(jié)晶的溶液或熔化物或來(lái)自結(jié)晶的母液，或部分結(jié)晶的懸浮體，或它們的混合物。這種方法安排具有一定的好處，即為制備液體材料不需要向系統(tǒng)中引入其它附加成分。這使得分離處理或丟棄液體混合物(冷凝混合物)顯得多余。尤其在沸騰冷卻的情況下(含有回流至結(jié)晶步驟)，此過(guò)程避免了無(wú)關(guān)材料的使用，它們?cè)诮Y(jié)晶過(guò)程中可能具有負(fù)面效果。也可將一種附加成分用于通過(guò)沸騰冷卻的結(jié)晶中，但是優(yōu)選的是所選擇的材料應(yīng)比在需結(jié)晶溶液中存在的成分的沸點(diǎn)低。這里附加成分也可以是附加成分混合物。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，液體材料是單相液體混合物。例如當(dāng)使用晶體懸浮體時(shí)，兩相液體混合物也是可能的?？蓪⒃趯⒄羝胍后w材料之后所形成的液體混合物完全或部分地重新返回結(jié)晶。
優(yōu)選在0．1毫巴至1巴，尤其在1至150毫巴的壓力下，和在低于需分離的特定材料的熔點(diǎn)0．5至50K的溫度下進(jìn)行結(jié)晶。在將蒸汽引入液體材料之后所形成的液體混合物的溫度優(yōu)選低于蒸汽的飽和蒸汽溫度。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，液體混合物的凝固點(diǎn)低于蒸汽的凝固點(diǎn)。
可將結(jié)晶作為蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)行，即沒(méi)有冷凝蒸汽的再循環(huán)，或者作為具有冷凝蒸汽部分或完全再循環(huán)的沸騰冷卻而進(jìn)行。
圖1表示普通的蒸汽壓力圖，它具有結(jié)晶器中的溶液／熔化物蒸汽壓力曲線，其中壓力P作為縱坐標(biāo)和溫度T作為橫坐標(biāo)。一般地，在蒸發(fā)結(jié)晶方法和采用沸騰冷卻的結(jié)晶方法中，在結(jié)晶裝置內(nèi)晶體懸浮體的溫度T晶體由裝置中的壓力P晶體來(lái)確定。蒸汽冷凝所必須的溫度T冷凝相應(yīng)于冷凝壓力P冷凝則由需冷凝蒸汽的露點(diǎn)確定。相應(yīng)于結(jié)晶裝置和冷凝裝置之間的流動(dòng)動(dòng)態(tài)壓降(flow-dynamic pressure drop)dp的值，冷凝壓力P冷凝低于壓力P晶體。對(duì)于已給定的壓降dp，在結(jié)晶裝置中的T晶體則由冷凝器內(nèi)設(shè)置的溫度T冷凝確定。圖1表示三個(gè)操作點(diǎn)A，B和C，分別用于高溫(操作點(diǎn)1，在圖1中用“A”代替)，中間溫度(操作點(diǎn)2，在圖1中用“B”代替)和最低溫度(操作點(diǎn)3，在圖1中用“C”代替)。對(duì)于每一個(gè)操作點(diǎn)，將由裝置中的壓力P晶體確定的晶體裝置中晶體懸浮物的相應(yīng)溫度T晶體，對(duì)于結(jié)晶操作點(diǎn)1或A表示為T(mén)11和P11，對(duì)于結(jié)晶操作點(diǎn)2或B表示為T(mén)21和P21，和對(duì)于結(jié)晶操作點(diǎn)3或C則表示為T(mén)31和P31。相應(yīng)地，對(duì)于在圖1中用于冷凝的三個(gè)操作點(diǎn)A，B和C，蒸汽冷凝所必需的溫度T冷凝則分別由T12，T22和T32表示，同時(shí)相應(yīng)的冷凝壓力P冷凝則分別由P12，P22和P32表示。dp1，dp2，dp3分別表示冷凝壓力P12，P22和P32相對(duì)于壓力P11，、P21，、P31的流動(dòng)動(dòng)態(tài)壓降。dT1，dT2，dT3表示對(duì)于三個(gè)操作點(diǎn)在冷凝器熱交換可獲得的最大溫降dTHE最大(在蒸汽露點(diǎn)和冷凝液凝固點(diǎn)之間的溫差)。換句話說(shuō)，相應(yīng)于圖1中T31并可在結(jié)晶裝置中獲得的最低溫度T結(jié)晶最小由相應(yīng)于圖1中T32并可在冷凝器內(nèi)設(shè)定的最低溫度T冷凝最小確定(=圖1中操作點(diǎn)3或C的需冷凝蒸汽的凝固溫度)，這是因?yàn)樵诶淠b置中固體的形成由于熱交換和／或操作的可靠性的緣故而要加以避免。
