Настоящее изобретение относится к области химической технологии, в частности к установке, предназначенной для непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, полученным in situ пиролизом ацетона, а также к способу непрерывного получения парацетамола из пара-аминофенола на указанной установке.
пара-Ацетиламинофенол (ацетаминофен, парацетамол) представляет собой лекарственное средство, анальгетик и антипиретик из группы анилидов, оказывающее жаропонижающее действие. По механизму действия парацетамол блокирует циклооксигеназу 1 и циклооксигеназу 2 преимущественно в центральной нервной системе, воздействуя на центры боли и терморегуляции. В воспаленных тканях клеточные пероксидазы нейтрализуют влияние парацетамола на циклооксигеназу, что объясняет практически полное отсутствие противовоспалительного эффекта. Отсутствие блокирующего влияния на синтез простагландинов в периферических тканях обусловливает отсутствие у него отрицательного влияния на водно-солевой обмен и слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта.
Парацетамол входит в список важнейших лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения, а также в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов РФ. Поэтому до сих пор в научно-исследовательских и производственных областях сохраняется значительный интерес к разработке и внедрению новых эффективных способов синтеза парацетамола, отвечающих современным реалиям постоянно дорожающего сырья и ужесточающихся требований к обеспечению экологичности производства.
Традиционным методом синтеза парацетамола является реакция ацилирования пара-аминофенола. В качестве ацилирующего агента широко применяется уксусный ангидрид (например, процесс Маллинкродта, процесс Стерлинга и процесс Монсанто). Использование данного реагента имеет однозначные преимущества по сравнению с остальными синтетическими подходами. Реакция протекает гладко в самых разнообразных растворителях (этилацетат, уксусная кислота, вода), с высокими выходами.
Из патента Китая CN108689871A известен способ получения парацетамола из п-аминофенола взаимодействием с уксусным ангидридом в уксусной кислоте. Данный способ является частью синтетической цепочки получения парацетамола из нитробензола, включающей промежуточное получение и выделение в качестве индивидуального продукта очищенного п-аминофенола. Полученный из нитробензола и очищенный в ректификационной колонне п-аминофенол вводят в реакцию со смесью уксусный ангидрид/уксусная кислота. Реакцию проводят при нагревании смеси, состоящей из п-аминофенола, уксусного ангидрида и уксусной кислоты, при температуре 30-50°С в течение 1-1,5 часов. Затем реакционную смесь перемещают в барботажный кристаллизатор и пропускают через нее ток газа (азота) с температурой 0-5°С для кристаллизации и выделения твердого парацетамола. В таких условиях осуществляют кристаллизацию парацетамола в течение 30-120 мин, в результате получают парацетамол с выходом 97-98% и чистотой 90-99%.
Установка для получения парацетамола из п-аминофенола ацилированием в уксусной кислоте в CN108689871A подробно не описана. Указано только, что после проведения реакции ацилирования реакционную смесь перемещают в кристаллизатор для выделения твердого парацетамола.
Из публикации R. W. Kurnianto и др., Jurnal Rekayasa Proses 2021, Vol. 15, No. 1, стр. 49-58 известен способ получения парацетамола при взаимодействии п-аминофенола с уксусным ангидридом в водном растворе, который осуществляют в реакторе периодического действия, представляющий собой трехгорлую колбу с верхним перемешиванием, выделение парацетамола осуществляют в процессе кристаллизации и получают чисто белые кристаллы парацетамола. Реакцию ацилирования осуществляют при температуре 86°С, 90°С и 108°С со скоростью вращения мешалки 250 об/мин или 350 об/мин. В публикации отмечается, что повышение интенсивности перемешивания приводит к повышению скорости реакции. В реакции используется коммерческий уксусный ангидрид.
Из общих недостатков описываемых подходов можно отметить периодический режим получения парацетамола с использованием коммерческого уксусного ангидрида, имеющего сравнительно высокую стоимость и строгое регулирование оборота данного реактива, а также перемешивание, выполняемое обычными лабораторными мешалками. Однако для проведения таких процессов в непрерывном режиме, а особенно при значительном масштабировании, чрезвычайно важным аспектом является вопросы массо- и теплообмена, которые влияют на селективность и скорость протекания процесса.
Кроме того указанные методики проводятся в лабораторных количествах и предусматривают выполнение синтетических операций на имеющемся в наличие оборудовании, не придавая особого значения оптимизации и эффективности используемых аппаратов.
В тоже время совмещение получения уксусного ангидрида из дешевых и доступных исходных реагентов и проведения реакции ацилирования в рамках одной установки позволило бы получать и использовать для реакции ацилирования уксусный ангидрид необходимой концентрации, а также легко регулировать указанную концентрацию, без необходимости накопления больших количеств полупродуктов, что упростило бы технологическую схему процесса и позволило снизить необходимость утилизации образующихся отходов.
В настоящее время существует три основных промышленных подхода к получению уксусного ангидрида: окисление ацетальдегида (CN105732361A; New J. Chem., 2017, 41, 931; Укр. Хим. Журн., 1985, 51(11), 1208-13), карбонилирование (US9012683B2) и кетеновый процесс (J. Appl. Chem., 1953, 3, 6, 241-252; CN113636930A).
