JPH0221902A - 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、高圧容器内
で圧力晶析に必要な種結晶を生成させる圧力晶析方法に
関する。

（従来の技術） 圧力晶析法は、従来の華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、作字工業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１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（下蓋）（２）が設けられ、ピストン
（５）が油圧ユニンｌ−（３）の作動により容器（１）
内にて上下動するように設りられており、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０２）
を介して配管０３）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θａより予備晶析
缶（７）に送給され、ここで冷却されて圧力晶折のため
の種結晶を生成する。これは種結晶を含まない１、まの
原オパ［を圧力高１バにかけると、圧力晶析では過飽和
圧が一般的に数百気圧以上と仕較的高い場合が多く、初
１１ＪＩ　＃、’ｒ品生成の為に高圧力が必要となる恐
れかあるためてあり、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
り核発止を伴わずに結晶の成長が！！Ｊｌ　ｉ；Ｔ出来
る利点かある。

次に、配管（１３）から弁（１２）を介して原料を晶析
室（４）に重大ずろ。晶析室（４）内に原料か充／ＩＹ
】すると、ビスＩ・ン先端部に開Ｉ」を有するオーハー
フＩコー管（１５）を通って液流出が始まるので、これ
を検知して弁（１２）、　（１Ｇ）を閉してピストン（
５）ｌごよろ加圧を開始する。原１′・［液を加圧する
と原ｆ４中の特定物質の結晶化か進行して、晶ＩＪ７仝
（４）内は高圧下の固液平浄ｉ状態とｌＩ：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ずる固化出熱により、晶析室
（４）内の温度は一ヒ昇するか、圧力晶析法では一殿に
この温度上昇防止の為の冷却６．１行わ１、断熱的ζこ
加圧ずろ方法が採用される。昇温後の到達温度即し固液
分離開始温度は、製品の純度、収率に影響を及はずから
、これは原料混合物の比熱、固化潜熱等を考慮して胎ｄ
シ温度により８Ｉ（整する。

次に、所定の圧力まて昇圧すると、−静的には直ちに所
定の固液比率（飽和状態）に達するの一ζ、この圧力を
検知すると直ちに弁（１１）を開き、油圧ユニッｌ−（
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ｌ￥昌′令群は
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かなされる。

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、同ビ
ス１−ンの」二昇を開始すると共に高圧容器（１）も）
二Ｗ−さ−１ると、固体製品は下蓋（２）−１−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）によゲで取り出し、高圧容器
（１）を下降さ−Ｕて下Ｍ（２）に装着し、以下原料の
注人工稈に戻り、同様の工程を繰り返す事になる。尚、
原１′１の注入に先立ち、前述のオーバーフロ管（＋５
）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−に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、予（ｎ＆
晶析缶で冷）、１］されて圧力晶析のための種結晶を生
成ざ−υだ原料を高圧容器に供給し７、加圧して特定成
分の固体状製品を形成さゼるものである。

尚、この種結晶を生成さ−リた原料は、スラリ状である
。

ところが、予備晶析缶で冷却して圧力晶析に必要な種結
晶を発生させるのは、予備晶析缶という装置を必要とす
る他、極めて困難である場合が多く、高度の技術を要す
るという問題点がある。また、予備晶析缶の内壁に結晶
が付着して冷却能が極度に低下し、それ以上種結晶を発
生さ−け得ないという問題点がある。これは、極めて困
難な結晶付着防止対策を要するという問題点に繋がる。

また、種結晶の発生ができたとしても、得られる原料は
、前記の如くスラリ状である。そのため、このスラリ状
原料を晶析室に注入する際、注入用配管等の閉塞が生じ
るという問題点がある。これは、運転の停止を余儀無く
されるという問題点に繋がる。運転停止は、生産性の観
点から数秒の時間短縮が望まれる圧力晶析方法において
、極めて深刻であり、且つ重大な問題点である。

本発明はこの様な事情に着目してなされたちのてあって
、その目的は従来のものがもつ以」二のような問題点を
解消し、種結晶の生成か不安定であり且つ高度の技術を
要する予備晶析缶での冷却を行う必要かなく、また、晶
析室への原料注入が配管等閉塞を仕しずに円滑に一ζき
、且つ所定の製品及び製品収率か胃られる圧力晶析方法
を提供しようとするものである。

（課題を解決するだめの手段） −１−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ζいる。即ち、本発明は、９，
１定成う）を含む２種以−にの成分から成る準飽和溶液
または飽和溶液を高圧容器に供給し、該容器内の溶液に
種結晶を生成せしめた後、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ＪＪ１出するごとにより該
容器内に特定成分の固体状製品を形成さ一υ　該容器よ
り該製品を取り出す圧力晶析方法であって、容器内）容
器に衝撃波エネルギを７＝Ｊちする事乙こより１）１１
記種結品の生成を行うことを特徴とする圧力晶析力υに
である。

