JPH01258704A - 圧力晶析方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧力晶析方法に関し、詳細には２種以上の成
分から成る混合物を高圧容器に供給し、該容器内にて該
混合物を加圧して固液共存状態と成し、続いて液相分を
該算器外に排出することにより該容器内に特定成分の固
体状製品を形成させ、該容器より該製品を取り出す圧力
晶析方法において、圧力晶析しようとする原料の制限を
緩和し、圧力晶析の適用範囲を拡大する圧力晶析方法に
関する。

（従来の技術） 圧力晶析法は、従来の蒸留法や冷却晶析法では分離困難
な原料系への適用に大きな可能性を有している事、高純
度の製品が得易い事、高収率が得易い事、及び、エネル
ギ消費量が少ない事等から、近年の化学工業のファイン
化に伴って大きな注目を集めている分離精製技術である
。

かかる圧力晶析法の概要は、例えば、化学工業５０巻（
１９８６年）３３１頁「圧力晶析法と装置の概要」に記
載されている。これを第３図（プロセスフロー及び装置
の概念を示す図）によって説明すると、圧力容器（１）
には、下方に蓋体（下１１）（２）が設けられ、ピスト
ン（５）が油圧ユニット（３）の作動により容器（１）
内にて上下動するように設けられており、このピストン
（５）と下蓋（２）とによって圧力容器（１）内に晶析
室（４）が形成される。この晶析室（４）と排液タンク
（６）とは、減圧機構００）及び弁（１１）を介して配
管（９）により連結されている。又、晶析室（４）と予
備晶析缶（７）とは、原料供給ポンプ（８）、弁０りを
介して配管０争により連結されている。

この装置において、原料は原料タンクＯａより予備晶析
缶（７）に送給され、ここで冷却されて圧力晶析のため
の種結晶を生成する。これは種結晶を含まないままの原
料を圧力晶析にかけると、圧力晶析では過飽和圧が一般
的に数百気圧以上と比較的高い場合が多く、初期結晶生
成の為に高圧力が必要となる恐れがあるためであり、種
結晶を含んだスラリ状態で給液すると、かかる過飽和圧
の心配がないばかりか加圧により核発生を伴わずに結晶
の成長が期待出来る利点がある。

次に、配管０３）から弁０２１を介して原料を晶析室（
４）に注入する。晶析室（４）内に原料が充満すると、
ピストン先端部に開口を有するオーバーフロー管いを通
って液流出が始まるので、これを検知して弁０り、０ω
を閉じてピストン（５）による加圧を開始する。原料液
を加圧すると原料中の特定物質の結晶化が進行して、晶
析室（４）内は高圧下の固液平面状態となる。このとき
生成する固体は一般に極めて高純度の物質である。尚、
固化の進行に伴って発生する固化潜熱により、晶析室（
４）内の温度は上昇するが、圧力晶析法では一般にこの
温度上昇防止の為の冷却は行わず、断熱的に加圧する方
法が採用される。昇温後の到達温度即ち固液分離開始温
度は、製品の純度、収率に影響を及ぼすから、これは原
料混合物の比熱、同化潜熱等を考慮して給液温度により
調整する。

次に、所定の圧力まで昇圧すると、一般的には直ちに所
定の固液比率（飽和状態）に達するので、この圧力を検
知すると直ちに弁（１１）を開き、油圧ユニット（３）
からピストン（５）に作用する圧力を保持したままピス
トンの下降を続けると、晶析室（４）内の圧力は一定に
保持された状態で液相が晶析室（４）から排液タンク（
６）に排出される。更にピストン（５）の下降を継続す
ると晶析室（４）内の結晶粒群は加圧圧搾され、結晶粒
間の残留液体は所謂「絞り出し作用」を受けて排液タン
ク（６）に排出される。