Так, в патенте CN105732361A описано каталитическое окисление этанола или ацетальдегида газообразным кислородом при сравнительно низкой температуре 50-200°С с использованием палладиевого катализатора.
Достаточно широко описан процесс получения уксусного ангидрида посредством карбонилирования метилацетата на родиевых катализаторах, например в патентах США US8653303B2 и US6222070B1.
Данные способы используют дорогие катализаторы, срок работы которых ограничен, после чего требуется замена или сложная регенерация. При карбонилировании метилацетата используется токсичный монооксид углерода, реакцию проводят в жидкой фазе при повышенном давлении.
Наиболее эффективным методом синтеза уксусного ангидрида можно признать кетеновый способ (Схема 1), так как в этом случае используется наиболее простое аппаратное оформление и не требуются дорогие катализаторы.
Например, кетен может быть получен каталитической дегидратацией уксусной кислоты при 650-700°С с использованием вольфрамофосфорной кислоты, нанесeнной на SiO2 (CN103570519A). При охлаждении паров кетена до 150° он улавливается уксусной кислотой с образованием уксусного ангидрида. Описан схожий пиролизный метод генерации кетена из уксусной кислоты при 725°С на фосфоросодержащем катализаторе (JP6100442B1). В данных работах описывается полная последовательность для получения уксусного ангидрида из уксусной кислоты.
Ключевым узлом в установках получения кетена является пиролизный реактор, где пары ацетона или уксусной кислоты нагревают до температуры >720°С. При анализе конструкций можно выделить два основных способа создания таких условий для пиролиза: внутренний или внешний способ нагрева паров.
Внутренний способ нагрева паров реагента для генерации кетена достигается использованием так называемой «кетеновой лампы» - металлической спирали с высоким показателем электрического сопротивления, с которой непосредственно контактируют пары реагента.
Так, например, в заявке на патент US20140245658A1 для производства этанола гидрированием описан способ генерации кетена из ацетона с помощью подобной кетеновой лампы.
«Кетеновая лампа» это вполне эффективное техническое решение для обеспечения высокотемпературного нагрева, и с еe помощью можно точно регулировать температуру пиролиза. Однако при эксплуатации на спирали неизбежно возникает большой перепад температур, так как нижняя часть нагретой спирали охлаждается поступающими свежими парами реагента. Возникающая разность в нагреве негативно сказывается на долговечности, спираль может сравнительно легко перегореть. Из-за этого невозможно гарантировать многочасовую бесперебойную работу такой установки.
Аппарат с электрической нагревательной спиралью описан в патенте RO112353B1. В данном решении нагревающая спираль находится внутри кварцевой трубки и непосредственно не контактирует с парами. В таком решении сложно обеспечить высокую производительность, и подобная установка подходит только для лабораторных условий.
Внешний нагрев пиролизного реактора обеспечить гораздо проще. Так, в классическом лабораторном методе генерации кетена из ацетона, описанном в работе C.D. Hurd, Org. Synth. 1925, 4, 39 нагрев трубки с парами ацетона осуществляется внешними газовыми горелками.
В патенте GB1109523A описан схожий подход, однако более подробно раскрывается устройство газовой печи, которая состоит из четырeх отсеков для последовательного нагрева змеевикового реактора.
В патенте GB627810A устройство пиролизного аппарата подробно не описано, однако по чертежу представляет собой аналогичное устройство.
Из патентного документа Великобритании GB472988A известен способ получения кетена пиролизом ацетона в медной пиролизной камере при температуре 760-810°С. Камера представляет собой трубку, которая находится в электрической печи.
В патенте CN114931903A в качестве исходного реагента предлагается использовать уксусную кислоту, при пиролизе в присутствии катализатора триэтилфосфата она разлагается с образованием кетена и воды. Нагрев пиролизного аппарата происходит в печи.
При печном способе нагрева можно обеспечить необходимую температуру в реакторе, аппарат может работать бесперебойно долгое время. Однако печи недостаточно экономичны и обладают высокой тепловой инертностью из-за чего неизбежно возникают значительные сложности с выходом установки на режим.
Таким образом, в настоящее время все еще остается значительная потребность в разработке новых устройств, как для непрерывного получения уксусного ангидрида, так и для непрерывного ацилирования пара-аминофенола, исключающих или по меньшей мере минимизирующих указанные ранее недостатки предшествующего уровня техники и предоставляющих специалисту в данной области более широкий выбор средств и технологий для реализации получения ценного фармацевтического продукта парацетамола с отличными выходами и высокой чистотой.
Поэтому задача настоящего изобретения состояла в предоставлении новой установки получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, которая позволяла бы осуществлять совместное непрерывное получение уксусного ангидрида пиролизом ацетона, и ацилирование пара-аминофенола, с возможностью эффективного нагрева паров подвергаемого пиролизу реагента в заданном диапазоне температур, и при этом отличалась бы стабильностью эксплуатации в непрерывном режиме в течение длительного времени и эффективным перемешиванием, гарантирующим улучшенный тепло- и массообмен реакционной смеси ацилирования, при простом конструктивном исполнении, обеспечивающем высокую производительность и энергоэффективность.
