專利名稱：消除結晶器中晶漿里的部分細晶、制造大粒度晶體的方法
技術領域：
本發明是涉及一種溶劑結晶過程中消除部分細晶、制造大粒度晶體的方法。具體地說就是一種通過采用設置在結晶器中特定的過濾器和結晶器外的特定的細晶消除循環系統，有效地消除結晶器中晶漿中的部分細小晶體，從而制造出粒度大且分布均勻、純度高的晶體的方法。
根據溶液結晶理論，晶體產品的純度在很大的程度上依賴于晶體的粒度分布。特別是晶體產品中細晶量所占的比例，對晶體產品的純度有著很大的影響，晶體產品中細晶的比例增加必然使單位重量的晶體表面積增大，這不僅使晶體對不凈母液的挾帶量增大而且降低了過濾洗滌效果，很難一次得到純度高的產品，一般需要增加結晶次數，造成不必要的浪費。許多學者的研究證明了以上觀點，所以不論從純度要求還是提高過濾洗滌效果上講，得到粒度大而均勻的晶體產品是結晶過程所希望實現的。
在連續或間歇操作的結晶器中，每一粒晶體產品是由一粒晶核生長而成的，在一定的晶漿體積中，晶核生成量過大，溶液中有限數量的溶質生長于過多的晶核表面上，產品粒度必然較小，因此，必須及時地把過量的晶核除掉。有效的消除細晶不僅可以提高產品中晶體的平均粒度。而且，它也為提高晶體的生長速率帶來好處，因為結晶器配制了細晶消除系統之后，可以適量的提高過飽和度，從而提高了晶體的生長速率和設備的生產能力。
目前世界上比較普遍的消細晶的方法有沉降法和旋液分離法，其中沉降法是根據淘析原理，在結晶器內部或外部建立一個澄清區，在此區域內，晶漿以適宜的速度向上流動，使大于晶體切割粒度的晶體都能從溶液中沉降出來，回到結晶器中的主體部分，重新參與晶漿循環并繼續生長。小于晶體切割粒度的細晶將溢流進入細晶消除系統。為了達到上述目的，結晶器內設置環形擋板來提供澄清區，這樣不僅使結晶器的結構變得復雜，而且由于澄清區的存在，浪費了結晶器的有效體積，降低了設備生產能力，而且對于加壓、真空、蒸發結晶過程實現起來也比較困難，有著操作復雜，適用范圍窄等缺點;同時上述沉降法對于液固密產差較小的物系基本不適用。
旋液消細晶法是采用旋液分離器利用離心沉降原理分離出細晶體、并進行消除。這種方法的不足之處在于旋液分離器本身設計要求高，設計不良的旋液分離器幾乎無法正常操作，而且晶體的切割粒度不能隨意改變，適應性差。該方法的另一不足之處在于，進入旋液分離器的物流需要較高的初始壓頭，對于一般結晶過程來說必須附加循環泵來滿足這一要求，由于進入旋液器的晶漿包括各種粒度的晶體，這勢必造成泵輸送對大晶體的破壞，這對消細晶過程來說是不利的，雖然該方法操作比較簡單，但由于以上種種不利的因素，使其在實際使用中受到很大的限制，一般很少采用。
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處，提供一種消除結晶器中晶漿里的部分細晶、制造大粒度晶體的方法，該方法具有簡單有效，適用范圍廣的優點，可連續地消除結晶器中晶漿中的細晶，制造粒度大，分布均勻，純度高的晶體。
為了達到上述目的本發明者進行了深入的研究，結果發現使用結晶器內設置的特定過濾器，并輔以特定的細晶消除循環系統，便能達到本發明的目的，從而完成了本發明。
本發明提供了一種適用范圍廣，可連續操作的消除結晶器中晶漿里的細晶、制造大粒度晶體的方法。其特征為將結晶器中只含有小于晶體切割粒度的細小晶體的一部分晶漿，通過設置在結晶器內的過濾器引出，進入消晶器，以加熱的方法使細晶溶解，再由循環泵送入設置在過結晶器內的另一臺過濾器回到結晶器。結晶器內設置兩臺過濾器互相沖洗，定期切換，保證不間斷地消除細晶。
本發明的方法對溶劑與晶體密度差小的結晶過程有著特殊的優越性，細晶消除的切割粒度可通過過濾介質的孔徑大小隨意給定，消細晶裝置適用于連續操作或間歇操作的各種形式溶劑結晶設備，適用于冷卻結晶、蒸發結晶、真空結晶、鹽析結晶和反應結晶多種溶劑結晶過程，被消細晶的粒度范圍可為1000μm以下，包括各種種類的溶劑及容質晶體。所述過濾器是空心柱體，柱體上覆以目數根據晶體切割粒度而定的絲網。消晶器是指能夠強化細晶溶解的防堵型換熱器或稀釋器，本發明方法結晶器內設置兩臺過濾器互相沖洗，定期切換保證連續穩定操作。采用了精心設計的消細晶流程，保證晶體粒子不進入循環泵。對于連續操作的結晶過程，晶漿循環量是結晶器處理量的3～10倍。對于間歇操作的結晶過程，晶漿循環量是結晶器裝料量的1/6～1/4倍，循環時間與結晶操作時間相同。總的循環晶漿量在一批物料處理時間內為結晶器裝料量的3～10倍。