ピストン（５）の下降が更に続くと、結晶粒群は晶析室
（４）の形状に沿って一個の大きな塊状固体製品へと成
形されていく、この様にして液体を固体から略完全に分
離する段階になると、大気圧下の排液タンク（６）に連
通している晶析室（４）内の液相圧力は次第に低下して
いくため、結晶表面は部分的に融解し、所謂「発汗洗浄
」が行われ、塊状固体製品の精製がなされる。

晶析室（４）から排出される排液の圧力が所定の圧力に
まで低下すると、ピストン（５）の下降を停止し、同ピ
ストンの上昇を開始すると共に高圧容器（１）も上昇さ
せると、固体製品は下蓋（２）上に載置された状態で容
器（１）から取り出される。これを製品取り出し装置（
図示せず）によって取り出し、高圧容器（１）を下降さ
せて下Ｍ（２）に装着し、以下原料の注入工程に戻り、
同様の工程を繰り返す事になる。尚、原料の注入に先立
ち、前述のオーバーフロー管０５）内の残液を、窒素ガ
ス等の製品に対して不活性なガスでパージし、次工程の
注入時の満液検知の為の準備をしておく。

以上の工程を繰り返すことによって製品を連続的に生産
する。

（発明が解決しようとする課題） 以上に述べたように、従来の圧力晶析方法は、種結晶を
含む原料を高圧容器に供給し、加圧して特定成分の固体
状製品を形成させるものであり、このとき原料の給液温
度、加圧力は目的とする製品の純度及び収率に応じて定
められる。

ところが、原料の組成、濃度によっては、圧力晶析方法
を適用できない場合がある。例えば、製品純度に応じて
定められた原料供給温度では、その原料中に種結晶が存
在しない場合である。この様な場合には、原料を予め濃
縮し、種結晶を発生させておけばよいと考えられるが、
圧力晶析に必要な種結晶を発生させるのは、極めて困難
である場合が多い、圧力晶析方法は従来の蒸留法や冷却
晶析法では濃縮分離が困難な原料系に適用される場合が
多いからである。

また、原料中に種結晶は存在するが、その種結晶が良好
でない場合がある０例えば、冷却による予備晶析では、
良好な種結晶が得られない場合である。この様な場合に
は、製品の収率が著しく低下し、場合によっては製品が
得られないこともあり、また、製品の純度が著しく低下
する場合もある。従来の圧力晶析方法は、以上のような
問題点を有している。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を解
消し、圧力晶析しようとする原料の組成、濃度に係わら
ず、圧力晶析方法を適用でき、所定の製品純度及び収率
が得られる圧力晶析方法を提供しようとするものである
。

（！！題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は次のような構成
の圧力晶析方法としている。即ち、本発明は、特定成分
を含む２種以上の成分から成る混合物を高圧容器に供給
し、該容器内にて該混合物を加圧して固液共存状態と成
し、続いて液相分を該容器外に排出することにより該容
器内に特定成分の固体状製品を形成させ、該容器より該
製品を取り出す圧力晶析方法において、前記高圧容器に
供給する混合物が、液体状の混合物原料と固体状の前記
製品の一部との混合物であることを特徴とする圧力晶析
方法である。

（作　用） 本発明に係る圧力晶析方法は、以上説明したように、液
体状の混合物原料と固体状の製品の一部との混合物を高
圧容器に供給するようにしている、ここで、この固体状
の製品は、特定成分が結晶化したものであるので、それ
自体撓めて良好な結晶である。そのため、圧力晶析しよ
うとする液体状混合物原料にこの結晶を混合すると、製
品純度に応じて定められた原料供給温度ではその原料中
に種結晶が存在しない場合あるいは原料中の種結晶が良
好でない場合のいづれにおいても、良好な種結晶を含有
する混合物を得ることができる。このとき、この混合方
法によって、混合物中における良好な種結晶の含有量を
種々変化させられる。

故に、上記液体状混合物原料と固体状製品の一部との混
合物は、良好な種結晶を含有するものにし得、且つ目的
製品の純度及び収率に応じてその種結晶含有量を変える
ことができる。