Указанную задачу авторам удалось решить посредством новой установки непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, получаемым in situ пиролизом ацетона, включающей
- блок получения уксусного ангидрида пиролизом ацетона, включающий испарительную eмкость для испарения ацетона; пиролизный металлический реактор, выполненный с возможностью осуществления пиролиза ацетона с образованием смеси газов, содержащей кетен, по меньшей мере один холодильник для конденсации непрореагировавшего ацетона, линию для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона в испарительную eмкость, сепаратор газ-жидкость, по меньшей мере одну поглотительную eмкость, выполненную с возможностью осуществления взаимодействия газообразного кетена с жидкой уксусной кислотой, причем для нагрева пиролизного металлического реактора блок оборудован индукционным нагревателем, а пиролизный металлический реактор представляет собой реактор, снабженный внутренним реакционным пространством и металлическими стенками, способными разогреваться при воздействии переменного магнитного поля, создаваемого индукционным нагревателем, и по меньшей мере одна поглотительная eмкость оборудована входом для уксусной кислоты, выходом для отходящих газов и выходом для раствора уксусного ангидрида;
- циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте, включающий трубчатые линии циркуляции, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для подачи твeрдого пара-аминофенола, входы для подачи воды и свежего раствора уксусной кислоты и выход для выведения самотеком избытка приготовленного раствора;
- циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола, включающий трубчатые линии циркуляции, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для подачи раствора пара-аминофенола, соединенный по текучей среде с выходом для выведения избытка приготовленного раствора циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола, вход для подачи уксусного ангидрида, соединенный по текучей среде с выходом для раствора уксусного ангидрида по меньшей мере одной поглотительной eмкости блока получения уксусного ангидрида, и выход для выведения самотеком избытка реакционной смеси ацилирования;
- контур охлаждения и кристаллизации, включающий трубчатые линии, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для введения реакционной смеси ацилирования, соединенный по текучей среде с выходом для выведения избытка реакционной смеси циркуляционного контура ацилирования пара-аминофенола, кристаллизатор, оснащенный погружным вводом реакционной смеси и выходом для суспензии парацетамола в нижней части;
- разделяющее устройство непрерывного действия для отделения твердого парацетамола из суспензии, выходящей из контура охлаждения и кристаллизации;
- eмкость для хранения маточного раствора.
Представленная установка согласно изобретению позволяет осуществлять непрерывное получение парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, получаемым in situ, в очень мягких условиях (низкая температура) и за короткое время, с получением парацетамола с высоким выходом, селективностью и с малым содержанием окрашенных смол. При этом совмещение двух процессов в рамках одной установки позволяет отказаться от накопления больших количеств полупродуктов, регулировать на месте необходимую для процесса ацилирования концентрацию приготавливаемого раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте в самых широких пределах (от 1 до 99%), а использование циркуляционных контуров обеспечивает высокоэффективное перемешивание, гарантирующее улучшенный тепло- и массообмен реакционной смеси ацилирования, что позволяет увеличить скорость протекания реакции и отказаться от использования объемных реакционных сосудов, что наиболее важно в условиях непрерывного режима эксплуатации.
Кроме того, за счет использования индукционного нагревателя реализуется длительная стабильная эксплуатация блока получения уксусного ангидрида пиролизом ацетона и соответственно всей установки в целом, энергоэффективный нагрев паров ацетона осуществляется в точно заданном диапазоне температур с легкой регулировкой температуры внутри пиролизного реактора и коротким временем отклика, что обеспечивает высокую производительность и энергоэффективность установки.
Также указанная установка согласно изобретению позволяет реализовать следующие преимущества:
- в качестве исходного сырья для генерации ацилирующего реагента используется дешeвый ацетон;
- генерация кетена организована по принципу рецикла, где пары ацетона возвращаются в исходный реакционный сосуд, что повышает эффективность процесса;
- установка работает в непрерывном режиме, что повышает эффективность и качество парацетамола, так как легче контролировать условия протекания процесса, и по ходу производства продукт не разбивается на отдельные партии;
- в качестве реакционной среды для проведения ацилирования может быть использован обеднeнный маточный раствор в уксусной кислоте, что повышает общую эффективность и снижает жидкие отходы;
- благодаря использованию индукционного нагрева обеспечивается быстрый выход на рабочий режим пиролиза, а также поддержание точного диапазона температур, что исключает перегрев паров ацетона и как следствие образование нежелательных побочных продуктов;
- пиролизный металлический реактор, состоящий из набора трубок/каналов, позволяет нагревать сразу значительный объeм паров ацетона, что повышает производительность установки.
