CN105477897A - 析晶方法及用于其的析晶装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及析晶方法及用于其的析晶装置。析晶方法的特征在于，使用具备具有搅拌槽和冷却套的冷却器的、以搅拌槽的周面作为传热面通过热交换来使搅拌槽内冷却的搅拌槽型析晶装置，向搅拌槽供给被处理流体，边管理冷却套入口和出口的冷却介质温度、环境温度和装置代表温度，边冷却搅拌槽内的被处理流体，从而进行析晶操作；控制冷却条件以使析晶操作中的实质冷却热量的值稳定，从而使结晶的液体透过速度为8.9m/hr以上。析晶装置的特征在于，其为上述搅拌槽型析晶装置，具有管理冷却套入口和出口的冷却介质温度、环境温度和装置代表温度的部件，且具有控制冷却条件以使实质冷却热量的值稳定的部件。

Description

析晶方法及用于其的析晶装置
本申请是申请日为2008年3月14日、申请号为200880015999.X、发明名称为“析晶装置及其运转方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种析晶装置及其运转方法。
本申请基于2007年3月14日向日本专利局申请的日本特愿2007-064938号要求优先权，将其内容援引于此。
背景技术
在使用析晶装置进行纯化操作时，所得到的结晶的性状、尤其是结晶的液体透过性由于支配其后的固液分离性，因此非常重要。因而，在使用析晶装置的纯化工序中，要求结晶能够经常维持更高的液体透过性。
作为支配结晶的液体透过性的因素，可以举出结晶的平均粒径和粒径分布。也就是说，获得具有尽可能大的平均粒径、而在粒径小的区域不具有粒径分布的结晶是重要的。通常，冷却热量影响结晶的粒径，进行急剧冷却的话，会产生许多小粒径的结晶。因此，在析晶装置中，一边管理该冷却热量一边控制运转条件。
作为管理冷却热量的方法，可以举出(1)管理被冷却的液体即被处理流体(浆料)在装置内的温度的方法、和(2)管理由冷却器的运转状态算出的值的方法。(2)的方法中，例如具备冷却套的搅拌槽型析晶装置的情况下，使用由冷却套入口的冷却介质温度与出口的冷却介质温度之差、冷却套中冷却介质的流量、以及冷却介质的比热等算出的值。
下述专利文献1中，记载了如下方法：在粗制(甲基)丙烯酸中添加甲醇、乙醇、丙醇或丁醇作为第二成分形成溶液，使(甲基)丙烯酸从该溶液中析晶，并分离所析出的结晶和母液，由此制造纯化的(甲基)丙烯酸。
此外，在下述专利文献2中，记载了如下方法：使用具备外部循环装置和夹套装置等的冷却器，通过介由该冷却器的传热面进行热交换的冷却式析晶法使结晶析出时，考虑到结晶(晶粒)在传热面上生长而导致冷却能力降低，进行析晶器的运转条件的改变、冷却器的切换、或者冷却器的再生处理条件的改变。
然而，现有方法中，尽管根据一定的管理基准来控制析晶装置的运转条件，但是所得到的结晶的液体透过性也会大大降低。尤其是，在以从粗制甲基丙烯酸中除去醛类等杂质为目的的析晶工序中，该问题很显著。所述粗制甲基丙烯酸是通过对使异丁烯、叔丁醇、异丁烯醛或异丁醛进行与分子态氧通过一阶或二阶反应的气相催化氧化所获得的产物实施提取或蒸馏等通常的纯化手段而获得的。
管理现有的析晶装置中的冷却热量时，上述专利文献1的方法中，只是单纯地管理槽内的被处理流体(浆料)的温度，而槽内侧的传热面的表面温度、特别是在该传热面上生长结晶(晶粒)时的晶粒表面温度基本上并不清楚，因此难以把握实质的冷却热量的程度。而且上述专利文献2的方法中，仅仅能够把握冷却器做的功量，而不能把握实际上从被处理流体(浆料)中除去的热量。
专利文献1:日本专利第3559523号公报
专利文献2:日本特开2003-126607号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述情况而形成的，其课题在于，提供一种能够稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶的析晶装置及其运转方法。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，在管理析晶装置的冷却热量时，考虑了从析晶装置放出到环境中的热量，算出实际从被处理流体(浆料)除去的热量的值，通过一边管理该值一边控制析晶操作，能够稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶，从而完成了本发明。