このように良好な種結晶含有混合物を高圧容器に供給す
ることができる。そしてこの混合物が該容器内にて加圧
されて固液共存状態にされ、続いて液相分の排出により
該容器内に特定成分の固体状製品が形成され、該容器よ
り該製品が取り出される。従って、圧力晶析しようとす
る原料中に種結晶が存在しない場合あるいは原料中の種
結晶が良好でない場合のいづれにおいても、目的とする
製品の純度及び収率を得ることができる。

尚、前記の良好な種結晶含有混合物は、固体状の製品の
一部を粉砕した後、原料供給温度より高温の液体状混合
物に添加し、溶解させ、次いでこの混合物を原料供給ｉ
ｌＩ魔にして再析出させることにより、得られる。或い
は、固体状製品の一部を粉砕して極めて細かい粒とした
・１多、原料供給温度の液体状混合物に添加することに
よっても得ることが可能である。

（実施例） 本発明に係る実施例を、図を参照しながら説明する。

裏施性上 実施例１は、冷却による予備晶析では、目的とする製品
の純度及び収率を達成するために必要な良好な種結晶が
得られない原料の場合に、本発明に係る圧力晶析方法を
適用したものである。

第１図に、実施例１に係るプロセスフロー及び装置の概
念図を示す、これは、第３図に示された従来装置に粉砕
器０′？）、製品取り出し装置（図示せず）から粉砕器
０′？）に製品の一部を搬送するコンベア０臥粉砕した
製品を予備晶析缶（７）に搬送するコンベア０！ｌｌを
付加したものである。その他の符号は第３図に示したも
のと同一である。

先ず、原料が原料タンク０４）より予備晶析缶（７）に
送給された。一方、製品の一部が、コンベア０臥粉砕器
θ力、コンベア０９により、所定の粒径に粉砕され、予
備晶析缶（７）に搬送された。そして、両者が混合され
ると共に、所定の温度に冷却された。

この操作により、この混合物は良好な種結晶を含有する
ものとなる。尚、このとき製品の粒（良好な種結晶）の
表面上に原料中の析出成分が析出成長する。また製品の
一部の搬送過程において、冷却機器を付加する場合は予
備晶析缶（７）での冷却が不用である。

この混合物を配管０ωから弁０２）を介して晶析室（４
）に注入する以降の操作は、従来方法と同一であり、既
に説明した通りである。

この一連の操作により、所定の製品純度及び収率が得ら
れた。尚、晶析室（４）から分離排出される母液及び発
汗液の量は、添加種結晶の量に関わらず、供給原料中の
不純物の量に略対応するため、該分離排出に要する時間
が増大する恐れも無く、収率の改善により却って短縮さ
れた。

実ｌ■Ｉ 実施例２は、目的とする製品の純度を達成するために必
要な原料供給温度では、その原料中に種結晶が存在しな
い場合に、本発明に係る圧力晶析方法を通用したもので
ある。

第２図に、実施例２に係るプロセスフロー及び装置の概
念図を示す、これは、第３図に示された従来装置の予備
晶析缶（７）に替えて第１原料混合缶ＱＯ及び第２原料
混合缶（２１）を配し、移送ポンプ（２２）及び弁（２
３）を介して配管（２４）により連結したものであって
、更に粉砕器０力、製品取り出し装置（図示せず）から
粉砕器θ′７）に製品の一部を搬送するコンヘア０載粉
砕した製品を第１原料混合缶Ｃ！０及び第２原料混合缶
（２１）に搬送するコンベアＯΦを付加したものである
。その他の符号は第３図に示したものと同一である。