Еще одним объектом настоящего изобретения является способ непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, получаемым in situ пиролизом ацетона, на установке согласно изобретению, причем способ включает следующие стадии:
a) непрерывной одновременной подачи твердого пара-аминофенола, воды и раствора уксусной кислоты в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола для растворения пара-аминофенола и образования нагретого раствора;
b) непрерывной циркуляции раствора пара-аминофенола при помощи центробежного насоса по циркуляционному контуру;
c) выведения самотеком части приготовленного нагретого раствора пара-аминофенола в циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола;
d) непрерывной подачи раствора уксусного ангидрида в циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола с образованием реакционной смеси ацилирования;
t) непрерывной циркуляции реакционной смеси ацилирования при помощи центробежного насоса по циркуляционному контуру;
f) выведения самотеком части реакционной смеси ацилирования в контур охлаждения и кристаллизации;
g) охлаждения и кристаллизации реакционной смеси ацилирования с образованием суспензии парацетамола в растворе уксусной кислоты;
h) выведения части суспензии парацетамола из нижней части кристаллизатора контура охлаждения и кристаллизации в разделяющее устройство непрерывного действия;
i) разделение твердого парацетамола и маточного раствора;
j) выгрузка парацетамола из разделяющего устройства непрерывного действия с получением готового продукта,
причем раствор уксусного ангидрида на стадии d) подают из по меньшей мере одной поглотительной eмкости блока получения уксусного ангидрида, в которой уксусный ангидрид получают из раствора уксусной кислоты и газообразного кетена, полученного пиролизом ацетона в пиролизном металлическом реакторе, нагреваемом при воздействии переменного магнитного поля, создаваемого индукционным нагревателем.
Представленный новый способ согласно изобретению характеризуется дешевыми и легкодоступными исходными реагентами, а также снижением количества отходов, направляемых на утилизацию, позволяет осуществлять получение парацетамола в непрерывном режиме, что повышает качество парацетамола, поскольку продукт не разбивается на отдельные партии, обеспечивая при этом современный выход и высокую чистоту парацетамола.
Подробное описание сущности технического решения
Получение парацетамола в установке согласно изобретению основано на реакции ацилирования пара-аминофенола уксусным ангидридом, причeм уксусный ангидрид для превращения также получают в установке согласно изобретению. Таким образом, в установке осуществляют два параллельных процесса: получение раствора уксусного ангидрида и синтез парацетамола (схема 1).
Получение уксусного ангидрида основано на реакции пиролиза ацетона с образованием кетена и метана, после чего крайне реакционноспособный газообразный кетен взаимодействует с жидкой уксусной кислотой с образованием уксусного ангидрида.
Схема 1
Для осуществления такой схемы получения установка согласно изобретению в общем виде включает блок получения уксусного ангидрида, циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола, циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола, контур охлаждения и кристаллизации, разделяющее устройство и eмкость для хранения маточного раствора.
Такая компоновка позволяет реализовать различные преимущества предложенного технического решения, например, использовать рециркуляционные потоки для улучшения эффективности и производительности установки.
На фигуре 1 показан один из предпочтительных вариантов осуществления установки согласно изобретению для получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, получаемым пиролизом ацетона.
Представленное далее подробное описание установки согласно изобретению для наглядности дается со ссылкой на показанный на фиг. 1 предпочтительный вариант, однако не накладывает никаких ограничений на объем притязаний.
Блок получения уксусного ангидрида в общем виде включает оборудование для пиролизного разложения ацетона: испарительную емкость и металлический реактор пиролиза с индукционным нагревом, оборудование для отделения непрореагировавшего ацетона от газообразного кетена: холодильник для конденсации части непрореагировавшего ацетона, низкотемпературный холодильник, сепаратор газ-жидкость и линию для возврата непрореагировавшего ацетона, а также аппараты для осуществления взаимодействия кетена с уксусной кислотой: по меньшей мере одну поглотительную eмкость.
В одном из вариантов осуществления блок получения уксусного ангидрида оборудован подводом для подачи газа для создания инертной атмосферы, предпочтительно выбранного из азота или аргона, указанный подвод предназначен для продувки всех аппаратов блока с целью удаления воздуха из всех аппаратов при запуске установки, а также для предотвращения нежелательного подсоса воздуха в процессе рабочей эксплуатации.
Для генерации паров ацетона блок получения уксусного ангидрида включает испарительную eмкость ИС3.1, оснащенную нагревающей рубашкой, выполненной с возможностью создания температуры выше температуры кипения ацетона, входом для свежего ацетона и входом для рециркулируемого ацетона, а также по меньшей мере одним выходом для паров кипящего ацетона, соединенным по меньшей мере с одним входом пиролизного металлического реактора.
Испарительная eмкость ИС3.1 соединена с емкостью для свежего ацетона (не показана) посредством линии Л1, через которую на вход для свежего ацетона подается свежий ацетон в количестве равном ацетону, потраченному в ходе пиролиза. Это обеспечивает непрерывную бесперебойную работу аппарата.
Как правило, испарительная eмкость ИС3.1 заполняется ацетоном на 2/3 от внутреннего объема и посредством нагревающей рубашки обеспечивается нагрев ацетона до температуры, достаточной для поддержания постоянного энергичного кипения ацетона, что гарантирует выведение паров ацетона через выход в верхней части испарительной eмкости, соединенный с входом металлического реактора пиролиза.
Пиролизный металлический реактор ПР3.1 выполнен с возможностью осуществления пиролиза ацетона с образованием смеси газов, содержащей кетен, и в общем виде представляет собой металлический реактор, снабженный внутренним реакционным пространством и металлическими стенками, способными разогреваться при воздействии переменного магнитного поля, создаваемого индукционным нагревателем. Пиролизный металлический реактор ПР3.1 выполнен с возможностью выдерживать температуру нагрева, осуществляемого с помощью индукционного нагревателя, по меньшей мере в диапазоне от 700 до 1200°С в течение длительного времени.
