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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR PERFORMING THE PURIFYING SEPARATION OF CRYSTALS OUT OF THEIR SUSPENSION IN A CONTAMINATED CRYSTAL MELT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/041833
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for performing the purifying separation of crystals out of their suspension in an impure crystal melt, comprising a hollow cylindrical column (45) that delimits a concentration zone and a washing zone. A number of filter tubes (7) extend from the first end of the column (45) and through the column while being parallel to the cylinder axis. A filter (6) is placed in the wall of a filter tube (7) and forms the only direct connection between the tube interior and the inside of the column (45). The concentration zone is terminated at the first end of the column located opposite the filters (6) by a bottom provided with openings. A first portion of the openings of the bottom (12) lead into the filter tubes (7) while simultaneously leading, on the opposite opening side, into a device (5) for discharging contaminated crystal melt. A second portion of the openings of the bottom (12) is connected to a distributing space (18) into which the crystal suspension to be separated is fed and which has a distributing aid such as a distributing cone (1).

Inventors:
HEILEK JOERG (DE)
BAUMANN DIETER (DE)
ECK BERND (DE)
HAMMON ULRICH (DE)
MUELLER-ENGEL KLAUS JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/012499
Publication Date:
May 22, 2003
Filing Date:
November 08, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
HEILEK JOERG (DE)
BAUMANN DIETER (DE)
ECK BERND (DE)
HAMMON ULRICH (DE)
MUELLER-ENGEL KLAUS JOACHIM (DE)
International Classes:
C07B61/00; B01D9/00; C07C51/43; C07C57/07; (IPC1-7): B01D9/00; C07C51/47; C07C51/43; C07C57/04
Domestic Patent References:
WO2001077056A12001-10-18
Foreign References:
US3628917A1971-12-21
EP0175401A11986-03-26
EP0097405A11984-01-04
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ih rer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze, die eine hohle zylindrische Kolonne (45) aufweist, die eine Konzentrierungsund eine Waschzone begrenzt ; wobei sich vom ersten Ende der Kolonne (45) parallel zur Zylinderachse ein oder mehrere Filterrohre (7) durch die Kolonne erstrecken ; wobei in der Wand eines Filterrohres (7) wenigstens ein Filter (6) angebracht ist, das die einzige direkte Ver bindung zwischen dem Rohrinneren und dem Inneren der Ko lonne (45) bildet ; wobei die Konzentrationszone am den Filtern (6) gegen überliegenden ersten Ende der Kolonne durch einen Öffnun gen aufweisenden Boden (12) abgeschlossen ist ; wobei ein erster Teil der Öffnungen des Bodens (12) einerseits in die Filterrohre (7) und andererseits gleichzeitig (auf der gegenüberliegenden Öffnungsseite) in eine Vorrichtung (5) zum Abführen von verunreinigter Kristallschmelze fortgeführt wird ; wobei ein zweiter Teil der Öffnungen des Bodens (12) mit einem Verteilerraum (18) verbunden ist, in den die aufzu trennende Kristallsuspension zugeführt. wird ; und wobei die Kolonne (45) an ihrem dem ersten Ende gegen überliegenden zweiten Ende in eine Zone (46) zum Auf schmelzen abgetrennter Kristalle mündet, die einen Auslaß (32) zur Entnahme einer Teilmenge der aufgeschmolzenen abgetrennten Kristalle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Verteilerraums mit wenigstens einer Verteilerhilfe (1,44) ausgerüstet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Verteilerhilfe ein Verteilerkonus (1) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschkolonne einen zentralen Verdrängerkörper (2) aufweist.
4. Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze.
5. Verfahren zur reinigenden Abtrennung von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze, dadurch ge kennzeichnet, dass das Verfahren in einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 durchgeführt wird.
6. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Kristallen um Kristalle der Acrylsäure handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Kristallen um Kristalle der Acrylsäure handelt.
Description:
Vorrichtung zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze Beschreibung Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze, - die eine hohle zylindrische Kolonne (45) aufweist, die eine Konzentrierungs-und eine Waschzone begrenzt ; - wobei sich vom ersten Ende der Kolonne (45) parallel zur Zy- linderachse ein oder mehrere Filterrohre (7) durch die Ko- lonne erstrecken ; - wobei in der Wand eines Filterrohres (7) wenigstens ein Fil- ter (6) angebracht ist, das die einzige direkte Verbindung zwischen dem Rohrinneren und dem Inneren der Kolonne (45) bildet ; - wobei die Konzentrationszone am den Filtern (6) gegenüberlie- genden ersten Ende der Kolonne durch einen Öffnungen aufwei- senden Boden (12) abgeschlossen ist ; - wobei ein erster Teil der Öffnungen des Bodens (12) einer- seits in die Filterrohre (7) und andererseits gleichzeitig (auf der gegenüberliegenden Öffnungsseite) in eine Vorrich- tung (5) zum Abführen von verunreinigter Kristallschmelze fortgeführt wird ; - wobei ein zweiter Teil der Öffnungen des Bodens (12) mit einem Verteilerraum (18) verbunden ist, in den die aufzutren- nende Kristallsuspension zugeführt wird ; und - wobei die Kolonne (45) an ihrem dem ersten Ende gegenüberlie- genden zweiten Ende in eine Zone (46) zum Aufschmelzen abge- trennter Kristalle mündet, die einen Auslaß (32) zur Entnahme einer Teilmenge der aufgeschmolzenen abgetrennten Kristalle aufweist.

