FR2490968A1 - Procede pour la cristallisation de corps difficilement solubles et appareil de cristallisation - Google Patents
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Abstract
PROCEDE ET APPAREIL POUR LA CRISTALLISATION DE CORPS DISSOUS DANS UN SOLVANT JUSQU'A SATURATION ET DIFFICILEMENT SOLUBLES DANS DES CONDITIONS NORMALES DE PRESSION ET DE TEMPERATURE, PAR SOUSTRACTION DE CHALEUR A LA SOLUTION. L'APPAREIL SE CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND UN CIRCUIT DE GAZ PORTEUR COMPORTANT UN DISTRIBUTEUR DE GAZ 14 DISPOSE DANS LE RECIPIENT EN DESSOUS DE LA SURFACE EFFECTIVE DU LIQUIDE ET CONDUISANT A UN REFROIDISSEUR DE GAZ OU CONDENSEUR 2, UNE CONDUITE 18 MENANT DE LA TETE DU CONDENSEUR AU FILTREABSORBEUR 3, UN COMPRESSEUR 4 ET UN DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE GAZ 5 AVEC CONDUITE 19 RETOURNANT AU DISTRIBUTEUR DE GAZ 14 ET FERMANT LE CIRCUIT DE GAZ PORTEUR.
Description
La présente invention concerne un procédé pour la cristallisation de corps dissous dans un solvant Jusqu'à saturation et difficilement solubles dans les conditions normales de pression et de température, par soustraction de chaleur à la solution ; elle concerne aussi un appareil de cristallisation pour la cristallisation de corps dissous dans un solvant et difficilement solubles dans les conditions normales de pression et de température, comprenant un récipient muni d'agencements de brassage et de circulation, d'une conduite pour l'introduction de la solution chaude, d'un système de retrait de bouillie cristalline et d'une conduite de vapeurs.
D'après les procédés appliqués dans les appareils de cristallisation le plus fréquemment utilisés, on distingue les deux groupes principaux, qui sont la cristallisation par évaporation et la cristallisation par refroidissement de surface.
Les appareils de cristallisation utilisés dans la technique peuvent être distingués, selon la façon dont on met les cristaux en contact avec la solution et selon que l'on retire un produit non classifié ou classifié, en trois types fondamentaux qui sont les suivants
MSMPR - suspension mixte, retrait d'un produit mixte
MSCPR - suspension mixte, retrait d'un produit classifié
CSCPR - suspension classifiée, retrait d'un produit classifié.
MSMPR - suspension mixte, retrait d'un produit mixte
MSCPR - suspension mixte, retrait d'un produit classifié
CSCPR - suspension classifiée, retrait d'un produit classifié.
D'après la division ci-dessus, l'appareil de cristallisation selon l'invention peut appartenir à tous les trois types mentionnés, mais il fonctionne selon un principe de refroidissement qui est nouveau en combinaison avec ces appareils de cristallisation.
D'un point de vue tout à fait général, lors de la cristallisation, il faut commander la formation de germes et la croissance des grains dans l'appareil de cristallisation de façon telle que la forme des grains, la
grosseur de grain et la pureté du produit soient obtenues
avec les valeurs nécessaires à la transformation ultérieure.
grosseur de grain et la pureté du produit soient obtenues
avec les valeurs nécessaires à la transformation ultérieure.
Dans les appareils de cristallisation en grains, par exemple les types d'évaporateur à circulation forcée selon
Swenson, les appareils de cristallisation à tourbillon sous vide selon Standard-Messo, les appareils de cristallisation par refroidissement "Krystal", les appareils de cristallisation à évaporation par réaction système "Krystal" ou l'appareil de cristallisation Oslo, ou bien on refroidit le solvant dans des échangeurs thermiques et on obtient ainsi une sursaturation qui conduit à la formation de grains dans l'appareil de cristallisation proprement dit, ou bien on évapore une partie du solvant à la surface et par suite, on soustrait de la chaleur au contenu de l'appareil de cristallisation. La cristallisation en grains est la cristallisation de multiples cristaux ayant le plus souvent une grosseur de grain différente.
