專利名稱：消除結(jié)晶器中晶漿里的部分細(xì)晶、制造大粒度晶體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種溶劑結(jié)晶過(guò)程中消除部分細(xì)晶、制造大粒度晶體的方法。具體地說(shuō)就是一種通過(guò)采用設(shè)置在結(jié)晶器中特定的過(guò)濾器和結(jié)晶器外的特定的細(xì)晶消除循環(huán)系統(tǒng)，有效地消除結(jié)晶器中晶漿中的部分細(xì)小晶體，從而制造出粒度大且分布均勻、純度高的晶體的方法。
根據(jù)溶液結(jié)晶理論，晶體產(chǎn)品的純度在很大的程度上依賴于晶體的粒度分布。特別是晶體產(chǎn)品中細(xì)晶量所占的比例，對(duì)晶體產(chǎn)品的純度有著很大的影響，晶體產(chǎn)品中細(xì)晶的比例增加必然使單位重量的晶體表面積增大，這不僅使晶體對(duì)不凈母液的挾帶量增大而且降低了過(guò)濾洗滌效果，很難一次得到純度高的產(chǎn)品，一般需要增加結(jié)晶次數(shù)，造成不必要的浪費(fèi)。許多學(xué)者的研究證明了以上觀點(diǎn)，所以不論從純度要求還是提高過(guò)濾洗滌效果上講，得到粒度大而均勻的晶體產(chǎn)品是結(jié)晶過(guò)程所希望實(shí)現(xiàn)的。
在連續(xù)或間歇操作的結(jié)晶器中，每一粒晶體產(chǎn)品是由一粒晶核生長(zhǎng)而成的，在一定的晶漿體積中，晶核生成量過(guò)大，溶液中有限數(shù)量的溶質(zhì)生長(zhǎng)于過(guò)多的晶核表面上，產(chǎn)品粒度必然較小，因此，必須及時(shí)地把過(guò)量的晶核除掉。有效的消除細(xì)晶不僅可以提高產(chǎn)品中晶體的平均粒度。而且，它也為提高晶體的生長(zhǎng)速率帶來(lái)好處，因?yàn)榻Y(jié)晶器配制了細(xì)晶消除系統(tǒng)之后，可以適量的提高過(guò)飽和度，從而提高了晶體的生長(zhǎng)速率和設(shè)備的生產(chǎn)能力。
目前世界上比較普遍的消細(xì)晶的方法有沉降法和旋液分離法，其中沉降法是根據(jù)淘析原理，在結(jié)晶器內(nèi)部或外部建立一個(gè)澄清區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，晶漿以適宜的速度向上流動(dòng)，使大于晶體切割粒度的晶體都能從溶液中沉降出來(lái)，回到結(jié)晶器中的主體部分，重新參與晶漿循環(huán)并繼續(xù)生長(zhǎng)。小于晶體切割粒度的細(xì)晶將溢流進(jìn)入細(xì)晶消除系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置環(huán)形擋板來(lái)提供澄清區(qū)，這樣不僅使結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，而且由于澄清區(qū)的存在，浪費(fèi)了結(jié)晶器的有效體積，降低了設(shè)備生產(chǎn)能力，而且對(duì)于加壓、真空、蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較困難，有著操作復(fù)雜，適用范圍窄等缺點(diǎn);同時(shí)上述沉降法對(duì)于液固密產(chǎn)差較小的物系基本不適用。
旋液消細(xì)晶法是采用旋液分離器利用離心沉降原理分離出細(xì)晶體、并進(jìn)行消除。這種方法的不足之處在于旋液分離器本身設(shè)計(jì)要求高，設(shè)計(jì)不良的旋液分離器幾乎無(wú)法正常操作，而且晶體的切割粒度不能隨意改變，適應(yīng)性差。該方法的另一不足之處在于，進(jìn)入旋液分離器的物流需要較高的初始?jí)侯^，對(duì)于一般結(jié)晶過(guò)程來(lái)說(shuō)必須附加循環(huán)泵來(lái)滿足這一要求，由于進(jìn)入旋液器的晶漿包括各種粒度的晶體，這勢(shì)必造成泵輸送對(duì)大晶體的破壞，這對(duì)消細(xì)晶過(guò)程來(lái)說(shuō)是不利的，雖然該方法操作比較簡(jiǎn)單，但由于以上種種不利的因素，使其在實(shí)際使用中受到很大的限制，一般很少采用。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種消除結(jié)晶器中晶漿里的部分細(xì)晶、制造大粒度晶體的方法，該方法具有簡(jiǎn)單有效，適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，可連續(xù)地消除結(jié)晶器中晶漿中的細(xì)晶，制造粒度大，分布均勻，純度高的晶體。