Ferner betrifft vorliegende Erfindung die Verwendung einer sol- chen Vorrichtung zum reinigenden Abtrennen von Kristallen (ins- besondere von Acrylsäurekristallen) aus ihrer Suspension in ver-

unreinigter Kristallschmelze (insbesondere verunreinigter Acryl- säure).

Die nummerischen Adressen in dieser Schrift beziehen sich stets auf die dieser Schrift beiliegenden Figuren.

Die Begriffe zylindrisch und rohrförmig sollen in dieser Schrift so verstanden werden, dass sie alle geometrischen Formen (Körper) umfassen, deren Querschnitt kreisförmig oder kreisähnlich (z. B. eliptisch oder vieleckig (z. B. regelmäßiges Viereck, Sechseck oder Achteck)) ist.

Der Begriff verunreinigte Kristallschmelze soll in dieser Schrift so verstanden werden, dass er Schmelzen aus der zu kristallisie- renden Komponente und Verunreinigungen und/oder Lösungen aus der zu kristallierenden Komponente und Lösungsmitteln beziehungsweise Lösungsmittelgemischen sowie Verunreinigungen umfaßt.

Vorrichtungen gemäß der Präambel dieser Schrift sind bekannt (vgl. z. B. EP-B 97405) und werden unter anderem als hydraulische Waschkolonnen zur reinigenden Abtrennung von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze empfohlen (vgl. z. B. DE-A 100 179 03 und WO-0177056). Diese Empfehlung gilt ins- besondere für die reinigende Abtrennung von Acrylsäurekristallen aus deren Suspension in verunreinigter Acrylsäure.

Nachteilig an den im Stand der Technik empfohlenen Vorrichtungen ist jedoch, dass die mit ihnen erzielte Reinigungswirkung nicht in vollem Umfang zu befriedigen vermag.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine verbesserte Vorrichtung zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristallschmelze zur Verfügung zu stellen.

Demgemäß wurde eine Vorrichtung zum reinigenden Abtrennen von Kristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Kristall- schmelze, - die eine hohle zylindrische Kolonne (45) aufweist, die eine Konzentrierungs-und eine Waschzone begrenzt ; - wobei sich vom ersten Ende der Kolonne (45) parallel zur Zy- linderachse ein oder mehrere Filterrohre (7) durch die Ko- lonne erstrecken ;