Swenson, les appareils de cristallisation à tourbillon sous vide selon Standard-Messo, les appareils de cristallisation par refroidissement "Krystal", les appareils de cristallisation à évaporation par réaction système "Krystal" ou l'appareil de cristallisation Oslo, ou bien on refroidit le solvant dans des échangeurs thermiques et on obtient ainsi une sursaturation qui conduit à la formation de grains dans l'appareil de cristallisation proprement dit, ou bien on évapore une partie du solvant à la surface et par suite, on soustrait de la chaleur au contenu de l'appareil de cristallisation. La cristallisation en grains est la cristallisation de multiples cristaux ayant le plus souvent une grosseur de grain différente.
Dans l'évaporateur Swenson qui, au cours d'une évolution durant des dizaines d'années, est devenu un type d'appareil courant pour la cristallisation de sels en partant de leurs solutions, il se forme, par l'évaporation, des cristaux qui descendent à une vitesse différente selon leur grosseur. Une grande quantité de la suspension formée, en comparaison du produit retiré et de la solution franche introduite, est pompée continuellement en circuit fermé à travers une conduite de recyclage et de brassage avec échangeur thermique, ce qui a pour effet de fournir à la solution la chaleur d'évaporation nécessaire et elle est ramenée,en dessous de la surface effective du liquide, à l'appareil de cristallisation conçu sous forme d'évaporateur.
La surchauffe est généralement limitée à moins de 30C. Toutefois, la chaleur d'évaporation peut aussi être amenée avec la solution fratche chaude. Dans ce système, il est important que l'évaporation ne se produise réellement qu'à la surface prévue à cet effet dans l'appareil de cristallisation. Si l'évaporation se produisait déjà au point d'introduction de la solution chaude, il en résulterait en cet endroit une formation incontrôlée de germes et une formation excessive de grains très fins. Pour éviter davantage la formation de grains très fins, il est important en outre d'établir dans l'appareil de cristallisation, à la température où l'on opère, des sursaturations de 1 à 3 gil seulement.On établit ces conditions en mélangeant de très grandes quantités de liquide provenant de l'appareil de cristallisation à une petite quantité de solution fralche. Comme groupes de brassage et de transport, on peut envisager des pompes à hélice à fonctionnement relativement lent, des agitateurs, etc.
Dans le cas de corps difficilement solubles dont la solubilité augmente à mesure que la température s'élève, il faut souvent porter le solvant à de hautes températures pour maintenir une pression si élevée que la phase liquide se maintienne.
Si l'on veut cristalliser l'acide téréphtalique dissous dans l'eau, des températures de 2500C sont nécessaires pour dissoudre 12 à 14 % en poids d'acide téréphtalique et il apparat des tensions de vapeur d'environ 4 MPa.
A 2000C, il n'y a plus que 1 à 2 % en poids d'acide téréphtalique dissous dans l'eau, à 1000C environ 0,1 % en poids.
Dans le #système acide téréphtalique-eau, il est nécessaire de réaliser la cristallisation de l'acide téréphtalique à des températures aussi élevées que possible afin que les sous-produits éventuellement présents, provenant de réactions chimiques précédentes, ne cristallisent pas du même coup, influençant ainsi défavorablement la pureté de l'acide téréphtalique.
Ainsi, si la température dans l'appareil de cristallisation est de 2000C et si la température de la solution franche chaude est de 2500C, il faut que la pression au point d'introduction de la solution chaude soit d'environ 4 MPa, afin qu'il ne se produise pas d'évaporation.
Or la tension de vapeur à la surface du liquide n'est que d'environ 1,6 MPa. Lorsqu'on mélange de la solution fraîche au contenu de l'appareil de cristallisation, on ne peut éviter l'évaporation de la solution fraîche chaude que si l'on porte à une pression de 4 MPa la solution aqueuse d'acide téréphtalique en circulation et, en même temps, la sursaturation au point d'introduction ne doit pas dépasser 1 à 2 girl.
Or, les groupes à envisager pour de telles élévations de pression, par exemple des pompes centrifuges rapides à plusieurs étages, des pompes centrifuges très rapides à un seul étage, des pompes volumétriques plus lentes, ne conviennent pas aux appareils de cristallisation et ne fournissent pas les quantités envisagées, ou bien détruisent le grain déjà formé par suite d'un trop grand effort mécanique. Si la sursaturation admise est de 1 girl, il faut en effet faire circuler 1000 m3 de solution par tonne de substance à cristalliser.Pour la cristallisation de corps difficilement solubles, on utilise principalement des procédés d'évaporation par détente, mais leur inconvénient est qu'il se produit, au point d'introduction, une évaporation spontanée et donc une formation indésirable de grain très fin et aussi, à cause de la vitesse de refroidissement, une cristallisation conjointe de sous-produits.
