KR20130137204A - 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130137204A
KR20130137204A KR1020137020533A KR20137020533A KR20130137204A KR 20130137204 A KR20130137204 A KR 20130137204A KR 1020137020533 A KR1020137020533 A KR 1020137020533A KR 20137020533 A KR20137020533 A KR 20137020533A KR 20130137204 A KR20130137204 A KR 20130137204A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
washing
compound
wash
tower
Prior art date
Application number
KR1020137020533A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101807906B1 (ko
Inventor
디르크 베르되스
더 미어 요하네스 판
미시엘 니에누르드
미카엘 셀
진-마리에 콜라드
Original Assignee
네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오 filed Critical 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
Publication of KR20130137204A publication Critical patent/KR20130137204A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101807906B1 publication Critical patent/KR101807906B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/004—Fractional crystallisation; Fractionating or rectifying columns
    • B01D9/0045—Washing of crystals, e.g. in wash columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/005—Selection of auxiliary, e.g. for control of crystallisation nuclei, of crystal growth, of adherence to walls; Arrangements for introduction thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본원 발명은 세척 탑들의 동작 개선에 관한 것이고, 보다 특히 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 모 용액 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 프로세스에 관한 것이다. 본원 발명의 장치는 용융 회로(8, 10, 11, 21)를 포함하는 세척 탑(1)을 포함하고, 동작 중에 상기 세척 탑 내에 형성되는 세척 전방부(6b)와 제품 배출구 사이에서 및/또는 용융 회로에서 상기 세척 탑으로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 수단(22, 23)이 존재한다. 본원 발명의 프로세스는 상기 모 용액 슬러리로부터 유래되는 고체 입자들의 팩킹된 베드가 필터링 요소(4) 근방에서 형성되는 동안, 적어도 하나의 필터링 요소(4)의 도움을 받는 필터링에 의해서 고체 입자들로부터 액체를 분리하는 단계를 포함하고, 세척 액체가 상기 베드 내의 고체 입자들에 대해서 역류하게 함으로써 얻어지는 세척 전방부(6b)가 형성되고, 상기 베드는 상기 세척 전방부(6b)의 방향으로 이동되는 한편, 상기 고체 입자들의 재료를 포함하는 제품 스트림이 상기 세척 액체의 일부를 연속적으로 방출함으로써 획득되고, 상기 베드의 일부가 연속적으로 분리되며, 화합물 또는 조성물이 상기 세척 전방부(6b)와 상기 제품 배출구 사이에서 및/또는 상기 용융 회로(8, 10, 11, 21) 내에서 상기 세척 탑(1) 내로 도입되고, 그리고 상기 화합물 또는 조성물의 도입은 상기 용융 회로(8, 10, 11, 21)의 내용물들의 평형 온도를 감소시키는 것을 특징으로 하고, 상기 도입된 화합물 또는 조성물이 상기 용융 회로(8, 10, 11, 21) 내에 존재하는 용융된 제품 및/또는 제품 현탁체와 완전히 혼화될 수 있는 특질을 추가적인 특징으로 한다.

Description

슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATING SOLID PARTICLES FROM A SLURRY}
본원 발명은 세척 탑들(wash columns)의 동작 개선에 관한 것이고, 보다 특히 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 모(mother) 용액(liquor) 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 방법에 관한 것이다.
세척 탑들은 높은 순도 대 상대적으로 낮은 비용 및 낮은 에너지 소모로 생산물들을 획득하기 위해서 용융체로부터 현탁체(suspension) 결정의 제품 스트림을 분리하기 위해서 이용하기에 특히 적합한 효과적인 고체/액체 분리기들이다. 몇 가지 타입들의 강제적인 이송 세척 탑들이 공지되어 있다. 강제형 이송 세척 탑들의 가장 중요한 용도는 용융체 결정화 프로세스들을 기초로 하는 현탁체 내에서의 진보된 고체-액체 분리이다. 그러한 현탁체-기반의 용융체 결정화 프로세스에서, 상류 결정화기가 현탁체 생산을 담당한다. 이어서, 세척 탑들을 이용하여 형성된 결정들을 남은 모 용액으로부터 분리한다. 전형적으로, 현탁체는 불순한 공급체(feed)를 그 평형 결정화 온도 미만으로 냉각시킴으로써 발생된다. 결정화하고자 하는 혼합물의 빙점 강하(depression)은 불순물 농도가 증가함에 따라 증가된다. 그에 따라, 임의의 불순한 공급체의 경우에, 결정화기의 동작 온도가 순수한 결정화된 화합물의 용융 온도 미만이 될 것이다.
"강제형 이송"이라는 용어는, 결정들을 포함하는 다공성 베드(bed)의 이송이 강제된다는 사실을 지칭하며, 이는 그러한 이송이 중력에 의해서 유발되지 않거나 적어도 단지 중력에 의해서만 유발되지 않는다는 것을 의미한다. 베드 이송을 강화하기 위한 공지된 힘들은 다음과 같다: 피스톤 또는 스크류 컨베이어들과 같은 기계적인 디바이스들 또는 수압식 압력. 결정 베드가 중력에 의해서만 이송되는 중력 세척 탑들은 세척 탑들의 다른 주지의 분류(class)를 형성한다. 이러한 타입의 세척 탑들은, 비교적 낮은 비생산용량(specific production capacity) 및 비교적 큰 결정들에 대한 필요성과 같은, 강제형 이송 세척 탑들에 대비하여 명확한 단점들을 가진다. 이러한 이유로, 본원 발명의 강제형 이송 세척 탑들의 프레임워크가 중력형 세척 탑들보다 바람직하다. 강제형 이송 세척 탑들의 동작 원리들을 다음 문단에서 설명한다.
세척 탑들의 과제는 프로세스의 정제 효율을 최대화하기 위해서 불순한 모 용액으로부터 순수 결정들을 가능한 한 양호하게 분리하는 것이다. 강제형 이송 세척 탑들에서, 정제는 2가지 분리 원리들, 즉 필터링을 기초로 하는 정제 및 역류 세척의 조합을 기초로 한다. 세척 탑들의 공급측에서, 결정화기 내에서 발생된 현탁체가 세척 탑들로 도입된다. 동작 원리가 탑의 수직 배열에 의존하기 때문에, 이러한 공급체는 세척 탑들의 상단부 또는 하단부에 위치될 수 있다. 또한, 이는 중력이 강제형 이송 세척 탑들의 동작에 대해서 중요하지 않거나 제한된 중요성을 가진다는 것을 설명한다. 세척 탑들의 공급측에서, 하나 이상의 필터들을 통해서 모 용액을 제거함으로써 결정들의 다공성 베드가 형성된다. 그렇게 형성된 베드에서, 비교적 순수한 결정들은, 필터링에 의해서 제거될 수 없는 불순한 모 용액의 일부와 여전히 접촉된다. 베드를 형성한 후에, 공급체의 위치에 반대되는 세척 탑의 생산측으로 베드를 강제로 이송하는 것이 시작될 수 있다. 강제형 이송 세척 탑에서, 베드 이송은, 피스톤 또는 스크류 컨베이어와 같은 기계적인 디바이스들에 의해서, 또는 수압식 압력 즉, 액체 압력에 의해서 강제된다. 세척 탑의 생산측에서, 다공성 결정 베드가 회전 스크랩퍼 나이프와 같은 기계적인 디바이스에 의해서 또는 순환 액체 스트림의 충격에 의해서 분리된다. 후자의 탑의 예가 WO-A-03/063997에 기재되어 있다. 특허 문헌들에 기재된 세척 탑들의 다른 예들이 US-A-4　309　878; WO-A-84/00117; WO-A-84/00118; EP-A-0　398　437; WO-A-98/25889; WO-A-98/27240; EP-A-0　948　984; 및 WO-A-00/24491에 개시되어 있으며, 이들 모든 공보들이 본원에서 참조로서 포함된다.
베드로부터 분리된 결정들은, 베드 분리가 발생된 위치에 밀접/근접하는 세척 탑의 소위 리슬러리(reslurry) 챔버로 도입된다. 베드가 하향 이동하는 세척 탑에서, 전형적으로 리슬러리 챔버가 탑의 하단부에 위치된다. 상향 이동 베드 탑에서, 리슬러리 챔버는 탑의 상단부에 전형적으로 위치된다.
도 1은 세척 탑 장치의 종래 기술의 예의 개략적인 횡단면도를 도시한다. 그러한 장치는, 이러한 예에 따라서, 슬러리를 상류 결정화기로부터 공급하기 위해서 이용되는 공급 파이프(2) 및 펌프(3)를 포함하는 현탁체 공급 수단을 구비하는 용기(vessel)(1)를 포함한다. 그러한 장치는 적어도 하나의 필터링 요소(4), 및 고체 입자들의 팩킹된 다공성 베드가 필터링 요소 주위에서 형성될 수 있도록, 상기 필터링 요소를 통과하는 액체를 배출하기 위한 수단(5)을 더 포함한다. 도 1에 따라서, 다공성 베드의 상단부측이 라인(6a) 상에 위치된다. 이하에서 설명될 세척 전방부(front)가 라인(6b) 상에 위치되고 그리고 팩킹된 다공성 베드의 하단부측이 라인(6c) 상에 위치된다. 또한, 베드의 적어도 일부에 교호적인 전자기장을 인가하는 것에 의한 유도 가열을 포함함으로써, 전류가 베드 내에서 유도되고 그리고 소용돌이들(vortices)(이들 중 일부가 맴돌이들(eddies)(작은 규모의 소용돌이들)이 된다)이 발생되는, 예를 들어, WO-A-03/063997에 구체적으로 개시된, 팩킹된 베드의 분리 또는 파괴를 위한 수단(7)이 존재할 수 있을 것이다. 또한, 팩킹된 베드의 분리를 위한 통상적인 수단으로, 예를 들어, 회전하는 스크랩퍼 나이프의 이용에 의해서, 세척 탑이 동작될 수 있을 것이다. 도 1의 예에서, 분리를 위한 이러한 수단들이 액체가 순환되는 회로를 포함한다. 예에서, 이러한 액체가 이하의 3가지 중요 기능들을 가진다: (a) 분리된 베드로부터 기원하는 고체들을 히터("용융기")(9)로 이송하고; (b) (6b)와 (6c) 사이의 세척 구역 내에서 결정들을 세척하고; 그리고 (c) 순환 액체의 충격을 이용하여 베드를 분리한다. 이러한 마지막 기능은 선택적이고 그리고 예를 들어 회전하는 스크랩퍼 나이프와 같은 베드 분리를 분리하기 위한 기계적인 수단에 의해서 대체될 수 있다. 순환 액체는 라인(11)을 통해서 소위 리슬러리 챔버(21) 내로 공급되고 그리고 분리된 베드들로부터 기원하는 고체들을 포함한 후에 지점(8)에서 리슬러리 챔버(21)로부터 방출된다. 이러한 회로에서, 순환 액체가 열교환기(9)("용융기")에 의해서 가열되고, 그러한 열교환기는 결정들/고체들의 모두 또는 적어도 상당한 부분을 용융시키고, 그리고 베드를 분리하기 위해서 요구되는 액체의 충격이 용융체 순환 펌프(10)에 의해서 제공된다.
