Кристаллизация с жидким хладоагентом

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКИХ ХЛАДОАГЕНТОВ [c.122]

Жидкие хладоагенты, применяемые при контактной фракционной кристаллизации, должны быть химически инертными к разделяемой смеси и полностью нерастворимы в фракционируемой смеси. Отделение хладоагента от маточника после кристаллизации обычно проводят путем естественного отстаивания, поэтому желательно, чтобы плотность его как можно больше отличалась от плотности маточника. Желательно также, чтобы хладоагент имел высокую удельную теплоемкость и низкое давление паров в рабочей области температур. [c.123]

Рис. 4.1. Схема непрерывной контактной кристаллизации с использованием жидкого хладоагента

Важным условием контактной кристаллизации является равномерное распределение исходной смеси в потоке хладоагента (или наоборот), а также размер капель дисперсной фазы. Так, при введении жидкого хладоагента в кристаллизующуюся смесь в виде струй часто (особенно при фракционировании высококонцентрированных смесей) вследствие резкого охлаждения образуются крупные кристаллические агрегаты, в результате чего снижается эффективность разделения. [c.125]

Контактная кристаллизация возможна при диспергировании разделяемой смеси в потоке жидкого хладоагента, движущегося в цилиндрическом трубопроводе при турбулентном режиме [153]. Такой процесс, в частности, был предложен для очистки бензола от примесей. [c.131]

В ряде случаев при непосредственном контакте хладоагента с разделяемой смесью образуются мелкие кристаллы, поэтому предлагается [77] комбинированный способ кристаллизации, при котором сначала смесь охлаждается до определенной температуры путем непосредственного контакта с жидким хладоагентом, а в дальнейшем путем отвода тепла через стенку аппарата при [c.138]

Для интенсификации теплообмена в кристаллизаторах с газообразным хладоагентом используют комбинированный способ охлаждения [152], заключающийся в том, что в поток газообразного хладоагента перед его подачей в аппарат впрыскивают некоторое количество жидкого хладоагента. При контакте такой газо-жидкостной смеси с кристаллизующейся смесью содержащийся в нем жидкий хладоагент испаряется. При этом значительно интенсифицируется процесс отвода тепла от кристаллизующейся смеси и снижается расход газообразного хладоагента. При разделении органических смесей данным способом в качестве жидкого хладоагента может быть использована вода, а ири кристаллизации неорганических продуктов — различные легколетучие органические вещества. [c.146]

Из плавителя жидкий хладоагент и воду направляют на стадию декантации, где в результате расслаивания происходит отделение хладоагента X от воды В. Хладоагент возвращают на стадию кристаллизации. Часть полученной опресненной воды В отбирают для промывки кристаллов льда от захваченного маточника, а основную часть Во передают потребителям. [c.151]

Массовую изогидрическую кристаллизацию веществ, склонных к значительной инкрустации поверхностей, можно проводить посредством межфазного теплообмена с несмешивающимся жидким хладоагентом. Последний переносит теплоту от рассолов холодильной машине. Теоретические и экспериментальные исследования этого метода применительно к условиям возможного производства мирабилита из рассола изложены в работах [57, 79]. [c.177]

Основными требованиями к жидким хладоагентам, используемым при контактной фракционной кристаллизации, являются химическая инертность по отношению к расплаву и полная взаимная нерастворимость с фракционируемой смесью. [c.165]

Наиболее просто рассматриваемый процесс фракционной кристаллизации осуществляется периодическим способом в емкостных аппаратах с мешалкой [241, 242]. В аппарат заливают расплав при температуре несколько выше точки ликвидуса и при непрерывном перемешивании постепенно вводят охлаждающую жидкость, расход которой должен соответствовать желательной температуре смеси. При перемешивании жидкий хладоагент (или расплав) диспергируется и равномерно распределяется по объему. Обычно время охлаждения составляет 1—10 мин, что в 10—100 раз меньше, чем при кристаллизации в емкостных аппаратах с теплопередачей через стенку. [c.166]

Процесс фракционной кристаллизации при непосредственном контакте с жидким хладоагентом пока исследован недостаточно. [c.168]