Pour éviter ces inconvénients, il a déjà été proposé que la zone de cristallisation se trouve à une hauteur telle, au-dessus du point d'introduction de la solution chaude dans la solution à faire circuler, qu'en vertu de la pression hydrostatique au-dessus du point d'introduction une phase liquide se maintienne et que l'évaporation spontanée du solvant soit empêche (voir la
DE-OS 20 24 899). La pression hydrostatique au point d'introduction de la solution fraîche chaude est au moins égale à la différence entre la tension de vapeur du solvant à la température de la solution fraîche chaude et la tension de vapeur du solvant à la température du courant de circulation arrivant à cet endroit (voir la DE-OS 24 42 934). Selon les niveaux de température qu'il faut respecter pour la solution fraîche chaude, ainsi que pour la solution en circulation, en vertu des conditions de solubilité, et selon les pressions correspondantes, ces exécutions nécessitent souvent des hauteurs de construction considérables qui ne peuvent plus être réalisées techniquement dans le cas du système acide téréphtalique-eau, avec une différence de
pression d'environ 2,4 MPa. Outre des installations de
cristallisation qui fonctionnent selon le principe de
l'évaporation par détente, on peut encore envisager des
installations qui comportent, comme groupes de dissipation
de chaleur, des refroidisseurs à surface froide.Toutefois,
ceux-ci ne conviennent qu'à des applications déterminées,
car ils sont fréquemment sujets à des incrustations s'ils ne
fonctionnent pas avec de très petits gradients de température
entre la surface d'échange et la solution de cristallisation
à refroidir, ce qui conduit à de très grandes surfaces de
refroidissement mais, cependant, n'élimine pas complètement
le risque d'incrustation. C'est pourquoi on prévoit aussi
des dispositifs mécaniques de nettoyage, tels que des
gratteurs, racleurs, etc. On a suivi une autre voie en vue
de la recherche d'une solution en incorporant du solvant
froid. La quantité de solvant en circulation et la dépense
d'énergie sont ainsi accrues parce que le solvant froid est
à des pressions notablement inférieures à celle de la solu
tion chaude.La limitation de la sursaturation aux valeurs
nécessaires de 1 à 3 g/l n'est pas non plus simple à réaliser
dans ce procédé. Dans une autre sorte d'appareils de cristal
lisation, on provoque la sursaturation par emprunt de solvant.
DE-OS 20 24 899). La pression hydrostatique au point d'introduction de la solution fraîche chaude est au moins égale à la différence entre la tension de vapeur du solvant à la température de la solution fraîche chaude et la tension de vapeur du solvant à la température du courant de circulation arrivant à cet endroit (voir la DE-OS 24 42 934). Selon les niveaux de température qu'il faut respecter pour la solution fraîche chaude, ainsi que pour la solution en circulation, en vertu des conditions de solubilité, et selon les pressions correspondantes, ces exécutions nécessitent souvent des hauteurs de construction considérables qui ne peuvent plus être réalisées techniquement dans le cas du système acide téréphtalique-eau, avec une différence de
pression d'environ 2,4 MPa. Outre des installations de
cristallisation qui fonctionnent selon le principe de
l'évaporation par détente, on peut encore envisager des
installations qui comportent, comme groupes de dissipation
de chaleur, des refroidisseurs à surface froide.Toutefois,
ceux-ci ne conviennent qu'à des applications déterminées,
car ils sont fréquemment sujets à des incrustations s'ils ne
fonctionnent pas avec de très petits gradients de température
entre la surface d'échange et la solution de cristallisation
à refroidir, ce qui conduit à de très grandes surfaces de
refroidissement mais, cependant, n'élimine pas complètement
le risque d'incrustation. C'est pourquoi on prévoit aussi
des dispositifs mécaniques de nettoyage, tels que des
gratteurs, racleurs, etc. On a suivi une autre voie en vue
de la recherche d'une solution en incorporant du solvant
froid. La quantité de solvant en circulation et la dépense
d'énergie sont ainsi accrues parce que le solvant froid est
à des pressions notablement inférieures à celle de la solu
tion chaude.La limitation de la sursaturation aux valeurs
nécessaires de 1 à 3 g/l n'est pas non plus simple à réaliser
dans ce procédé. Dans une autre sorte d'appareils de cristal
lisation, on provoque la sursaturation par emprunt de solvant.