（イ′Ｉ　　ＪＴＩ　） 本発明に係る圧力晶析方法は、以上説明したように、準
飽和溶液または飽和溶液を高圧容器に供給ずろようにし
ている。ごの？容器ば、スラリ状ではない。故に、晶析
室への原料注入を配管等閉塞を生じずに円滑にできるよ
うになる。

次に、この容器内溶液に衝撃波エネルギを伺−！ｊする
事により種結晶の生成を行うようにしている。ここで、
この衝撃波エネルギは、例えば超音波エネルギ等であり
、これがコロイド？容？夜に付与された場合、このエネ
ルギが比較的高いときは溶液が攪拌され、コロイドか均
一に分散されるが、エネルギが比較的低いときはコロイ
ｌ−′が凝集されるという作用がある。また、結晶が充
分溶解した溶液に付与された場合、エネルギが比較的低
いときは、その溶液から結晶を生成さセる作用がある。

この結晶生成は、溶解している結晶濃度が低いときは生
じ難いが、比較的その濃度が高いときに生し易くなる。

特に溶液が準飽和溶液または飽和溶液の場合には、低過
飽和状態にするため、−静的に百気圧以下での加圧操作
を併用することにより、この結晶生成が確実に生しる。

このような作用をイ〕Ｊる衝撃波エネルギが、容器内溶
液に付与される。前記の如く、この容器内溶液は準飽和
溶液または飽和溶液である。故に、このとき、容器内溶
液からの結晶生成か確実に生しる。また、付与する衝架
波エネルギの強度、方向、（・１’　９時間等の条イ！
１を変化さ−Ｕれば、生成する結晶の質（形状、太ささ
）及び量を変化させられる。従って、圧力晶析に必要な
所定の種結晶を１１￥るごとができる。

このようにして高圧容器で種結晶か得られるので、種結
晶生成後、次に、加圧すればこの種結晶か成長して所定
の固液共存状態と成すことができるようになる。続いて
液相分の排出により容器内に４）定成分の固体状製品を
形成させ、容器より該製品か取り出されるものである。

従って、予備晶析缶での冷却を行うことなく、また、配
管等閉塞を生しることなく円滑に晶析室への原料注入が
でき、汀つ所定の製品及び製品収率が得られるよう６、
二ｌ（イ）の（１）りる。。

尚、前記衝撃波エネルギは、圧力晶析に必要な種結晶を
得るために付与するものであり、その点からすると付与
するエネルギば、前記の如くエネルギが比較的低い方が
よい。また、このエネルギ付与時間は、圧力晶析しよう
とする溶液の種類等に応じて選定すればよい。

この衝撃波エネルギ付与は、次工程の加圧の開始前に停
止してもよいし、加圧中付与したままにしておいでもよ
い。しかし、加圧開始以降は種結晶の成長が重要であり
、その成長は主に加圧力に依存するものであるので、後
者の場合は付与する意味がない。

一方、上記とは別の観点であるが、衝撃波エネルギが比
較的高く、且つ溶液中に結晶か固体状態で在る場合は結
晶が均一に分散される。加圧開始以降は結晶が均一に分
散される方が好ましい。故に、加圧開始以降に関しては
、比較的高い衝撃波エネルギを付与することは、結晶の
均一分散化を図る意味で望ましい方法であると言える。

（実施例） 本発明に係る実施例を説明する。尚、実施例に使用した
装置は、第１図で示したものに超音波エネルギ付与手段
（図示していない）を付加し、また、原料タンク圓から
直接（予備晶析缶（７）を介さず）、晶析室（４）へ原
料の注入ができる配管（図示していない）を設けたもの
である。その他は、前記第１図で説明したものと同様で
ある。

実力」ト１一 実施例１は、組成がｐ−クレゾール８ｏｚ、残部がｍ−
クレゾールであり、且つ温度が室温であるクレゾール溶
液に適用したものである。この溶液は、室温において、
飽和溶液であり、結晶を有していないものである。

先ず、上記クレゾール溶液を、予備晶析缶（７）での冷
却を行うことなく、室温のままで配管０３）から弁（１
２）を介し一ζ晶析室（４）に注入した。この注入は、
配管等の閉塞を生しることなく円滑に行うことができた
。

この溶液注入後、晶析室（４）内溶液に超音波エネルギ
をイ＝−Ｊ与した。この超音波の周波数は、５００ＫＩ
Ｉｚ、出力電力密度は５　Ｗ／ｃｍ２とし、上方の晶析
室（４）内の溶液に向けて超音波を発進した。超音波エ
ネルギ付与時間は、５秒間にした。この超音波エネルギ
付与操作は、高度の技術を要することなく行うことがで
き、極めて簡単なものであった。