Так как в ряде случаев при непосредственном контакте хладоагента с расплавом образуются мелкие кристаллы, то предлагается [216] использовать комбинированный способ кристаллизации. Первоначально смесь охлаждается до определенной температуры путем непосредственного контакта с жидким хладоагентом, а далее охлаждение смеси осуществляется путем отвода тепла через стенку аппарата при непрерывном перемешивании образующейся суспензии. Подобный процесс был исследован при кристаллизации сырого бензола. Первоначально последний охлаждали путем непосредственного смешения с 30%-ным водным раствором хлористого кальция до температуры +4,3 °С, а после этого всю смесь охлаждали через стенку аппарата до —10 °С. Исследования показали, что с увеличением [c.171]

Используется несколько методов охлаждения расплавов с целью их кристаллизации контакт с охлаждаемой теплообменной поверхностью непосредственный контакт с газообразным или жидким хладоагентом внесение в расплав предварительно охлажденного твердого тела. Процесс кристаллизации расплава во всех случаях начинается на холодной поверхности и по.мере охлаждения последующих слоев распространяется на внутренние области расплава. Скорость фазового перехода непосредственно связана с нестационарным процессом охлаждения исходного расплава и интенсивностью отвода теплоты кристаллизации. [c.141]

Для применения метода экстрактивной кристаллизации пригодны установки с использованием жидкого хладоагента (см. рис. 211). Их только надо дополнить узлом регенерации экстрагента и создать такие условия кристаллизации, которые уменьшили бы существенно захват экстрагента образующимися кристаллами. [c.392]

Исходная смесь Р первоначально смешивается с растворителем Р в соотношении, зависящем от состава исходного масла, типа растворителя и требуемой глубины депарафинизации. Если растворителем служит толуол, то отношение Р к составляет от 1 3 до 1 5. Далее полученный раствор направляется на стадию кристаллизации (рис. 3.17), осуществляемую в двух кристаллизаторах. Первоначально раствор охлаждается в рекуперативном кристаллизаторе Крь где хладоагентом служит маточник М, полученный на стадии разделения суспензии Ф. Далее кристаллизующаяся смесь поступает во второй кристаллизатор Крг, где она охлаждается жидким аммиаком до температуры - 30" С нлн этапом до температуры С2 "С [ З ]. [c.118]

Перед очисткой исходный расплав заливают по трубке 6 в плавильную камеру. Для охлаждения расплава аппарат погружают в охлаждающую ванну (например, сосуд Дьюара). В качестве хладоагентов применяют лед, смесь его с солями, твердую СО2, жидкий азот и т. п., в зависимости от температуры кристаллизации исходной смеси. [c.248]

Триоксан — это тример формальдегида, твердый при обычных условиях его температура кристаллизации -Ь64°, что облегчает работу с ним, так как при его очистке не требуется таких хладоагентов, как жидкий азот и сухой лед. В этом случае в качестве хладоагента можно использовать водопроводную воду. Однако триоксан очень гигроскопичен и легко возгоняется уже при температуре плавления. Кроме того, при проведении поисковых исследований в запаянных сосудах, но в атмосфере воздуха было показано, что в этих условиях протекает заметная полимеризация триоксана. [c.230]

Скорость охлаждения регулировалась при помощи переменного вакуума, создаваемого между двойными стенками сосуда с веществом. Особенно важно применение такого способа регулировки скорости охлаждения для веществ, кристаллизующихся от —55° и примерно до —130°, так как хладоагентом в этих случаях -является жидкий азот, температура кипения которого около —190°. Без разрежения в рубашке сосуда большая разность температуры кристаллизации образца и температуры хладоагента приводит к очень быстрой кристаллизации, при которой трудно замерить площадку на кривой. [c.81]

Для получения точек тающего льда и жидкого азота ими наполнялся сосуд для градуировки термопары, который был термостатирован в трехлитровом сосуде Дьюара. Для получения точек градуировочной кривой при температурах кристаллизации органических веществ веществом наполнялся сосуд, погруженный в подходящий хладоагент. В сосуд вставлялись термометр сопротивления и термопара, включались потенциометр и самописец и начиналась запись кривой. После начала кристаллизации, выражающейся на кривой охлаждения площадкой, на шкале самописца по очереди отмечались показания термопары, термометра сопротивления и образцового сопротивления. [c.88]