도 1의 예에 따라서, 현탁체가 공급 라인(2)을 통해서 세척 탑 내로 연속적으로 펌핑된다. 시동 중에, 결정들의 다공성 베드가 필터링 요소들(4) 주위에서 (6a)와 (6c) 사이에 형성된다. 따라서, 모 액체 슬러리로부터 유래되는 고체 입자들의 팩킹된 베드가 필터링 요소들(4) 근방에 형성된다. 이는 다음과 같이 이해될 수 있다. 시동 중에, 결정들이 필터링 요소에 의해서 보유되는 한편, 액체가 통과될 수 있다. 이는 결정들의 다공성 플러그의 형성에서 유래되고, 그러한 다공성 플러그는 결정들의 다공성의 팩킹된 베드로 점진적으로 성장된다. 팩킹된 베드의 폐쇄는 세척 탑의 공급측과 생산측 사이의 압력차 발생으로부터 검출될 수 있다. 폐쇄된 팩킹된 베드의 공급측의 위치(6a)는, 전형적으로, 도 1에 도시된 바와 같은 하향 이동 베드에 대한 시동 후에, 필터링 요소들의 위로 1 내지 50 cm가 될 것이다. 정상 상태(steady state) 동작 중에, 공급측 베드의 위치(6a)가 전형적으로 필터링 요소의 5-30 cm 위가 될 것이다. 상향 이동 베드의 구성의 경우에, 거리는 동일하나, 이제 (6a)가 필터링 요소들의 아래에 배치된다. 모 용액은 필터들을 통과하고 그리고 필터 파이프들(5)을 통해서 (위쪽을 향하는 화살표들로 표시된 바와 같이, 도 1의 실시예의 상향 방향을 따라서) 탑을 빠져나간다. 도 1의 예에서, 수압식 압력이 세척 탑(1)의 상단부 섹션 내의 위치(6a) 위에서 축적된다. 제품 밸브(20)가 개방되자 마자, 아래쪽을 향하는 베드 내의 화살표들에 의해서 표시된 아래쪽으로, 수압식 압력이 베드를 이송시킨다. 이동 베드가 세척 전방부(6b)를 통과하고 그리고 탑의 하단부측(6c 아래)에서 리슬러리 챔버(21) 내에서 분리된다. 필터링 요소들(4)이 필터 튜브 연장부(19)로 하단부측에서 길어진다. 이러한 필터 튜브 연장부는 예를 들어 고체 PTFE 튜브일 수 있으나, 다른 재료들도 또한 가능하다. 필터 튜브 연장부의 주요 기능들은, 베드의 구조/팩킹을 변화시키지 않고, 언급된 방향으로 팩킹된 베드를 유도하는 것이고, 그리고 필터 튜브/필터 튜브 연장부의 표면들이 너무 저온이 되어 세정 구역 내에 존재하는 비교적 순수한 세척 액체가 필터 튜브/필터 튜브 연장부의 저온 표면들 상에서 결정화 시작되는 것을 방지하는 것이다. 정상적인 조건들 하에서, 베드의 수압식 이송을 이용하는 세척 탑 내에서 이하의 3개의 구역들이 구분될 수 있다: 세척 구역(12); 농축 구역(13) 및 현탁체 구역(14). 세척 구역(12)은 (6b)와 (6c) 사이에서 세척 탑 내에 형성되고 그리고 농축 구역(13)은 (6a)와 (6b) 사이에 형성된다. (14)에서, 현탁체 구역이 위치되고, 그러한 구역 내에서 입자들의 농도가 기껏해야 공급된 현탁체의 농도와 같고, 필요한 경우에, 그러한 현탁체는 펌프(17) 및 파이프(16)를 통한 여과액(filtrate)의 일부의 재순환에 의해서 이러한 구역 내에서 희석된다. 라인(16)이 반드시 세척 탑으로 직접적으로 연결될 필요는 없으며, 예를 들어, 공급 펌프(3)와 세척 탑(1) 사이의 공급 라인(2) 내에서 또한 배출될 수 있을 것이다. 스티어링(steering) 유동이라고도 지칭되는, 이러한 선택적인 여과액 재순환에 의해서, 세척 탑 내의 압력 및 그에 따라 베드에 작용하는 이송력이 희망하는 값으로 셋팅될 수 있다. 모 용액의 나머지, 즉 여과액이 방출 파이프(15)를 통해서 방출된다. 분리된 베드로부터 유래되는 용융된 순수 결정들로 완전하게 또는 주로 이루어진 세척 탑 제품이 라인(18)을 통해서 방출된다. 세척 구역(12) 내에서의 역류 세척에서 이용되는 세척 액체가 제품과 동일한 조성을 가진다. 제어 밸브(20)가 세척 전방부 아래에서 세척을 위해서 필요한 적절한 압력을 셋팅하기 위해서 이용되고, 그리고 드레인 유동(18)의 크기를 결정한다.
소위 용융 순환이 방출 라인(8) 및 피드백 라인(11)의 루프, 용융기(9), 용융체 순환 펌프(10) 및 리슬러리 챔버(21) 즉, 베드 분리가 발생되는 탑(1) 내의 공간 즉, 도 1에서 (6c)로서 개략적으로 마킹된 위치의, PTFE 필터 튜브 연장부(19)에 의해서 전형적으로 형성되는 튜브들의 하단부 아래의 공간에 의해서 형성된다.
보다 일반적으로, 전형적으로 용융 회로는 리슬러리 챔버, 용융기, 순환 펌프, 제품 제어 밸브, 및 이러한 성분들을 연결하는 튜빙들을 포함한다. 용융 회로 내에서 순환하는 액체 스트림이 결정들을 리슬러리 챔버로부터 용융기로 이송한다. 용융을 위해서 필요한 열이 예를 들어 전기 가열 요소에 의해서 또는 증기, 물 또는 오일과 같은 고온 프로세스 유틸리티(utility)를 가지는 열교환기 타입의 용융기 내의 결정 현탁체와 접촉함으로써 공급될 수 있다. 용융기 내에서 발생된 용융체의 대부분이 소위 제품 제어 밸브를 통해서 제품으로서 취해진다. 용융기 내에서 발생된 용융된 제품의 작은 부분이 세척 탑의 단부에서 전술한 리슬러리 챔버로 순환된다. 정상 상태에 있고 그리고 혼화성(miscible) 성분(들)을 첨가하지 않은, 이렇게 순환하는 용융체는 순수 결정들과 대략적으로 동일한 조성을 가질 것이고, 그리고 전술한 3가지 주요 기능들을 가진다. 제 1 기능은 분리된 베드로부터 기원된 결정들의 다음 부분을 용융기로 이송하는 것이다. 예들에서 사용되는 전술한 수압식 세척 탑에서, 순환 액체의 제 2 기능은 베드의 분리를 담당하는 충격을 공급하는 것이다. 이러한 제 2 기능은, 발명이 또한 베드의 분리를 위해서 회전하는 스크랩퍼 나이프와 같은 기계적 수단을 이용하는 강제형 이송 세척 탑들에서 또한 실시될 수 있다는 점에서, 선택적이다. 순환 용융체의 제 3 기능은, 세척 액체로서 종종 지칭되는 이러한 용융체의 분율(fraction)을 역류 세척을 위해서 결정 베드로 강제로 도입하는 것이다. 세척 액체를 결정 베드로 도입시키는 힘은 용융 회로 내에서 과압이 되고, 그러한 과압은 제품 제어 밸브에 의해서 발생될 수 있고 그리고 제어될 수 있다. "역류 세척"이라는 용어는 결정(의 팩킹된 베드) 및 세정 액체가 반대 방향들로 이동한다는 것을 의미한다. 그에 따라, 결정 베드가 하향 이동할 때, 세척 액체가 상향 이동하고, 그리고 그 반대가 될 수 있다. 역류 세척 작용은, 부착된 모 용액 내에 존재하는 불순물들이 순수 제품에 도달할 수 있는 것을 방지한다. 이러한 모 용액의 제거는 매우 높은 정제 효율을 초래한다. 전형적으로, 세척 전방부에 존재하는 세척 탑의 제품들은, 결정들이 성장되는 모 용액 보다, 100 내지 1000 배 더 적은 불순물들을 포함한다. 고체-액체 분리 및 역류 세정의 조합에 의해서 실현될 수 있는 이러한 높은 효율은, 다양한 유기 화학물질, 얼음(물), 금속들 등과 같은 여러 가지 용도들에서 이미 확인되었다. 강제형 이송 세척 탑들에서의 주목할 만한 역류 세척 프로세스가 이하에서 보다 구체적으로 설명된다.
