通过结晶提纯物质的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过任选的分级结晶过程对物质混合物进行提纯的方法和装置。在结晶过程中，除所需产物可沉淀外，杂质还可沉淀，因为杂质浓度高到超过其溶解度限值。按照本发明专利技术方法，把对易于沉淀的杂质有强亲合力的溶剂或溶剂混合物添加至待提纯的物质混合物中或其熔融物中，从而使相应的杂质保持在溶液中。如果有数种易于沉淀的杂质存在，添加适宜的溶剂可使某些杂质保持溶液中，而其余的杂质则可用机械方法例如抽吸过滤、离心法等加以分离。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过任选分步结晶过程对可结晶化合物进行提纯的一种方法及装置，其中使含主要为一种所需化合物和至少一种杂质的熔融物料或混合物受到至少部分结晶处理。目前，化学初始原料或中间体，尤其用于聚合反应的起始材料都在大量生产。为了满足对产品质量日益严格的要求，实际上这些产品中必须没有杂质。除蒸馏外，近年来结晶过程已越来越多地用作为一种提纯的方法。结晶方法的优点在于可使那些不能被蒸馏去除的杂质常常通过结晶的方法加以去除。但是，结晶方法有一个缺点，即熔融材料中可能存在的杂质在结晶过程中也会沉淀出来。众所周知，在结晶过程中，母液或熔融材料中的所需产物减少了，杂质因此积累起来。这样，在提纯过程中有些杂质就会达到并超过其溶解度的限值。杂质一旦达到了其溶解度限值，就立即沉淀。於是这些干扰的晶粒会沉降在结晶器的底部或器壁上。由于这些晶粒黏附在表面上，在排放非结晶的熔融材料时，它们就会留在了结晶器中。然后，在熔化结晶沉积层时，在通常形成两个或更多个馏分的场合下，仍然留在结晶器底部和壁上的沉淀杂质会被热熔融物料再吸收下来。结果这些杂质永远不能完全脱出，而且还集中在结晶器中。即使在静态结晶器所需化合物被至少部分提纯，杂质也会因熔料中没有搅拌而掺混至结晶材料中。例如，在丙烯酸的提纯中就出现了上述类型的问题。预提纯的丙烯酸会多少含有较大比例的属于丙烯酸生产副产物的马来酸和吩噻嗪(PTZ)，这取决于后来蒸馏的生产过程和效率。按照EP-A 0,616,998中提出的提纯方法，利用动态结晶和静态结晶相结合的方法对丙烯酸进行提纯，其中利用静态结晶纯化掉来自动态结晶的残渣，而将提纯过的丙烯酸再送至动态结晶中。结果，被再送入静态结晶器的熔融丙烯酸物料，已含有较高比例的副产物，诸如马来酸及吩噻嗪(PTZ)。在对该熔融材料进行冷却时，马来酸及吩噻嗪(PTZ)被沉淀下来，而其部分随后又被掺混至晶粒沉积层中。因此，在工业提纯设备中，一天之内可形成几百公斤的马来酸。显然，固体马来酸会堵塞导管及阀门。同时，马来酸也可像固体沉积物那样沉淀在结晶器的壁上或其底部。因此，已发现必须去除这些沉淀物。对于从这类熔融物料中分离沉淀下来的副产物，已经提出了各种方案。一种解决方案建议，用过滤方法来去除沉淀下来的杂质。为此目的，使静态结晶器11与一台分离器13相连接，如附图说明图1所示。通常，分离器13可以是一种过滤器，但也可以是一种离心装置、真空吸滤器或任何其它可分离固体与液体材料的装置。分离器13经导管15、17与结晶器11连接。该导管17与设置在结晶器11底部区域另一侧上的管道19、21相连接。管道19、21上有许多孔口23，孔口朝向优选对结晶器底部成一定角度。底部24的中央部有一个设计成V形横截面的集合管通道25。该集合管通道经导管15与分离器13连接。导管15上有一台用于循环熔融物料的泵27。在结晶过程中，用泵27将熔融物料通过导管15抽出并将其输送通过其中保留固体颗粒的分离器13的方法，实现排除杂质沉淀。然后经导管17将从分离器13排放出的熔融物料再送入结晶器11。优选地是，选择从孔口23排放的熔融物料的流量，要使其在结晶器底部区域24形成层流。这样，熔融物料的循环就不会干扰结晶过程。连续抽出熔融物料的底层，有可能逐渐地去除沉积的杂质。显然，可使这种分离器与其产物沉积在冷却表面上(例如降膜或静态结晶器)的任何类型的结晶器进行组合。然而，在利用所述的分离器时，晶粒中掺混沉淀杂质是不可完全避免的。此外，据发现，不仅马来酸而且其它化合物都可能发生沉淀。因此，本专利技术目的在于提供一种可基本避免如上所述问题的方法及装置。尤其，所述方法及装置应该能对有碍利用分级结晶进行提纯的或由于杂质析出不可能进行提纯的产品实现有效提纯，并能使其进一步降低残留杂质的百分比。