В качестве материала для создания пиролизного реактора ПР3.1 используют металлы и сплавы, способные эффективно воспринимать индукционное электромагнитное поле для нагрева. Прежде всего - металлы и сплавы, которые можно эксплуатировать при высоких температурах и в различных агрессивных средах, т.е. материалы, химически инертные в условиях проведения реакции, чтобы минимизировать химическую коррозию стенок реактора. Примеры подходящих конструкционных материалов включают в себя специальные марки жаропрочных нержавеющих сталей (например, согласно ГОСТ 5632-2014), материалы на основе стали, материалы на основе титана, вольфрама, никеля, хрома, бериллия, их сплавы, суперсплавы, такие как Монель, Инконель, Инколой, Хастеллой и т.п.
В одном из вариантов осуществления металлические стенки пиролизного реактора выполнены из жаропрочных нержавеющих сталей, предпочтительно из нержавеющей стали марки AISI 316 (08Х17Н13М2Т согласно ГОСТ 5632-2014).
Однако магнитная восприимчивость таких жаропрочных нержавеющих сталей в общем случае является не самой оптимальной, существуют марки сталей, которые с большей эффективностью воспринимают индукционный нагрев (например, СТ-3), однако они не подходят для области контакта металлических стенок пиролизного реактора с реакционной средой, в виду ограниченного времени их эксплуатации вследствие быстро протекающих коррозионных процессов.
Поэтому также возможен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором металлические стенки пиролизного реактора выполнены двухслойными: внутренний слой представляет собой коррозионностойкий металл, способный воспринимать индукционное электромагнитное поле для нагрева, а внешний слой представляет собой металл с повышенной эффективностью восприятия индукционного нагрева, причем оба слоя находятся в непосредственном контакте между собой с обеспечением эффективного теплообмена.
В таком варианте осуществления, в качестве материала для внешнего слоя металлических стенок реактора лучше всего подходят материалы с высоким содержанием железа. Примеры подходящих конструкционных материалов включают марки ферритной нержавеющей стали с минимальным содержанием никеля (серия нержавеющих сталей AISI 400). Так как внешний слой физически изолирован от действия агрессивной реакционной среды, то допускается использование и некоррозионостойких материалов - углеродистой конструкционной стали (ст3ПС/СП, 09Г2С и другие).
Кроме того, в одном из вариантов осуществления металлические стенки пиролизного реактора могут быть дополнительно снабжены со стороны внутреннего реакционного пространства неметаллическим коррозионностойким покрытием, например, из кварцевого стекла.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления пиролизный металлический реактор ПР3.1 представляет собой пиролизный трубчатый металлический реактор.
В одном из более предпочтительных вариантов осуществления пиролизный трубчатый металлический реактор состоит из множества параллельно расположенных металлических трубок. Более предпочтительно пиролизный трубчатый металлический реактор состоит из пяти толстостенных металлических трубок.
В предпочтительном варианте осуществления пиролизный металлический реактор ПР3.1 может быть снабжен дополнительными металлическими элементами для восприятия переменного магнитного поля, как встроенными, так и расположенными с внешней стороны металлических стенок реактора. Указанные дополнительные металлические элементы предназначены для повышения интенсивности нагрева пиролизного металлического реактора.
Внешние дополнительные металлические элементы за счет увеличения толщины металлических стенок и как следствие объема, воспринимающего индукционный ток, генерируют больше тепла.
Согласно изобретению, конкретная геометрическая форма и способы закрепления внешних дополнительных металлических элементов определяются конструктивным исполнением всего пиролизного реактора.
В случае варианта осуществления, в котором трубчатый металлический реактор состоит из множества параллельно расположенных металлических трубок, внешние дополнительные металлические элементы для повышения интенсивности внешнего нагрева могут представлять собой шайбы, нанизанные на трубки пиролизного трубчатого металлического реактора.
Присутствие в пиролизном металлическом реакторе встроенных металлических элементов позволяет создать источник нагрева непосредственно внутри реактора, что в значительной степени увеличивает интенсивность и равномерность нагрева реакционной смеси, а также сокращает время отклика при необходимости изменения температуры реакционной смеси.
Встроенные металлические элементы могут находиться либо непосредственно во внутреннем реакционном пространстве пиролизного металлического реактора, омываясь со всех сторон потоком реакционной смеси, либо разделять внутреннее реакционное пространство на несколько каналов/потоков, исполняя роль разделяющего сердечника. Согласно изобретению конкретная геометрическая форма и способы закрепления встроенных металлических элементов определяются конструктивным исполнением всего пиролизного реактора.
В случае варианта осуществления, в котором трубчатый металлический реактор состоит из множества параллельно расположенных металлических трубок, встроенные металлические элементы представляют собой спираль из металлической проволоки, расположенную во внутреннем реакционном пространстве по меньшей мере одной металлической трубки пиролизного реактора.
В более предпочтительном варианте осуществления спираль выполнена из нихромовой проволоки и расположена во внутреннем реакционном пространстве каждой из металлических трубок пиролизного реактора.
