连续技术平台

连续技术平台介绍

连续反应技术是指利用微加工和精密加工技术制造的小型化化工系统。其特点是“三传一反”过程发生在特征尺度处于纳米级到微米级的微小空间内。

微反应器因其尺寸效应,具有过程强化、反应安全、易控制、数增放大等特点,也因此得到行业内的极大关注。美国FDA认为其具有很强的数据追溯性,非常便于品质管理,推荐在药物合成中使用连续流反应器。

我国在《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》中提出:涉及到光气化、重氮化工艺,硝化工艺,加氢工艺,过氧化工艺,磺化工艺等重点监管的危险化工工艺中推荐采用连续反应工艺技术。

为人们追求低碳环保,绿色经济的需求中,连续反应技术是未来医药精细化工发展的必由之路。而开发应用高效连续反应技术及装备则是行业中各企业的责任担当。

微反应器的优点:可以提高催化剂效率,精确的温度控制,保证安全性,精确的时间控制,快速中止反应,精确的物料配比,快速混合。

适用于放热剧烈的反应,反应物或产物不稳定的反应,对反应物配比要求很严的快速反应,危险化学反应以及高温高压反应,均匀纳米颗粒形成反应或聚合反应。比如:臭氧化,硝化,磺化,酰胺降解,叠氮化,过氧化,格氏反应,丁基锂反应,N-烷基化,催化加氢,烷氧基化等反应。



反应类型

硝基咪唑的合成

4-硝基咪唑是硝基咪唑类药物合成的主要中间体。硝基咪唑类药物是市场上需求较多的药物品种,具有抗原虫和抗菌活性,同时也具有很强的抗厌氧菌作用,是治疗肝癌及乳腺癌药物的主要中间体。为实现产品安全高效的生产,我们使用新型连续反应技术来生产这两种产品。成功申请专利CN 103724275 A。


反应方程式

硝基咪唑的合成


反应器示意图

硝基咪唑的合成.jpg2


对比如下表(每天产100KG产品):

类型

设备体积

日产能

(反应液体积)

收 率

三 废

日节能

安全性

备注

硝化

反应

硝化反应釜

1000L

1500L

72%

棕色气体产生

少投料300L(1500元);

少用氨水200L(500元);

少废水500L(500元);

合计2500元 .

有飞温现象,有安全隐患;

大量棕色气体生成

连续硝化

反应器

2L持液量

1200L(1.0L/min)

85%

无棕色气体逸出,硝酸减少2/3。

反应温度恒定,安全可控

连续反应,控制可靠。


硝化反应

邻硝基苯酚和对硝基苯酚是精细化工中经常使用的化学品,可用作医药、染料、橡胶助剂、感光材料等有机合成的中间体。以往报道中常出现它们的生产事故,为实现产品安全高效的生产,我们使用新型连续反应技术来生产这两种产品。


反应方程式

硝化反应

反应器示意图
硝化反应.jpg2

该反应是强放热反应,且苯酚易氧化,导致反应结束后焦油较多,直接影响收率。我们经过工艺改进,采用连续流反应,使总收率(两个异构体总量计算)从40%,直接提高到70%,单耗下降40%。

对比如下表(每天产100KG产品):

类型

设备体积

日产能

(反应液体积)

收 率

三 废

日节能

安全性

备注

硝化

反应

硝化反应釜

1000L

2000L

40%

多800L废水

减少投料量800L;

按反应液单价10元/L计算,日节能8000元;

同时节约三废及水电约3000元;

合计日节约11000元;

物料持有量大

不可控

连续硝化

反应器

3L持液量

1200L(1.0L/min)

70%

体积小,精准操作,安全可控。

连续操作,质量稳定


加成反应

N-羟丙基二乙烯三胺的合成

N-羟丙基二乙烯三胺是合成一种优良表面活性剂的中间体,它由环氧丙烷与二乙烯三胺通过加成反应得来。


反应方程式

加成反应.jpg2


反应器示意图
加成反应

该反应不用溶剂,反应结束即得到合格产品。压力釜内反应会消耗更多的环氧丙烷,釜内反应的产品质量(98%)没有连续反应的好(99%)。

对比如下表(每天产100KG产品):

类型

设备体积

日产能

(反应液体积)

收 率

三 废

日节能

安全性

备注

环氧

开环

反应

压力

反应釜

200L

110L

只能放大到该规模

90%

有环氧丙烷气体

少环氧丙烷20L(600元);

节约人工,水电900元;

合计1500元 .

生成热量多,会明显飞温

无法再放大

无溶剂反应

连续

反应器

6L持液量

200L(0.2L/min)

根据订单需求可增加反应器直接放大

100%

反应温度恒定,安全可控

无溶剂反应


加氢反应

沃拉帕沙(Vorapaxar)中间体的合成

沃拉帕沙(Vorapaxar)适用于心肌梗死(MI)或有外周动脉疾病(PAD)史患者降低血栓性心血管事件。

沃拉帕沙M-5(CAS:899809-60-0)是沃拉帕沙的重要中间体。

加氢反应
加氢反应.jpg2

该步反应要解决的重点,避免过度氢化反应,从而造成收率下降。

连续氢化反应器很好的解决了该问题,具有加氢时间短,操作方便安全,产品质量好等优点。

对比如下表(每天产100KG产品):

类型

设备体积

日产能

(反应液体积)

收 率

三 废

日节能

安全性

备注

氢化

反应

加氢压力釜

2000L

2000L

60%

置换时有溶剂挥发

减少300L投料量;

反应液按单价约:50元/L计算,直接节约物料1.5万元。

间接的人工,水电等估计约5000元。

合计日节约2万元。

物料多,不可控

操作繁琐

连续氢化

反应器

6L持液量

1700L(1.5L/min)

70%

封闭操作,

无气味

体积小,安全系数高

连续操作,精准控制



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