세척 탑, 특히 강제형 이송 세척 탑 내에서의 역류 세척에 대한 구체적이고 특별한 현상은, 비교적 순수한 세척 액체가 세척 탑의 어딘가에서 세척 액체와 반대 방향으로 이동하는 저온 결정 베드 상에서 재결정될 것이라는 것이다. 재결정이 발생되는 위치에서, 소위 세척 전방부가 형성되고, 그러한 세척 전방부는 농도들, 온도 및 베드 내의 다공도의 가파른 구배들을 나타낸다. 결정들의 베드가 하향 이동하는 세척 탑에서, 세척 전방부 위의 온도가 세척 전방부 아래의 온도 보다 더 낮을 것이다. 이는, 세척 전방부 위의 결정들이 결정화기의 동작 온도를 여전히 가지는 한편 세척 액체가 순수 결정들의 (더 높은) 용융 온도를 가진다는 사실에 기인한다. 순수한 세척 액체에 의한 불순한 모 용액의 대체는 또한 세척 전방부 위의 불순물 농도가 세척 전방부 아래의 농도 보다 더 높게 만든다. 베드가 상향 이동하는 세척 탑에서, 상기 구배들 및 현상들은 동일하나, 반대의 순서가 된다. 그에 따라, 그러한 경우에, 온도가 세척 전방부 위에서 더 높아지게 될 것이고 그리고 세척 전방부 위의 불순물 농도가 보다 더 낮을 것이다.
그러나, 통상적인 세척 탑들의 높은 정제 효율은 제한된 동작 윈도우 내에서만 얻어진다. 이러한 동작 윈도우를 제한하는 주요 매개변수들 중 하나는, 세척 전방부의 양 측부들에서 즉, 공급 현탁체와 용융된 제품에서 온도의 최대 편차가 존재한다는 것이다. 과도한 이러한 최대 온도차는 세척 전방부에서 너무 많은 세척 액체의 재결정을 유발할 것이다. 결과적으로, 세척된 결정 베드 내의 기공 부피가 작아지게 되고, 그에 따라 기술적 및/또는 경제적으로 수용가능한 조건들 하에서 역류 세척 프로세스를 유지하기가 더 이상 어렵게 된다. 이는 세척 탑들의 다재다능성, 동작 윈도우 뿐만 아니라 그들의 생산 용량도 제한한다. 비록, 원칙적으로, 세척 전방부의 부재 상태로 세척 탑을 동작시킬 수 있지만, 이는 세척 전방부의 존재 상태의 동작에 대비한 정제 효율의 상당한 감소를 초래한다.
따라서, 해결하고자 하는 문제점은, 전형적으로 강제형 이송 세척 탑들에서 얻어질 수 있는 높은 정제 효율을 책임지는, 역류 세척 및 세척 전방부를 생성할 수 있는 가능성을 손상시키지 않으면서, 강제형 이송 세척 탑들의 동작 윈도우를 증대시키는 것이다. 강제형 이송 세척 탑들의 동작 윈도우에서의 제한은, 세척 전방부(6b)와 제품 배출구 사이에 및/또는 용융 회로 내에 화합물 또는 조성물을 첨가함으로써 부분적으로 극복될 수 있다는 것이 발견되었고, 상기 화합물 또는 조성물은 제품 품질에 부정적인 영향을 미치지 않는다는 것이 발견되었다.
따라서, 일 양태에서, 본원 발명은 모 용액 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치에 관한 것으로서, 그러한 장치는, 동작 중에 세척 탑 내에 형성되는 세척 전방부와 제품 배출구 사이에서 및/또는 용융 회로 내에서 상기 세척 탑으로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 수단이 존재하는, 용융 회로를 포함하는, 세척 탑을 포함한다.
추가적인 양태에서, 본원 발명은 세척 탑 내에서 모 용액 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 바람직하게 선행 청구항들 중 임의의 항에 따른 장치에서 동작되고, 상기 방법은, 상기 모 용액 슬러리로부터 유래되는 고체 입자들의 팩킹된 베드가 필터링 요소 주위에서 형성되는 동안, 적어도 하나의 필터링 요소의 도움을 받는 필터링에 의해서 고체 입자들로부터 액체를 분리하는 단계를 포함하고, 세척 액체가 상기 베드 내의 고체 입자들에 대해서 역류하게 함으로써 얻어지는 세척 전방부가 형성되고, 상기 베드는 상기 세척 전방부의 방향으로 이동되는 한편, 상기 고체 입자들의 재료를 포함하는 제품 스트림이 상기 세척 액체의 일부를 연속적으로 방출함으로써 획득되고, 상기 베드의 일부가 연속적으로 분리되며, 상기 방법은 화합물 또는 조성물이 상기 세척 전방부와 상기 제품 배출구 사이에서 및/또는 상기 용융 회로 내에서 상기 세척 탑 내로 도입되고, 그리고 상기 화합물 또는 조성물의 도입은 상기 용융 회로의 내용물들(contents)의 평형 온도를 감소시키는 것을 특징으로 하고, 상기 방법은 상기 첨가된 화합물 또는 조성물이 상기 용융 회로 내에 존재하는 용융된 제품 및/또는 제품 현탁체와 완전히 혼화될 수 있는 특질(feature)을 추가적인 특징으로 한다.
도 1은 세척 탑 장치의 종래 기술의 예의 개략적인 횡단면도를 도시한다.
도 2는 정제된 인산 헤미-하이드레이트의 융점의 상태도이다.
도 3은 본원 발명에 따른 세척 탑 장치가 포함될 수 있는 현탁체 기반의 용융 결정화 프로세스의 전형적인 셋업을 도시한다.
도 4는 본원 발명에 따른 세척 탑 장치의 예의 개략적인 단면을 도시한다.
도 5는 본원 발명에 따라 화합물 또는 조성물이 도입될 수 있는 곳의 여러 가지 가능성들을 도시한다.
도 6은 용량을 증가시킬 수 있으나, 증대된 용량에서의 분배 계수(distribution coefficient)의 증가로부터 볼 수 있는 바와 동일한 레벨로 분리 레벨을 유지하는 것이 불가능하였다는 것을 보여준다.
도 7은 시동 직후 세척 전방부가 이미 낮아져 있는 상태를 보여준다.
상기 세척 탑 내로 도입되는 화합물 또는 조성물은 원래의 제품 스트림과 실질적으로 완전히 혼화될 수 있고 그리고 최종 제품의 이용성에 영향을 미치지 않고 및/또는 용이하고 비용 효과적인 방식으로 추후에 분리될 수 있다. 본원 발명에 따라서 화합물 또는 조성물을 세척 전방부와 제품 배출구 사이에 및/또는 용융 회로 내로 도입함으로써, 세척 탑들의 동작 윈도우가 상당히 확대되고 그리고 비생산용량이 증가된다.
비록, 본원 발명에 따라 별도의 화합물 또는 조성물을 도입하는 것의 명확한 단점으로서, 세척 프로세스 중에 세척 액체의 완전한 재결정이 발생되지 않을 수 있지만, 놀랍게도 본원 발명자들은 그러한 도입의 장점들이 가능한 단점들을 훨씬 능가한다는 것을 발견하였다.
세척 탑의 동작 윈도우는, 특히, 세척 전방부에 걸친 최대 온도차 즉, 세척 탑의 공급측과 제품측 사이의 온도차에 의해서 결정된다. 세척 전방부에 걸친 이러한 최대 온도차는 적용예(application) 즉, 제품에 따라서 달라지는데, 이는 그러한 최대 온도차가, 특히, 결정들의 크기 및 형상, 공급측의 시작 기공도 및 제품의 결정화의 열에 의해서 결정되기 때문이다.
Scholz 등(R. Scholz 및 R. Ruemekorf, Proceedings of BIWIC 2007, 14th International Workshop on Industrial Crystallization, A.E. Lewis and C. Olsen (Eds.) September 9-11, 2007, Cape Town, South Africa, pp. 119-125)은, 몇몇 적용예들에 대해서, 강제형 이송 세척 탑 내의 세척 전방부에 걸친 최대 온도차들을 보고하였다. 보고된 값들은 다음과 같다:
- 듀렌(durene)(1,2,4,5-테트라메틸벤젠)의 경우에 약 8 ℃;
- 인산 헤미-하이드레이트(phosphoric acid hemi-hydrate)의 경우에 약 10　℃ for ;
- 파라-크실렌(para-xylene)의 경우에 약 13　℃;
- 파라-디클로로벤젠의 경우에 약 17　℃; 그리고
- 과산화수소의 경우에 약 25　℃.
모든 언급된 적용예들에서, 세척은 순수한, 세정된 결정들로부터 기원하는 세척 액체를 이용하여 이루어졌고, 그리고 이러한 세척 액체는 세척 전방부에서 완전하게 결정화하였다. 그러한 세척 프로세스가 잘 알려져 있고 그리고 예를 들어 WO-A-98/25889, EP-A-1　970　349 및 EP-A-1　272　453에 기재되어 있다. 그러한 세척 프로세스에서, 세척 액체의 온도가 순수 제품의 융점에 근접하고, 그러한 온도는 예를 들어 파라-크실렌의 경우에 13.2　℃ 이고 그리고 인산 헤미-하이드레이트의 경우에 29.3　℃ 이다.
따라서, 세척 액체의 온도가 일정할 때 그리고 특정 적용예에 대한 세척 전방부에 걸친 주어진 최대 온도차에서, 하나의-스테이지의 프로세스에서 결정화기의 최소 동작 온도가 상태도로부터 결정될 수 있다. 이러한 결정화기의 최소 동작 온도는 불순물들이 하나의-스테이지의 프로세스에서 모 용액 내에 축적될 수 있는 최대 레벨에 상응하고 그리고 이는 다시 공급체 조성과 조합되어 하나의-스테이지의 프로세스에 대한 최대 산출량(yield)을 결정한다. 이하의 예는 인산 헤미-하이드레이트의 정제에서의 상기 현상으로부터의 결과들을 설명한다.
