(57)【要約】【課題】運転及び設備費を低減できる有機化合物の断熱冷却式晶析方法及び装置を提供する。【解決手段】結晶槽２０において冷媒を含む対象の有機化合物混合液に対して、冷媒の断熱蒸発操作を行い、この操作により生成した結晶スラリーは前記結晶槽か２０ら抜き出し、蒸発ベーパーは圧縮機３０により前記結晶槽２０の操作圧力以上に加圧し、吸収凝縮器１０に導き、前記吸収凝縮器１０において、前記有機化合物の溶解液と加圧された前記蒸発ベーパーとを接触させながら冷却して凝縮を図り、前記結晶槽２０から抜き出した結晶スラリーを精製手段７０に導き結晶の精製を図り、前記精製手段７０の清澄液は、前記結晶槽２０及び前記吸収凝縮器１０のうち少なくとも一方に導く。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶槽において冷媒を含む対象の有機化合物の混合溶液に対して、冷媒の断熱冷却、蒸発操作を行い、
この操作により生成した結晶スラリーは前記結晶槽から抜き出し、
蒸発ベーパーは圧縮機により前記結晶槽の操作圧力以上に加圧した上で、吸収凝縮器に導き、
前記吸収凝縮器において、前記有機化合物の混合溶液と加圧された前記蒸発ベーパーとを接触させながら冷却して凝縮を図り、
前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを精製手段に導き結晶の精製を図り、前記精製手段の清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導くことを特徴とする有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項２】
前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを濃縮手段により濃縮した後に前記精製手段に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項３】
前記結晶槽の清澄部における清澄液を前記吸収凝縮器に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項４】
前記精製手段は、上部に清澄液排出部と下部に加熱手段とを有する竪型溶融精製塔であって、前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを導入し、
前記精製塔内において、下部へ移行する結晶を下部の前記加熱手段により溶融し、溶融物の一部ないしは結晶を含む融液物を製品化のために取り出し、他の部分を還流液として落下してくる結晶群中を上昇させ、この還流液により母液を洗い出し、純化された結晶は下方に沈降させ、上部の前記清澄液排出部に到った清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項５】
前記精製手段は、下部に清澄液排出部と上部に加熱手段とを有する竪型溶融精製塔であって、前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを導入し、
前記精製塔内において、上部へ移行する結晶を上部の前記加熱手段により溶融し、溶融物の一部ないしは結晶を含む融液物を製品化のために取り出し、他の部分を還流液として上昇してくる結晶群中を下降させ、この還流液により母液を洗い出し、純化された結晶は上方に移動させ、下部の前記清澄液排出部に到った清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項６】
前記結晶槽の操作圧力が、真空または４気圧以下である請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項７】
前記吸収凝縮器からの吸収凝縮液の冷媒濃度が１〜７０％とする請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項８】
前記有機化合物の混合溶液がパラキシレンを含む混合キシレンであり、これからパラキシレン結晶を得る請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項９】