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
圖1是表示根據本發明消除結晶器中晶漿中部分細晶、制造大粒度晶體的方法的一種實施方式，圖中1和3是消晶器，2是循環泵，4和6是過濾器，5是結晶器。
圖2是表示根據本發明消除結晶器中晶漿中部分細晶制造大粒度晶體方法的另一種實施方式。圖中2是循環泵，1是消晶器，4和6是過濾器，5是結晶器。
根據圖1，結晶器5中只含有小于晶體切割粒度的細晶的一部分晶漿通過設置在結晶器5內的過濾器4引出，進入消晶器3，以加熱的方式使細晶溶解后經過循環泵2和消晶器1進入設置在結晶器5內的過濾器6，并對過濾器6進行沖洗，最后返回結晶器5，經過一段時間后，上述過程反方向進行，即結晶器5中只含有小于晶體切割粒度的細晶的一部晶漿通過設置在結晶器5內的過濾器6引出，進入消晶器1，以加熱方式使細晶溶解后經過循環泵2和消晶器3進入設置在結晶器5內的過濾器4，并對過濾器4進行沖洗，最后返回結晶器5上述過程定期切換，連續運行，具體切換周期根據不同的物系和不同形式的結晶過程而定。
根據圖2，結晶器5只含有小于晶體切割粒度細晶的一部分晶漿通過設置在結晶器5內的過濾器4進入消晶器1，以加熱方式使細晶溶解后經過循環泵2進入設置在結晶器5內的過濾器6，并對過濾器6進行沖洗，最后返回結晶器5，經過一段時間后，上述過程反方向進行，即結晶器5中只含有小于晶體切割粒度細晶的部分晶漿，通過設置在結晶器5內的過濾器6進入循環泵2，經消晶器1，然后進入結晶器5內的過濾器4，并對過濾器4進行沖洗，最后返回結晶器5，上述過程定期切換、連續運行。
本發明與現有技術相比具有如下優點1.通過設置在結晶器內的過濾器，將只含有小于細晶切割粒度的細小晶體的一部分晶漿引出，并通過消晶器消除細晶后返回結晶器內。該過程不需要對原結晶器結構進行任何改動，簡便有效，晶體切割粒度可以通過選擇不同數目的絲網而確定。
2.本發明在結晶器內設置兩臺過濾器，一臺過濾器引出的晶漿經消細晶后經另一臺過濾器返回結晶器內，同時完成對該臺過濾器的沖洗，兩臺過濾器定期切換，定期得到沖洗，這樣防止過濾器堵塞，保證過程連續運行。
3.本發明在循環泵前后可各設置一臺消晶器，保證晶體顆粒不進入泵體，對泵的要求降低，也可只使用一臺消晶器。
4.通過控制晶漿引出量可有效的控制結晶器內晶體粒度及其分布，得到粒度大，而且分布均勻的晶體。
5.本發明提供的細晶消除方法可用于多種形式結晶器，進行多種結晶操作，特別適用于固液密度差小的物系，而且設備簡單，操作方便可靠，晶體產品粒度大，分布均勻，純度高。
下面的實施例只是對本發明進一步說明，而不是限制本發明的精神和范圍。
實施例1在連續運行的MSMPR冷卻結晶器中，含有雙酚A、苯酚和其它雜質的溶液以20kg/hr的流量進入結晶器，經冷卻后得到含有雙酚A-苯酚的加合物晶體的晶漿，晶漿經過濾洗滌后得到加合物晶體，采用本發明所述的方法和圖1所示的實施方式，在上述MSMPR結晶器內設置兩個圓柱體過濾器，其上覆以120目不銹鋼的絲網，在一臺循環泵前后各設置一臺列管式消晶器，殼程通入75℃的熱水，以120kg/hr的流量引出只含有粒度小于125μm細晶的晶漿走殼程進行消晶，流程切換周期為35min。
晶漿經過濾洗滌后，得到的晶體粒度為390μm，變異系數為21%，加合物純度達99.999%。
同以上操作，不開動細晶消除單元，則得到的晶體產品粒度為210μm，變異系數為37%，兩者比較可見，主粒度提高了85.7%，變異系數下降了43.2%，后者晶體的純度降為99.5%。