wobei in der Wand eines Filterrohres (7) wenigstens ein Fil- ter (6) angebracht ist, das die einzige direkte Verbindung zwischen dem Rohrinneren und dem Inneren der Kolonne (45) bildet ; wobei die Konzentrationszone am den Filtern (6) gegenüberlie- genden ersten Ende der Kolonne durch einen Öffnungen aufwei- senden Boden (12) abgeschlossen ist ; - wobei ein erster Teil der Öffnungen des Bodens (12) einer- seits in die Filterrohre (7) und andererseits gleichzeitig (auf der gegenüberliegenden Öffnungsseite) in eine Vorrich- tung (5) zum Abführen von verunreinigter Kristallschmelze fortgeführt wird ; - wobei ein zweiter Teil der Öffnungen des Bodens (12) mit einem Verteilerraum (18) verbunden ist, in den die aufzutren- nende Kristallsuspension zugeführt wird ; und - wobei die Kolonne (45) an ihrem dem ersten Ende gegenüberlie- genden zweiten Ende in eine Zone (46) zum Aufschmelzen abge- trennter Kristalle mündet, die einen Auslaß (32) zur Entnahme einer Teilmenge der aufgeschmolzenen abgetrennten Kristalle aufweist, gefunden, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Innere des Verteilerraums mit wenigstens einer Verteilerhilfe (1,44) ausge- rüstet ist.

Unter Verteilerhilfe wird dabei in dieser Schrift jedwedes kon- struktive Element im Verteilerraum verstanden, das einen Beitrag dazu zu leisten vermag, dass dem zweiten Teil der Öffnungen des Bodens (12) eine über den gesamten Querschnitt der Kolonne mög- lichst einheitliche Kristallsuspension zugeführt wird.

Ein den Verteilerraum (18) zur Konzentrationszone hin begrenzen- der, Öffnungen aufweisender, Boden soll in dieser Schrift nicht unter den Begriff Verteilerhilfe subsummieren.

Dagegen wären z. B. innerhalb des Verteilerraums angebrachte Loch- böden oder Packungen dem Oberbegriff Verteilerhilfe zuzuordnen.

Waschkolonnen sind auch aus der EP-A 398437, der EP-A 98637, der EP-A 305316, der US-A 3872009 und der US-A 3777892 bekannt.

Vorstehende Erfindung fußt auf der in eingehenden Untersuchungen gewonnenen Erkenntnis, dass eine aufzutrennende Kristall- suspension auf ihrem Weg durch den Verteilerraum zum zweiten Teil der Öffnungen des Bodens (12) in gewissem Umfang (z. B. durch eine unterschiedliche Sedimentationsneigung unterschiedlich großer Kristalle) auftrennt (klassiert). Entsprechende Auswirkungen kann z. B. auch ein über den Querschnitt des Verteilerraumes inhomoge- nes Strömungsprofil innerhalb der dem Verteilerraum zugeführten Kristallsuspension verursachen.

Im Ergebnis resultieren daraus in dem vor dem zweiten Ende der Kolonne (45) sich ausbildenden Kristallbett Inhomogenitäten, die eine Minderung der Waschwirkung mit in der Kolonne (45) aufstei- gender Waschschmelze bedingen.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Verteilerhilfen kann dem abgeholfen werden.

Die in dieser Schrift beiliegende Figur 1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau einer hydraulischen Waschkolonne gemäß be- kanntem Stand der Technik. Ihr Funktionsprinzip wird nachfolgend anhand einer reinigend aufzutrennenden Acrylsäuresuspension bei- spielhaft ausgeführt.

Die z. B. aus einem Suspensionskristallisator abgezogene Suspension (28) von Acrylsäurekristallen in unreiner Acrylsäure- schmelze (Mutterlauge) wird mittels einer Pumpe (34) und/oder über hydrostatische Höhe unter überatmosphärischem Druck in den Suspensionsverteilungsraum (18) der Waschkolonne (45) einge- speist. Über Durchgänge (47) wird die Suspension über den Quer- schnitt der Waschkolonne verteilt. Als Vorrichtung (5) zum Sam- meln und Abführen von unreiner Acrylsäureschmelze (Mutterlauge und Waschschmelze) (29 b) kann z. B. der zusammenhängende Innen- raum eines Fluidregisters dienen. Unten am Fluidregister sind die Filterrohre (auch häufig Drainagerohre genannt) (7) angebracht (sie weisen bis zum ersten Filter (6) (einschließlich Konzentrie- rungszone) in der Regel einen konstanten Querschnitt auf), die mit dem Sammelraum (5) verbunden sind. Die Filterrohre (7) sind in einer definierten Höhe mit wenigstens je einem herkömmlichen Filter (6) versehen, durch das die Mutterlauge (29 a) aus der Waschkolonne abgeführt wird (dabei kann die Mutterlauge unter Normaldruck, Überdruck oder unter reduziertem Druck stehen ; der hydrauliche Druck beträgt üblicherweise 0,1 bis 10 bar, häufig 1 bis 5 bar). Es bildet sich ein verdichtetes, unreines Kristall- bett (30) aus. Das Kristallbett wird durch die aus dem hydrauli- schen Strömungsdruckverlust der Mutterlauge resultiernde Kraft an den Filtern vorbei in die Zone unterhalb der Filter transpor-

tiert. Die Rückführung eines Teils der abgeführten unreinen Acrylsäureschmelze (29 b) in den Suspensionsverteilungsraum (18) mittels der Steuerkreispumpe (25) ermöglicht die Regelung dieser Transportkraft.

Am unteren Ende der Waschkolonne werden die Acrylsäurekristalle z. B. mittels einer geschlitzten rotierenden Messerscheibe (8) vom Kristallbett abgetragen und in Reinproduktschmelze, die mit p-Me- thoxyphenol (MEHQ) überpolymerisationsinhibiert sein kann, im Re- suspendierraum (20) resuspendiert (das MEHQ kann dem Schmelzkreis in Reinprodukt gelöst zugeführt werden). Diese Suspension wird in einem Schmelzkreis (46) mittels einer Schmelzkreispumpe (23) über einen Aufschmelzer (z. B. Wärmeübertrager) (24) geführt, über den auf indirektem Weg die zum Schmelzen der Kristalle erforderliche Wärme eingetragen wird. Bei Bedarf wird in den Schmelzkreis zu- sätzlich Luft zum Zweck der Zusatzpolymerisationsinhibierung eingedüst.

Ein Teil der geschmolzenen Kristalle wird als Reinproduktschmelze (32) aus dem Schmelzkreis (46) abgeführt. Die Einstellung der entnommenen Menge an Reinprodukt erfolgt über das Produktregel- ventil (36). Der verbleibende Teil der reinen Produktschmelze strömt druckbedingt als Waschmittel (35) entgegen der Transpor- trichtung des Kristallbettes zu den Filtern (6), wodurch eine Ge- genstromwäsche der Kristalle erfolgt (Waschzone).

Detailliertere Angaben enthält die WO-0177056. Das Aufschmelzen eines Teils der Kristalle könnte aber auch unmittelbar in der Ko- lonne (45) vorgenommen werden (z. B. über entsprechende eingebaute Vorrichtungen zum Erwärmen). Es würde der Kolonne dann ebenfalls nur ein Teil der erzeugten Schmelze entnommen. Der andere Teil steigt als Waschschmelze auf. Vom Stand der Technik verschieden enthält eine erfindungsgemäße Waschkolonne im Suspensionsvertei- lungsraum (18) Verteilerhilfen. Dies kann in einfachster Ausge- staltung z. B. ein Rührer sein.

Erfindungsgemäß günstig erweist sich als Verteilerhilfe ein Ver- teilerkonus (1), wie ihn die erfindungsgemäße Vorrichtung in Fi- gur 2 zeigt. Dabei bildet die Kegelspitze des Verteilerkonus, die zweckmäßig in den Suspensionszuführstutzen (14) hineinragt, erfindungsgemäß vorteilhaft einen Ringspalt, durch den die einge- speiste Suspension gleichmäßig über den Querschnitt verteilt wird. Das Abfließen durch den Boden (12) erfolgt dadurch mit, über den Querschnitt betrachtet,. erhöhter Homogenität.

Anstelle eines Verteilerkonus kann auch eine Anordnung von Leit- blechen im Suspensionsverteilungsraum angeordnet sein, wie sie Figur 7 zeigt. Als alternative Verteilerhilfe kommt auch eine über den Querschnitt gleichmäßige Verästelung von Suspensionszu- fuhrkanälen, die alle in den Suspensionszuführstutzen (14) mün- den, in Betracht.