與其中不將蒸汽引入液體材料中以形成液體混合物的已知方法相比，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn)-采用蒸發(fā)結(jié)晶方法或沸騰冷卻方法結(jié)晶這樣的溶液／熔化物是可能的，其中該溶液／熔化物的凝固點(diǎn)低于T結(jié)晶最??；-在所有這樣的情況下，其中由于溶液／熔化物具有較低凝固點(diǎn)，結(jié)晶過(guò)程的操作溫度必須靠近可能的最低結(jié)晶溫度T結(jié)晶最小，按照本發(fā)明當(dāng)使用液體材料時(shí)，冷凝器內(nèi)用于熱交換的最大溫降dTHE最大(在蒸汽露點(diǎn)和冷凝液凝固點(diǎn)之間的溫差)不與已知方法中的值一樣小(參見(jiàn)圖1中從狀態(tài)1(A)經(jīng)過(guò)2(B)至3(C))。因此，裝置所需的熱交換面積和由此所需的資金成本降低。
-冷凝器內(nèi)冷凝液的蒸汽壓力的最小值則由最小冷凝溫度等于需冷凝蒸汽的凝固點(diǎn)這一限制而確定。這決定了最小可能的不冷凝殘留蒸汽流，它們與不冷凝惰性氣體一起必須再次離開(kāi)冷凝器。在真空冷凝中，就用于不冷凝殘留氣體的泵送能力而言，需要尺寸最小的真空裝置。對(duì)于同一冷凝器壓力而言，這種最小尺寸隨著冷凝器內(nèi)冷凝液的最小蒸汽壓力的增加而增大。本發(fā)明方法可減少這種真空裝置的最小尺寸。
結(jié)合圖2-5通過(guò)如下實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，其中每一圖例代表本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式。
實(shí)施例1通過(guò)沸騰冷卻從NaOH／H2O混合物中結(jié)晶NaOH·3．5H2O。
圖2表示二元體系NaOH／H2O的相圖，其中在縱坐標(biāo)上用℃來(lái)表示溫度和在橫坐標(biāo)上用％(重量)來(lái)表示NaOH的百分比。對(duì)于用數(shù)字1-6表示的等壓線，每一個(gè)數(shù)分別表示以毫巴計(jì)的壓力(例如1毫巴為等壓線1)。字母a至g表示如下相a為冰，b為NaOH·7H2O，c為NaOH·5H2O，d為NaOH·4H2O，e為NaOH·3．5H2O，f為NaOH·2H2O和g為NaOH·1H2O。從圖中可以看到只有低于溫度T結(jié)晶≤15．5℃才能使水合物NaOH·3．5H2O(e)結(jié)晶。在相圖中所畫(huà)的等壓線(NaOH／H2O混合物的沸騰曲線)表示在結(jié)晶裝置中的壓力P結(jié)晶≤4．5毫巴是必須的，以從混合物中蒸發(fā)出水，其中從混合物中可將NaOH·3．5H2O(e)結(jié)晶出來(lái)。由于流動(dòng)動(dòng)態(tài)壓降，冷凝壓力P冷凝低于結(jié)晶壓力P結(jié)晶，例如P冷凝≤4毫巴。在蒸發(fā)期間形成的蒸汽由水組成，它在蒸汽壓力為PH2O=6．1毫巴下具有的凝固點(diǎn)為0℃。這樣，在P冷凝≤4毫巴的冷凝壓力下，不再能以液態(tài)形式使水冷凝。為了獲得P冷凝≤4毫巴的冷凝壓力，則必須將冷凝溫度T冷凝降低到≤-5℃。然而，這將引起冷凝液的凝固(形成冰)，這種情況要加以防止。