В ещe одном предпочтительном варианте осуществления встроенный металлический элемент представляет собой цилиндрическую деталь с продольными каналами, выполненными на внешней поверхности детали, и полой цилиндрической сердцевиной, в которую вставлен монолитный металлический стержень, причем деталь и монолитный металлический стержень выполнены из разных материалов, и причем деталь и монолитный металлический стержень находятся в непосредственном контакте между собой с обеспечением эффективного теплообмена. Предпочтительно деталь выполнена из жаропрочного коррозионно-стойкого металла, а монолитный стержень из металла с повышенной эффективностью восприятия индукционного нагрева.
В качестве металла, из которого может быть выполнена цилиндрическая деталь с продольными каналами, пригодными являются металлы и сплавы, которые можно эксплуатировать при высоких температурах и в различных агрессивных средах, т.е. материалы, химически инертные в условиях проведения реакции. Примеры подходящих конструкционных материалов включают в себя специальные марки жаропрочных нержавеющих сталей (например, согласно ГОСТ 5632), материалы на основе стали, материалы на основе титана, вольфрама, никеля, хрома, бериллия, их сплавы, суперсплавы, такие как Монель, Инконель, Инколой, Хастеллой и т.п.
Для монолитного металлического стержня предпочтительны материалы с точкой Кюри, лежащей выше рабочей температуры реактора, чтобы не снижать энерго-эффективность процесса. В связи с этим, в качестве материала для создания монолитного металлического стержня лучше всего подходят материалы с высоким содержанием железа. Примеры подходящих конструкционных материалов включают марки ферритной нержавеющей стали с минимальным содержанием никеля, например из серии нержавеющих сталей AISI 400, а также допускается использование и некоррозионостойких материалов - углеродистой конструкционной стали, например марок ст3ПС/СП, 09Г2С и др.
Более предпочтительно цилиндрическая деталь выполнена из жаропрочной коррозионностойкой стали марки AISI 316, а монолитный металлический стержень из стали марки СТ-3.
В предпочтительном варианте осуществления указанный встроенный металлический элемент в форме цилиндрической детали с продольными каналами, выполненными на внешней поверхности детали, и полой цилиндрической сердцевиной, в которую вставлен монолитный металлический стержень, запрессован в трубу из жаропрочной коррозионностойкой стали, представляющую собой металлические стенки пиролизного трубчатого реактора. Таким образом металлические стенки и встроенный металлический элемент образуют продольные каналы, по которым протекают пары ацетона, подвергаемые пиролизу. В верхней и нижней части цилиндрической детали с продольными каналами предусмотрены крышки из жаропрочной коррозионностойкой стали - таким образом центральный металлический стержень из нестойкой марки стали полностью изолирован и никак не контактирует с агрессивной реакционной средой. Подобный вариант конструкции значительно увеличивает рабочий ресурс пиролизного реактора, повышает энергоэффективность и производительность.
Как известно, пиролиз ацетона не протекает при температуре ниже 740°С, а выше 790°С начинается его карбонизация. Таким образом, для эффективного пиролиза ацетона в реакторе ПР3.1 необходимо поддерживать температуру в достаточно узком диапазоне от 760 до 790°С. В установке согласно изобретению нагрев пиролизного металлического реактора осуществляется посредством индукционного нагревателя ИН3.1 со спиральным индуктором. В предпочтительном варианте осуществления сменный спиральный индуктор нагревателя ИН3.1 имеет водяное охлаждение.
В противоположность «кетеновой лампе» такой нагрев, осуществляемый посредством индукционного нагревателя ИН3.1, отличается исключительной надeжностью, поскольку энергия доставляется посредством магнитного поля и отсутствуют контактные элементы с высоким сопротивлением, подверженные риску прогара. Также в отличие от внешнего нагрева пиролизного реактора, например в печи, при нагреве индукционным нагревателем ИН3.1 отсутствует тепловая инерция, что позволяет легко регулировать температуру внутри пиролизного реактора в точно заданном диапазоне температур с коротким временем отклика, кроме того, обеспечивается более высокая энергоэффективность процесса за счет нагрева встроенных металлических элементов. Также за счет указанных встроенных металлических элементов достигается лучший контакт паров ацетона с нагретыми поверхностями. Всe это позволяет эксплуатировать установку в непрерывном режиме, бесперебойно, в течение длительного периода времени.
В предпочтительном варианте осуществления для сохранения выделяющегося тепла предусмотрена двухслойная теплоизоляция реактора, в частности внутренний слой изоляции может быть выполнен из асбеста, а внешний из алюминиевой фольги с вертикальным разрезом, чтобы избежать кольцевого витка.
Для регулировки мощности нагрева пиролизный металлический реактор может быть оснащен датчиком температуры, например термометром-пирометром ПТ3.1, для которого в предпочтительном варианте осуществления в теплоизоляционном слое предусмотрено смотровое окно.