前記有機化合物の混合溶液がシクロヘキサンを含む混合ヘキサンであり、これからシクロヘキサン結晶を得る請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【請求項１０】
冷媒を含む対象の有機化合物の混合溶液に対して、冷媒の断熱蒸発操作を行う結晶槽と、
この操作により生成した結晶スラリーは前記結晶槽から抜き出す手段と、
前記結晶槽での蒸発ベーパーを前記結晶槽の操作圧力以上に加圧し、吸収凝縮器に導く圧縮機と、
前記有機化合物の混合溶液と加圧された前記蒸発ベーパーとを接触させながら凝縮を図る吸収凝縮器と、
この吸収凝縮液を前記結晶槽に導く手段と、
前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーの結晶精製を行う精製手段と、
前記精製手段の清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導く手段と、
を有することを特徴とする有機化合物の断熱冷却式晶析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物の断熱冷却式晶析方法及び装置に関する。特に、パラキシレンの結晶体を得るに適した方法及び装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ある種の異性体混合物の分離・精製は、混合物を構成する成分の沸点が近接しているために、蒸留操作では困難である。しかし、分子構造の相違により融点は大きく相違する場合が多いために、晶析操作による分離が有効であることが多い。
【０００３】
共晶２成分系や共晶多成分系に第３成分として溶剤（抽剤、付加剤）を加えた抽出晶析や付加化合物晶析があるが、溶剤の回収に難がある。
【０００４】
その点、冷媒として、液化ガス成分を使用する場合には、その回収が容易であるので有効な方法である。
【０００５】
本発明者は、石油化学の工業プロセスにおける典型的なｐ-キシレン製造における原料である混合キシレン（ｍ−キシレン＋ｏ−キシレン＋エチルベンゼン＋ｐ-キシレン系）や異性化反応後の混合キシレン（ｍ−キシレン＋ｏ−キシレン＋ｐ-キシレン系）などの共晶多成分系に冷媒として、プロパン（またはプロピレン、エチレン、炭酸ガス、アンモニアなど）を使用して晶析操作を行うことが有効であることを知見した。
【０００６】
この場合、ジャケット式晶析槽で晶析操作を行うことも可能ではあるものの、前記の共晶多成分系におけるｐ-キシレンは−３０℃〜−６０℃程度に冷却して晶析する必要があり、このために、晶析槽を冷却面掻取り機構付きとし、ジャケットからの冷媒をコンプレッサーで圧縮し、たとえば２０気圧の高圧下で凝縮させ、これをジャケットに循環させる冷媒系が必要となる。
【０００７】
これでは、コンプレッサーの動力費が嵩むだけでなく、晶析槽を複雑で度々のメンテナンスが必要な冷却面掻取り機構を装備させなければならないので、設備コスト及びメンテナンスコストが嵩む。
【０００８】
そこで、ヒートポンプを利用する形態も考えられるが（特許文献１）、ヒートポンプを構成する装置コストと必ずしも見合うシステムとは言い難い。
【特許文献１】特開平４―３２７５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の主たる課題は、運転費（メンテナンス費も含む）及び設備費を低減できる有機化合物の断熱冷却式晶析方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
他の課題は、ｐ-キシレンの晶析に適した方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
結晶槽において冷媒を含む対象の有機化合物の混合溶液に対して、冷媒の断熱冷却、蒸発操作を行い、
この操作により生成した結晶スラリーは前記結晶槽から抜き出し、
蒸発ベーパーは圧縮機により前記結晶槽の操作圧力以上に加圧した上で、吸収凝縮器に導き、
前記吸収凝縮器において、前記有機化合物の混合溶液と加圧された前記蒸発ベーパーとを接触させながら冷却して凝縮を図り、
前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを精製手段に導き結晶の精製を図り、前記精製手段の清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導くことを特徴とする有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００１２】