實施例2在一間歇操作的攪拌式蒸發結晶器中，對氯化鉀水溶液進行蒸發結晶，每批處理料量為50kg。停留時間為135min。采用本發明所述的方法和圖2所示的實施方式，在上述結晶器中設置兩臺橢圓柱體過濾器，其上覆以60目絲網，在一臺循環泵前設置一臺消晶器，以70kg/hr的流量引出只含有粒度小于250μm細晶的晶漿進行消晶，流程切換周期為25min。
晶漿經過濾洗滌后得到主粒度為904μm，變異系數為23%的晶體，比不經消晶過程得到的晶體，主粒度725μm，變異系數為41%，粒度提高了24.7%，變異系數下降了43.9%。
本領域技術人員應該明白，在本發明的上述說明書和所附權利要求書范圍內所做出的任何變動和改進都在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種消除結晶器中晶漿里的部分細晶，制造大粒度晶體的方法，其特征在于(a)用循環泵(2)將結晶器(5)內的含有小于晶體切割粒度的細晶的部分晶漿，通過過濾器(4)打入用加熱來消晶的消晶器(1)和/或(3)中消晶，小于結晶切割粒度的細晶在消晶器中熔解，大于切割粒度的粗晶留在結晶器(5)中繼續結晶，消晶后的晶漿再打回過濾器(6)，回到結晶器(5)中繼續結晶；一個切換周期后，(b)用循環泵(2)將結晶器(5)內的含有小于結晶切割粒度的細晶的部分晶漿通過過濾器(6)打入用加熱來消晶的消晶器(1)和/或(3)中消晶，小于晶體切割粒度的細晶在消晶器中熔解，大于結晶切割粒度的粗晶留在結晶器(5)中繼續結晶，消晶后的晶漿再打回過濾器(4)，再回到結晶器(5)中繼續結晶，同時沖洗過濾器(4)，熔解過濾器(4)上的結晶，如此(a)、(b)多次循環。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于結晶器內設置有兩臺分別與消晶器連接的過濾器，兩臺消晶器用一臺泵連接，結晶器中含有小于晶體切割粒度的細小晶體的部分晶漿通過設置在結晶器內的兩臺過濾器之一引出，進入與引出過濾器連接的消晶器內消晶，然后由與消晶器相連接的泵輸送入另一臺消晶器內，最后返回結晶器內。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于結晶器內的兩臺過濾器定期切換，相互沖洗，實現不間斷操作。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于被消細晶的粒度范圍為1000μm以下，適用于各種類型的溶劑及晶體。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述過濾器是一空心柱體，其上覆有金屬絲網。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的消晶器是列管換熱器，晶漿走管程，所說的換熱器包括帶加熱套或盤管的可攪拌換熱器。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的結晶器是真空結晶器或冷卻結晶器或蒸發結晶器或鹽析結晶器或反應結晶器。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于消晶過程可連續操作，也可間歇操作。
全文摘要
本發明提供了一種適用范圍廣，可連續操作的消除結晶器中晶漿里的部分細晶，制造大粒度晶體的方法。其特征為，將結晶器中只含有小于晶體切割粒度的細小晶體的一部分晶漿，通過設置在結晶器內的過濾器引出，進入細晶消除循環系統，以加熱的方法使細晶溶解，然后經循環泵，通過結晶器中的另一過濾器回到結晶器內，兩臺過濾器定期進行切換，相互沖洗，使得上述過程連續進行。使用上述方法，能夠制造出粒度大、分布均勻、純度高的晶體產品。
文檔編號B01D9/00GK1074626SQ93101419
公開日1993年7月28日 申請日期1993年2月17日 優先權日1993年2月17日
發明者張敏華, 劉宗章, 余深波, 李傳兆, 錢勝華 申請人:中國石油化工總公司, 天津大學