先ず、原料が原料タンク圓より第１原料混合缶ＱＩに送
給された。一方、製品の一部が、コンヘア０８）、粉砕
器０７）、コンヘア０９）により、所定の粒径に粉砕さ
れ、第１原料混合缶ＱＯに送給された。そして、両者が
混合され、目的の純度を達成することが可能な所定濃度
の液に調整された。即ち、ここで得られた混合物は、予
冷却して目的製品の純度を達成するために必要な原料供
給温度にすれば、必要な種結晶濃度が得られるものであ
る。

更に、この混合物は、配管（２４）から弁（２３）を介
して第２原料混合缶（２１）に移送された。一方、製品
の一部が、コンベア０８）、粉砕器面、コンベア０９に
より、所定の粒径に粉砕され、第２原料混合缶（２１）
に送給された。そして、両者が混合され、所定の温度、
スラリ濃度に調整された。即ち、ここで得られた混合物
は、予冷却しな（でも目的製品を得るために必要な良好
な種結晶を含有するものである。

そこで、この混合物を、予冷却することなく、配管０■
から弁０２１を介して晶析室（４）に注入した。晶析室
（４）への注入以降の操作は、従来方法と同一であり、
既に説明した通りである。

この一連の操作により、所定の製品純度及び収率が得ら
れた。

尚、晶析室（４）から分離排出される母液及び発汗液の
看は、添加種結晶の置に関わらず、供給原料中の不純物
の量に略対応するため、該分離排出に要する時間が増大
する恐れも無く、収率の改善により却って短縮された。

また、実施例２においては、種結晶を生じさ廿るだめの
冷却による予備晶析操作が不用であるという効果がある
。更に、第１原料混合缶（ｍでの液濃度調整と第２原料
混合缶（２Ｉ）でのスラリ濃度調整を別個に行うため、
種結晶の粒径減少、不良化を生じる恐れがないという効
果がある。

（発明の効果） 本発明に係る圧力晶析方法によれば、圧力晶析しようと
する原料の組成、濃度に係わらず、圧力晶析方法を適用
でき、所定の製品純度及び収率が得られる。従って、従
来の圧力晶析方法では圧力晶析のための種結晶が得られ
ない原料系あるいは良好な種結晶が得られない原料系に
対しても、圧力晶析方法の適用が可能となり、そのため
圧力晶析の適用範囲を著しく拡大できるようになる。

上記効果に加えて、大容量の予備晶析缶の使用を必要と
し、且つ製品の純度及び収率に大きな影響を及ぼすため
操作が困難である予備晶析操作を、完全に省略すること
も可能であるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１に係るプロセスフロー及び装置の概
念を示す図、第２図は、実施例２に係るプロセスフロー
及び装置の概念を示す図、第３図は、従来の圧力晶析方
法に係るプロセスフロー及び装置の概念を示す図である
。 （＋）−−−一圧力容器　　　　（２）〜−−−下蓋（
３）−−−一油圧ユニット　　（４）−−−一晶析室（
５）−−−−ピストン　　　　（６）　−−−一排液タ
ンク（７）−−−〜予備晶析缶　　　（８）−−−一原
料供給ポンプ（９）面（２４）−−−一配管　　　０ｆ
ｆｌ−−−一減圧機横（ｌｌ）０２１０６）（２３）−
−−−弁０ａ−−−−原料タンク０５１−オーバーフロ
ー管　０カー＝−粉砕器０印０９）−−−−コンベア　
　　Ｑトーーー第１原料混合缶（２１Ｌ−第２原料混合
缶　（２２）−−−一移送ポンプ特許出願人　株式会社
　神戸製鋼所 代　理　人　弁理士　　金丸　章− 第１＠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定成分を含む２種以上の成分から成る混合物を
   高圧容器に供給し、該容器内にて該混合物を加圧して固
   液共存状態と成し、続いて液相分を該容器外に排出する
   ことにより該容器内に特定成分の固体状製品を形成させ
   、該容器より該製品を取り出す圧力晶析方法において、
   前記高圧容器に供給する混合物が、液体状の混合物原料
   と固体状の前記製品の一部との混合物であることを特徴
   とする圧力晶析方法。