L'énergie nécessaire à l'évaporation du solvant est fournie,
par exemple, au courant de circulation par des échangeurs
thermiques.
par exemple, au courant de circulation par des échangeurs
thermiques.
L'invention a pour but d'éviter une hauteur
excessive des appareils de cristallisation destinés à la
cristallisation par évaporation de corps difficilement
solubles et aussi d'éviter l'évaporation instantanée, aussi
bien au point d'introduction de la solution chaude que dans
le récipient de cristallisation, et la formation indésirable
de grain très fin avec inclusion de sous-produits qui rendent
impur le produit final.
excessive des appareils de cristallisation destinés à la
cristallisation par évaporation de corps difficilement
solubles et aussi d'éviter l'évaporation instantanée, aussi
bien au point d'introduction de la solution chaude que dans
le récipient de cristallisation, et la formation indésirable
de grain très fin avec inclusion de sous-produits qui rendent
impur le produit final.
Selon l'invention, ce problème est résolu par un procédé caractérisé en ce que l'on fait passer sur la
solution un gaz porteur séché, que l'on sèche le gaz porteur
chargé de vapeur de solvant en séparant le solvant après l'avoir refroidi et condensé, absorbé ou adsorbé et qu'après l'avoir réchauffé, on le ramène à nouveau à la solution.
solution un gaz porteur séché, que l'on sèche le gaz porteur
chargé de vapeur de solvant en séparant le solvant après l'avoir refroidi et condensé, absorbé ou adsorbé et qu'après l'avoir réchauffé, on le ramène à nouveau à la solution.
Selon un mode de mise en oeuvre, on chauffe le gaz porteur à une température supérieure à celle de la solution et l'introduction du gaz porteur s'effectue dans un récipient, en dessous de la surface effective de liquide de la solution.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, le solvant est l'eau, l'acide acétique, le méthanol ou un mélange des constituants mentionnés, deux à deux. Selon un autre mode de mise en oeuvre, le corps difficilement soluble est l'acide téréphtalique, la pression au point d'introduction de la solution chaude est de 4 MPa ou plus et la tension de vapeur de la solution est de 0,1 MPa ou plus. Selon un autre mode de mise en oeuvre, la différence de tension de vapeur entre la solution au point d'introduction de la solution chaude et la solution contenue dans le récipient est de O à 10 MPa, de préférence de 0,3 à 6 MPa. Selon un autre mode de mise en oeuvre, la température de la solution chaude est d'environ 240 à 2700C et la température dans le récipient est d'environ 180 à 2300C.Selon un autre mode de mise en oeuvre, le gaz porteur est formé de
N2, de 02, d'air, de H2, de He, de Ne, de Kr, de Ar, de C02, d'autres gaz techniques inertes ou de mélanges de ceux-ci.
N2, de 02, d'air, de H2, de He, de Ne, de Kr, de Ar, de C02, d'autres gaz techniques inertes ou de mélanges de ceux-ci.
Le problème est également résolu par un appareil caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de gaz porteur dans lequel un refroidisseur de gaz ou condenseur, un filtre/ absorbeur, un compresseur, un dispositif de chauffage de gaz et une conduite d'introduction de gaz sont disposés en série dans le récipient. Selon un mode de mise en oeuvre, le compresseur est remplacé par une pompe à jet de liquide.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, l'appareil comporte un dispositif servant à faire passer un gaz porteur séché sur la surface effective de liquide dans le récipient. Selon un autre mode de mise en oeuvre en dessous de la surface effective de liquide dans le récipient est disposé un distributeur destiné au gaz porteur séché.