Работа с низкими температурами (до —120°) [24—27] требовала некоторых изменений приборов и методики. Для уменьшения скорости охлаждения веш.ества (в качестве хладоагента использовался жидкий азот или жидкий воздух) стали применять сосуды, состоящие из двух входящих одна в другую пробирок [27], или в более точных работах — стеклянные сосуды с двойными стенками, между которыми создавали разрежение [24, 25]. Все работы в области низких температур основаны на получении кривых время—температура кристаллизации. Эти работы, несмотря на недостаточную точность измеряемых величин, довольно большое количество исследуемого вещества и пр., представляют собой безусловный шаг вперед в том отношении, что в них впервые исследуется чистота веществ, кристаллизующихся в области отрицательных температур. [c.11]

Исследуемое вещество в количестве 40—50 мл помещается в стеклянный сосуд А с двойными стенками, между которыми создается необходимое разрежение. Сосуд А помещен в большой посеребренный сосуд Дьюара В с хладоагентом. В качестве хладоагентов при изучении затвердевания вещества с температурами кристаллизации в интервале от +30 до —50° использовали смеси хлороформа, четыреххлористого углерода (1 1) и твердой углекислоты при температурах кристаллизации исследуемых веществ от —50 до —170° применялись жидкий азот или жидкий воздух. [c.15]

Кристаллизацию вещества предлагается вызывать введением в исследуемое вещество в соответствующий момент (за несколько градусов до кристаллизации) тонкого металлического прутика, предварительно охлажденного до температуры жидкого азота, или введением в вещество в нужный момент затравки из кристаллов этого же соединения на охлажденном конце металлического прутика. Эти кристаллы должны быть заранее приготовлены в маленькой пробирке с несколькими миллилитрами жидкого вещества, погруженной в хладоагент, имеющий температуру значительно более низкую, чем температура кристаллизации исследуемого соединения [31]. [c.16]

При низкотемпературной направленной кристаллизации снизу вверх с принудительным перемешиванием расплава над растущим слитком (рис. 13 г) в качестве теплоносителя целесообразно использовать жидкий антифриз, из которого избыточное тепло отводится испарителем холодильного агрегата компрессионного типа, а датчиком температуры служит контактный термометр [99, 100, 157]. Существенно, что при этом выбор рабочей температуры в холодильной камере определяется не характеристиками хладоагента, а особенностями кристаллизуемого [c.118]

В случае фракционной кристаллизации в емкостных аппаратах с теплопередачей через стенку редко допускают содержание твердой фазы в кристаллизаторе выше 50%, так как при более высоком ее содержании затрудняется транспортировка получаемой суспензии. При кристаллизации методом непосредственного контакта расплава и хладоагента значительно увеличивается содержание жидкой фазы, благодаря чему может быть достигнут даже 95%-ный выход кристаллической фазы от исходного расплава [239, 240]. [c.165]

Для осуществления массовой кристаллизации при непосредственном контакте разделяемой смеси с жидким хладоагентом часто применяют емкостные аппараты, снабженные турбинными или лопастными мешалками [57, 142—145]. Такие аппараты обычно работают в периодическом режиме. В аппарат заливают расплав при температуре несколько выше температуры ликвидуса и при непрерывном перемешивании постепенно вводят хладоагент до достижения заданной температуры смеси. При перемешивании жидкий хладоагент (или кристаллизующаяся смесь) диспергируется и равномерно распределяется по объему. Продолжительность охлаждения обычно составляет 1 —10 мпп, что в 10—100 раз меньше, чем при кристаллизации в емкостных аппаратах с отподом тсплл через сгепку. Для игделеиия кристаллической фазы от маточника и хладоагента, применяют фильтры или центрифуги. Чтобы повысить степени очистки, кристаллы после фильтрации, дополнительно промывают подогретым хладоагентом. [c.124]