為了達(dá)到上述目的本發(fā)明者進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置的特定過(guò)濾器，并輔以特定的細(xì)晶消除循環(huán)系統(tǒng)，便能達(dá)到本發(fā)明的目的，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供了一種適用范圍廣，可連續(xù)操作的消除結(jié)晶器中晶漿里的細(xì)晶、制造大粒度晶體的方法。其特征為將結(jié)晶器中只含有小于晶體切割粒度的細(xì)小晶體的一部分晶漿，通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器內(nèi)的過(guò)濾器引出，進(jìn)入消晶器，以加熱的方法使細(xì)晶溶解，再由循環(huán)泵送入設(shè)置在過(guò)結(jié)晶器內(nèi)的另一臺(tái)過(guò)濾器回到結(jié)晶器。結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)過(guò)濾器互相沖洗，定期切換，保證不間斷地消除細(xì)晶。
本發(fā)明的方法對(duì)溶劑與晶體密度差小的結(jié)晶過(guò)程有著特殊的優(yōu)越性，細(xì)晶消除的切割粒度可通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的孔徑大小隨意給定，消細(xì)晶裝置適用于連續(xù)操作或間歇操作的各種形式溶劑結(jié)晶設(shè)備，適用于冷卻結(jié)晶、蒸發(fā)結(jié)晶、真空結(jié)晶、鹽析結(jié)晶和反應(yīng)結(jié)晶多種溶劑結(jié)晶過(guò)程，被消細(xì)晶的粒度范圍可為1000μm以下，包括各種種類的溶劑及容質(zhì)晶體。所述過(guò)濾器是空心柱體，柱體上覆以目數(shù)根據(jù)晶體切割粒度而定的絲網(wǎng)。消晶器是指能夠強(qiáng)化細(xì)晶溶解的防堵型換熱器或稀釋器，本發(fā)明方法結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)過(guò)濾器互相沖洗，定期切換保證連續(xù)穩(wěn)定操作。采用了精心設(shè)計(jì)的消細(xì)晶流程，保證晶體粒子不進(jìn)入循環(huán)泵。對(duì)于連續(xù)操作的結(jié)晶過(guò)程，晶漿循環(huán)量是結(jié)晶器處理量的3～10倍。對(duì)于間歇操作的結(jié)晶過(guò)程，晶漿循環(huán)量是結(jié)晶器裝料量的1/6～1/4倍，循環(huán)時(shí)間與結(jié)晶操作時(shí)間相同?？偟难h(huán)晶漿量在一批物料處理時(shí)間內(nèi)為結(jié)晶器裝料量的3～10倍。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明消除結(jié)晶器中晶漿中部分細(xì)晶、制造大粒度晶體的方法的一種實(shí)施方式，圖中1和3是消晶器，2是循環(huán)泵，4和6是過(guò)濾器，5是結(jié)晶器。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明消除結(jié)晶器中晶漿中部分細(xì)晶制造大粒度晶體方法的另一種實(shí)施方式。圖中2是循環(huán)泵，1是消晶器，4和6是過(guò)濾器，5是結(jié)晶器。
根據(jù)圖1，結(jié)晶器5中只含有小于晶體切割粒度的細(xì)晶的一部分晶漿通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器4引出，進(jìn)入消晶器3，以加熱的方式使細(xì)晶溶解后經(jīng)過(guò)循環(huán)泵2和消晶器1進(jìn)入設(shè)置在結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器6，并對(duì)過(guò)濾器6進(jìn)行沖洗，最后返回結(jié)晶器5，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，上述過(guò)程反方向進(jìn)行，即結(jié)晶器5中只含有小于晶體切割粒度的細(xì)晶的一部晶漿通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器6引出，進(jìn)入消晶器1，以加熱方式使細(xì)晶溶解后經(jīng)過(guò)循環(huán)泵2和消晶器3進(jìn)入設(shè)置在結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器4，并對(duì)過(guò)濾器4進(jìn)行沖洗，最后返回結(jié)晶器5上述過(guò)程定期切換，連續(xù)運(yùn)行，具體切換周期根據(jù)不同的物系和不同形式的結(jié)晶過(guò)程而定。
根據(jù)圖2，結(jié)晶器5只含有小于晶體切割粒度細(xì)晶的一部分晶漿通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器4進(jìn)入消晶器1，以加熱方式使細(xì)晶溶解后經(jīng)過(guò)循環(huán)泵2進(jìn)入設(shè)置在結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器6，并對(duì)過(guò)濾器6進(jìn)行沖洗，最后返回結(jié)晶器5，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，上述過(guò)程反方向進(jìn)行，即結(jié)晶器5中只含有小于晶體切割粒度細(xì)晶的部分晶漿，通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器6進(jìn)入循環(huán)泵2，經(jīng)消晶器1，然后進(jìn)入結(jié)晶器5內(nèi)的過(guò)濾器4，并對(duì)過(guò)濾器4進(jìn)行沖洗，最后返回結(jié)晶器5，上述過(guò)程定期切換、連續(xù)運(yùn)行。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器內(nèi)的過(guò)濾器，將只含有小于細(xì)晶切割粒度的細(xì)小晶體的一部分晶漿引出，并通過(guò)消晶器消除細(xì)晶后返回結(jié)晶器內(nèi)。該過(guò)程不需要對(duì)原結(jié)晶器結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何改動(dòng)，簡(jiǎn)便有效，晶體切割粒度可以通過(guò)選擇不同數(shù)目的絲網(wǎng)而確定。
2.本發(fā)明在結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)過(guò)濾器，一臺(tái)過(guò)濾器引出的晶漿經(jīng)消細(xì)晶后經(jīng)另一臺(tái)過(guò)濾器返回結(jié)晶器內(nèi)，同時(shí)完成對(duì)該臺(tái)過(guò)濾器的沖洗，兩臺(tái)過(guò)濾器定期切換，定期得到?jīng)_洗，這樣防止過(guò)濾器堵塞，保證過(guò)程連續(xù)運(yùn)行。
3.本發(fā)明在循環(huán)泵前后可各設(shè)置一臺(tái)消晶器，保證晶體顆粒不進(jìn)入泵體，對(duì)泵的要求降低，也可只使用一臺(tái)消晶器。
4.通過(guò)控制晶漿引出量可有效的控制結(jié)晶器內(nèi)晶體粒度及其分布，得到粒度大，而且分布均勻的晶體。
5.本發(fā)明提供的細(xì)晶消除方法可用于多種形式結(jié)晶器，進(jìn)行多種結(jié)晶操作，特別適用于固液密度差小的物系，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便可靠，晶體產(chǎn)品粒度大，分布均勻，純度高。
下面的實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明的精神和范圍。
實(shí)施例1在連續(xù)運(yùn)行的MSMPR冷卻結(jié)晶器中，含有雙酚A、苯酚和其它雜質(zhì)的溶液以20kg/hr的流量進(jìn)入結(jié)晶器，經(jīng)冷卻后得到含有雙酚A-苯酚的加合物晶體的晶漿，晶漿經(jīng)過(guò)濾洗滌后得到加合物晶體，采用本發(fā)明所述的方法和圖1所示的實(shí)施方式，在上述MSMPR結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置兩個(gè)圓柱體過(guò)濾器，其上覆以120目不銹鋼的絲網(wǎng)，在一臺(tái)循環(huán)泵前后各設(shè)置一臺(tái)列管式消晶器，殼程通入75℃的熱水，以120kg/hr的流量引出只含有粒度小于125μm細(xì)晶的晶漿走殼程進(jìn)行消晶，流程切換周期為35min。
晶漿經(jīng)過(guò)濾洗滌后，得到的晶體粒度為390μm，變異系數(shù)為21%，加合物純度達(dá)99.999%。
同以上操作，不開(kāi)動(dòng)細(xì)晶消除單元，則得到的晶體產(chǎn)品粒度為210μm，變異系數(shù)為37%，兩者比較可見(jiàn)，主粒度提高了85.7%，變異系數(shù)下降了43.2%，后者晶體的純度降為99.5%。
實(shí)施例2在一間歇操作的攪拌式蒸發(fā)結(jié)晶器中，對(duì)氯化鉀水溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，每批處理料量為50kg。停留時(shí)間為135min。采用本發(fā)明所述的方法和圖2所示的實(shí)施方式，在上述結(jié)晶器中設(shè)置兩臺(tái)橢圓柱體過(guò)濾器，其上覆以60目絲網(wǎng)，在一臺(tái)循環(huán)泵前設(shè)置一臺(tái)消晶器，以70kg/hr的流量引出只含有粒度小于250μm細(xì)晶的晶漿進(jìn)行消晶，流程切換周期為25min。