Le problème est également résolu par un appareil pour la cristallisation de corps dissous dans un solvant et difficilement solubles dans les conditions normales de pression et de température, comprenant un récipient avec repli de prélèvement de liqueur-mère, conduite de circulation et de brassage, pompe de recyclage, conduite d'introduction de la solution chaude dans la conduite de brassage, agitateur, système de vidange, récipient de niveau avec système de retrait de bouillie cristalline et conduite de recyclage de vapeur de solvant avec condenseur ou refroidisseur, appareil caractérisé par un circuit de gaz porteur comportant un distributeur de gaz disposé dans le récipient en dessous de la surface effective du liquide, une conduite de recyclage partant au-dessus de la surface effective de liquide et conduisant à un refroidisseur de gaz ou condenseur, une conduite menant de la tête du condenseur au filtre/absorbeur, un compresseur et un dispositif de chauffage de gaz avec conduite retournant au distributeur de gaz et fermant le circuit de gaz porteur. Selon un mode de mise en oeuvre, l'appareil comporte un circuit de gaz porteur avec pompe à jet dont l'amenée de liquide se fait par la conduite de circulation et de brassage et dont le côté de refoulement débouche dans le récipient, conduite de recyclage de gaz porteur, refroidisseur/condenseur de gaz, filtrelabsorbeur et dispositif de chauffage de gaz dont la sortie est reliée au côté d'aspiration de la pompe à jet.Selon un mode de mise en oeuvre, il règne dans le récipient une pression à peu près égale à la tension de vapeur de la solution chaude à l'embouchure de la conduite d'introduction de solution chaude dans la conduite de circulation et de brassage, moins la hauteur de la colonne de liquide entre la surface effective de liquide dans le récipient et l'embouchure de la conduite d'introduction de solution chaude dans la conduite de circulation et de brassage. Selon un autre mode de mise en oeuvre, la pression est pratiquement égale dans le récipient et à l'embouchure de la conduite d'introduction de solution chaude dans la conduite de circulation et de brassage.
Si l'introduction du gaz porteur dans le récipient
s'effectue en dessous de la surface effective de liquide, il est avantageux que le gaz porteur soit chauffé à une température supérieure à celle de la solution, afin qu'il ne se se produise pas, au point d'introduction du gaz porteur, une séparation excessive du corps difficilement soluble.
s'effectue en dessous de la surface effective de liquide, il est avantageux que le gaz porteur soit chauffé à une température supérieure à celle de la solution, afin qu'il ne se se produise pas, au point d'introduction du gaz porteur, une séparation excessive du corps difficilement soluble.
Le procédé selon l'invention a une importance particulière pour la cristallisation de l'acide téréphtalique dans l'eau, l'acide acétique, le méthanol ou des mélanges de ces solvants. Dans le cas du système acide téréphtaliqueeau, la différence de tension de vapeur entre la solution au point d'introduction de solution chaude et la solution contenue dans le récipient est d'environ 3 à 4 MPa si la température de la solution chaude est d'environ 240 à 2700C et si la température dans le récipient est d'environ 2000C.
Il est préférable, comme indiqué plus haut, que la pression dans l'appareil de cristallisation et au point d'entrée de solution fraîche chaude soit maintenue pratiquement au même niveau, par le gaz porteur, à l'aide d'un régulateur de pression. Toutefois, un refroidissement par évaporation normale est exclu en pareil cas, parce que, lorsqu'il règne dans l'appareil de cristallisation la pression ainsi fixée, la basse température désirée se situe dans bien des cas très en dessous de la température d'évaporation.
Les mesures proposées selon l'invention permettent avantageusement de dissiper la chaleur en introduisant dans la liqueur-mère contenue dans l'appareil de cristallisation un gaz porteur sous-saturé aussi sec que possible et grâce au fait que celui-ci se charge de vapeur de solvant.
Cela est assuré par le fait que la pression partielle du solvant dans le gaz porteur est abaissée dans une mesure telle que, malgré la pression totale plus élevée, du solvant peut encore s'évaporer à la température plus basse qui est nécessaire. Le gaz porteur chargé de vapeur de solvant est amené par le circuit de gaz porteur à un échangeur thermique, il est refroidi, le solvant se condense et le gaz porteur est ainsi sous-saturé et séché. Le séchage peut aussi s'effectuer par adsorption ou absorption. Ensuite, on chauffe à nouveau le gaz porteur séché à la température nécessaire et on ltamène à l'appareil de cristallisation à l'aide d'un moyen de transport approprié, par exemple d'un compresseur. Le compresseur a seulement besoin de surmonter les pertes de charge du système.On peut aussi utiliser des pompes à jet de liquide dont l'avantage est qu'elles distribuent déjà très finement le gaz porteur dans la solution de cristallisation et qu'elles n'exigent pas d'entretien.