本发明提供一种析晶装置的运转方法，其特征在于，在利用冷却器对被处理流体进行热交换的析晶方法中，控制冷却条件，以使根据下述式(1)定义的实质冷却热量Qr的值稳定。
Qr＝Qa-Qatm(1)
(其中，Qa表示冷却器的冷却热量，Qatm表示环境放出热量。)。
此外，本发明提供一种析晶装置，其特征在于，其具有：冷却器，该冷却器对被处理流体进行热交换；冷却条件控制部件，该部件控制冷却条件，以使根据下述式(1)定义的实质冷却热量Qr的值稳定。
Qr＝Qa-Qatm(1)
(其中，Qa表示冷却器的冷却热量，Qatm表示环境放出热量。)
发明的效果
根据本发明的析晶装置的运转方法，能够稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶。此外，根据本发明的析晶装置，能够稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶。
具体实施方式
本发明中的析晶装置，只要具备介由传热面进行热交换的冷却器，并能够将供给于该冷却器的被处理流体冷却至所期望的温度即可，可以适当使用公知的析晶装置。例如可以使用记载于“化学工学手册(化学工学便覧)修订第六版”丸善株式会社发行、1999年、505～520页的装置。尤其是，具备具有搅拌槽和用于使冷却介质从外侧与该搅拌槽的周面接触的冷却套的冷却器的、以该搅拌槽的周面作为传热面通过热交换来使搅拌槽内冷却的搅拌槽型析晶装置(以下，称为具有冷却套的搅拌槽型析晶装置。)是合适的。
本发明中的被处理流体，只要是含有欲通过析晶操作进行纯化的化合物的流体，则没有特别限制。例如，本发明适合于被处理流体为粗制(甲基)丙烯酸、对其实施析晶操作从而获得(甲基)丙烯酸的纯化品的工序。本说明书中，(甲基)丙烯酸是指丙烯酸及/或甲基丙烯酸，粗制(甲基)丙烯酸是指粗制甲基丙烯酸及/或粗制丙烯酸。
作为本发明中的被处理流体，可以适合使用通过提取或蒸馏来分离ACH法中副生成的甲基丙烯酸而获得的粗制甲基丙烯酸。
此外，优选在以下析晶操作中适用本发明，所述析晶操作是作为本发明中的被处理流体使用粗制甲基丙烯酸，从该粗制甲基丙烯酸中除去醛类等杂质的析晶操作。其中所述粗制甲基丙烯酸如下获得：使异丁烯、叔丁醇、异丁烯醛或异丁醛进行与分子态氧通过一阶或二阶反应的气相催化氧化，用水吸收获得的反应气体得到水溶液，利用有机溶剂从该水溶液中提取甲基丙烯酸，通过蒸馏除去有机溶剂和不挥发成分，从而获得粗制甲基丙烯酸。
利用本发明的方法进行析晶操作时，首先，向析晶装置的冷却器中供给被处理流体。该供给部件没有特别限定，可以适当使用公知的供给部件。
接着，进行通过对供给于冷却器的被处理流体进行热交换而使结晶析出的析晶操作。析晶操作可以分批式也可以连续式，但根据本发明的方法，由于能够稳定地进行使结晶从被处理溶液中连续析出的操作，因此特别优选连续式。
在冷却器中对被处理流体进行热交换的冷却温度，只要是目标化合物的结晶在被处理流体中开始析出的温度即析晶温度以下即可。例如被处理流体为粗制(甲基)丙烯酸时，从操作性方面出发，优选将冷却温度设定在-10～10℃的范围内。
根据需要，可以在被处理流体中添加用于调整析晶温度的成分。例如作为被处理流体使用粗制(甲基)丙烯酸时，通过添加不与(甲基)丙烯酸形成固溶体的极性有机物质作为第二成分，能够使析晶温度降低。作为极性有机物质的具体例子，可以举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等。该第二成分的添加量优选为1～35质量％的范围内。例如使用粗制甲基丙烯酸作为被处理流体时，相对于甲基丙烯酸的熔点为15℃，优选以使析晶温度为-10～10℃的方式来设定第二成分的添加量。
进行析晶操作时，考虑从冷却器放出到环境中的热量(环境放出热量Qatm)，来求出表示冷却器中从被处理流体除去的热量的实质冷却热量Qr的值，一边将该实质冷却热量Qr的值管理为定值，一边控制被处理流体的冷却条件。