예를 들어, 전형적인 식품-등급(food-grade) 인산을 반도체 생산 또는 LCDs(액정 디스플레이들)의 제조에서, 또는 다른 적용예들에서 이용할 수 있게 하는 고순도 등급으로 업그레이드하는 것이 요구될 수 있을 것이다. 전형적인 식품-등급 공급체는 약 85 중량%의 인산 및 14-15%의 물을 포함한다. 그러한 공급체 내에서 가장 중요한 불순물들은, 전형적으로 1 ppm 내지 수백 ppm(중량 기반; 다른 언급이 없다면, 본원에서 표현된 모든 양들은 중량 기반이다)의 레벨로 존재하는 Na, Fe, Sb 및 SO4 와 같은 이온들이다. 제품은, 91.6 중량% 인산, (종종 크게) 이온 불순물들의 감소된 농도(낮은 ppm 또는 심지어 ppb 레벨까지 감소된, 즉 1 ppm 미만) 및 물을 포함하는 인산 헤미-하이드레이트이다. 도 2의 상태도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 정제된 인산 헤미-하이드레이트의 융점은 29.3　℃이다. 이는, 제품이 약 20 내지 25　℃의 정상 온도들에서 고체가 될 것임을 의미한다.
고순도 인산 헤미-하이드레이트를 생산하기 위한 하나의-스테이지의 프로세스가 Scholz 등에 의해서 보고된 세척 전방부에 걸친 10 ℃의 최대 온도차에서 작동될 때, 세척 탑을 위한 공급 현탁체가 29.3　℃　-　10　℃　=　19.3　℃의 온도를 가질 것이다. 이는, 도 2에 도시된 상태도로부터, 모 용액의 상응하는 농도가 84.3 중량% 인산이 될 것을 나타낸다. 모 용액 내의 이온 불순물들 및 물의 농도들은, 이러한 상황에서, 전형적인 인산 식품 등급 공급체의 농도들 보다, 약 1.05 및 1.1 배 더 높다. 이러한 하나의-스테이지의 분리에 대한 인산의 산출량은 단지 9.8% 이다. 원칙적으로, 프로세스의 산출량은 물이 적은 공급체를 이용함으로써 증대될 수 있을 것이다. 이는, 예를 들어, 물의 일부가 결정화 이전에 제거되는 증발과 같은 예비-농축 단계를 적용함으로써, 식품 등급 인산으로부터 준비될 수 있을 것이다. 이러한 과정의 단점은, 프로세스에 대한 투자 및 운용비가 증가될 것이라는 점이다.
그에 따라, 본원 발명은 세척 탑의, 바람직하게 강제형 이송 세척 탑의 동작 윈도우를 확대할 수 있다. 본원 발명은 세척 전방부과 제품 배출구 사이에서 및/또는 용융 회로 내에서 세척 탑 내로 화합물 또는 조성물을 도입하는 것을 기초로 하고, 그러한 성분은 제품 품질에 부정적인 영향을 미치지 않으나, 세척 액체의 조성 및 용융/응결 온도에 영향을 미친다.
세척 탑 프로세스로 화합물 또는 조성물을 첨가하는 것은, 원칙적으로, EP-A-1　970　349로부터 공지되어 있다. 그러나, 이러한 종래 기술과 본원 발명 사이에는 기본적인 차이들이 있다. EP-A-1　970　349에서는, 내부에서 이온 불순물들이 농축되는 모 용액으로부터 비교적 순수한 인산 헤미-하이드레이트 결정들을 분리하기 위해서 통상의 강제형 이송 세척 탑이 채용된다. 본원 발명과 달리, EP-A-1　970　349는 세척 전방부와 제품 배출구 사이에서 및/또는 용융 회로 내에서 세척 탑 내로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 수단을 개시하지 않고, 그 대신에 결정화기 상류의 공급체로 물을 첨가할 가능성에 대해서 언급하고 있다. 세척 전방부와 제품 배출구 사이에 및/또는 용융 회로 내로 화합물 또는 조성물을 도입하는 것은, 인산 헤미-하이드레이트 현탁체의 현탁체로 물을 첨가함으로써 얻어지는 발열 반응의 열을 가열 다음의 세척된 결정들을 용융시키기 위한 공급원으로서 이용할 수 있게 한다. 또한, 세척 전방부와 제품 배출구 사이에 및/또는 용융 회로 내로 화합물 또는 조성물을 첨가하는 것은 세척 전방부에 걸친 온도차의 감소를 유도하는 한편, EP-A-1　970　349에서와 같이 결정화기 상류로 물을 첨가하는 것은 세척 전방부에 걸친 온도차를 증대시킨다. 세척 탑의 생산 용량 및/또는 프로세스 산출량을 증가시키기 위해서 그리고 놀랍게도 또한 분리 레벨을 높이기 위해서, 온도차의 감소가 이용될 수 있다. 본원 발명의 다른 중요하고 차별화된 특질은, 정제된 용융체의 일부가 과냉된 결정들 상에서의 세척 전방부에서의 재결정 중에 상실된다는 것이다. 따라서, 이러한 특질이 결정화기로의 재순환 스트림을 증가시킴에 따라서, 그러한 특질이 프로세스에 부정적인 영향을 미치는 것으로 간주될 수 있다.
도 3은, 본원 발명에 따른 세척 탑 장치가 포함될 수 있는 현탁체 기반의 용융 결정화 프로세스의 전형적인 셋업을 도시한다. 도 3에 도시된 셋업은 또한 이하에서 설명되는 예들을 실시하기 위해서 이용되었다. 이러한 설비는 큰 600 리터의 공급체 저장 탱크, 70 리터의 연속적인 결정화기, 그리고 베드 이송을 강제하기 위한 수단으로서의 수압식 압력 및 하나의 필터 튜브를 가지는 8cm 지름의 강제형 이송 세척 탑을 포함한다.
결정화기의 선택은 본원 발명에서 중요한 것이 아니고 문헌에 개시된 수 많은 결정화기들과 상업적으로 이용가능한 결정화기들 사이에서 선택이 이루어질 수 있을 것이다. 적절한 현탁체 결정화기의 설명적인, 그러나 비제한적인 예들의 세트에는 이하가 포함된다: 스크레이프형(scraped) 드럼 결정화기, 스크레이프형 냉각 디스크 결정화기, 외부 스크레이프형 열 교환기와 조합된 성장 용기들, 비스크레이프형의 재킷형 용기(unscraped jacketed vessel) 또는 증발적인 냉각 결정화기. 이러한 마지막 타입에서, 필요한 냉각의 일부 또는 전부가 공급체 내에 존재하는 불순물 또는 용매의 선택적인 증발에 의해서 유발된다. 결정화 동안에, 비교적 순수한 결정들이 형성되는데, 이는 대부분의 불순물들이 그들의 상이한 크기 및 형상으로 인해서 규칙적인 결정 격자 내로 피팅(fit)되지 않기 때문이다. 결과적으로, 불순물들이 결정으로부터 배제되고 그리고 그들이 모 용액 내에서 우선적으로 축적된다. 프로세스가 높은 제품 순도를 목표로 할 때, 순수 결정들 및 불순한 모 용액으로 이루어진 현탁체가 강제형 이송 세척 탑 내에서 우선적으로 분리되는데, 이는 이러한 장치가 필터들 또는 원심기들과 같은 통상적인 고체-액체 분리기들에서 얻어질 수 있는 것 보다 상당히 더 우수한 정제를 초래하기 때문이다.
본원 발명에 따른 장치는, 예를 들어 본원에서 인용된 종래 기술뿐만 아니라 WO-A-03/063997에 개시된 타입의 통상적인 세척 탑을 포함한다. 본원 발명의 바람직한 실시예에서, 도 1에 도시되고 전술된 바와 같은 강제형 이송 세척 탑들이 적용된다. 본원 발명의 장치는, 투여 시스템, 예를 들어, 펌프, 파이핑 및 용융 회로 및/또는 세척 구역으로 성분을 첨가하기 위한 적어도 하나의 밸브를 포함하는, 여분의 성분을 부가하기 위한 수단을 더 포함한다.