（作用効果）
結晶槽において冷媒を含む対象の有機化合物の混合溶液に対して、冷媒の断熱冷却、蒸発操作を行うと、実質的には冷媒液成分だけの蒸発に伴い結晶化熱が奪い取られ、結晶が析出する。蒸発ベーパーは圧縮機により前記結晶槽の操作圧力以上に加圧した上で、吸収凝縮器に導き凝縮を図る。蒸発ベーパーを圧縮機により結晶槽の操作圧力以上に加圧する理由は、凝縮のための温度差を確保するために圧縮機により加圧するためである。吸収凝縮器においては、蒸気圧が低い有機化合物の混合溶液と接触するので、沸点上昇が生じ、吸収、凝縮できる温度が高まる。したがって、必要な加圧の度合いが小さくて足り、凝縮に必要な外部からの投入エネルギーが小さいもので足りる。
【００１３】
吸収凝縮器での凝縮液は前記結晶槽に導くことで、連続的に晶析操作が可能である。ｐ-キシレンの晶析を例に採ると、冷媒としてプロパンを使用し、結晶槽では、たとえば常圧であり、吸収凝縮器では圧縮機による加圧によりたとえば８気圧程度である。
【００１４】
かかる操作によれば、結晶槽を耐圧容器とすることなく晶析操作が可能である。そして、他に必要な最低限の機器としては圧縮機と吸収凝縮器とで足りるので、先行技術のような高価なヒートポンプ設備構成とする必要がないことも相俟って、システム全体及び運転コストの点で経済的である。
【００１５】
結晶槽で生成した結晶スラリーは抜き出し、精製手段により精製し純度を高めて、製品化する。前記精製手段の清澄液は目的成分が残存しているので、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導くことができる。これによって、目的成分結晶の回収率を高めることができる。結晶槽に返送する場合には、冷媒（ガス）の吸収量を増やし、結晶槽における冷熱に余裕を持たせることができる。
【００１６】
＜請求項２項記載の発明＞
前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを濃縮手段により濃縮した後に前記精製手段に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００１７】
（作用効果）
結晶槽から抜き出した結晶スラリーを、遠心分離機、ろ過機や装置コスト的に望ましい液体サイクロンなどの濃縮手段により濃縮した後に前記精製手段に導く。したがって、精製手段により高い純度の結晶を得ることができるとともに、予め母液を分離するので、精製手段での純化効率が高まる。
【００１８】
＜請求項３項記載の発明＞
前記結晶槽の清澄部における清澄液を前記吸収凝縮器に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００１９】
（作用効果）
前記結晶槽清澄部（上部）における清澄液を前記吸収凝縮器に返送することで、冷媒ベーパーの凝縮をさらに低圧で行うことができる。この場合、前記の原液と合流させて前記吸収擬縮器に供給することが冷媒濃度を低めた状態で吸収凝縮を図るために望ましい。
【００２０】
＜請求項４項記載の発明＞
前記精製手段は、上部に清澄液排出部と下部に加熱手段とを有する竪型溶融精製塔であって、前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを導入し、
前記精製塔内において、下部へ移行する結晶を下部の前記加熱手段により溶融し、溶融物の一部ないしは結晶を含む融液物を製品化のために取り出し、他の部分を還流液として落下してくる結晶群中を上昇させ、この還流液により母液を洗い出し、純化された結晶は下方に沈降させ、上部の前記清澄液排出部に到った清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００２１】
（作用効果）
前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーについて、より純度の高い製品を得る場合、精製手段を使用して精製するのが望ましい。請求項４記載の竪型溶融精製塔によれば、下部へ移行する結晶と還流液として上昇する液とで向流接触することで、高い純度の結晶を得ることができる。