本发明中实质冷却热量Qr的值是通过下述式(1)算出的值。
Qr＝Qa-Qatm…(1)
(Qr表示实质冷却热量(单位：W)，Qa表示表观冷却热量(单位：W)，Qatm表示利用下述式(2)算出的环境放出热量(单位：W)。)
Qatm＝UA·(Tatm-Te)…(2)
(UA表示放热系数(单位：W/K)，Tatm表示环境温度(单位：℃)，Te表示装置代表温度(单位：℃)。)
式(1)中的表观冷却热量Qa是表示析晶操作中被冷却器消耗的能量的值，由冷却器的运转状态算出。例如具有冷却套的搅拌槽型析晶装置的情况下，如果冷却套入口的冷却介质温度和出口的冷却介质温度之差为t(单位：℃)、冷却介质密度为ρ(单位：kg/m3)、冷却套中冷却介质的流量为v(单位：m3/s)、冷却介质的比热为Cp(单位：J/(kg·K))的话，可以通过下述式(3)算出表观冷却热量Qa(单位：W)。
Qa＝ρ·Cp·v·t…(3)
式(2)中放热系数UA为装置固有的值，通过析晶装置的运转记录、或者另外进行测定试验就可容易地获得。测定试验在例如具有冷却套的搅拌槽型析晶装置的情况下，在搅拌槽内装入一定量的水等流体的状态下利用冷却介质进行热交换，经时测定槽内流体的温度。并且，由得到的槽内温度变化曲线、槽内流体的量、槽内流体的密度、槽内流体的比热、冷却介质的循环量、冷却介质的密度、冷却介质的比热、冷却套的入口以及出口的冷却介质温度、放置析晶装置的环境温度、装置代表温度，可以得到放热系数UA(单位：W/K)。具体而言，可以通过由用于槽内流体的温度变化的热量和冷却套中的冷却介质温度变化部分的热量差算出环境放出热量Qatm，再由式(2)算出UA。
式(2)中的环境温度(Tatm)表示放置析晶装置的环境的温度。具体地，采用在析晶装置附近测定的温度(单位：℃)，优选离析晶装置尽可能近的位置的测定温度。
式(2)中的装置代表温度(Te)是作为根据与环境温度(Tatm)的差算出环境放出热量Qatm时的基准的温度。严格而言，优选冷却器和其外侧环境的界面处的冷却器的温度，只要是随其联动变化的温度即可，可以根据使用的析晶装置适当选择装置代表温度(Te)的测定点。例如可以采用被处理流体的温度、在冷却器内流通的冷却介质的温度、冷却器的表面温度等。
式(1)中，通过从表观冷却热量Qa中减去环境放出热量Qatm，能获得考虑到从冷却器放出到环境中的热量而进行了修正的实质冷却热量Qr。环境温度(Tatm)比装置代表温度(Te)高的情况下，由于热流入到析晶装置的冷却器中，Qr被修正成比Qa小。相反，环境温度(Tatm)比装置代表温度(Te)低的情况下，由于热从析晶装置的冷却器中流出，Qr被修正成比Qa大。
这样被修正的实质冷却热量Qr相当于在被处理流体(浆料)中实际从被处理流体中除去的热量、即为了使结晶析出而实际使用的热量。因此，通过一边控制冷却条件以使该实质冷却热量Qr保持在一定范围内、一边进行析晶装置的运转，保持被处理流体的冷却状态稳定。由此，结晶的析出状态被稳定化，能够稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶。
具体而言，析晶操作中的实质冷却热量Qr的变动幅度，相对于实质冷却热量Qr的运转目标值，优选将其管理为稳定在-15％～+15％的范围内，更优选-10％～+10％，进一步优选-5％～+5％。
实质冷却热量Qr的运转目标值，优选设定为能够获得具有所期望的平均粒径和粒径分布的结晶的状态下的实质冷却热量Qr。
用于控制实质冷却热量Qr的值的冷却条件，只要是在析晶装置的运转条件中能够影响该Qr值的参数即可，适当选择最适合于对象体系的参数即可。作为优选参数，可以举出冷却介质的入口温度、出口温度、入口和出口的算术平均温度或对数平均温度等。
本发明的析晶装置中，求出实质冷却热量(Qr)的值的部件、以及一边管理该实质冷却热量(Qr)的值一边控制冷却条件的部件没有特别限制。例如可以使用电子计算器等由析晶装置的运转状态算出Qr后，手动改变析晶装置的运转条件；也可以使用DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系统)或计算机自动计算并表示出Qr后，通过手动或者PID控制等的自动控制，来改变析晶装置的运转条件。
