ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация из "Основы технологического проектирования производств органического синтеза" В тех случаях, когда растворимость солей значительно (и плавно) увеличивается при повышении температуры, после выпаривания раствор охлаждают в процессе охлаждения происходит кристаллизация. Поскольку пределы насыщения растворов при данной температуре для разных солей различны, после отделения определенных компонентов раствора (сульфат натрия, хлорид натрия и др.) можно продолжать дробную кристаллизацию, отфильтровывая соли, выпадающие в осадок по мере снижения температуры. Следует иметь в виду, что некоторые соли образуют смешанные кристаллы. Если же дробная кристаллизация не требуется, охлаждение ведут до минимально допустимой температуры, зависящей от экономических и технологических факторов (затраты на холод, подвижность суспензии, степень загрязненности кристаллов и др.). [c.256] Наибольшее распространение процессы выпаривания и кристаллизации получили в производстве солей, в хлорной и пищевой промышленности. В промышленности органического синтеза они используются в основном для утилизации отходов (тиосульфат натрия 3, сульфат натрия и др.). [c.256] Технологический расчет кристаллизаторов выполняется на основе уравнений материального и теплового балансов и кривых насыщения растворителем воздуха, продуваемого через суспензию (или над суспензией). Для определения размеров аппаратов необходимо знать коэффициенты теплопередачи, которые могут быть получены только опытным путем. Для определения продолжительности кристаллизации также нужны опытные данные о ее влияние на размеры кристаллов и качество готового продукта и о пригодности кристаллов для дальнейшей переработки (отфильтровыва-ния). [c.256] Поэтому обычно не стремятся получать кристаллы размерами более 2—3 мм. [c.257] Для выбора конструкции кристаллизатора требуется большое количество исходных данных (подвижность суспензии, адгезия к конструкционным материалам, воз-Jмoжнo ть сводообразования, затрата энергии на перемешивание и т. д.), которые могут быть определены только в результате комплексных испытаний кристаллизатора данной конструкции при коэффициенте масштабирования не болеее 1 10. [c.257] экспериментально установили возможность применения аппаратов шнекового типа с охлаждающей рубашкой для кристаллизации семиводного сульфата натрия (отход производства фенола ). При проектировании же и изготовлении мощных кристаллизаторов их значительно удлинили, поэтому потребовалась установка внутреннего подшипника и соединение двух частей кристаллизатора непосредственно при его монтаже. Такое соединение было выполнено сварным, а не на фланцах, причем во время сварки допустили небольшой перекос на внутренней поверхности кристаллизатора, вследствие чего образовался порожек. Эти небольшие отступления от модели послужили причиной невозможности освоения данного аппарата, так как суспензия запрессовывалась в местах поперечного сварного шва и внутреннего подшипника. Кристаллизатор пришлось демонтировать и заменить его обычными емкостными аппаратами периодического действия. [c.257] Высаливание (уменьшение растворимости органических соединений в воде при добавлении неорганических солей) наиболее широко применяется в синтезе водорастворимых красителей. В этих процессах высаливание настолько эффективно, что после добавления Na l или КС1 к водному раствору красителя след капли раствора на фильтровальной бумаге ( вытек ) становится почти бесцветным и краситель весь находится в осадке. Обычно в процессе высаливания выпадают мелкокристаллические осадки, содержащие даже после фильтрования 60—80% маточного раствора. Кристаллы приходится отделять на обычных фильтрпрессах. Высаливание применяется также в мыловарении и ряде других производств. В отдельных случаях, варьируя солевой состав раствора, температуру высаливания и продолжительность процесса, получают крупнокристаллические осадки, пригодные для отфильтровы-вания на механизированных аппаратах. [c.258] в производстве 