本专利技术另一目的在于提供对丙烯酸进行提纯的一种改良方法和装置。按照本专利技术，对于其中至少存在一种杂质，在提纯过程中由于其超过溶解度限值而会出现沉淀的情况，就采用这样的方法，在熔融物料或待提纯的混合物中添加一种溶剂或溶剂混合物，溶剂或溶剂混合物的数量要达到可使各杂质保留在溶液中。该溶剂或溶剂混合物优选对其中至少一种杂质具有较高的亲合力，即该溶剂对杂质的溶解能力比对待提纯产品的更高。这样才有利，因为在熔融物料中只需加少量的溶剂，来防止杂质沉淀。此外，在这种情况下只有少量被提纯的产品溶于该溶剂中，从而又保持了过程的效率。便利地是，适宜的溶剂或溶剂混合物是按众所周知的这些物质在各溶剂中的溶解度加以选择的。如众所周知，例如，极性化合物在极性溶剂中和非极性物质在非极性溶剂中均尤其具有良好的溶解度。为了增加特有杂质的溶解度，尤其优选的是在熔融物料中添加的溶剂却是在所用材料中早已作为杂质而存在的。对于在其提纯过程中可能出现杂质沉淀的任何材料进行提纯，可应用众所周知结晶方法方面的新进展。分级结晶作为结晶方法可优选采用。尤其，可采用分级结晶进行提纯的材料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、废水、亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、己内酰胺、安息香酸、双酚A、硝基氯苯、直链及支链脂肪酸、肼、酚类比如对-、间-及邻-甲酚、2，6-和3、5-二甲基苯酚、萘酚及o，o-联苯酚、氯化烃类如二氯苯及硝基氯苯、萘、1-、2-甲基萘、二氢苊、芴、菲、己二腈、己二胺以及C17以上的石蜡等。如有必要，尤其是，按照本专利技术的方法适宜于通过去除马来酸及/或其酐和其他杂质的方法来提纯丙烯酸。此外，本专利技术针对一种不同于众所周知的装置的结晶装置及整套设备，因为该装置配备有计量溶剂或溶剂混合物的连接件。优选地是，将溶剂加至储罐中，或加至所得馏分的中间储罐中。此外，也优选地是直接将溶剂加至结晶器中。参照附图，对本专利技术的实施方案叙述于下。这些插图仅仅是作为实施例，并非对本专利技术一般概念构成约束。图1表示有分离器的一种静态结晶器的简略示意图。图2表示按照本专利技术的一种结晶器的简略示意图。图3同样表示按照本专利技术的一种结晶设备的简略示意图。图2表示按照本专利技术的结晶器70。此结晶器70是按照图1的一种结晶器，但它有另一种连接件49，它可用于计量进入结晶器内的溶剂量。本领域技术人员应当理解此种结晶器可以是任何结晶器。在图3中示意描绘的结晶设备，主要由一种类型众所周知但未详加标明的结晶器31、一个安放于结晶器31下游的计量罐33、及一个其中对所用材料进行中间存储的所谓不连续罐35组成。结晶器31、计量罐33及不连续罐35经导管37、39、41而连通。输送泵43、45用于分别传送从计量罐33至不连续罐35和从不连续罐35到结晶器31的熔融物料。此结晶设备的一个具体特征是，除提供所用材料的一个连接件47外，该罐35还具有另一连接件49，用于提供溶剂或溶剂混合物。未被详细描绘的计量装置可计量与杂质百分比相应的溶剂的数量，所以可以防止杂质的沉淀。不管上述怎样出现的沉淀均可利用导管39上提供的过滤器51加以滤出。本领域技术人员会理解，溶剂的计量是可自动进行的。例如，只要特定组成的晶粒在过滤器51中一积累，溶剂计量就立即增加。两根单独的导管53，55连接导管39，可使提纯的产品或残留残渣经截止阀57，58放出。此外，在结晶器31和计量罐33之间和在计量罐33和罐35之间，均分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用任选分级结晶过程对可结晶化合物进行提纯的方法，其中使熔融物料或主要含所需化合物及至少一种杂质的混合物受到至少部分结晶处理，并对该熔融物料或该混合物添加一定量的溶剂或溶剂混合物，其添加量要使至少一种易于沉淀的杂质保留在溶液中，其特征在于在有两种或多种易于沉淀的杂质存在时，通过添加适宜的溶剂或溶剂混合物，使至少数量明显更多的杂质保留在溶液中，并借助于分离器（５１）从该熔融物料中去除尽管加了所述溶剂或溶剂混合物还要沉淀的残留杂质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G巴布，J穆斯勒，
申请(专利权)人：施托克豪森有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]