Erfindungsgemäß vorteilhaft wird der Suspensionsverteilungsraum (18) gegenüber der Kolonne (45) durch einen Boden (12) und durch einen Boden (10) begrenzt, die ihrerseits einen zylindrischen Raum definieren. Beide Böden weisen Öffnungen auf (bevorzugt kreisrunde Bohrungen (Löcher) ), von denen die Öffnungen des Bo- dens (10) mit einem Teil (dem zweiten Teil) der Öffnungen des Bo- dens (12) über durchgängige Verbindungsstücke (13) verbunden sind (z. B. münden beide Öffnungen in ein verbindendes Rohrstück). Über die Verbindungsstücke (13) gelangt die aufzutrennende Suspension in die Konzentrierungszone der Kolonne (45), d. h. in den Raum zwischen den Filterrohren (7).

Der Boden (12) weist zusätzlich einen ersten Teil an Öffnungen auf, die kein Gegenstück im Boden (10) aufweisen und in die Fil- terrohre (7) münden. Vorzugsweise handelt es sich auch bei diesem zweiten Teil von Öffnungen um kreisrunde Bohrungen (Löcher).

Dieser erste Teil von Öffnungen ist ebenso wie die Filterrohre (7), in die diese Öffnungen münden, bevorzugt gleichmäßig über den Querschnitt des Bodens (12) verteilt, wie es z. B. die Figur 3 zeigt.

Durch diese Gleichverteilung werden überwiegend gleichseitige Dreiecke definiert. Erfindungsgemäß vorteilhaft sitzt der zweite Teil der Öffnungen des Bodens (12) im Zentrum solcher Dreiecke.

Vorzugsweise ist dieser zweite Teil der Öffnungen ebenfalls gleichmäßig über den Querschnitt des Bodens (12) verteilt.

Erfindungsgemäß von Vorteil ist es, wenn im wesentlichen alle Dreieckszentren durch zum zweiten Teil gehörige Öffnungen besetzt werden.

Der Raum um die Verbindungsstücke (13) bildet den Sammelraum (5) für Mutterlauge und Waschschmelze, aus dem über den Abzugsstutzen (15) unreine Schmelze weggeführt werden kann.

Von Vorzug ist es, wenn zwischen Sammelraum und Suspensionsver- teilungsraum als ein weiterer Raum ein Spülflüssigkeitszuführraum (3) vorhanden ist, der durch Einziehen eines Zwischenbodens (11) geschaffen werden kann. Die Verbindungsstücke (13) werden im

wesentlichen abdichtend durch den Zwischenboden (11) geführt. Zu- sätzlich weist der Zwischenboden (11) Öffnungen (bevorzugt kreis- runde Bohrungen (Löcher) ) auf, die in Spülrohre (4) münden, die in gleicher Weise wie die Filterrohre (7) über den Querschnitt verteilt sind und bis in das untere Drittel des Filterelements (6) in die Filterrohre hineinragen. Der Aussendurchmesser der Spülrohre (4) wird zweckmäßig so gewählt, dass er dem 0, 3- bis 0,5-fachen des Innendurchmessers der Filterrohre (7) entspricht.

Im unteren Drittel sind an der Aussenwand jedes Spülrohres (4) mit Vorteil Zentriernocken angebracht, die eine zentrische Posi- tion des Spülrohres (4) im Filterrohr (7) sicherstellen.

Die Öffnungen im Boden (11) sind vorteilhaft so beschaffen, dass sie wahlweise geschlossen oder geöffnet werden können. Sind sie geschlossen, kann in den Raum (3) ein beliebiges Heizmedium ein- gespeist werden, um kristalline Ablagerungen und Inkrustationen auf dem Boden (10) und am Eintritt in die Verbindungsstücke (13) aufzuschmelzen.

Sind Öffnungen im Boden (11) geöffnet, können z. B. durch Verwendung von warmer Mutterlauge, warmer Reinschmelze oder war- men Lösungsmitteln als Spühlflüssigkeit kristalline Ablagerungen an den Filterelementen (6) aufgeschmolzen werden (im Fall von Acrylsäure wird dies stets polymerisationsinhibiert erfolgen).

Wie bereits erwähnt, sind die Filterrohre (7) auf einer definier- ten Höhe (vgl. WO-0177056) mit einem Filter (6) versehen. Die beim Aufkonzentrieren der Suspension anfallende Mutterlauge ge- langt über die Filter (6) und das Innere der Filterrohre in den Sammelraum (3) und kann über einen Abzugsstutzen abgeführt wer- den.

Figur 4 zeigt schematisch und beispielhaft den Aufbau eines Fil- terrohres (7). Der Außendurchmesser desselben ist erfindungsgemäß bevorzugt auf seiner Länge beginnend am Boden (12) und endend am zu diesem Boden entgegengesetzt liegenden Ende des Filters (6) konstant. In der Regel wird dieser Außendurchmesser 20 bis 100 mm betragen. Bevorzugte Außendurchmesswerte betragen 33,7 mm oder 48,3 mm. Die die filtrierende Wirkung des Filterelementes bedin- gende Perforation desselben kann sowohl längs geschlitzt (6a) als auch gelocht (6b) ausgeführt sein. Die Schlitzbreite bzw. der Lo- chungsdurchmesser betragen bevorzugt 100 bis 300 pm.

An das Filterelement (6) schließt sich normalerweise ein Filter- rohrverdränger (16) an. In ihn vermag keine Flüssigkeit einzu- dringen. Dieser kann sowohl zylindrisch (16a), konisch (16b) oder als Kombination (16c) dieser Formen ausgeführt sein. Der Anschlu-

ßaußendurchmesser ist in der Regel identisch mit dem Außendurch- messer des Filterelementes.

Erfindungsgemäß bevorzugt besteht der Filterrohrverdränger aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit (z. B. Teflon oder Polyethylen).

Wird als rotierende Messerscheibe eine solche gewählt, die keinen Feststoffabtrag im Zentrum bewirkt (Figur 5 und Figur 2), ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, im Zentrum der Konzentrations-und Waschzone einen zentralen Verdrängerkörper (2) anzuordnen. Dessen Material sollte an dem der Schmelzzone zugewandten Ende (unter- halb der Ebene der Filterelemente (6)) gleichfalls aus einem Ma- terial mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen (z. B. Teflon oder Polyethylen).

Beträgt die Längstausdehnung der feststoffabtragsfreien Zone im Zentrum = X, so kann die Querschnittslängstausdehnung des zentra- len Verdrängerkörpers 0,5 X bis 2 X, häufig 0,5 X bis 1,5 X und bevorzugt 0,8 X bis 1,2 X betragen. Bevorzugt ist der zentrale Verdrängerkörper zylindrisch ausgeführt. In diesem Fall bildet er mit der Wand der zylindrischen Kolonne (45) einen kreisringförmi- gen Produktraum.

Ferner ist der zentrale Verdrängerkörper bevorzugt am Boden (12) statisch befestigt (der im Befestigungsflächenbereich in der Re- gel keinen Durchlaß, keine Öffnung aufweist) und reicht bis etwa 1 bis 20 mm über die Messerscheibe. Durch diese Anordnung ist eine einfache Ausführung der Messerscheibe und ein gleichmäßiges Abschaben der Kristalle in dem verbleibenden Ringraum um den Ver- drängerkörper möglich.

Er kann jedoch auch fest mit der Messerscheibe verbunden und da- durch mit selbiger rotierend ausgeführt sein. Der Verdrängerkör- per trägt zur Vermeidung einer inhomogenen Kristallbett-Dichte bei.

In besonderen Fällen kann der zentrale Verdrängerkörper auch als Filterrohr mit vergrößertem Querschnitt gestaltet sein und ein Filterelement (6) aufweisen.

Wird eine rotierende Messerscheibe mit Feststoffabtrag im Zentrum verwendet (Figur 8 und (42) in Figur 7) wird die Verbindung von Antriebswelle und Messerscheibe als für abgetragene Kristalle durchlässig gewählt (43).