例如实质冷却热量Qr相对于运转目标值大的情况下，可以判断为冷却器内被处理流体存在过冷却的倾向。这种情况下，例如通过进行提高冷却介质的入口温度、减少冷却介质的循环量、增加向析晶槽的原料给料量等运转条件的改变，可以使实质冷却热量Qr的值降低。
实质冷却热量Qr相对于设定值小的情况下，可以判断为冷却器内的被处理流体存在冷却不足的倾向，通过与上述相反地改变运转条件，可以使实质冷却热量Qr的值增大。
这样经过了析晶操作的被处理液从析晶装置中抽出后，结晶和母液被固液分离。由此可以获得纯化的结晶。例如使用粗制(甲基)丙烯酸作为被处理液时，得到纯化的(甲基)丙烯酸的结晶，母液中含有在被处理液中任意添加的第二成分、浓缩了的杂质和没有析出的(甲基)丙烯酸。
分离结晶和母液的方法，只要是能够分离固体和液体的方法，则没有特别限制，例如可以使用过滤法、离心分离法等公知的固液分离方法。
作为进行分离的装置的具体例子，可以举出例如在“利用kureha连续结晶纯化装置(KurehaCrystalPurifier)的有机化合物的纯化”清水忠造著、ChemicalEngineering发行、第27卷、第3号(1982年)、第49页刊登的KCP装置等。分离操作的形式可以是分批式也可以是连续式。
根据本发明，由于一边管理考虑了从冷却器放出到环境中的热量的实质冷却热量Qr的值一边进行析晶操作，因此即使运转中环境温度发生很大变化，也能稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶。此外，即使在长期的连续运转下品质也很稳定。
本发明特别适合于容易受环境温度影响的粗制(甲基)丙烯酸的析晶操作。即，丙烯酸的熔点为12℃，甲基丙烯酸的熔点为15℃，如上所述，在粗制(甲基)丙烯酸中添加上述第二成分后的析晶温度优选为-10～10℃。这样熔点和析晶温度接近于环境温度时，析晶操作非常容易受环境温度的影响。例如析晶温度为8℃时，环境温度为20℃的情况下，由于实质冷却热量Qr比表观冷却热量Qa小，因此容易变得冷却不足，而环境温度为0℃的情况下，由于实质冷却热量Qr比表观冷却热量Qa大，因此容易变得过冷却。这样，尤其是由于环境温度不同，冷却状态从冷却不足到过冷却容易发生很大变化的情况下，通过本发明的方法，考虑到从冷却器放出到环境中的热量而控制运转条件所带来的品质稳定化的效果很大。
实施例
接着对本发明的实施例进行说明，但本发明的范围不受以下例子的任何限制。
在下述实施例和比较例中，使用具有冷却套的搅拌槽型析晶装置作为析晶装置。使用40质量％乙二醇水溶液(比热：1.1)作为冷却介质。通过预先进行测定试验，算出该析晶装置中的放热系数(UA)为490W/K。由向冷却套供给的冷却介质的量、冷却套入口的冷却介质温度和出口的冷却介质温度之差、以及冷却介质的比热算出表观冷却热量(Qa)。环境温度(Tatm)是在装置附近设置热电偶来进行测定的。装置代表温度(Te)并用冷却套入口的冷却介质温度。
根据由以下方法获得的液体透过速度(K，单位：m/hr)对得到的结晶的性状进行评价。
(液体透过速度计算方法)
(1)使内径3cm左右、长度1m左右的玻璃管垂直立起，并在底部安装铁丝网。
(2)将从析晶装置出口得到的浆料(包含结晶和母液)注入至玻璃管的高度50cm左右。
(3)当玻璃管内的结晶沉降、落下后，在结晶层上表面位置(H1)标记。
(4)在H1上方2.5cm的位置(H3)和上方5cm的位置(H2)标记。
(5)测定液面从H2降低到H1所需要的时间(T)。
此外，测定中根据需要也可以从玻璃管上部追加浆料的母液。
(6)测定中，标记液面从H1变为H3的高度时的结晶层上表面位置(H)。
(7)利用式(4)由得到的数据算出液体透过速度(K)。
K＝H·Ln(H2/H1)/T·3600…(4)
其中，式(4)中，各参数表示以下的内容。
K[单位：m/hr]：液体透过速度
H[单位：m]：结晶层高度
H1[单位：m]：测定开始时结晶层上表面高度
H2[单位：m]：测定开始时液面高度
H3[单位：m]：中间液面高度
T[单位：秒]：测定时间
此外，H、H1、H2、H3为距离玻璃管底部的铁丝网的高度。