Comme gaz porteur, on peut envisager l'air, l'azote, l'hydro- gène, différents gaz rares, ainsi que d'autres gaz techniques inertes, par exemple C02, etc.
Le procédé selon l'invention peut être réalisé en plusieurs stades, plusieurs appareils de cristallisation étant branchés à la suite les uns des autres en cascade, la solution de cristallisation étant amenée à une première zone de cristallisation dans un premier appareil de cristallisation avec maintien des conditions de température et de pression nécessaires, la suspension de produit cristallisé dans le solvant, ainsi obtenue, étant amenée dans un deuxième appareil de cristallisation à la deuxième zone de cristallisation, sous une plus basse pression et à une plus basse température, et le produit cristallisé étant tiré du dernier stade de cristallisation
D'ailleurs, le principe de refroidissement selon l'invention peut aussi être appliqué pour d'autres types d'appareils de cristallisation que celui qui est indiqué ici à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 de la planche de dessin, ci-annexée, en principe aussi pour des appareils qui fonctionnent à la pression normale. Sur la figure 2, le compresseur prévu sur la figure 1 est remplacé par une pompe à jet de liquide. Pour la distribution du gaz porteur dans la solution de cristallisation, le praticien dispose de différentes solutions techniques, par exemple des plateaux à clapets autonettoyants, des cascades, des plateaux
à tuyères, des agitateurs de distribution de gaz, etc. Il est
possible aussi de faire passer les gaz séchés sur la surface
du liquide dans l'appareil de cristallisation au moyen
d'agencements appropriés et, ainsi, d'éviter l'installation de groupes d'introduction sujets aux perturbations. Comme organe de transport de la quantité de gaz à faire circuler, on peut aussi utiliser des pompes à jet de liquide, le circuit de gaz porteur étant conçu selon la figure 2.A l'aide de la solution de cristallisation que l'on fait circuler, le gaz porteur est en même temps transporté et mis en contact intensif gaz-liquide et une partie de l'évaporation s'effectue déjà. Toutes les autres particularités représentées par la figure 2 concordent par leur fonction avec celles de la figure 1 que l'on explique ci-après
La solution d'acide téréphtalique dans l'eau, saturée à une température de 2500C et à une pression de 4 à 5 MPa, est amenée par 8 à la conduite de circulation et de brassage 9 dans laquelle on fait circuler, par tonne d'acide téréphtalique cristallisé, environ 1000 m3 de solution de cristallisation à une température d'environ 200 C. Après mélange avec la solution fraîche chaude, il s'établit une température de mélange correspondante.La solution de cristallisation, avec la sursaturation réglée à une valeur de 1 9/1, est amenée à l'appareil de cristallisation 1, en dessous de la surface effective de la solution de cristallisation. A peu près à la hauteur de l'introduction de solution sursaturée se trouve aussi la conduite d'introduction de gaz porteur 14. Le gaz porteur et la solution de cristallisation peuvent être mélangés intimement au moyen de l'agitateur 16. Le gaz porteur chargé de vapeur de solvant quitte l'appareil de cristallisation par la conduite 12, il est refroidi dans le refroidisseur de gaz 2 et conduit au ventilateur/compresseur 4 en passant par le filtre 3, qui peut éventuellement contenir un adsorbant approprié.
D'ailleurs, le principe de refroidissement selon l'invention peut aussi être appliqué pour d'autres types d'appareils de cristallisation que celui qui est indiqué ici à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 de la planche de dessin, ci-annexée, en principe aussi pour des appareils qui fonctionnent à la pression normale. Sur la figure 2, le compresseur prévu sur la figure 1 est remplacé par une pompe à jet de liquide. Pour la distribution du gaz porteur dans la solution de cristallisation, le praticien dispose de différentes solutions techniques, par exemple des plateaux à clapets autonettoyants, des cascades, des plateaux
à tuyères, des agitateurs de distribution de gaz, etc. Il est
possible aussi de faire passer les gaz séchés sur la surface
du liquide dans l'appareil de cristallisation au moyen
d'agencements appropriés et, ainsi, d'éviter l'installation de groupes d'introduction sujets aux perturbations. Comme organe de transport de la quantité de gaz à faire circuler, on peut aussi utiliser des pompes à jet de liquide, le circuit de gaz porteur étant conçu selon la figure 2.A l'aide de la solution de cristallisation que l'on fait circuler, le gaz porteur est en même temps transporté et mis en contact intensif gaz-liquide et une partie de l'évaporation s'effectue déjà. Toutes les autres particularités représentées par la figure 2 concordent par leur fonction avec celles de la figure 1 que l'on explique ci-après
La solution d'acide téréphtalique dans l'eau, saturée à une température de 2500C et à une pression de 4 à 5 MPa, est amenée par 8 à la conduite de circulation et de brassage 9 dans laquelle on fait circuler, par tonne d'acide téréphtalique cristallisé, environ 1000 m3 de solution de cristallisation à une température d'environ 200 C. Après mélange avec la solution fraîche chaude, il s'établit une température de mélange correspondante.La solution de cristallisation, avec la sursaturation réglée à une valeur de 1 9/1, est amenée à l'appareil de cristallisation 1, en dessous de la surface effective de la solution de cristallisation. A peu près à la hauteur de l'introduction de solution sursaturée se trouve aussi la conduite d'introduction de gaz porteur 14. Le gaz porteur et la solution de cristallisation peuvent être mélangés intimement au moyen de l'agitateur 16. Le gaz porteur chargé de vapeur de solvant quitte l'appareil de cristallisation par la conduite 12, il est refroidi dans le refroidisseur de gaz 2 et conduit au ventilateur/compresseur 4 en passant par le filtre 3, qui peut éventuellement contenir un adsorbant approprié.
Le condensat obtenu dans le refroidisseur 2 est ramené par la conduite 15 à l'appareil de cristallisation ou retiré du processus. Le gaz porteur séché est porté dans le dispositif de chauffage 5 à la température voulue et introduit, par 1' intermédiaire du distributeur de gaz 14, dans l'appareil de cristallisation. L'appareil de cristallisation est muni d'un dispositif 13 qui évite que des cristaux déjà bien constitués n'arrivent dans la conduite de circulation munie de l'organe de transport 7, où ils seraient partiellement détruits et donneraient lieu à une formation excessive de germes secondaires. L'appareil de cristallisation présente en outre les dispositifs et organes de réglage usuels 10 permettant de le vider, ainsi que le dispositif de retrait de produit 11 avec récipient de niveau 6.
Dans le cas où le solvant est un mélange d'eau et de méthanol (teneur en méthanol d'environ 7 %) et où la quantité de solvant est de 21 t/h, lorsqu'on refroidit la solution de cristallisation de 250 à 2000C et que la solubilité de l'acide téréphtalique est ainsi ramenée à environ 1 à 2 % en poids au lieu d'environ 12 à 14 % en poids, il faut dissiper environ 1000 kW. Il s'ensuit qu'il faut faire circuler à peu près 380 m'/h de gaz porteur si la pression dans l'appareil de cristallisation est de 5 MPa, la température dans l'appareil de cristallisation de 2000C et l'humidité relative à la sortie de l'appareil de cristallisation d'environ 70 % et si le gaz porteur est refroidi à 1500C dans le condenseur et ensuite réchauffé dans le dispositif de chauffage à 2500C.Par contre, il faut seulement faire circuler environ 121 m3/h de gaz porteur si, les conditions étant par ailleurs les mêmes, on refroidit le gaz porteur à 200C dans l'appareil de cristallisation ou dans le condenseur et qu'on le chauffe ensuite seulement à 2000C.
Le procédé selon l'invention est donc économe en énergie et, dans le cas de la cristallisation de l'acide téréphtalique contenu dans l'eau, dans des mélanges d'eau et de méthanol, dans l'acide acétique ou dans l'acide acétique aqueux, il donne un produit plus pur et une distribution plus uniforme de grosseur de grain qu'un appareil de cristallisation classique fonctionnant selon le principe du refroidissement basé sur l'évaporation par détente.
Le procédé selon l'invention convient aussi en
particulier à la cristallisation de l'acide isophtalique
dissous dans les solvants susdits, ainsi qu'à la cristallisa
tion du phtalate de diméthyle dissous dans le méthanol.
particulier à la cristallisation de l'acide isophtalique
dissous dans les solvants susdits, ainsi qu'à la cristallisa
tion du phtalate de diméthyle dissous dans le méthanol.