도 4는 본원 발명에 따른 세척 탑 장치의 예의 개략적인 단면을 도시한다. 도 4의 세척 탑 장치는 도 1에 도시된 세척 탑과 유사하다. 그러나, 도 4에 도시된 예에서, 화합물 또는 조성물(22)이 세척 전방부(6b)와 제품 배출구(18) 사이에서 세척 탑 내로 및/또는 용융 회로 내로 도입되고, 상기 화합물 또는 조성물은 용융 회로 내에서 순환하는 스트림 내에서 혼화될 수 있고 그리고 상기 정제된 제품 스트림 내에 적어도 부분적으로 잔류한다. 도 4에서, 화합물 또는 조성물이 펌프(23)에 의해서 열교환기/용융기(9)의 바로 상류 지점에서 도입되나, 화합물 또는 조성물이 세척 전방부와 제품 배출구 사이 및/또는 용융 회로 내의 임의의 다른 지점에서 그리고 또한 펌프가 아닌 것으로서 액체들을 투여하기에 적합한 임의의 다른 수단에 의해서 도입될 수 있을 것이다. 예를 들어, 화합물 또는 조성물(22)이, 세척 구역과 같은 세척 전방부(6b)와 제품 배출구 사이에서 세척 탑(1) 내로, 또는 세척 구역과 제품 배출구 사이의 리슬러리 챔버 내로 도입될 수 있다. 화합물 또는 조성물(22)이 세척 탑으로 직접적으로 도입될 때, 화합물 또는 조성물이 세척 탑의 측방향 벽 내의 하나 이상의 유입구들에 의해서 주입될 수 있을 것이나, 리슬러리 챔버가 세척 탑의 하단부에 또는 상단부에 위치되는지의 여부에 따라서, 세척 탑의 각각의 상단부 내의 또는 하단부 내의 하나 이상의 유입구들에 의해서 또한 주입될 수 있을 것이다. 그들의 임의 조합들이 또한 가능하다. 또한, 화합물 또는 조성물이 채널 및 유입구를 세척 전방부와 제품 배출구(세척 구역 내와 같음) 사이에 생성하는 것에 의해서 필터 튜브 연장부 및/또는 필터 튜브 자체를 통해서 도입될 수 있다. 이는, 화합물 또는 조성물(22)이 세척 탑의 전체 표면 영역에 걸쳐서 잘 분배된다는 장점을 가진다. 그 대신에 (또는 추가적으로), 화합물 또는 조성물(22)이 열교환기(9) 상류, 열교환기(9) 하류, 용융체 순환 펌프(10) 상류, 용융체 순환 펌프(10) 하류와 같은 용융 회로 내의 임의 지점에서 도입될 수 있다. 다시, 화합물 또는 조성물(22)이 용융체 회로의 하나 이상의 지점들에서 도입될 수 있을 것이다. 화합물 또는 조성물(22)의 용융체 회로에 대한 도입은 실질적인 관점으로부터 우선된다.
도 5는 본원 발명에 따라 화합물 또는 조성물이 도입될 수 있는 곳의 여러 가지 가능성들을 도시한다. 도면들은 단지 설명으로서의 역할을 하고 본원 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 주입 지점들을 가지는 모든 종류의 하이브리드 솔루션들(solutions)이 또한 본원 발명의 요건들을 충족시킨다.
화합물 또는 조성물이 도입되는 위치에 대한 탄력성은, 용융 회로를 통한 유량(시간당 질량으로 규정됨)이 용융 회로의 부피에 대비하여 상대적으로 크다는 사실로부터 기원한다. 이러한 것은, 소규모 설비들에서, 용융 회로 내의 액체가 용융회로를 통해서 시간당 50-100 회 순환될 수 있는 예에 의해서 추가적으로 설명된다. 세척 구역(12) 내로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 옵션은 실질적으로 거의 복잡하지 않고, 본원 발명에서 설명된 효과들을 변화시키지 않을 것이다.
화합물 또는 조성물의 도입의 유량이 변화될 수 있고 그리고 적용되는 세척 탑의 크기 및 특정 적용예에 따라서 크게 달라질 수 있다. 그러나, 일반적인 규칙으로서, 도입되는 화합물 또는 조성물의 유량이 일반적으로 세척 탑 및/또는 용융 회로로 유입되는 결정들의 유량 보다 상당히 작을 것이다. 보다 바람직하게, 도입되는 화합물 또는 조성물의 유량이 세척 탑 및/또는 용융 회로로 유입되는 결정들의 유량의 25% 미만이 되고, 또는 보다 더 바람직하게는 결정들의 질량의 10% 미만이 된다. 이러한 숫자들에서, 세척 탑을 떠나는 제품의 농도가 > 50 중량%, 바람직하게는 > 80 중량%, 그리고 보다 더 바람직하게는 > 90.9 중량%가 된다.
본원 발명에 대해서, 가압된 액체 또는 현탁체 충진된 장치로 화합물 또는 조성물을 제어된 방식으로 첨가하기 위한 공지된 방법들 및 장비가 적용될 수 있다. 이러한 발명에 적합한 공지된 방법들 및 장비의 비제한적이고, 설명적인 예들에는, 펌프들, 주사기들, 피스톤들, 가스 충진된 헤드를 가지는 폐쇄형 컨테이너들/탱크들이 포함된다. 전형적으로, 이러한 디바이스들이 적어도 하나의 밸브를 포함하는 적어도 공급체 라인에 의해서 세척 탑에 커플링될 것이다. 따라서, 화합물 또는 조성물을 세척 탑 내로 도입하기 위한 수단은 바람직하게 하나 이상의 유입구들을 포함한다. 실시예에서, 수단은 배출구를 포함하지 않는다.
바람직하게, 도입된 화합물 또는 조성물의 유량은 세척 탑 또는 세척 탑 하류에서의 인-라인 또는 온-라인 측정들에 의해서 제어될 것이다. 제품의 유량 또는 조성을 측정하기에 적합한 다양한 센서들 또는 디바이스들을 이용하여 도입된 화합물 또는 조성물의 유량을 결정 및 제어할 수 있을 것이다. 예들로서, 유량계들, 화학적 분석들, 및 전도도, 밀도, pH, 굴절률, 점도 등과 같은 조성 관련 성질들을 측정하기 위한 센서들이 있다.
모 용액 슬러리로부터 인산 결정들을 분리하는 특정의 경우에, 물은 그러한 화합물의 좋은 예가 된다. 다른 적용예들에 대해서, 물이 또한 이용될 수 있고, 또는 대안적으로 혼합물의 용융 온도를 낮추는 결과를 초래하면서 제품의 시장 가치를 변화시키지 않는 임의의 성분이 이용될 수 있을 것이다. 그 대신에, 제품의 시장 가치에 영향을 미치는 화합물들 또는 조성물들이 제품 및/또는 여과액(모 용액)으로부터 용이하게 제거될 수 있다면, 제품의 시장 가치에 영향을 미치는 화합물들 또는 조성물들이 또한 허용될 수 있을 것이다. 이는, 예를 들어, 제품과 대비할 때 비교적 낮은 비등점 및 높은 증기압을 가지는 화합물의 이용에 의해서 실현될 수 있다.
실시예에서, 도입하고자 하는 화합물 또는 조성물이 액체 또는 기체이고, 바람직하게는 도입하고자 하는 화합물 또는 조성물이 액체이다. 화합물 또는 조성물이 또한 모 용액 내에 포함되는 것이 바람직하다. 세척 탑 내로 도입하고자 하는 적절한 화합물들의 일부 비-제한적인 예들에는, 세척 탑 내에서 동작되는 프로세스에 따라서, 물, 2,4'-MDI, 및 페놀이 포함된다. 또한, 메탄올, 에탄올, 펜탄, 헥산, 아세톤, 디에틸 에테르 등을 포함하는 휘발성 용매가 적절하게 이용될 수 있을 것이다.
본원 발명의 프로세스에 따라서, 상기 화합물 또는 조성물의 도입은 용융 회로의 내용물의 평형 온도를 낮춘다. 이러한 평형 온도의 저하는 적용예에 따라서 달라질 수 있고 그리고 2 ℃ 또는 그 초과의, 예를 들어 2-25 ℃ 범위의, 또는 5-10 ℃ 범위의 저하가 될 수 있을 것이다.
이하에서, 제품으로서 인산과 도입되는 화합물로서의 물이 포함되는 예시적인 경우에 대해서, 본원 발명을 추가적으로 설명할 것이다. 그러나, 동일한 원리들이 다른 조합들에 대해서도 적용된다. 이하의 예는 단지 본원 발명의 일반적인 원리를 설명하기 위해서 이용된다. 언급된 적용예, 도입된 화합물 또는 조성물, 및 언급된 동작 조건들은 본원 발명의 다른 가능한 적용예들에 대해서 제한적인 것으로 간주되지 않아야 할 것이다.
현탁체 결정화 및 세척 탑 기술에 의해서 모 용액 슬러리로부터 인산 결정들을 분리하기 위한 통상적인 프로세스에서, 세척 탑의 제품이 비교적 순수한 인산 헤미-하이드레이트 결정들의 용융체로 이루어진다. 전술한 바와 같이, 그러한 용융체는 약 91.6 중량%의 인산 및 약 8.4 중량%의 물을 포함할 것이다. 순수 인산 헤미-하이드레이트 결정의 융점은 약 29.3 ℃가 될 것이다(예를 들어, EP-A-1　970　349 및 Scholz 등의 간행물 참조). 전형적으로, LCD-등급/반도체-등급의 인산은 85-87 중량%의 최대 인산 함량 및 13-15 중량% 물로 판매된다. 이는 운반 및 저장 중에 제품의 부분적인 응고를 방지하기 위한 것이다. 그에 따라, 통상적인 프로세스로부터 시장의 제품을 획득하기 위해서, 여분의 물이 세척 탑 제품에 첨가될 것이고, 즉 세척 탑의 외부/하루에서 첨가될 것이다. 본원 발명에 따라서, 여분의 물이 세척 탑 내로 미리 도입될 수 있고, 그리고 보다 구체적으로 세척 전방부와 제품 배출구 사이에 및/또는 세척 탑의 용융 회로 내로 미리 도입될 수 있을 것이다. 여분의 물이 용융 회로 및 세척 구역 내의 인산-물 혼합물의 평형 빙점/융점에 강한 영향을 미친다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 85 및 86 중량% 인산을 가지는 혼합물들의 평형 온도들이 21.0　℃ 및 23.3　℃ 각각에 상당하게 된다. 이는 순수 인산 헤미-하이드레이트(91.6 중량% 인산 함유)의 융점 보다 6.0　℃ 및 8.3　℃ 낮은 것이다. 여분의 물을 첨가하는 것의 장점들의 비제한적인 예들은 다음과 같다:
- 세척 전방부와 제품 배출구 사이에 및/또는 용융 회로 내로 물을 첨가하는 것은 세척 탑 제품을 포함하는 전형적인 91.6 중량% 인산을 고순도 인산에 대한 85-87 중량% 인산 재원(specification)으로 희석하기 위한 여분의 유닛 동작을 회피한다.