【００２２】
＜請求項５項記載の発明＞
前記精製手段は、下部に清澄液排出部と上部に加熱手段とを有する竪型溶融精製塔であって、前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーを導入し、
前記精製塔内において、上部へ移行する結晶を上部の前記加熱手段により溶融し、溶融物の一部ないしは結晶を含む融液物を製品化のために取り出し、他の部分を還流液として上昇してくる結晶群中を下降させ、この還流液により母液を洗い出し、純化された結晶は上方に移動させ、下部の前記清澄液排出部に到った清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導く請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００２３】
（作用効果）
請求項５の竪型溶融精製塔は、請求項４の構成のものと上下が逆の構成のもので、この竪型溶融精製塔によっても精製を図ることができる。
【００２４】
＜請求項６項記載の発明＞
前記結晶槽の操作圧力が、真空または４気圧以下である請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００２５】
（作用効果）
結晶槽の操作圧力（蒸発圧力）としては、結晶槽などに要求される耐圧性や生成結晶の分離方法、装置を考えた場合、常圧付近で操作するのが望ましく、高くとも４気圧とするのが望ましい。
【００２６】
＜請求項７項記載の発明＞
前記吸収凝縮器から結晶槽に導く吸収凝縮液の冷媒濃度が１〜７０％とする請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００２７】
（作用効果）
吸収凝縮液の冷媒濃度が濃くなると結晶化点が下がり蒸気圧も下がる。吸収凝縮液の冷媒濃度が薄くなると、分圧の関係で蒸気圧が下がる。したがって、蒸気圧の最高点が存在する。吸収凝縮液の冷媒濃度が１〜７０％であれば、蒸気圧の最高点付近での操作が可能である。
【００２８】
＜請求項８項記載の発明＞
前記有機化合物の混合溶液がパラキシレンを含む混合キシレンであり、これからパラキシレン結晶を得る請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００２９】
（作用効果）
パラキシレン結晶を得る場合に好適である。
【００３０】
＜請求項９項記載の発明＞
前記有機化合物の混合溶液がシクロヘキサンを含む混合ヘキサンであり、これからシクロヘキサン結晶を得る請求項１記載の有機化合物の断熱冷却式晶析方法。
【００３１】
（作用効果）
シクロヘキサン結晶を得る場合に好適である。
【００３２】
＜請求項１０項記載の発明＞
冷媒を含む対象の有機化合物の混合溶液に対して、冷媒の断熱、蒸発操作を行う結晶槽と、
この操作により生成した結晶スラリーは前記結晶槽から抜き出す手段と、
前記結晶槽での蒸発ベーパーを前記結晶槽の操作圧力以上に加圧し、吸収凝縮器に導く圧縮機と、
前記有機化合物の混合溶液と加圧された前記蒸発ベーパーとを接触させながら凝縮を図る吸収凝縮器と、
この吸収凝縮液を前記結晶槽に導く手段と、
前記結晶槽から抜き出した結晶スラリーの結晶精製を行う精製手段と、
前記精製手段の清澄液は、前記結晶槽及び前記吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導く手段と、
を有することを特徴とする有機化合物の断熱冷却式晶析装置。
【００３３】
（作用効果）
請求項１記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００３４】
以上の作用効果な欄で記載した効果をまとめれば、冷却晶出設備において、避けられない、冷却面に析出する結晶を掻き取る装置を設備することなく、冷却（冷凍）でき、かつ、その冷却（冷凍）のための用役エネルギーの必要量を低減でき、もって運転費及び設備費を低減できる。さらに、ｐ-キシレンの晶析に適したものとなる。また、精製手段により精製を行うため、結晶の純度を高めることができる。精製手段の清澄液は目的成分が残存しているので、結晶槽及び吸収凝縮器のうち少なくとも一方に導くことで、晶析効率が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下本発明の実施形態を挙げてさらに詳説する。