次に、加圧を開始した。この加圧開始以降の操作は、従
来方法と同一であり、既に説明した通りである。尚、こ
の加圧条件は、晶析圧力と固・液分離圧力とを等しくし
、この晶析圧力は、１８００気圧とした。

この一連の操作により、所定の製品及び製品収率が得ら
れた。製品収率は４２．９χであった。尚、この収率の
値は、従来法（予冷却して種結晶を生成させた後、晶析
室に注入する方法。以降、比較法Ａという）による場合
と同等である。また、予冷却をセず、且つ超音波エネル
ギ付与も行わない場合（以降、比較法Ｂという）の収率
は２５．５χであり、これに比べて実施例１で得られた
前記収率は極めて高い。これは、前記条件の超音波エネ
ルギの付与により、圧力晶析に必要な所定の種結晶が得
られたことの傍証である。

また、一連の操作時間は、前記比較法Ａによる場合に比
較し、１ｏｚ短縮された。

災差本ｊ−本 実施例２は、晶析圧力は、■５００気圧とした。その他
の運転操作条件は、実施例１の場合と同様である。

その結果、製品収率は４１３χであった。尚、この値は
、比較法Ａ（晶析圧カニ　１５００気圧）による場合と
同等である。また、比較法Ｂ（晶析圧カニ１５００気圧
）による場合の収率２３．６χに比べて極めて裔い。一
連の操作時間は、比較法Ａによる場合に比較し、ｌＯχ
短縮された。また、何ら問題を生じることなく圧力晶析
を実施し得た。

実差貫Ｊ 実施例３は、晶析圧力は、１２００気圧とした。その他
の運転操作条件は、実施例１の場合と同様である。

その結果、製品収率は３７．５χであった。尚、この値
は、比較法Ａ（晶析圧カニ　１２００気圧）にょる場合
と同等である。また、比較法Ｂ（晶析圧カニ１２００気
圧）による場合の収率２１．４χに比べて極めて高い。

一連の操作時間は、比較法人による場合に比較し、１０
χ短縮された。また、何ら問題を生じることなく圧力晶
析を実施し得た。

実施±↓ 実施例４は、組成がｐ−クレゾール７５″Ａ、残部がｍ
−クレゾールであり、且つ温度が室温であるクレゾール
溶液に適用したものである。この溶液は、室温において
、準飽和溶液であり、結晶を有していないものである。

この溶液について、付与する超音波エネルギの条件を除
いて、実施例１と同様の操作を行って、圧力晶析を実施
した。超音波の周波数は、６００ＫＩＩｚ、出力電力密
度は６　Ｗ／ｃｍ２とした。超音波エネルギ付与時間は
実施例１と同様の５秒間にした。

その結果、製品収率は４０．６２であった。尚、この値
は、比較法Ａ（晶析圧カニ　１８００気圧）による場合
と同等である。また、比較法Ｂ（晶析圧カニ１８００気
圧）による場合の収率２３．２χに比べて極めて高い。

これは、準飽和溶液の場合においても、飽和溶液の場合
と同様、超音波エネルギの付与により、圧力晶析に必要
な所定の種結晶が得られたことを裏付りている。

連の操作時間は、比較法Ａによる場合に比較し、ｌＯχ
短縮された。また、何ら問題を生じることなく圧力晶析
を実施し得た。

（発明の効果） 本発明に係る圧力晶析方法によれば、種結晶の生成が不
安定であり且つ高度の技術を要する予備晶析缶での冷却
を行う必要がなく、また、晶析室への原料注入が配管等
閉塞を生じずに円滑にでき、且つ所定の製品及び製品収
率が得られるようになる。

また、大容量である予備晶析缶の設置をしなくて済むよ
うになる。

上記効果に加えて、予備晶析缶での冷却を行わず、また
、注入原料がスラリ状でないため注入時間が短くなるの
で、運転■、１間が短縮化されるという効果もある。特
に、この運転時間短縮は、数秒の時間短縮が望まれる圧
力晶析方法において、極めて重大な効果であり、生産性
をこれまで以上に向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧力晶析方法に係るプロセスフロ及び装置の
概念を示す図である。 （１）−−−−圧力容器　　　　（２）（３）−−−一
油圧ユニット　　（４）（５）−−−−ピストン　　　
　（６）（力−−−−子備晶析缶　　　（８） （９）０３）−一配管　　　　　００）（ｌＩｌ（ｌ制
ω−−一−弁　　　　　０７ｉ）０５）−オーバーフロ
ー管 下蓋 晶析室 排液タンク 原料供給ポンプ 減圧機構 原料タンク 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　弁理士　　金丸　章−

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準飽和溶
   液または飽和溶液を高圧容器に供給し、該容器内の溶液
   に種結晶を生成せしめた後、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であって、容器内溶液に衝
   撃波エネルギを付与する事により前記種結晶の生成を行
   うことを特徴とする圧力晶析方法。