- 물의 첨가는, 공급체 조성 및 산출량이 물 첨가가 없는 프로세스에서와 같이 유지될 때, 세척 전방부에 걸친 상당히 더 작은 온도 편차를 유발한다. 세척 전방부에 걸친 작은 온도차의 결과는, 세척 전방부에서의 보다 적은 양의 세척 액체 재결정으로 인해서, 세척 탑의 비생산용량이 증가된다는 것이다.
- 그 대신에, 또한, 여분의 물이 세척 전방부와 제품 배출구 사이에서 및/또는 용융 회로로 세척 탑으로 도입되는 프로세스에서, 세척 탑이 다시 Scholz 등에 의해서 보고된 약 10 ℃의 최대 온도차에서 동작될 수 있다. 그러나, 세척 액체의 평형 온도는, 여분의 물의 도입이 없는 통상적인 프로세스에 대비하여, 상당히 감소되며, 이는 본원 발명에 따른 프로세스에서 결정화기가 낮은 온도에서 동작될 수 있다는 것을 의미한다. 장점은, 프로세스의 산출량이 증가되고 및/또는 높은 물 농도를 포함하는 공급체에 대해서 물을 도입하지 않는 프로세스와 같은 산출량이 얻어진다는 것이다.
- 인산에서의 물의 용해는 발열 반응이고, 이는 용융기에서의 외부 열 입력이 감소될 수 있다는 것을 의미한다.
세척 탑의 세척 전방부와 제품 배출구 사이로 및/또는 용융 회로 내로 여분의 물을 도입하는 데 있어서, 85-87 중량% 인산이 세척 전방부에서 완전히 결정화되지 않을 것인 반면, 통상적인 프로세스에서 91.6 중량% 인산을 가지는 세척 액체가 완전하게 재결정된다는 것과 관련된, 작은 단점이 존재한다. 결과적으로, 세척 액체의 재결정화되지 않은 부분이 세척 전방부 위에서 모 용액과 혼합될 것이고 그리고 세척 탑 내의 필터(들)를 통해서 세척 탑을 빠져나갈 것이다. 이는, 세척 탑으로부터 재결정화까지의 모 용액의 재순환의 증가를 의미한다. 결과적으로, 주어진 생산 용량에 대해서, 세척 전방부와 제품 배출구 사이로 및/또는 용융 회로 내로 물이 도입되는 본원 발명의 프로세스에서의 결정화기는 통상적인 프로세스 보다 다소 클 것이나, 동시에 세척 탑은 보다 작을 것이고 그리고 91.6 중량% 인산을 85-87 중량% 인산으로 희석하기 위한 부가적인 유닛 동작이 요구되지 않을 것이다. 그에 따라, 전술한 장점들은 전술한 단점들을 용이하게 능가한다는 것이 발견되었다.
모 용액 슬러리로부터의 인산 결정들의 분리에 대해서 새로운 아이디어가 설명되었고 그리고 입증되었으나, 이는 또한 다른 적용예들에서도 이용될 수 있다. 기준은, 제품의 판매 재원들에 유해하지 않은 한편 화합물 또는 조성물의 도입이 혼합물의 용융 온도를 낮추는 것으로서 세척 탑으로 도입될 수 있는 화합물 또는 조성물이 반드시 존재하여야 한다는 것이다. 바람직하게, 도입된 화합물 또는 조성물이 세정 전방부에서 재결정되지 않은 세척 액체의 일부를 통해서 결정화기로 재순환될 것임에 따라서, 도입하고자 하는 화합물 또는 조성물이 상류 결정화를 방해하지 않아야 한다. 전술한 바와 같은 상기의 주어진 가이드라인들에도 불구하고, 도입된 화합물 또는 조성물이 제품 및/또는 결정화기로의 재순환 스트림으로부터 용이하게 제거될 수 있다면, 제품의 판매 가치를 저하시킬 수 있는 화합물들 또는 조성물들을 또한 여전히 도입할 수 있다. 그러한 화합물들의 예들을 들면, 예를 들어, 제품에 대비하여 낮은 비등점의 또는 높은 증기압의 휘발성 유기 용매들이 있다. 그러한 용매들의 비제한적인 예들에는 메탄올, 에탄올, 펜탄, 헥산, 아세톤, 에테르 등이 있다.
본원 발명으로부터의 이점을 취할 수 있는 다른 프로세스들로서, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(4,4'-MDI 또는 p,p-MDI), 비스페놀 A-페놀 첨가물(adduct) 및 아크릴산과 같은 고체 입자들을 모 용액 슬러리들로부터 분리하는 것이 있다. 이러한 적용예들에 대한 이유는 다음과 같다:
- p,p-MDI의 요구되는 제품 순도는 "단지" 97 중량%(즉, 100　중량%와 거리가 있다)이고, 이는 불순물 2,4'-MDI(m,p-MDI)가 세척 전방부와 제품 배출구 사이로 및/또는 용융 회로로 도입될 수 있다는 것을 의미한다. 2-4'-MDI는 순수한 형태로 도입될 수 있으나, 제품 및 2,4'-MDI 모두를 포함하는 공급체 또는 프로세스 스트림과 같은 혼합물로서도 도입될 수 있다.
- 세척 전방부에 걸친 온도차를 감소시키기 위해서, 비스페놀 A-페놀 첨가물에 대해서, 페놀이 세척 탑의 세척 전방부와 제품 배출구 사이로 및/또는 용융 회로 내로 도입될 수 있다. 비스페놀 A에 대한 생산 프로세스들에서 페놀이 용매가 되고 및/또는 프로세스 보조제가 된다. 다시, 페놀이 순수 형태로 또는 비스페놀 A-페놀 첨가물 보다 더 높은 페놀 농도를 함유하는 프로세스 스트림과 같은 혼합물로서 도입될 수 있다.
- 아크릴산의 일부 적용예들에 대해서, 물은 불순물로서 간주되지 않는다. 이는, 세척 전방부에 걸친 온도차를 감소시키기 위해서 물이 세척 전방부와 제품 배출구 사이로 및/또는 용융 회로 내로 세척 탑으로 도입될 수 있다는 것을 의미한다.
도입하고자 하는 화합물 또는 조성물의 양들이, 적용예에 따라서, 변경될 수 있을 것이다. 일반적으로, 전술한 예들 및 다른 예들의 각각에 대해서, 도입되는 양이 (결정의 중량에 대해서) 1 내지 20 중량%가 될 것이다.
본원 발명의 장치 및 방법이 이하의 비-제한적인 예들에 의해서 추가적으로 설명되고, 그러한 예들은 그러한 장치로 실시될 수 있는 프로세스에 대한 실험실 규모의 구현가능한 연구를 나타내고(예 1), 그리고 산업적인 시험적인(pilot) 설비에서의 테스트를 나타낸다(예 2).
예 1
도 3에 개략적으로 도시된 바와 같은 결정화기 및 세척 탑 셋업이 이용되었다. 세척 탑은 물을 위한 HPLC-타입 피스톤 투여 펌프를 구비하였고, 이는 밸브에 의해서 용융 회로로 부가될 수 있을 것이다. 실험은 통상적인 정제를 이용하여, 즉 세척 탑의 용융 회로 내로 여분의 물을 도입하지 않고 시작되었다. 이러한 구성에서 세척 탑이 약 5.5 시간 동안 동작되었다. 5.5 시간 후에, 용융 회로 내로의 물의 도입이 시작되었다. 이러한 실험에서 공급체는 FMC Foret으로부터 얻어진 식품 등급 인산(Food grade Phosphoric Acid) 이었다. 이러한 공급체는 약 84.5 중량% 인산, 15.5 중량% 물을 포함하고, 그리고 가장 중요한 이온 불순물들로서 Na, SO4, Ca, Fe 및 Zn을 더 포함한다.
표 1은 통상적인 장치 및 본원 발명에 따른 새로운 장치에 대한 많은 중요 프로세스 매개변수들의 값들을 비교한다. 본원 발명에 따른 장치의 매개변수들은 물의 첨가 시작 후에 2 시간 15 분 동안 수집된 데이터를 특징으로 하고, 그리고 통상적인 장치에 따른 매개변수들은 물의 첨가 없이 최초 5.5 시간의 세척 탑 동작 후의 유효 데이터를 특징으로 한다.
통상적인 강제형 이송 세척 탑 및 본원 발명에 따른 강제형 이송 세척 탑을 이용한 인산 헤미-하이드레이트의 정제에 대한 동작 조건들. 통상적인 장치를 이용하여, 즉 용융 회로/세척 구역 내에서 물을 첨가하기 위한 수단이 없이, 5.5 시간 후의 데이터를 수집하는 한편, 본원 발명에 따른 장비를 이용하여 즉, 용융 회로/세척 구역 내의 물 도입을 위한 수단이 있는 상태에서, 7 시간 45 분 후의 데이터를 수집하였다. 물 도입은 5.5 시간 이후에 시작되었고, 이는 용융 회로 내로의 물을 도입하면서 2 시간 15 분 동안 본원 발명에 따라서 세척 탑이 동작하였다는 것을 의미한다. 표는 온도들에 대해서 실험적으로 측정된 매개변수들을 나타내고, 또한 이론적인 값들이 괄호들 사이에 주어졌다.