＜第１の実施の形態＞
図２は、第１の実施の形態を示したもので、吸収凝縮器１０、結晶槽２０、圧縮機３０及び結晶分の取り出しのための固液分離手段を有する。
【００３６】
冷媒を含む対象の有機化合物の混合溶液１（晶析操作の対象液。たとえば、ｐ-キシレン及びその異性体を含む共晶多成分系混合物の液）が吸収凝縮器１０に導かれ、ここで冷媒ベーパー（たとえばプロパン）を吸収して凝縮させ、均質な冷媒混合液とし、吸収凝縮液の一時貯留タンク１０Ａから管路６１を通して結晶槽２０に導入され、結晶槽２０においては、冷媒を含む凝縮液に対して、冷媒の断熱冷却、蒸発操作を行う。
【００３７】
この操作により生成した結晶スラリーは結晶槽２０からポンプ６２により抜き出し、  より純度の高い製品を得る目的として、精製手段を使用して精製するのが望ましい。図２〜図４の例は、上部に清澄液排出部と下部に加熱手段７０ａとを有する竪型溶融精製塔７０に、結晶槽２０から抜き出した結晶スラリーを導入する例である。竪型溶融精製塔７０が結晶分の取り出しのための固液分離手段を構成している。
【００３８】
精製塔７０内において、下部へ移行する結晶を下部の加熱手段７０ａにより溶融し、溶融物の一部ないしは結晶を含む融液物を製品化のために取り出し、他の部分を還流液として落下してくる結晶群中を上昇させ、この還流液により母液を洗い出し、純化された結晶は下方に沈降させ、上部の清澄液排出部に到った還流液と母液の混合母液とは排出して、管路６７を介して前段の結晶槽２０へ返送するものである。結晶Ｃｒは下部から抜き出される。
【００３９】
この種の、下部へ移行する結晶と還流液として上昇する母液と向流接触することで、純化を図ることができることは公知である（たとえば、特開平６―９１１０３号公報）ので詳述はしない。なお、本発明の精製手段としては、母液に対する結晶の比重により、精製塔の上下が逆になる態様も含まれる。
【００４０】
かかる、竪型溶融精製塔７０によれば、下部へ移行する結晶と還流液として上昇する液とで向流接触することで、純化を図ることができる。この場合、上部の前記清澄液排出部に到った還流液と母液の混合母液とは排出して前段の結晶槽２０へ返送することで、目的成分の晶析を図ることができ、結晶の回収率を高めることができるのである。
【００４１】
他方、結晶槽２０での蒸発ベーパーは管路６３を通し、圧縮機３０により前記結晶槽２０の操作圧力以上に加圧した上で、吸収凝縮器１０に導く。この前記吸収凝縮器１０において、前記有機化合物の混合溶液（混合液１）と加圧された前記蒸発ベーパーとを接触させながら、冷却媒体２（たとえば冷水塔冷却水、冷凍機のブラインなど）のもっている冷熱により冷却して吸収凝縮を図り、この吸収凝縮液を前記結晶槽２０に導くものである。
【００４２】
結晶槽２０において冷媒液成分を含む対象の有機化合物混合液に対して、冷媒液成分の断熱冷却、蒸発操作を行うと、冷媒液成分の蒸発に伴い結晶化熱が奪い取られ、結晶が析出する。
【００４３】
蒸発ベーパーは吸収凝縮器１０に導く前に、圧縮機３０により前記結晶槽２０の操作圧力以上に加圧する理由は、結晶槽２０の運転温度よりはるかに高温で冷媒を再凝縮させるために、結晶槽２０と吸収凝縮器１０との温度差を、圧縮機（加圧機）３０により加圧することにより確保するものである。
【００４４】
吸収凝縮器１０においては、沸点の高い有機化合物の溶解液と接触するので、沸点上昇が生じ、吸収凝縮できる温度が高まる。したがって、吸収凝縮に必要な外部からの投入エネルギーが小さいもので足りる。吸収凝縮器１０での吸収凝縮液は前記結晶槽２０に導くことで、連続的に晶析操作が可能である。
【００４５】
ｐ-キシレンの晶析を例に採ると、冷媒としてプロパンを使用し、結晶槽２０では、たとえば常圧であり、吸収凝縮器１０では、圧縮機３０による加圧により、たとえば８気圧程度である。
【００４６】
かかる操作によれば、結晶槽２０を耐高圧容器とすることなく晶析操作が可能である。そして、最低限には結晶槽２０と圧縮機３０と吸収凝縮器１０とで足りるので、先行技術のような高価なヒートポンプ設備構成とする必要がないことも相俟って、システム全体及び運転コストの点で経済的である。
【００４７】