<制备例1>
用分子态氧对异丁烯醛进行气相催化氧化，对得到的反应生成气体进行凝缩、抽提后，通过蒸馏得到粗制甲基丙烯酸A。利用气相色谱法对得到的粗制甲基丙烯酸A进行成分分析，结果含有表1中所示的杂质。
[表1]
杂质 含量
醋酸 0.0040
丙酸 0.0255
马来酸 0.1720
柠康酸 0.0530
甲苯甲醛 0.0330
<实施例1>
以供给速度1800kg/hr向析晶装置中供给由上述制备例1得到的粗制甲基丙烯酸A，同时以供给速度90kg/hr供给甲醇，通过在搅拌槽内一边冷却这些混合溶液一边搅拌，使结晶析出，从搅拌槽排出包含该结晶的浆料。180天连续进行该运转。
运转中，调节冷却套入口的冷却介质温度，以使析晶装置的实质冷却热量(Qr)为29kW。此外，冷却介质温度的调整、各参数的测定和计算是使用DCS每隔3秒连续进行的。关于液体透过速度(K)，对环境温度比较高的情况(No.1)和环境温度比较低的情况(No.2)实施测定。该结果与其它运转条件一起示于表2。液体透过速度以外的参数的值为液体透过速度测定的前后3小时(计6小时)的平均值(以下，同样)。
[表2]
由表2的结果可知，No.1、2的液体透过速度(K)均良好，即使运转中环境温度发生很大变化，也可稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶。此外，比较No.1和No.2可知，相对于运转目标值(29.0kW)，因温度降低导致的实质冷却热量(Qr)的变动幅度也被抑制到小至+2.8％，毫无问题地进行控制。
<比较例1>
实施例1中不对实质冷却热量(Qr)进行管理，而是调节冷却套入口的冷却介质温度，以使搅拌槽内的温度保持在5.3℃。除此之外，与实施例1分别同样地长期连续运转析晶装置。得到的结晶的液体透过速度(K)与其它运转条件一起示于表3。
[表3]
由表3的结果可知，环境温度降低了的No.4中，结晶的液体透过性恶化。相对于液体透过性良好的No.3的实质冷却热量(Qr)，No.4中实质冷却热量(Qr)的变动幅度为+18.3％，推定槽内变为过冷却状态。
<比较例2>
实施例1中，不对实质冷却热量(Qr)进行管理，而是调节冷却套入口的冷却介质温度，以使表观冷却热量(Qa)保持在42kW。除此之外，与No.1、2分别同样地长期连续运转析晶装置。得到的结晶的液体透过速度(K)与其它运转条件一起示于表4。
[表4]
由表4的结果可知，环境温度降低了的No.6中结晶的液体透过性恶化了。相对于液体透过性良好的No.5的实质冷却热量(Qr)，No.6中实质冷却热量(Qr)的变动幅度为+37.5％，推定槽内变为过冷却状态。
<制造例：浆料的固液分离>
实施例1中，将从搅拌槽排出的浆料连续导入作为固液分离装置的KCP装置(产品名，KUREHAENGINEERINGCO.,LTD.生产)中，分离成纯化甲基丙烯酸和母液(含有甲醇的甲基丙烯酸溶液)。利用气相色谱法对得到的纯化甲基丙烯酸进行成分分析，结果杂质的含量如表5所示，被认为是纯度高的结晶。
[表5]
产业上的可利用性
根据本发明，可以稳定地获得具有良好的液体透过性的结晶，因此可以以高度保持固液分离性的状态使用析晶装置进行纯化操作。

Claims (6)

1.一种析晶方法，其特征在于，使用具备具有搅拌槽和用于使冷却介质从外侧与该搅拌槽的周面接触的冷却套的冷却器的、以该搅拌槽的周面作为传热面通过热交换来使搅拌槽内冷却的搅拌槽型析晶装置，
向所述搅拌槽供给被处理流体，一边管理冷却套入口的冷却介质温度、冷却套出口的冷却介质温度、环境温度Tatm和装置代表温度Te，一边冷却所述搅拌槽内的被处理流体，从而进行析出结晶的析晶操作；
作为所述装置代表温度Te使用冷却套入口的冷却介质温度，控制冷却条件以使析晶操作中的、根据下式(1)定义的实质冷却热量Qr的值稳定，从而使利用下述测定方法求得的结晶的液体透过速度(K)为8.9m/hr以上；
Qr＝Qa-Qatm(1)
式(1)中，Qa表示根据下式(3)算出的、冷却器中的冷却热量(单位：W)，Qatm表示利用下式(2)算出的环境放出热量(单位：W)；
Qa＝ρ·Cp·v·t(3)
式(3)中，
ρ(单位：kg/m3)表示冷却介质密度,