按照本發(fā)明，可通過(guò)制備冷凝混合物而解決上述問(wèn)題，其中冷凝混合物由5-30％(重量)的NaOH和作為剩余物的水組成。優(yōu)選制備由19％(重量)NaOH和81％(重量)水組成的混合物?？蓪⒑笠换旌衔锢鋮s，直到溫度下降到-25℃而混合物中未形成固體。甚至在-10℃至-20℃，此混合物只具有1-2毫巴的蒸汽壓力，從而可在無(wú)任何問(wèn)題的情況下并且在蒸汽和冷凝混合物之間有很大的溫差下在該混合物中冷凝結(jié)晶(例如在T結(jié)晶=15．5℃，P結(jié)晶=4毫巴下)時(shí)所形成的蒸汽。
根據(jù)本發(fā)明，圖3表示一種冷凝混合物的制備方法。將輸入流F的一部分F1直接送往結(jié)晶器K中，將輸入流F的另一部分F2送往冷凝裝置KA中并與蒸汽流V混合。蒸汽流F2與蒸汽流V的比率可進(jìn)行選擇，使得形成所期望組分的冷凝混合物。通過(guò)常規(guī)熱交換器H從冷凝混合物中除去冷凝熱量，并使已冷卻的混合物作為物流RF返回結(jié)晶K中。在結(jié)晶K中去除熱量所形成的晶體從結(jié)晶器中以晶體懸浮流KS的形式排出?？赏ㄟ^(guò)已知方法(過(guò)濾，沉降)將所生成的晶體從懸浮液中分離出去?？蓪⑹Ｓ嗄敢喝糠祷?，但是通常只是部分或者不是全部返回到結(jié)晶器中。
將要排放的母液帶出系統(tǒng)并通過(guò)已知方法處理或丟棄。至于輸入流F和冷凝混合物(=RF流)的組成，只必須使輸入流具有比所期望的冷凝混合物高的NaOH濃度(例如輸入流F含有38．8％的NaOH和RF物流含有19％的NaOH)。
實(shí)施例2通過(guò)沸騰冷卻從乙酸／水混合物中結(jié)晶乙酸圖4A表示二元，窄沸混合物乙酸／水的相圖。圖4B表示圖4A中相圖的部分放大圖。在圖4A和4B中，在縱坐標(biāo)上用℃表示溫度T和在橫坐標(biāo)上用％(重量)來(lái)表示乙酸(CH3COOH)的百分比。虛線表示8亳巴的露點(diǎn)曲線，而連續(xù)線(不是直角)則表示8毫巴的沸騰曲線。結(jié)晶器的操作點(diǎn)是其中從混合物中使乙酸(ACA)結(jié)晶的點(diǎn)，所述混合物含有94％的ACA和6％的H2O。結(jié)晶溫度為T(mén)結(jié)晶=8℃和結(jié)晶壓力為P結(jié)晶=8毫巴(參見(jiàn)圖4B中8毫巴沸騰曲線)。離開(kāi)結(jié)晶器的蒸汽由92％ACA和8％的H2O組成(見(jiàn)圖4B中8毫巴相關(guān)露點(diǎn)曲線)。甚至當(dāng)不考慮流動(dòng)動(dòng)態(tài)壓降時(shí)，蒸汽的露點(diǎn)(在P冷凝=8毫巴下，8℃)只是高于冷凝蒸汽的凝固點(diǎn)(在92％ACA／8％H2O的組合物中凝固點(diǎn)為5．3℃)之上不到3K。這樣，只有很少的非經(jīng)濟(jì)有用的至多為dTHE最大=2．7K的溫差可用于從冷凝液中除去熱，其中溫差由蒸汽的露點(diǎn)和冷凝蒸汽的凝固點(diǎn)之間的差值獲得。
按照本發(fā)明，采用含有20-80％ACA，優(yōu)選60％ACA的冷凝混合物來(lái)進(jìn)行冷凝?？蓪⒑笠换旌衔锢鋮s到-27℃而不達(dá)到混合物的凝固點(diǎn)。因此，有一較大的為35K的dTHE最大(蒸汽的露點(diǎn)和冷凝混合物的凝固點(diǎn)之間的溫差)可用于冷凝中的熱交換。從而冷凝階段更短更經(jīng)濟(jì)。此外，此冷凝混合物的蒸汽壓低于純的、非冷凝的蒸汽冷凝液的蒸汽壓，從而也可使用更經(jīng)濟(jì)的(因?yàn)樗?真空裝置。
根據(jù)本發(fā)明，圖5表示冷凝混合物的另一種制備方法。將輸入流F直接送入結(jié)晶器K。將離開(kāi)結(jié)晶器的蒸汽V在冷凝KA內(nèi)與餾出流DS混合，其中DS富含水和含少量ACA。物流DS與物流V的比率可進(jìn)行選擇，使得可生成所期望組成的冷凝混合物KM。將冷凝混合物的一部分KM1送入蒸餾器D中并分餾成上述富含水的餾出流DS和富含ACA的殘留物R。殘留物R返回到結(jié)晶器K內(nèi)。同時(shí)，冷凝混合物的另一部分KM2同樣返回結(jié)晶器K中。通過(guò)常規(guī)熱交換器H從冷凝混合物中除去冷凝熱。將在結(jié)晶過(guò)程中通過(guò)除去熱量所生成的晶體從結(jié)晶器中以晶體懸浮流KS除去。如實(shí)施例1所述，將懸浮流KS處理并加工。至于輸入流F的組成，只必須使輸入流F具有的ACA濃度比混合物的ACA高，從該混合物內(nèi)可使ACA在結(jié)晶中結(jié)晶出來(lái)(例如輸入流F含有99％ACA和結(jié)晶中的混合物含有94％ACA)。