結晶槽２０の清澄部における清澄液（母液Ｍｏ）は、管路６４を通して系外に排出することができる。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
また、図３に示す第２の実施の形態は、結晶槽２０の上部清澄部における清澄液（母液Ｍｏ）は、系外に排出するとともに、一部を吸収凝縮器１０に返送するものである。清澄液を母液として吸収凝縮器１０に返送することで、冷媒ベーパーの凝縮をさらに低圧で行うことができる。この場合、有機化合物の混合溶液（混合液１）と合流させて吸収擬縮器１０に供給することにより、冷媒濃度を低めた状態で吸収凝縮を図ることができる。
【００４９】
＜第３の実施の形態＞
図４は第３の実施の形態を示したもので、結晶槽２０から抜き出した結晶スラリーを濃縮手段４０により濃縮した後、濃縮成分を精製手段に導くものである。
濃縮に際しては、遠心分離機、ろ過機も使用できるが、図４の例では経済的に有利なサイクロンを採用している。
濃縮手段４０による系外への排出液Ｍｏには、これに溶存した状態で冷媒を含むので、後段の蒸留塔などにより回収することができるほか、メークアップとして圧縮機３０のサクション部に冷媒ガス１Ａとして供給することができる。
他方、溶融精製塔７０で分離した清澄液は、管路６６を通して吸収凝縮器１０に返送することができる。
【００５０】
＜第４の実施の形態＞
前記の竪型溶融精製塔７０に対し、上下が逆の構成の竪型溶融精製塔７１によっても精製を図ることができる。すなわち、図５に示すように、下部に清澄液排出部と上部に加熱手段（図示せず）を有し、内部に機械的に結晶充填層を形成させる、たとえば結晶ベッドの掻き取り機７１ａ及びピストン往復動するフィルタ７１ｂを備える構成などからなる機械的手段を有する竪型溶融精製塔７１に、結晶槽２０から抜き出した結晶スラリーを導入し、精製塔７１内において、上部へ移行する結晶を上部の加熱手段により溶融し、溶融物の一部を製品化のために取り出し、他の部分を還流液として下降させ、この還流液により上昇してくる結晶を前記結晶充填層において母液を洗い出し、純化された結晶は前記機械的手段により上方で圧密させ、下部の母液排出部に到った還流液と母液の混合母液は排出して、たとえば管路６６Ａを通して吸収凝縮器１０に返送する。もちろん、結晶槽２０に返送することもできる。精製塔７１は上部に付属して冷却機及び圧縮機を備える。
【００５１】
＜晶析法の説明＞
ベンゼン―シクロヘキサン系の例によって、晶析法の説明を行う。
化学工業での一般的な製造では、シクロヘキサンはベンゼンを水素化して生成される。
Ｃ6Ｈ6  ＋３Ｈ2  →  Ｃ6Ｈ12
この水素化反応に際して、副反応により次のような不純物が生成される。
メチルシクロペンタン
ｎ−ヘキサン
ｎ−ペンタン
メチルシクロヘキサン
さらに、原料ベンゼン中に含まれるトルエン、パラフィン類が含まれてくる。
【００５２】
こうした場合に、高純度シクロヘキサンを得る上で最も難しい点は、未反応のベンゼンが含まれた場合に、蒸留では分離することがほとんど不可能になることである。ベンゼンの常圧での沸点は８０．７５℃で、シクロヘキサンの沸点は８０．１６℃である。その差は、僅かに０．５９℃しかない。さらに、５４％付近に最低共沸点（７７．６２℃）がある。
【００５３】
これに対し、図１に示す、プロパン−ベンゼン−シクロヘキサン系の共晶組成における固液平衡図から判るように、高純度シクロヘキサンを得ようとした場合、晶析して分離精製する方法が採れる。そして、一緒に含まれる少量のメチルシクロペンタンなどの不純物も同時に除去できることになる。
【００５４】
すなわち、相図上では、シクロヘキサンとベンゼンの２成分系の固液平衡線が求まる。この時、微量不純物の含有は僅かに、結晶化点カーブを下げるだけで、実質上の大きな差はない。ここでシクロヘキサンリッチの混合原料を冷却しシクロヘキサンを晶出しようとした場合、左側の固液線にぶつかり晶出を開始する。次に、プロパン断熱冷却法では、供給液とプロパンを混合し、放圧して冷却を開始すると、プロパンを添加した３成分系の固液平衡線（プロパンを抜いた組成として表示してあるが）にぶつかり、それに沿って共晶点近くまで冷却するとシクロヘキサンの結晶が晶出し、この結晶を母液と分離する。
かかる操作を本発明に係る設備構成下で、連続的に行うものである。
【００５５】