매개변수 5.5 시간 후의 값
(물 도입 없음)		 7시간 45분 후의 값
(즉, 마지막 2시간 15분 동안 물을 도입한다)
공급체 압력 2.3 바아 2.3 바아
세척 압력 1.1-1.2 바아 1.2-1.4 바아
T 공급체 현탁체 18.5 ℃ (18.3 ℃) 18.5 ℃ (18.3 ℃)
T 용융 회로 내의 제품 28.8 ℃ (29.3 ℃) 24.0 ℃ (23.3 ℃)
세척 전방부에 걸친 ΔT 10.3 ℃ (11.0 ℃) 5.5 ℃ (5.0 ℃)
제품 91.0 중량% H3PO4 86.0 중량% H3PO4
생산 용량 91.6 중량% H3PO4 로서 5-7 kg/hr 91.6 중량% H3PO4 로서 7.7-8.7 kg/hr 86 중량% H3PO4 = 7.2-8.2 kg/hr
모 용액 내의 [H3PO4] 84.0 중량% 84.0 중량%
표 1은 본원 발명에 따른 프로세스의 운용이 생산 용량의 25% 초과의 증가를 초래한다는 놀라운 효과를 보여준다. 표 1은 또한, 5.5 시간 후에 용융 회로 내로 물을 도입한 결과로서 세척 전방부에 걸친 온도차 및 압력차 모두가 감소된다는 것을 나타낸다. 온도차의 감소는 용융된 인산 헤미-하이드레이트 결정들 및 도입된 물의 혼합물을 함유하는 86 중량% 인산의 융점 감소에 의해서 유발된다. 공급체 현탁체 및/또는 모 용액의 온도는 물의 도입 후에 변화되지 않았다. 데이터는, 실험적으로 측정된 세척 전방부에 걸친 온도차가 물의 도입에 의해서 4.8 ℃ 만큼 감소될 수 있다는 것을 보여준다. 표 1에 특정된 바와 같은 모 용액 및 제품에 대한 세척 전방부에 걸친 이론적인 온도차는 6.0 ℃에 달한다. 제품의 인산 함유량의 85 중량%로의 추가적인 감소는 세척 전방부에 걸친 온도차를 2.3 ℃ 만큼 더 감소시킬 수 있을 것이다. 그에 따라, 인산 헤미-하이드레이트의 정제의 특정 경우에, 91.6 중량% 인산을 가지는 제품으로부터 85 중량% 인산으로 유도함으로써, 세척 전방부에 걸친 온도차가 8.3 ℃ 만큼 감소될 수 있다. 통상적인 강제형 이송 세척 탑에서의 인산의 정제에 대한 세척 전방부에 걸친 최대 온도차가 10 ℃로 제한된다고 Scholz 등이 보고한 바에 따르면, 이러한 값은 매우 큰 것이다.
공급체 압력과 세척 압력 사이의 차이가 또한 약간 감소된다. 이러한 관찰에서, 2가지 효과들이 역할을 한다. 첫 번째로, 본원 발명에 따라서 동작되는 장치 및 프로세스의 경우에 용융 회로 및 세척 구역 내의 낮은 인산 농도와 세척 전방부에 걸친 적은 온도차로 인해서 보다 적은 세척 액체가 재-결정되게 유도할 것이다. 그에 따라, 세척된 베드의 다공도의 비교적 적은 감소가 존재할 것이고, 그러한 효과는 세척 압력을 약화시킨다(suppress). 두 번째 효과는, 전술한 바와 같이, 물의 도입 후에 25% 초과 만큼 생산 용량이 증대된다는 것이다. 변화되지 않은 공급체 압력은, 이러한 큰 양의 제품을 세척 탑을 통해서 이송하기 위해서 큰 구동력을 필요로 하지 않는다는 것을 보여준다. 그러나, 용융 회로에서, 보다 많은 양의 용융 결정들 및 물의 도입은 세척 압력의 증가를 유발하기 쉬울 것이다. 표 1의 데이터는, 두 번째 효과가 첫 번째 효과보다 큰 것으로 보이는데, 이는 측정된 세척 압력이 물의 도입 후에 약간 증가되었기 때문이다. 결과적으로, 본원에서 공급체 압력으로부터 세척 압력을 차감한 것으로 규정되는, 베드에 걸친 효과적인 압력차가 감소되고, 그에 따라 상당히 높은 생산 용량에도 불구하고 베드 이송이 비교적 용이하다는 것을 나타낸다.
따라서, 이러한 예는, 본원 발명에 따라서 세척 탑을 작동시키는 것이 세척 탑의 생산 용량에 상당히 긍정적인 효과들을 유발한다는 것을 나타낸다.
예 2
이러한 예에서 산업적인 시험적 설비가 이용되었고, 그러한 설비는 1 m3 현탁체 결정화기 및 16개의 필터 튜브들을 가지는 30 cm 직경의 TNO 수압식 세척 탑(Hydraulic Wash Column)으로 구성된다. 물은, 광물질이 제거된(demineralized) 프로세스 물(모든 이온들이 1 ppb 미만이다)을 포함하는 가압된 시스템으로부터 제어 밸브를 통해서, 세척 탑과 용융체 순환 펌프 사이에서 세척 탑의 용융 회로 내로 첨가되었다. 이러한 실험에서의 공급체는 Prayon으로부터 얻어진 식품 등급 인산으로서, 약 85 중량% 인산, 15 중량% 물을 포함하였고 그리고 Na, SO4, B 및 Zn과 같은 많은 이온 트레이스(trace) 화합물들을 추가적으로 포함하였다.
처음 22 시간들 동안에, 세척 탑이 통상적으로 즉, 세척 탑의 용융 회로 내로의 여분의 물을 도입하지 않고 동작되었다. 이러한 시간 동안, 제품 용량을 증대시키기 위한 노력이 있었다. 물 첨가 전과 후의 제품 용량을 비교할 수 있게 하기 위해서, 모든 생산 용량들이 시간당 kg 85 중량% H3PO4 로서 계산되었다. 도 6은 용량을 증가시킬 수 있으나, 증대된 용량에서의 분배 계수의 증가로부터 볼 수 있는 바와 동일한 레벨로 분리 레벨을 유지하는 것이 불가능하였다는 것을 보여준다. 분배 계수는 제품 내의 특정 트레이스 화합물의 농도와 결정들이 성장된 액체 내의 동일한 트레이스 화합물의 농도 사이의 비율로서 규정되며, 상기 액체는 세척 탑의 여과액이다. 분배 계수가 낮을수록, 제품이 액체 모 슬러리로부터 보다 잘 분리된다. 물이 첨가되지 않는 경우에 B, Na, Zn 및 SO4 에 대한 가장 낮은 분배 계수 값들은 시작 후로부터 7 내지 9 시간에 0.02 내지 0.04의 값들로서 달성되었고, 이는 제품이 여과액/모 용액 보다 25-50 배 더 낮은 트레이스 화합물들의 농도를 가진다는 것을 의미한다.
도 7은, 시동 직후 세척 전방부가 이미 낮아져 있는 상태를 보여준다. 필터 튜브들의 하단 단부 위로 1 인치에 위치되는 열전쌍(A)의 온도는, 결정화기 내의 온도에 즉, 세척 탑의 공급체의 온도에 보다 근접하고, 그리고 순수 인산 헤미-하이드레이트의 평형 용융 온도 보다 약간 높은 용융 회로 내의 순수 용융체의 온도 보다 상당히 낮은 온도를 나타낸다. 양호하게 구축된 세척 전방부에서, 이러한 용융체는 세척 탑 내에서 보다 높게 강제될 것이고 그리고 열전쌍(A)은 용융 회로 내의 온도와 같거나 그에 근접하는 온도를 인지할 것이다. 상기 관찰 내용들은, 용량 증가에 의해서, 세척 전방부가 서서히 그러나 꾸준하게 세척 구역을 밀어 낸다는 것을 나타낸다.
22 시간 후에, 용융 회로 내의 물의 도입이 시작되었다. 제품의 밀도가 인-라인으로 측정되었고 그리고 제어 값을 제어하여 제품이 약 87.5 중량% 인산이 되게 하였고, 이는 26.1 ℃의 평형 용융 온도를 가진다. 도 6 및 7은 이러한 작용에 대한 응답이 신속하고 실질적이라는 것을 보여준다. 도 6은, 분배 계수들이 약 (in the order of) 0.005 내지 0.02의 값들로 감소되는 것을 보여주고, 이는 물의 첨가가 없는 경우 보다 상당히 더 낮은 것이고, 그러한 감소는 제품 내의 트레이스 화합물의 농도를 6.2%로 감소시키는 물의 첨가로부터 기원되는 희석 효과를 기초로 예상되는 것 보다 상당히 더 크다. 도 6은 또한, 시작 후에 24 내지 40 시간의 기간 내에, 물의 첨가가 없는 동작의 기간 내에 달성되는 값들과 유사한 또는 약간 더 양호한 생산 레이트들(rates)에서, 상당히 높은 레벨의 분리가 실현될 수 있다는 것을 보여준다. 시작 후 22 내지 23.5 시간의 비교적 낮은 생산 용량은, 물이 첨가되는 동작에서 요구되는 새로운 프로세스 조건들에 대해서 시스템을 맞추어야 할 필요가 있다는 사실에 의해서 유발되었다.
도 7은, 87.5 중량% 인산의 융점이 91.6 중량% 인산 보다 더 낮다는 사실에 상응하는 용융 회로 내의 온도 감소를 물의 첨가가 유발하였다는 것으로 보여준다. 두 번째로, 이제 열전쌍(A)은 용융 회로의 온도에 근접하고 결정화기의 온도 보다 상당히 더 높은 온도를 측정한다. 이는, 세척 전방부가 열전쌍(A)의 위치에서 또는 그 위에서 형성된다는 것을 입증한다. 이는, 세척 전방부에 걸친 온도차의 감소가 세척을 도우며, 그리고 분리 효율에 미치는 상당하고 큰 영향이 동반된다는 것을 나타낸다.