Контактный кристаллизатор с эмульгированием исходной смеси показан на рис. 4.2. Аппарат предназначен для разделения смесей, плотность которых нихсе плотности жидкого хладоагента. Поток / исходной смеси вместе с некоторым количеством подогретого хладоагента подается центробежным насосом в зону эмульгирования 6, где они интенсивно перемешиваются турбинной мешалкой 7. Образующаяся эмульсия через перфорированную перегородку 8 поступает в зону кристаллизации 4, куда вводится хладоагент ill. Кристаллическая суспензия, полученная в результате контактного теплообмена, постепенно поднимается в верхнюю часть аппарата, вращающейся скребковой мешалкой 2 сбрасывается в приемник 3, откуда поступает на фильтрацию. Отработанный хладоагент свободно осаждается в нижней части аппарата и через перфорированную перегородку 8 поступает в зону отстаивания 5. Здесь хладоагент окончательно отделяется от разделяемой смеси. Для лучшей сепарации хладоагента в зоне отстапвания имеется несколько радиальных перфорированных перегородок. [c.126]

Очистка бензола от примесей. В работах [140, 142, 153] описан процесс очистки сырого бензола от примесей методом контактной кристаллизации с жидким хладоагентом. Исходный 95% бензол с температурой р=3,5°С и охлажденный раствор хлористого кальция подают насосами в изолированную снаружи трубу, где они перемешиваются в турбулентном потоке. Температура подаваемого на кристаллизацию рассола равна —25°С температура смеси иа выходе из кристаллизатора равна —15°С. При охлаждении образуется подвижная суспензия относительно мелких кристаллов. Обычно около 75—90% исходного бензола переходит в кристаллическое состояние. В центрифуге производят отделение кристаллов от маточной жидкости и рассола, полученные кристаллы промывают раствором хлорида кальция при температуре 20 °С. При промывке часть кристаллов подплавляется. Жидкую фазу после промывки направляют в отстойник, где она расслаивается. Образующуюся жидкую фракцию бензола после промывки и отстаивания объединяют г игхолньгм расплавом. В результате такой очистки получают около 90% от исходной загрузки очищенного 99,75% бензола с температурой кристаллизации 5,4 °С и около 10% маточной жидкости с температурой кристаллизации —15 °С. Последняя может быть использована в качестве моторного топлива. [c.150]

Опреснение морской воды. Опреснение морской поди производят с использованием испаряющегося хладоагента (например, бутана) [53, 173]. Исходную воду Р первоначально подают в поверхностный теплообменник Т , где ее частично охлаждают сбрасываемым маточником М и опресненной водой Во (рис. 4.21). Затем воду вместе с рециркулирующим маточником Мр подают на стадию кристаллизации Кр, где ее непосредственно смешивают с жидким хладоагентом X. В результате контактного теплообмена происходит испарение хладоагента и частичная кристаллизация воды. Образующуюся суспензик> подают на стадию сепарации Ф, где происходит отделение кристаллов льда К от маточника (рассола) обогащенного солями. [c.150]

Фракционная кристаллизация при непосредственном контакте расплавов с охлажденными газами встречается на практикеХзначи-тельно реже, чем кристаллизация при контакте с жидким хладоагентом. Закономерности подобной кристаллизации практически не изучены. Процесс может осуществляться двумя способами при диспергировании газа в расплаве и при диспергировании расплава в газовом потоке. [c.172]

Самый простой кристаллизатор с использованием жидкого хладоагента состоит из стакана 2 (рис. 211, а) с нагретым раствором, циркуляционного цилиндра 3, под которым расположена стеклянная фильтрующая пластинка 4, связанная с термостатом 1. Через эту пластинку из термостата подается хладоагент, который в виде небольших капель поднимается на поверхность раствора, откуда забирается центробежным насосом термостата, а после охлаждения в термостате 1 снова подводится под циркуляционный цилиндр. Поднимаясь через слой нафетого раствора, хладоагент вызывает кристаллизацию растворенного вещества и циркуляцию образовавшейся суспензии. В верхней части стакана происходит коалесце ция капель хладоагента. Подачу хладоагента регулируют краном 5. [c.391]