Der Bereich aus der Konzentrations-und aus der Waschzone wird erfindungsgemäß vorteilhaft durch eine rotierende Messerscheibe (8) abgeschlossen, mit der die Kristalle vom eingedickten Kri- stallkuchen abgetragen werden. Sie gelangen dann vorteilhaft über einen Resuspendierraum (20) in den Schmelzkreis (in die Schmelz- zone) (46), aus dem sie in aufgeschmolzener Form teilweise ausge- tragen werden.

Die Messerscheibe (Figur 5 und Figur 8) ist mit vorzugsweise ra- dial ausgerichteten Schlitzen (37) versehen, die so über den Querschnitt verteilt sind, dass bei einer Umdrehung durch jeden Schlitz (37) etwa die gleiche Menge an Kristallen gelangt. Jeder Schlitz ist mit einer schräg sitzenden Klinge (Messer) (38) be- stückt, mit der die Kristalle vom Kristallkuchen abgeschabt wer- den. Die Oberfläche der Messerscheibe wird bevorzugt profiliert (8) ausgeführt, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Waschschmelze zu gewährleisten.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß von Vorteil, den Durchmesser der Messerscheibe (8) um 5 bis 100 mm größer als den Innendurchmesser der zylindrischen Kolonne (45) zu wählen. Zur Verbesserung der Resuspendierung der abgeschabten Kristalle unterhalb der Messer- scheibe ist es hilfreich, unterhalb der Messerscheibe Paddel (21) zu befestigen, die den Resuspendierungsraum durchmischen. Zu die- sem Zweck können auch Verstärkungselemente (17) zwischen Wellen- nabe und Messerscheibe großflächig ausgeführt werden.

Als für die Resuspendierung vorteilhaft erweist sich auch die An- bringung von Stromstörern (22).

Die Antriebswelle (9) der Messerscheibe ist in vorteilhafter Weise mit einer doppelt wirkenden Gleitringdichtung (z. B. der Fa.

Crane) abgedichtet. Zur Aufnahme der radialen und axialen Kräfte ist die Antriebswelle (9) zweckmäßig mit zwei radial und einem axial wirkenden Wälzlager geführt.

Figur 6 zeigt nochmals im Überblick die für die erfindungsgemäße Vorrichtung (Waschkolonne) als besonders zweckmäßig erachteten Einbauten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zum reinigenden Abtrennen von Acrylsäurekristallen aus ihrer Suspension in verunreinigter Acrylsäureschmelze, wie sie in der WO-0177056 beschrieben ist. Sie eignet sich aber auch im Fall an- derer Kristallsuspensionen, wie sie z. B. in der EP-A 97405 mit

Xylolsuspensionen beschrieben sind. In diesem Zusammenhang sind auch N-Vinylpyrrolidon-und Methacrylsäuresuspensionen zu nennen.

Im Fall der Acrylsäure werden als Pumpen (34), (25) und (23) bevorzugt Pumpen vom Typ Kreiskolbenpumpen und/oder Kreiselpumpen eingesetzt. Sieht man von den Verdrängern ab, empfiehlt sich als Material für die erfindungsgemäßen Waschkolonnen Edelstahl, ins- besondere Edelstahl der Sorte 1.4571 oder eine Nickelbasislegie- rung. Dies gilt auch für die Filterelemente (insbesondere im Fall einer Acrylsäureanwendung).

Die Anzahl der Filterrohre kann im Fall einer großtechnischen An- wendung erfindungsgemäß 3 bis 200 betragen. Die Länge der Filter- rohre liegt dabei typisch im Bereich 500 bis 2000 mm und die Länge der Filterelemente beträgt häufig 20 bis 200 mm, während die Länge der Filterrohrverdränger regelmäßig 100 bis 500 mm be- trägt. Der Innendurchmesser der Kolonne (45) kann 300 bis 3000 mm betragen.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist auch, wenn die zu behandelnde Kristallsuspension über mehrere verteilte Einspeisestellen dem Suspensionsverteilungsraum zugeführt wird. Generell eignen sich als erfindungsgemäße Verteilerhilfen konstruktive Elemente, die vorhandene Strömungsfelder der zugeführten Kristallsuspension um- zulenken und/oder der Kristallsuspension ein neues Strömungsfeld aufzuprägen vermögen. Im Idealfall läuft durch jedes der Verbin- dungsstücke (13) eine identische Kristallsuspension. Die Filter- rohre (7) können in den Boden (12) eingeschraubt oder einge- schweißt sein. Das gleiche gilt für die Spühlrohre (4). Die Ver- bindungsrohre (13) sind in die Böden (10), (12) eingeschweißt.