Claims (16)

  1. 모 용액 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치이며,
    용융 회로(8, 10, 11, 21)를 포함하는 세척 탑(1)을 포함하고,
    동작 중에 상기 세척 탑 내에 형성되는 세척 전방부(6b)와 제품 배출구 사이에서 및/또는 용융 회로에서 상기 세척 탑으로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 수단(22, 23)이 존재하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척 탑이 강제형 이송 세척 탑인, 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세척 탑(1)이 현탁체 공급 수단(2, 3)을 구비하는 용기(1), 적어도 하나의 필터링 요소(4), 상기 필터링 요소를 통과하는 액체를 배출하기 위한 수단(5), 팩킹된 베드를 분리 또는 파괴하기 위한 선택적인 수단(7), 열을 라인(8)으로 공급하기 위한 열교환기(9), 및 제품의 적어도 일부를 상기 용기(1)의 하단부로 재순환시키기 위한 펌프(10)를 포함하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세척탑으로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 상기 수단(22, 23)은 용융 회로, 세척 구역 내의 하나 이상의 지점들, 또는 양자 모두에 출구를 가지는 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세척탑으로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 상기 수단이 펌프, 바람직하게는 피스톤 펌프 또는 플런저 펌프를 포함하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세척탑으로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 상기 수단이 유동을 가열하기 위한 수단을 포함하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세척탑으로 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 상기 수단이 상기 세척 탑의 측방향 벽 내의 하나 이상의 유입구들 및/또는 상기 세척 탑의 하단부 또는 상단부 내의 하나 이상의 유입구들을 포함하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수단이 액체 또는 기체 화합물 또는 조성물을 도입하기 위한 수단인, 고체 입자들을 분리하기 위한 장치.
  9. 세척 탑(1) 내에서 모 용액 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 으로서, 상기 방법은 바람직하게 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 장치에서 수행되고, 상기 방법은, 상기 모 용액 슬러리로부터 유래되는 고체 입자들의 팩킹된 베드가 필터링 요소(4) 근방에서 형성되는 동안, 적어도 하나의 필터링 요소(4)에 의한 필터링에 의해서 고체 입자들로부터 액체를 분리하는 단계를 포함하고, 세척 액체가 상기 베드 내의 고체 입자들에 대해서 역류하게 함으로써 얻어지는 세척 전방부(6b)가 형성되고, 상기 베드는 상기 세척 전방부(6b)의 방향으로 이동되는 한편, 상기 세척 액체의 일부를 연속적으로 방출함으로써 상기 고체 입자들의 재료를 포함하는 제품 스트림이 획득되고, 상기 베드의 일부가 연속적으로 분리되는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법에 있어서,
    화합물 또는 조성물이 상기 세척 전방부(6b)와 상기 제품 배출구 사이에서 및/또는 상기 용융 회로(8, 10, 11, 21) 내에서 상기 세척 탑(1) 내로 도입되고, 그리고 상기 화합물 또는 조성물의 도입은 상기 용융 회로(8, 10, 11, 21)의 내용물들의 평형 온도를 감소시키는 것을 특징으로 하고,
    상기 도입된 화합물 또는 조성물이 상기 용융 회로(8, 10, 11, 21) 내에 존재하는 용융된 제품 및/또는 제품 현탁체와 완전히 혼화될 수 있는 것을 추가적인 특징으로 하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 화합물 또는 조성물이 상기 세척 구역 내에서, 상기 세척 구역과 상기 제품 배출구 사이의 리슬러리 챔버 내에서, 및/또는 용융 회로 내에서, 바람직하게 용융 회로 내에서, 상기 세척 탑 내로 도입되는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 화합물 또는 조성물이 상기 용융 회로 내에서, 열교환기의 상류에서, 열교환기의 하류에서, 용융체 순환 펌프의 상류에서 및/또는 용융체 순환 펌프의 하류에서, 상기 세척 탑 내로 도입되는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물 또는 조성물이 모 액체 슬러리 내에 존재하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물 또는 조성물이 물, 2,4'-MDI, 페놀, 메탄올, 에탄올, 펜탄, 헥산, 아세톤, 및 디에틸 에테르로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물 또는 조성물이 상기 세척 탑 내로 도입되는 유량이 상기 세척 구역 및/또는 용융 회로로 유입되는 결정들의 유량 보다 적고, 바람직하게 상기 화합물 또는 조성물이 상기 세척 탑 내로 도입되는 유량이 상기 세척 구역 및/또는 용융 회로로 유입되는 결정들의 유량 보다 25% 더 적고, 보다 바람직하게는 10% 더 적은, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도입되는 화합물 또는 조성물이 상기 세척 탑 내의 및/또는 상기 세척 탑 하류의 인-라인 또는 온-라인 측정들에 의해서 제어되는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어가 제품의 유량 또는 조성을 측정하는 것을 포함하는, 고체 입자들을 분리하기 위한 방법.
KR1020137020533A 2011-01-04 2012-01-03 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 방법 KR101807906B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11150115A EP2471585A1 (en) 2011-01-04 2011-01-04 Apparatus and method for separating solid particles from a slurry
EP11150115.1 2011-01-04
PCT/NL2012/050002 WO2012093937A1 (en) 2011-01-04 2012-01-03 Apparatus and method for separating solid particles from a slurry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130137204A true KR20130137204A (ko) 2013-12-16
KR101807906B1 KR101807906B1 (ko) 2017-12-11

Family

ID=44070701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137020533A KR101807906B1 (ko) 2011-01-04 2012-01-03 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10406452B2 (ko)
EP (2) EP2471585A1 (ko)
KR (1) KR101807906B1 (ko)
CN (1) CN103442777B (ko)
TW (1) TWI590866B (ko)
WO (1) WO2012093937A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009123350A1 (ja) * 2008-04-04 2009-10-08 株式会社 城 結晶ろ過の方法および装置
US9376504B2 (en) 2012-09-17 2016-06-28 Icm, Inc. Hybrid separation
EP3292898A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-14 Sulzer Chemtech AG Wash column apparatus with a static grid element for the use in a suspension crystallization process
WO2021032519A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Basf Se Method for purification of isosorbide

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4309878A (en) 1980-08-22 1982-01-12 Koppers Company, Inc. Process and apparatus for separating and purifying a crystalline material
NL8202518A (nl) 1982-06-22 1984-01-16 Tno Werkwijze en inrichting voor het in tegenstroom behandelen van gesuspendeerde deeltjes met een vloeistof.
NL8202517A (nl) 1982-06-22 1984-01-16 Tno Inrichting voor het verdichten van een suspensie.
NL8901241A (nl) 1989-05-18 1990-12-17 Tno Inrichting, geschikt voor het continu winnen van een in suspensie verkerend produkt, alsmede werkwijze voor het continu winnen van een in suspensie verkerend produkt met behulp van een dergelijke inrichting.
JP3724864B2 (ja) 1995-12-01 2005-12-07 日揮株式会社 晶析方法
DE19651216C1 (de) 1996-12-10 1998-08-20 Bayer Ag Verfahren zur Suspensionskristallisation
NL1004824C2 (nl) 1996-12-18 1998-06-19 Tno Werkwijze en inrichting voor het scheiden van metalen en/of metaallegeringen met verschillende smeltpunten.
NL1008812C2 (nl) 1998-04-06 1999-10-07 Niro Process Technology Bv Kristallisatiewerkwijze en -inrichting.
NL1010393C2 (nl) 1998-10-26 2000-04-27 Tno Werkwijze en inrichting voor het aan vast deeltjesmateriaal door extractie onttrekken van een component.
CZ303896B6 (cs) 2000-04-11 2013-06-12 Basf Aktiengesellschaft Zpusob cistení taveniny surové kyseliny akrylové
DE10223058A1 (de) * 2002-05-24 2003-12-11 Basf Ag Verfahren zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ihrer Suspension in Mutterlauge
DE10156016A1 (de) * 2001-11-15 2003-06-05 Basf Ag Vorrichtung zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze
NL1019862C2 (nl) 2002-01-30 2003-07-31 Tno Werkwijze en inrichting voor het verwerken van een suspensie.
JP2008247733A (ja) 2007-03-14 2008-10-16 Niro Process Technology Bv リン酸リッチストリームの精製
BE1018534A3 (fr) * 2007-07-11 2011-03-01 Basf Se Procede pour la separation avec purification de cristaux acrylique, d'acide methacrylique, de n-vinulpyrrolidone ou de p-xylene a partir de leur suspension dans une lessive-mere.

Also Published As

Publication number Publication date
US10406452B2 (en) 2019-09-10
EP2661312B1 (en) 2016-04-06
KR101807906B1 (ko) 2017-12-11
US20140042108A1 (en) 2014-02-13
WO2012093937A1 (en) 2012-07-12
TWI590866B (zh) 2017-07-11
CN103442777A (zh) 2013-12-11
CN103442777B (zh) 2016-06-08
TW201236748A (en) 2012-09-16
EP2471585A1 (en) 2012-07-04
EP2661312A1 (en) 2013-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101378819B1 (ko) 에틸렌 카보네이트의 정제 방법, 정제 에틸렌 카보네이트의제조방법 및 에틸렌 카보네이트
KR102469913B1 (ko) 디메틸술폭시드를 증류하는 방법, 및 다단식 증류탑
KR101807906B1 (ko) 슬러리로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 장치 및 방법
US20130287666A1 (en) Process for the purification of phosphoric acid
CN103772137A (zh) 对二氯苯的提纯方法
TWI677372B (zh) 半連續結晶化方法及裝置
EP2928828B1 (en) Process and apparatus for producing ammonium sulfate crystals
BR122017027148B1 (pt) Processo para a produção simultânea e contínua de duas misturas diferentes
US9597609B2 (en) Multi-stage crystallisation process and apparatus to purify a compound
US6780206B2 (en) Crystallization process for producing highly concentrated hydrogen peroxide
US20110065952A1 (en) Arrangement and method for producing high-purity crystals
CN111527066A (zh) 用于从粗混合物提纯异构单体诸如4,4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯的设备和方法
US3560585A (en) Crystallization process
KR20210124403A (ko) 4,4'-디클로로디페닐 설폭시드의 정제 방법
SE522434C2 (sv) Framställning av socker vari råsaften koncentreras och renas genom behandling med koldioxid
KR20180033679A (ko) 결정화에 의한 이소프탈산 모액 내 불순물 제거 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant