溶融晶析精製設備(4Cプロセス)

  • 晶析・精製

原理

掻取型晶析装置と精製塔を組み合わせた固液分離機を必要としない画期的な高純度晶析精製装置です。掻取型晶析装置にてジャケットの間接冷却により結晶を生成・成長させます。晶析装置で得られた結晶を含むスラリーは精製塔に送られ、精製塔内では結晶が重力により沈降・堆積し、結晶充填層を形成します。精製塔下部のベースヒーターにより溶融された結晶の一部が還流液として上昇しながら結晶充填層内の不純物を置換洗浄し、さらに、発汗作用の効果で結晶内部の高純度化を促進します。ベースヒーターで溶融された残りの液が製品となります。このように置換洗浄と発汗作用により非常に高純度な製品を液状で安定的に得ることが可能です。

特長

高純度製品
原料性状や不純物の物性にもよりますが、多くの場合99.9%以上の高純度製品を得ることが可能で、99.999%が安定的に得られた例もあります。
省エネルギープロセス
晶析操作は、蒸留操作に比べて潜熱が小さいため、省エネルギーかつ高純度の製品を得る成分分離プロセスとして提案できます。沸点の近い混合物の分離や99.9%以上の高純度製品を得る場合において、その差は顕著に現れます。
高品質製品
装置内は製品の融点以下で運転されるため、蒸留操作に比べて非常に低い温度で精製が可能です。高温雰囲気で変性しやすい製品においても品質劣化を起こしにくいメリットがあります。
長期安定運転が可能な掻取型晶析装置
4Cプロセスで適用する掻取型晶析装置は、間接冷却により結晶を析出させるタイプの晶析装置です。間接冷却する伝熱面をスクレーパが直接接触して伝熱面を掻取ることで、常に高い伝熱係数を維持しながら長期間安定して結晶を生成することが可能です。
図1 溶融晶析精製設備フロー例
図1 溶融晶析精製設備フロー例
図2 精製塔内の高純度化メカニズム
図2 精製塔内の高純度化メカニズム

適用例

ナフタレン、パラジクロロゼンベン(PDCB)、パラキシレン(PX)、二次電池材料
パラントロクロロベンゼン(PNCB)、パラフェニレンジアミン(PPDA)、スチレンモノマー(SM)、アクリル酸、など

関連分野/設備・技術

晶析・精製

化学分野
(有機/無機)

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