Die Räume (5) und (3) weisen im übrigen auf beiden Seiten vorzugsweise angebrachte Gehäusestutzen mit Deckel auf. Durch die damit gewährleistete Abnehmbarkeit werden die Räume (5) und (3) zugänglich, was z. B. zur Entfernung von unerwünschter Polymer- bildung (z. B. im Fall von Acrylsäure) von Vorteil sein kann.

Auch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn das Gehäuse der Waschkolonne im Bereich des Kristallbetts wenigstens gegen die Umgebung isoliert ist. Bevorzugt wird in diesem Bereich jedoch mittels einer Begleitheizung (0°C bis 20°C im Fall von Acrylsäure) temperiert. Diese Temperierung wird mit Vorteil zonenweise ver- wirklicht (z. B. eine erste Temperierzone (12°C bis 17°C im Fall von Acrylsäure) für den Bereich des gereinigten Kristallbetts un- terhalb der Waschfront und eine zweite Temperierzone (0°C bis 15°C im Fall von Acrylsäure) für den Bereich oberhalb der Waschfront).

Im übrigen haben die nummerischen Adressen in dieser Schrift die nachfolgende Bedeutung : 1 = Verteilerkonus 2 = zentraler Verdränger (-körper) 3 = Spülflüssigkeits (zuführ) raum 4 = Spülrohr 5 = Flüssigkeits (Mutterlauge-) sammelraum 6 = Filterelement 6a= Filterelement mit Längsschlitzen 6b= Filterelement mit Löchern 7 = Filterrohr 8 = Rotierende Messerscheibe 9 = Verbindung Messerscheibe/Antriebswelle (=Nabe) 10 = oberer Lochboden 11 = Zwischenboden 12 = unterer Lochboden 13 = (Suspensionsdurchführ-) Rohr 14 = Suspensionszuführstutzen 15 = Flüssigkeits (Muttelauge-) abzugstutzen 16 = Verdränger (-körper) aus schlecht wärmeleitfähigem Material 16a= Verdränger zylindrisch 16b= Verdränger konisch 16c= Verdränger konisch/zylindrisch 17 = Verstärkung (srippe) 18 = Suspensionsverteilungsraum 19 = Aufkonzentrierungs-und Waschungsraum 20 = Resuspendierraum 21 = Paddel oder Rührerblatt 22 = Stromstörer 23 = Schmelzkreispumpe 24 = Heizer im Schmelzkreis (Aufschmelzer) 25 = Steuerkreispumpe 26 = Waschfront 27 = Heizer für Spülflüssigkeit 28 = Suspension 29a= Mutterlauge 29b= Mutterlauge + Waschflüssigkeit 30 = Verdichtetes Kristallbett (unrein) 31 = Verdichtetes Kristallbett (rein) 32 = Produktschmelze rein 33 = Spülflüssigkeit warm 34 = Suspensionszuführpumpe 35 = Waschflüssigkeit 36 = Produktschmelze-Abzugsventil 37 = Schlitz in rotierender Messerscheibe 38 = Messer

39 = Vom Messer bei Rotaion der Scheibe abgeschabte Kristalle 40 = Spülflüssigkeitszuführstutzen 41 = Spülflüssigkeitsabführstutzen 42 = Rotierende Messerscheibe mit Feststoffabtrag im Zentrum 43 = Für Feststoffabfuhr offene Verbindung Antriebswelle/Messer- scheibe 44 = (Suspensions-) Verteilungsbleche 45 = zylindrische Kolonne umfassend Konzentrierungszone + Wasch- zone 46 = Schmelzzone 47 = Durchgänge