Экстракционная кристаллизация напоминает по внешним признакам кристаллизацию с использованием жидкого хладоагента, непосредственно вводимого в концентрированный раствор вешества. Сушественное отличие - хладоагент должен быть одновременно и экстрагентом по отношению к определенным примесям. В процессе экстракционной кристаллизации происходит накопление примесей в хладоагенте-экстрагенте в результате распределения их как между экстрагентом и водным рас-творюм, так и между кристаллами и экстрагентом. [c.392]

Время замораживания капли в жидком хладоагенте. Теоретические решения задачи затвердевания жидкой сферы в бесконечной среде хладо-агентов при различных краевых условиях, моделируемые однокомпонентной задачей Стефана, весьма распространены в технике различных производств. Отличительной особенностью криоохлаждения является наличие больших перепадов температур и скоростей кристаллизации раствора, что может сказываться, например, в изменении граничного условия на поверхности фазового перехода, что делает для данного случая задачу Стефана неклассической. Существенным может оказаться также тот факт, что после завершения начальной стадии охлаждения капли распределение температуры, при котором начинается последующая стадия кристаллизации, не является равномерным так же как и начальное распределение температуры для расчета окончательного охлаждения уже затвердевшей гранулы. [c.109]

Кристаллизацию проводят в потоке жидкого холодного изобутана, чтобы отвести теплоту плавления. Однако важнее, чтобы концентрация изобутана была все время достаточно высокой, так как с ростом концентрации эфиров и воды изобутан продолжает реагировать с моноалкилэфирами. Алкилат, выделяющийся из кислотной фазы, абсорбируется жидким изобутаном и выводится из кристаллизатора. Без такого вывода алкилата трудно контролировать рост кристаллов. Для этих целей используют часть изобутана (хладоагент) с низа колонны депропанизации. Он не содержит ни олефинов, ни влаги и охлаждается в теплообменнике пропаном перед входом в нижнюю часть кристаллизатора. [c.247]

Как уже отмечалось в гл. 3, при массовой кристаллизации в аппаратах с тгплопередачей через стенку допустимо содержание твердой фазы в получаемой суспензии не выше 30—40%, так как при более высоком ее содержании затрудняется выгрузка и транспортировка суспензии. В случае кристаллизации при непосредственном контакте исходной смеси с хладоагентом значительно увеличивается количество жидкой фазы, поэтому выход кристаллической фазы может достигать 95% от количества исходной смеси [1, 140, 142]. [c.123]

Для осуществления кристаллизации со стекающей жидкой пленкой требуется умеренный расход энергии. При разделении низкотемпературных смесей для охлаждения тенлообменника Тг применяют испаряющийся хладоагент. В различных ступенях разделения требуются промежуточные хладоагенты с различными температурами, поэтому с целью экономии энергетических затрат используют специальные аккумуляторы холода [210]. Они представляют собой теплоизолированные емкости, в которых сохраняется хладоагент для последующего его использования на той или иной стадии процесса. При разделении высокоплавких веществ с температурой кристаллизации выше 100 °С для охлаждения применяют исиаряюшуюся воду, а образующийся пар используют для подогрева исходной смеси или передают другим потребителям. [c.172]

Разделение веществ методом фракционной кристаллизации в тонком слое можно проводить и без движения теплообменника. Последний в этом случае представляет собой металлическую-трубу (примерно той же длины, что и колонка), снабженную электрической обмоткой спеременным шагом (рис. 5.16, в). При осуществлении процесса первоначально в цепь электрической обмотки подается напряжение, необходимое для кристаллизации смеси в самом верху колонки. Далее подаваемое напряжение повышают по определенной программе, обеспечивая передвижение градиента температур и смещение слоя разделяемого вещества вниз по колонке. Создание и перемещение температурного градиента можно обеспечить также подачей жидкого или газообразного хладоагента в теплообменник на разных температурных уровнях [217]. [c.179]