Во внутреннем реакционном пространстве пиролизного металлического реактора происходит термическое разложение газообразного ацетона с образованием смеси газов, содержащей кетен, которая в основном состоит из кетена, метана, этилена, углекислого газа и паров непрореагировавшего ацетона. Этилен и углекислый газ образуются вследствие частичного разложения кетена и присутствуют в газовой смеси в незначительном количестве. Пиролизный металлический реактор установки согласно изобретению оборудован выходом для реакционной смеси газов, содержащей кетен, который в предпочтительном варианте осуществления может быть соединен с входом для реакционной смеси пиролиза теплообменника для предварительного подогрева свежего ацетона ТО3.1.
Указанный теплообменник ТО3.1 включает внутреннее пространство теплообмена и внешнюю рубашку. Горячая смесь газов, содержащая кетен, поступает через вход для реакционной смеси пиролиза во внутреннее пространство теплообмена, охлаждается в результате теплообмена, и покидает его через выход для охлажденной смеси газов, содержащей кетен. В предпочтительном варианте осуществления внутреннее пространство теплообмена выполнено в виде цилиндрической трубы. Через внешнюю рубашку данного теплообменника проходит свежий ацетон, который в результате косвенного теплообмена с горячей смесью газов, содержащей кетен, подвергается предварительному нагреву и по линии Л1 направляется в испарительную eмкость ИС3.1. Данное технологическое решение повышает общую энергетическую эффективность установки.
Для контроля за степенью охлаждения смеси газов, содержащей кетен, теплообменник для предварительного подогрева свежего ацетона ТО3.1 может быть оборудован датчиком температуры или термометром ТТ3.1.
Для отделения непрореагировавшего ацетона от газообразного кетена блок получения уксусного ангидрида, включает два холодильника подключенных последовательно, предпочтительно два нисходящих холодильника. Причем в первом нисходящем холодильнике НХ3.1 для конденсации части непрореагировавшего ацетона из смеси газов, содержащей кетен, в качестве охлаждающей среды используется теплоноситель, предпочтительно вода, с температурой в диапазоне от 5 до 15°С. Вход данного нисходящего холодильника НХ3.1 соединен либо с выходом для реакционной смеси газов пиролизного реактора ПР3.1, либо в предпочтительном варианте осуществления с выходом для охлажденной смеси газов, содержащей кетен, теплообменника для предварительного подогрева свежего ацетона ТО3.1. В нижней части нисходящий холодильник НХ3.1 оборудован выходом для газовой фазы и выходом для жидкой фазы.
В нисходящем холодильнике НХ3.1 конденсируется основная часть непрореагировавшего ацетона из смеси газов, содержащей кетен, сконденсированный ацетон в виде жидкой фазы стекает вниз и поступает через выход для жидкой фазы в линию для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона Л2. Охлажденная смесь газов, содержащая кетен, через выход для газовой фазы поступает по линии Л3 на вход низкотемпературного нисходящего холодильника НХ3.2.
В предпочтительном варианте осуществления низкотемпературный нисходящий холодильник НХ3.2 представляет собой спиральный нисходящий холодильник, в котором используется теплоноситель с температурой в диапазоне от -20 до -35°С.
В качестве теплоносителя могут быть использованы водно-спиртовые смеси, антифризы на основе этиленгликоля и другие теплоносители с низкой температурой замерзания.
В данном низкотемпературном нисходящем холодильнике НХ3.2 происходит полная конденсация оставшейся части непрореагировавшего ацетона из смеси газов, содержащей кетен, и образуется охлажденный двухфазный поток, который через выход для текучей среды поступает в сепаратор газ-жидкость СП3.1.
Сепаратор газ-жидкость СП3.1 выполнен с возможностью удаления сконденсированного ацетона из смеси газов, содержащей кетен, и формирования газообразной смеси, обогащенной кетеном.
В одном из вариантов осуществления сепаратор газ-жидкость СП3.1 представляет собой емкость с внутренним пространством и рубашкой охлаждения, оснащенную входом для текучей среды, выходом для газовой фазы и выходом для жидкой фазы, причем вход для текучей среды выполнен с возможностью ввода охлажденного двухфазного потока из низкотемпературного нисходящего холодильника НХ3.2 в нижней половине внутреннего пространства емкости, выход для газовой фазы выполнен в верхней половине внутреннего пространства емкости, а выход для жидкой фазы выполнен в непосредственной близости от дна или на дне внутреннего пространства емкости.
В качестве охлаждающей среды в рубашке охлаждения используется теплоноситель с температурой в диапазоне от -20 до -35°С, в частности могут быть использованы те же теплоносители, что и в случае низкотемпературного нисходящего холодильника НХ3.2.
Выход для жидкой фазы сепаратора газ-жидкость СП3.1 соединен с линией для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона Л2.
По данной линии Л2 сконденсированный ацетон поступает из сепаратора газ-жидкость СП3.1 обратно в испарительную eмкость ИС3.1 (при необходимости, интенсивность потока регулируется краном 5). Как уже указывалось выше в данную линию Л2 также поступает сконденсированный ацетон из нисходящего холодильника НХ3.1. Таким образом, достигается полная рециркуляция непрореагировавшего ацетона.
В предпочтительном варианте осуществления линия для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона Л2 в испарительную eмкость ИС3.1 снабжена перед входом для рециркулируемого ацетона испарительной eмкости ИС3.1 сифоном С3.1, который имеет уменьшенное сечение и предотвращает выброс паров из испарительной eмкости в линию Л2.