Claims (14)
1. Procédé pour la cristallisation de corps dissous dans un solvant jusqu'à saturation et difficilement solubles dans les conditions normales de pression et de température, par soustraction de chaleur à la solution, caractérisé en ce que l'on fait passer sur la solution un gaz porteur séché, que l'on sèche le gaz porteur chargé de vapeur de solvant en séparant le solvant après l'avoir refroidi et condensé, absorbé ou adsorbé et que, après l'avoir réchauffé, on le ramène à nouveau à la solution.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe le gaz porteur à une température supérieure à celle de la solution et l'introduction du gaz porteur s'effectue dans un récipient, en dessous de la surface effective de liquide de la solution.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le solvant est l'eau, l'acide acétique, le méthanol ou un mélange de ces composés, deux à deux.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps difficilement soluble est l'acide téréphtalique, la pression au point d'introduction de la solution chaude est de 4 MPa ou plus et la tension de vapeur de la solution est de 0,1 MPa ou plus.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la différence de tension de vapeur entre la solution au point d'introduction de la solution chaude et la solution contenue dans le récipient est de O à 10 MPa, de préférence de 0,3 à 6 MPa.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la température de la solution chaude est d'environ 240 à 2700C et la température dans le récipient est d'environ 180 à 23O0C.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz porteur est formé de N2, de 02, d'air, de H2, de He,-de Ne, de Kr, de Ar, de C02,
d'autres gaz techniques inertes ou de mélanges de ceux-ci.
8. Appareil de cristallisation pour la cristallisation de corps dissous dans un solvant et difficilement solubles dans les conditions normales de pression et de températu re, comprenant un récipient muni d'agencements de brassage et de circulation,d'une conduite pour l'introduction de la solution chaude,d'un système de retrait de bouillie cristalline et d'une conduite de vapeurs,caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de gaz porteur dans lequel un refroidisseur de gaz ou condenseur,un filtre/absorbeur,un compresseur,un dispositif de chauffage de gaz et une conduite d'introduction de gaz sont disposés en série dans le récipient.
9.Appareil selon la revendication 8,caractérisé en ce que le compresseur est remplacé par une pompe à jet de liquide.
10. Appareil selon la revendication 8,caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif servant à faire passer un gaz porteur séché sur la surface effective de liquide dans le récipient.
ll.Appareil selon la revendication 8caractérisé en ce que, en dessous de la surface effective de liquide dans le récipient,est disposé un distributeur destiné au gaz porteur séché.
12. Appareil selon la revendication 8, comprenant un récipient (l)avec repli de prélèvement de liqueur-mère (13),conduite de circulation et de brassage (9),pompe de recyclage (7)et conduite (8)d'introduction de la solution chaude dans la conduite de brassage, agitateur (16),sys- tème de vidange (10), récipient de niveau (6) avec système de retrait de bouillie cristalline (11) et conduite de recyclage de vapeur de solvant avec condenseur ou refroidisseur,caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de gaz porteur comportant un distributeur de gaz (14) disposé dans le récipient en dessous de la surface effective du liquide,une conduite de recyclage (12)partant au-dessus de la surface effective de liquide et conduisant à un refroidisseur de gaz ou condenseur (2), une conduite (18) menant de la tête du condenseur au filtre/absorbeur (3), un compresseur (4) et un dispositif de chauffage de gaz (5) avec conduite (19) retournant au distributeur de gaz (14) et fermant le circuit de gaz porteur.
13. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de gaz porteur avec pompe à jet (17) dont l'amenée de liquide se fait par la conduite (9) et dont le côté de refoulement débouche dans le récipient (1), une conduite de recyclage de gaz porteur (12), un refroidisseur/condenseur de gaz (2), un filtre/absorbeur (3) et un dispositif de chauffage de gaz (5) dont la sortie est reliée au côté d'aspiration de la pompe à jet (17).
14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il règne dans le récipient (1) une pression à peu près égale à la tension de vapeur de la solution chaude à l'embouchure de la conduite (8) d'introduction de solution chaude dans la conduite de circulation et de brassage (9), moins la hauteur de la colonne de liquide entre la surface effective de liquide dans le récipient (1) et l'embouchure de la conduite (8) dans la conduite (9).
15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que la pression est pratiquement égale dans le récipient (1) et à l'embouchure de la conduite (8) dans la conduite (9).
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