2-нафтола после сульфирования нафталина проводят гидролиз примеси 1-сульфокислоты, образующийся нафталин отдувают паром. После этого серную кислоту нейтрализуют сульфитом натрия. В процессе нейтрализации натриевая соль 2-сульфокислоты выпадает в осадок и отфильтровывается. От величины и формы кристаллов этой соли зависят скорость фильтрования, полнота ее отмывки от маточного раствора, содержание влаги в соли и возможность механизации ее транспортирования. Н. И. Масанову и др. удалось решить эту задачу путем введения сульфита натрия в реакционную массу после гидролиза 1-сульфокислоты (перед отдувкой нафталина). Изменение солевого состава реакционной масеы до начала кристаллизации натриевой соли 2-сульфокислоты нафталина позволило получать кристаллы необходимой величины и формы. [c.258] Обычно высаливание осуществляется в тех же аппаратах, где проводится химическая реакция. Например, в производстве красителей соль добавляют в аппараты для диазотирования, в приведенном выше примере сульфит натрия загружают в аппарат для гидролиза и т. д. [c.258] Химическая обработка реакционной массы для кристаллизации одной из ее составляющих также широко применяется в промышленности органического синтеза. [c.258] В ряде процессов химическая обработка растворов комбинируется с их выпариванием и охлаждением. Так, для разделения 6- и 7-сульфокислот-1-нафтиламина (Клеве-кислоты) используют различную растворимость их магниевой соли в воде. Раствор смеси кислот обрабатывают окисью магния и переводят в магниевые соли. Далее выпаривают часть воды, кристаллизуют 1,6-изомер и отфильтровывают его. Оставшуюся в растворе магниевую соль 1,7-изомера действием Н2504 переводят в свободную кислоту, которая выпадает в осадок и отфильтровывается. Далее проводят ряд операций для очистки технических изомеров перекристаллизацией. [c.259] Химическая обработка применяется и в процессе очистки сточных вод (осаждение сульфат-ионов известковым молоком с образованием гипса и др.). [c.259] Кристаллизация органических веществ из органических растворителей проводится методами, которые описаны выше. Дополнительной трудностью здесь является огнеопасность и токсичность большинства растворителей и осадков. Общим способом их кристаллизации является медленное охлаждение растворов. [c.259] Ранее мы описали способ кристаллизации -дихлорбензола из его раствора в орто-изомере и др. [c.259] Как известно, при близких температурах кипения трудно разделить жидкости методом дистилляции. Так, для отделения этилбензола (т. кип. 136,2° С) от стирола (т. кип. 144,2° С) требуется четыре колонны с 30—45 тарелками в каждой. Для разделения смеси орто- и пара-нитрохлорбензолов потребовалось бы 75 теоретических тарелок или около пяти колонн с 25—35 реальными тарелками в каждой. Для облегчения процессов разделения подобных смесей и улучшения качества готовых продуктов дистилляцию комбинируют с кристаллизацией. [c.259] Смесь изомеров нитрохлорбензола при температуре около 90° С (т. пл. смеси около 52° С) загружают в трубчатый кр исталлизатор, в межтрубном пространстве которого циркулирует горячая вода. После загрузки в межтрубное пространство кристаллизатора добавляют холодную воду и охлаждают в нем массу до 13—14° С. Охлаждение ведут медленно и по определенному режиму (графику), чтобы кристаллизация продукта в трубках происходила постепенно и слоями. При 13—14° С массу выдерживают и затем сливают эвтектическую смесь. Далее начинают медленно подогревать содержимое кристаллизатора до 80—82° С с промежуточным сливом горячих маточных растворов. При сливе растворов постоянно контролируют температуру их застывания. Когда она достигает 80,5° С, слив маточных растворов прекращают, расплавляют все содержимое кристаллизатора и сливают чистый пара-нитрохлорбензол. Схема процесса разделения представлена на рис. 88. [c.260] Применяя описанный метод, можно очистить органические продукты (нитробензол, орто-дихлорбензол и др.) до содержания в них 99,9—99,96% основного вещества . [c.262] Вернуться к основной статье