權(quán)利要求
1．一種需分離材料的結(jié)晶方法，它通過(guò)從熔化物或溶液中蒸發(fā)流體和在液體材料中冷凝和吸收已蒸發(fā)的流體(蒸汽)以形成液體混合物而實(shí)現(xiàn)，其中熔化物或溶液含有需分離材料，流體和其它可能的成分，其中需分離的材料選自如下組(a)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)化合物的鹽類(lèi)和它們的溶劑化物，優(yōu)選為水合物，它們與作為流體的水和／或有機(jī)溶劑混合存在，(b)與有機(jī)化合物和／或水共同存在于窄沸混合物中的有機(jī)成分，其中在結(jié)晶壓力和溫度下保持平衡的氣相和液相在需分離材料，有機(jī)化合物和／或水方面具有＜10％(重量)的濃度差，(c)與水和／或有機(jī)化合物混合存在的鏈烷二醇，和(d)與有機(jī)化合物和／或水混合存在的有機(jī)組分，其中需分離的有機(jī)組分與有機(jī)化合物和／或水相比沸點(diǎn)更低，其中在液體混合物上的需冷凝／吸收的流體成分的分壓低于在結(jié)晶溶液／熔化物上的這些成分的分壓，并且該液體混合物的凝固點(diǎn)低于液體混合物中的冷凝／吸收溫度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中液體材料為單相液體材料。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所使用的液體材料全部或部分是需結(jié)晶的溶液或熔化物或來(lái)自于結(jié)晶的母液或部分是晶體懸浮液，或它們的混合物。
4．根據(jù)權(quán)利要求1-3中所述的方法，其中使液體混合物全部或部分地返回結(jié)晶中。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其中需分離的材料為(a)水合氫氧化鈉，(b)乙酸或(c)1，4-丁二醇和／或1，6-己二醇。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其中需分離材料在混合物中的濃度比在低共熔混合物中的濃度大，和在混合物中需分離材料的濃度至少為10％(重量)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其中在O．1毫巴-1巴的壓力下進(jìn)行結(jié)晶。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其中液體混合物的溫度低于蒸汽的飽和蒸汽溫度。
9．根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其中液體混合物的凝固點(diǎn)低于蒸汽的凝固點(diǎn)。
全文摘要
一種需分離材料的結(jié)晶方法,其中將流體從含有需分離材料和流體的熔化物或溶液中蒸發(fā),并將蒸發(fā)的流體在液體材料中冷凝或吸收以形成液體混合物,其中在該液體混合物上需冷凝/吸收的流體成分的分壓低于在結(jié)晶溶液/熔化物上的這些成分的分壓,并且該液體混合物的凝固點(diǎn)低于液體混合物中的冷凝/吸收溫度。
文檔編號(hào)B01D9/00GK1206622SQ98114889
公開(kāi)日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者B·?？? J·海勒克 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司