Cp(单位：J/(kg·K))表示冷却介质的比热，
v(单位：m3/s)表示冷却套中冷却介质的流量，
t(单位：℃)表示冷却套入口的冷却介质温度和出口的冷却介质温度之差；
Qatm＝UA·(Tatm-Te)(2)
式(2)中，
UA(单位：W/K)表示放热系数，
Tatm(单位：℃)表示放置析晶装置的环境温度，
Te(单位：℃)表示装置代表温度，
放热系数UA是事先通过如下方法得到的值：进行在搅拌槽内装入流体的状态下利用冷却介质进行热交换的测定试验，经时测定搅拌槽内的流体的温度，由得到的槽内温度变化曲线、槽内流体的量、密度和比热、冷却介质的流量v、密度ρ和比热Cp、冷却套入口和出口的冷却介质温度(温度差t)、放置析晶装置的环境温度Tatm以及装置代表温度Te，算出作为用于槽内流体的温度变化的热量和冷却套中的冷却介质温度变化部分的热量之差的环境放出热量Qatm，再由所述式(2)算出放热系数UA(单位：W/K)；
结晶的液体透过速度(K)的测定方法如下：
(1)使内径3cm左右、长度1m左右的玻璃管垂直立起，并在底部安装铁丝网，
(2)将从析晶装置出口得到的浆料(包含结晶和母液)注入至玻璃管的高度50cm左右，
(3)当玻璃管内的结晶沉降、落下后，在结晶层上表面位置(H1)标记，
(4)在H1上方2.5cm的位置(H3)和上方5cm的位置(H2)标记，
(5)测定液面从H2降低到H1所需要的时间(T)，
此外，测定中根据需要也可以从玻璃管上部追加浆料的母液，
(6)测定中，标记液面从H1变为H3的高度时的结晶层上表面位置(H)，
(7)利用式(4)由得到的数据算出液体透过速度(K)，
K＝H·Ln(H2/H1)/T·3600(4)
其中，式(4)中，各参数表示以下的内容，
K[单位：m/hr]：液体透过速度
H[单位：m]：结晶层高度
H1[单位：m]：测定开始时结晶层上表面高度
H2[单位：m]：测定开始时液面高度
H3[单位：m]：中间液面高度
T[单位：秒]：测定时间
此外，H、H1、H2、H3为距离玻璃管底部的铁丝网的高度。
2.根据权利要求1所述的析晶方法，其中，析晶操作中的冷却条件的控制是冷却介质温度的控制。
3.根据权利要求1所述的析晶方法，其中，析晶操作中的冷却条件的控制是冷却介质流量的控制。
4.根据权利要求1所述的析晶方法，其中，析晶操作以连续式进行。
5.根据权利要求1所述的析晶方法，其中，被处理流体为(甲基)丙烯酸。
6.一种用于权利要求1～5任一项所述析晶方法的析晶装置，其特征在于，其为具备具有搅拌槽和用于使冷却介质从外侧与该搅拌槽的周面接触的冷却套的冷却器的、以该搅拌槽的周面作为传热面通过热交换来使搅拌槽内冷却的搅拌槽型析晶装置，
具有管理冷却套入口的冷却介质温度、冷却套出口的冷却介质温度、环境温度Tatm和装置代表温度Te的部件，
且具有控制冷却条件以使根据下式(1)定义的实质冷却热量Qr的值稳定的部件，
所述装置代表温度Te为冷却套入口的冷却介质温度；
Qr＝Qa-Qatm(1)
式(1)中，Qa表示根据下式(3)算出的、冷却器中的冷却热量(单位：W)，Qatm表示利用下式(2)算出的环境放出热量(单位：W)；
Qa＝ρ·Cp·v·t(3)
式(3)中，
ρ(单位：kg/m3)表示冷却介质密度，
Cp(单位：J/(kg·K))表示冷却介质的比热，
v(单位：m3/s)表示冷却套中冷却介质的流量，
t(单位：℃)表示冷却套入口的冷却介质温度和出口的冷却介质温度之差；
Qatm＝UA·(Tatm-Te)(2)
式(2)中，
UA(单位：W/K)表示放热系数，
Tatm(单位：℃)表示放置析晶装置的环境温度，
Te(单位：℃)表示装置代表温度，
放热系数UA是事先通过如下方法得到的值：进行在搅拌槽内装入流体的状态下利用冷却介质进行热交换的测定试验，经时测定搅拌槽内的流体的温度，由得到的槽内温度变化曲线、槽内流体的量、密度和比热、冷却介质的流量v、密度ρ和比热Cp、冷却套入口和出口的冷却介质温度(温度差t)、放置析晶装置的环境温度Tatm以及装置代表温度Te，算出作为用于槽内流体的温度变化的热量和冷却套中的冷却介质温度变化部分的热量之差的环境放出热量Qatm，再由所述式(2)算出放热系数UA(单位：W/K)。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5112898B2 (ja) * 2008-02-07 2013-01-09 三菱レイヨン株式会社 （メタ）アクリル酸の晶析方法およびその晶析システム