シクロヘキサンの結晶と分離された母液は脱プロパンを行い、原料と混合しフィードバックさせるのである。なお、ベンゼンとシクロヘキサンの混合液系は、全濃度範囲において共晶系である。ベンゼンの純品の結晶化点は、５．５℃で、シクロヘキサンの結晶化点は、５．７℃である。
【００５６】
この原理説明から、プロパン−ベンゼン−シクロヘキサン系の共晶組成物からシクロヘキサン結晶を得ることができることは明らかであろう。そして、その分離に際し、本発明法によれば、安価な晶析プロセスとなることも明らかであろう。
【００５７】
＜他の説明＞
上記例は、結晶槽が１基である例であるが、複数の結晶槽を備えるもの構成も本発明は対象とする。複数の結晶槽を備える設備では、前段の結晶槽での結晶スラリーを後段の結晶槽に導いてさらなる結晶化を図るもので、最終段の結晶槽と精製手段とを組み合わせるものである。
【００５８】
この形態において、精製手段の清澄液を、結晶槽に返送する場合には、最終段の結晶槽に返送し、吸収凝縮器に返送する場合には、最初の段に付設された吸収凝縮器に導くことが望ましい。
【００５９】
冷媒がガス成分である場合、精製塔において、下部より向流洗浄液として還流してくる溶融液と接触することにより、母液中に溶存している溶媒がガスとして除去されるので、ストリッピングの効果を示すこととなり、結晶スラリーを単に固液分離により結晶を分離した場合と比較して、高い精製効果を得ることができる。
【００６０】
また、本発明においては、図２〜図４に示す重力沈降式の精製塔に代えて、図５の例のように、機械駆動力により結晶ベッドを形成せしめる精製塔を用いることもできる。その場合は、上記実施の形態における濃縮手段は不要となり、結晶母液をそのまま系外に排出することができる。
【００６１】
機械駆動式の精製塔は塔の上方に結晶ベッドを形成するタイプと下方に結晶ベッドを形成するタイプのいずれをも用いることができるが、発生ガスが結晶ベッド形成不良及び製品純度低下をもたらす可能性があるため、下方にベッドを形成するタイプを使用することが好ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の効果を実施例を示して明らかにする。
（実施例１）
以下の実施例は、図４に示したプロセスにて晶析を行ったものであり、結晶槽２０として竪型晶出機（直径３００ｍｍ×高さ１．５ｍ、スラリーのホールドアップ容量２５リットル）を、吸収凝縮器１０は水平管式のものを用いた。
パラキシレン濃度８０〜９０％で常温の混合キシレン原料を吸収凝縮器１０に１５〜２５Ｋｇ／ｈｒの割合で供給すると共に、結晶槽２０か圧縮機３０を通して０．２〜０．７ＭＰａに加圧されたベーパーと接触混合させながら約３０℃で凝縮させた。得られた凝縮液はプロパン濃度１０〜３０％のプロパンの混合キシレン溶液であり、これを常圧下、−１０〜０℃で運転されている結晶槽２０に導き結晶化を図った。結晶槽２０から液体サイクロン４０を介して精製塔７０に、結晶化により得られたパラキシレン結晶スラリーを供給した。その結果、４〜７ｋｇ／ｈｒ、純度９８〜９９．９ｗｔ％以上の精製パラキシレン溶液を得ることができた。プロパンの混合キシレン溶液であるサイクロン清澄液は系外へ排出し、清澄液に溶存した状態で系外へ排出された分のプロパンはメークアップとして圧縮機３０のサクション部に供給した。清澄液中のパラキシレン濃度は６０〜８０％であった。パラキシレンを多く含む精製塔７０のオーバーフローは再度吸収液として吸収凝縮器１０に返送した。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】プロパン−ベンゼン−シクロヘキサン系の共晶組成における固液平衡図である。
【図２】第１の実施の形態のフローシートである。
【図３】第２の実施の形態のフローシートである。
【図４】第３の実施の形態のフローシートである。
【図５】第４の実施の形態のフローシートである。
【符号の説明】
【００６４】
１…混合液（有機化合物の混合溶液）、２…冷却媒体、１０…吸収凝縮器、２０…結晶槽３０…圧縮機、４０…濃縮手段、７０、７１…精製手段、Ｃｒ…結晶分、Ｍｏ…母液。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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