晶漿經(jīng)過(guò)濾洗滌后得到主粒度為904μm，變異系數(shù)為23%的晶體，比不經(jīng)消晶過(guò)程得到的晶體，主粒度725μm，變異系數(shù)為41%，粒度提高了24.7%，變異系數(shù)下降了43.9%。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的上述說(shuō)明書和所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)所做出的任何變動(dòng)和改進(jìn)都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種消除結(jié)晶器中晶漿里的部分細(xì)晶，制造大粒度晶體的方法，其特征在于(a)用循環(huán)泵(2)將結(jié)晶器(5)內(nèi)的含有小于晶體切割粒度的細(xì)晶的部分晶漿，通過(guò)過(guò)濾器(4)打入用加熱來(lái)消晶的消晶器(1)和/或(3)中消晶，小于結(jié)晶切割粒度的細(xì)晶在消晶器中熔解，大于切割粒度的粗晶留在結(jié)晶器(5)中繼續(xù)結(jié)晶，消晶后的晶漿再打回過(guò)濾器(6)，回到結(jié)晶器(5)中繼續(xù)結(jié)晶；一個(gè)切換周期后，(b)用循環(huán)泵(2)將結(jié)晶器(5)內(nèi)的含有小于結(jié)晶切割粒度的細(xì)晶的部分晶漿通過(guò)過(guò)濾器(6)打入用加熱來(lái)消晶的消晶器(1)和/或(3)中消晶，小于晶體切割粒度的細(xì)晶在消晶器中熔解，大于結(jié)晶切割粒度的粗晶留在結(jié)晶器(5)中繼續(xù)結(jié)晶，消晶后的晶漿再打回過(guò)濾器(4)，再回到結(jié)晶器(5)中繼續(xù)結(jié)晶，同時(shí)沖洗過(guò)濾器(4)，熔解過(guò)濾器(4)上的結(jié)晶，如此(a)、(b)多次循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置有兩臺(tái)分別與消晶器連接的過(guò)濾器，兩臺(tái)消晶器用一臺(tái)泵連接，結(jié)晶器中含有小于晶體切割粒度的細(xì)小晶體的部分晶漿通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器內(nèi)的兩臺(tái)過(guò)濾器之一引出，進(jìn)入與引出過(guò)濾器連接的消晶器內(nèi)消晶，然后由與消晶器相連接的泵輸送入另一臺(tái)消晶器內(nèi)，最后返回結(jié)晶器內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于結(jié)晶器內(nèi)的兩臺(tái)過(guò)濾器定期切換，相互沖洗，實(shí)現(xiàn)不間斷操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于被消細(xì)晶的粒度范圍為1000μm以下，適用于各種類型的溶劑及晶體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述過(guò)濾器是一空心柱體，其上覆有金屬絲網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的消晶器是列管換熱器，晶漿走管程，所說(shuō)的換熱器包括帶加熱套或盤管的可攪拌換熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的結(jié)晶器是真空結(jié)晶器或冷卻結(jié)晶器或蒸發(fā)結(jié)晶器或鹽析結(jié)晶器或反應(yīng)結(jié)晶器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于消晶過(guò)程可連續(xù)操作，也可間歇操作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用范圍廣，可連續(xù)操作的消除結(jié)晶器中晶漿里的部分細(xì)晶，制造大粒度晶體的方法。其特征為，將結(jié)晶器中只含有小于晶體切割粒度的細(xì)小晶體的一部分晶漿，通過(guò)設(shè)置在結(jié)晶器內(nèi)的過(guò)濾器引出，進(jìn)入細(xì)晶消除循環(huán)系統(tǒng)，以加熱的方法使細(xì)晶溶解，然后經(jīng)循環(huán)泵，通過(guò)結(jié)晶器中的另一過(guò)濾器回到結(jié)晶器內(nèi)，兩臺(tái)過(guò)濾器定期進(jìn)行切換，相互沖洗，使得上述過(guò)程連續(xù)進(jìn)行。使用上述方法，能夠制造出粒度大、分布均勻、純度高的晶體產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B01D9/00GK1074626SQ93101419
公開(kāi)日1993年7月28日 申請(qǐng)日期1993年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月17日
發(fā)明者張敏華, 劉宗章, 余深波, 李傳兆, 錢勝華 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工總公司, 天津大學(xué)