JP5318602B2 (ja) * 2009-02-03 2013-10-16 株式会社日本触媒 アクリル酸結晶の融解方法
JP5606692B2 (ja) * 2009-06-25 2014-10-15 株式会社日本触媒 （メタ）アクリル酸の製造方法
WO2010090143A1 (ja) * 2009-02-03 2010-08-12 株式会社日本触媒 （メタ）アクリル酸の製造方法
WO2010131603A1 (ja) * 2009-05-15 2010-11-18 株式会社日本触媒 (メタ)アクリル酸の製造方法および晶析システム
EP2431351B1 (en) * 2009-05-15 2017-09-20 Nippon Shokubai Co., Ltd. Process for producing (meth)acrylic acid
CN102428065B (zh) * 2009-05-15 2014-02-26 株式会社日本触媒 制备(甲基)丙烯酸的方法
JP5485585B2 (ja) * 2009-05-15 2014-05-07 株式会社日本触媒 （メタ）アクリル酸の製造方法
JP5485584B2 (ja) * 2009-05-15 2014-05-07 株式会社日本触媒 （メタ）アクリル酸の製造方法および晶析システム
CN102333753B (zh) * 2009-05-19 2014-02-26 株式会社日本触媒 (甲基)丙烯酸的制备方法
JP2012102129A (ja) * 2012-01-05 2012-05-31 Mitsubishi Rayon Co Ltd メタクリル酸の精製方法
KR101661054B1 (ko) * 2012-08-03 2016-09-28 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 정석 장치 및 정석 방법
JP6197680B2 (ja) 2014-02-12 2017-09-20 信越半導体株式会社 シリコン単結晶製造装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06254302A (ja) * 1993-03-05 1994-09-13 Kobe Steel Ltd 非定常バッチ冷却晶析方法
JPH06265689A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Mitsubishi Materials Corp 硝酸化合物の連続精製装置
JPH08193766A (ja) * 1995-01-13 1996-07-30 Orion Mach Co Ltd 薬液温度調節用熱交換器
JPH10156102A (ja) * 1996-11-28 1998-06-16 Kashimakita Kyodo Hatsuden Kk 連続晶析方法
EP0968746B1 (en) * 1997-02-27 2003-10-15 Ajinomoto Co., Inc. Crystallization apparatus and crystallization method
MY120051A (en) * 1997-07-30 2005-08-30 Mitsubishi Rayon Co Process for purification of (meth)acrylic acid
JP2004323383A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Mitsubishi Rayon Co Ltd α−ヒドロキシカルボン酸の精製法

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