Противоток фаз в зоне охлаждения характерен для кристаллизационных колонн с подачей исходной смеси в центральную часть (см. рис. 6.2, а). Зависимость между потоками кристаллической и жидкой фаз и параметрами охлаждения может быть установлена путем совместного рассмотрения процессов тепло-и массообмена, протекающих в данной зоне. Такая задача была решена, [102] для случая, когда лимитирующей стадией процесса кристаллизации в рассматриваемой зоне является теплообмен. При этом если охлаждение проводится хладоагентом, не меняющим агрегатное состояние (0 =7 onst), то процесс описывается системой дифференциальных уравнений, решаемых численными методами с помощью ЭВМ. Если же охлаждение производится испаряющимся хладоагентом (0с = onst), то систему этих уравнений решают аналитически. При разделении смесей с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии, у которых линии ликвидуса и солидуса близки к прямым, температура кристаллической фазы на выходе из зоны охлаждения определяется из уравнения [c.195]

Недостатком описанного аппарата является несимметричность тепловых потоков относительно оси слитка, вызванная расположением шахты сбоку от емкости 2, рис. 3). Это вызывает некоторое искажение фронтов кристаллизации. Такой несимметричности можно избежать а) вращением контейнера вокруг вертикальной оси, что приводит к значительному усложнению механизма передвижения б) созданием в теле блока (/, рис. 3) вокруг щахты не менее двух емкостей, параллельно питаемых жидким азотом, что весьма усложняет изготовление блока и монтаж нагревателей в) применением раздельных массивных междузонных холодильников с погружением аппарата емкость с хладоагентом. [c.479]

Эксперимент проводят следующим образом. Образец помещают в предварительно высушенную аппаратуру, а подачу азота регулируют так, чтобы жидкость пульсировала со скоростью 100 об1мин. Сосуд с охлаждающей смесью помещают вокруг сосуда с двойными стенками. Благодаря выбору определенного хладоагента и давления газа в сосуде з скорость охлаждения образца регулируется в течение всего времени от начала до конца кристаллизации на протяжении 1,5 час. Разница в уровнях жидкого образца в П-образной трубке вырав нивается при помощи действия крана ж. Когда темпе ратура приближается к точке кристаллизации, то образование твердой фазы можно вызвать введением в сосуд либо охлажденной иглы, либо кристаллика или лучше [c.86]

По опыту производства полимеров в промышленных масштабах известно, что получение весьма чистых мономеров не всегда можно достигнуть одной ректификацией, тем более что это связано с большими техническими затруднениями и высокими затратами — необходимы ректификационные колонны высотой до 100 м. По-видимому, возможен несколько иной путь решения этой задачи, а именно комбинацией методов ректификации и зонной плавки. При очистке металлов методом зонной плавки были достигнуты очень хорошие результаты. По этому методу можно получать металлы с количеством примесей не более Ю" —10- %. Таких результатов не было получено при использовании всех других известных методов очистки. В настоящее время известны методы непрерывной зонной плавки, что существенно для поточных методов производства [29]. Естественно попытаться применить метод зонной плавки для очистки мономеров. Во время очистки мономер должен находиться в твердом состоянии. Температуры кристаллизации большинства органических мономеров лежат в области от -Ь150 до —165°. Необходимыми для них хладоагентами являются обычный лед, твердая углекислота и жидкий азот, которые получаются в больших количествах и доступны для промышленного использования. Таким образом, есть основные необходимые условия для применения зонной плавки при очистке мономеров 3 промышленности. Известны работы по применению зонной плавки для очистки таких органических веществ, как бензол [28], нафталин [29], бензойная кислота [30], [c.217]

Охладительную кристаллизацию путем теплообмена с хладоагентом используют при получении мирабилита из природных рассолов, искусственно приготовленных рассолов морского типа и растворов, получаемых при подземном вьпцелачивании залежей мирабилита в районах с высокой среднегодичной температурой, Хладоагентом служит жидкий аммиак, который в результате теплообмена испаряется, а рассол при этом охлаждается. Температура охлаждения зависит от давления, под которым находится аммиак при атмосферном давлении аммиак кипит при —34 °С температура выходящей из кристаллизатора суспензии —30 °С. Обычные кристаллизаторы, однако, работают под давлением и, соответственно, при более высокой температуре (например, в ГДР на предприятии ПО Калий рекомендовано охлаждение до —3° С). [c.152]