Использование такого сочетания двух последовательно расположенных нисходящих холодильников и сепаратора газ-жидкость обеспечивает полное отделение ацетона от смеси газов, содержащей кетен, и позволяет эффективно использовать непрореагировавший ацетон, тем самым повышая производительность установки в целом.
Для осуществления реакции кетена с уксусной кислотой блок получения уксусного ангидрида, включает по меньшей мере одну поглотительную eмкость, выполненную с возможностью осуществления взаимодействия газообразного кетена из газообразной смеси, обогащенной кетеном, с жидкой уксусной кислотой с получением раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте и потока отходящих газов.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере одна поглотительная eмкость снабжена системой охлаждения, датчиком температуры, барботирующим устройством для ввода газообразной смеси, обогащенной кетеном, лопастной мешалкой, входом для уксусной кислоты, выходом для отходящих газов и выходом для раствора уксусного ангидрида.
В предпочтительном варианте осуществления блок получения уксусного ангидрида, включает две поглотительные eмкости, подключенные последовательно, для более полного улавливания кетена. В данном варианте осуществления выход для отходящих газов первой поглотительной eмкости Е3.1 соединен с барботирующим устройством второй поглотительной eмкости Е3.2.
Так как реакция образования уксусного ангидрида происходит с выделением тепла, то в поглотительных емкостях предусмотрено принудительное охлаждение с помощью системы охлаждения. В предпочтительном варианте осуществления система охлаждения представляет собой рубашку охлаждения с теплоносителем.
Чрезмерное повышение температуры снижает селективность реакции и понижает растворимость кетена в реакционном растворе, поэтому температура в поглотительных емкостях поддерживается в диапазоне 25-35°С. Контроль за температурой реакционных растворов осуществляется с помощью датчиков температуры реакционной смеси. В предпочтительном варианте осуществления в качестве датчиков температуры реакционной смеси в поглотительной емкости используются термометры ТТ3.2 и ТТ3.3.
В предпочтительном варианте осуществления с двумя поглотительными емкостями барботирующее устройство БР3.1 первой поглотительной емкости Е3.1 соединено с выходом для газовой фазы сепаратора газ/жидкость СП3.1 по линии Л4. По данной линии Л4 газообразная смесь, обогащенная кетеном, поступает в поглотительную емкость Е3.1 через барботирующее устройство БР3.1 и далее через выход для отходящих газов по линии Л5 через барботирующее устройство БР3.2 в поглотительную емкость Е3.2. Для лучшего контакта газа с жидкостью eмкости Е3.1 и Е3.2 снабжены лопастными мешалками М3.1 и М3.2.
Для ввода уксусной кислоты в поглотительной емкости предусмотрен вход для уксусной кислоты, к которому по линии Л6 поступает уксусная кислота. В предпочтительном варианте осуществления уксусная кислота является ледяной уксусной кислотой.
Для выгрузки получаемого уксусного ангидрида в растворе уксусной кислоты в поглотительной емкости предусмотрен выход для раствора уксусного ангидрида, соединенный с линией Л7, по которой готовый раствор уксусного ангидрида поступает к входу для раствора уксусного ангидрида циркуляционного контура ацилирования пара-аминофенола. Посредством регулирования скорости выгрузки реакционной смеси из поглотительной емкости можно получать раствор уксусного ангидрида в уксусной кислоте в самом широком диапазоне концентраций, например от 1 до 99 % масс., предпочтительно от 60 до 98 % масс.
Каждая поглотительная емкость в установке согласно изобретению оборудована выходом для отходящих газов, в варианте осуществления установки с несколькими последовательно расположенными поглотительными емкостями выход для отходящих газов последней поглотительной емкости в серии (а в случае единственной поглотительной емкости непосредственно) соединен с линией Л8, по которой отходящие газы выходят из блока получения уксусного ангидрида на утилизацию (в атмосферу или на сжигание).
В предпочтительном варианте осуществления на данной линии предусмотрен ротаметр РТ3.1. Так как двухступенчатое отделение ацетона в холодильниках НХ3.1, НХ3.2 и сепараторе СП3.1 улавливает все пары ацетона, а поглотительный узел полностью удаляет кетен из газовой смеси, то на выходе выводится практически чистый метан. По скорости его выделения можно судить об интенсивности пиролиза и, соответственно, о количестве получаемого кетена. Таким образом, исходя из показаний ротаметра РТ3.1 можно определить необходимое количество свежего ацетона, которое следует подавать в испарительную eмкость ИС3.1 по линии Л1.
Циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола установки согласно изобретению предназначен для растворения твердого пара-аминофенола в смеси воды и свежего раствора уксусной кислоты и/или оборотного маточного раствора уксусной кислоты и образования нагретого раствора пара-аминофенола.
Циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола ЦК3.1 представляет собой единый рабочий объем, по которому непрерывно циркулирует текучая среда, и включает трубчатые линии циркуляции, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для подачи твeрдого пара-аминофенола, входы для подачи воды и свежего раствора уксусной кислоты и выход для выведения самотеком избытка приготовленного раствора.
Согласно изобретению циркуляционный контур ЦК3.1 может иметь различное расположение в пространстве: горизонтальное, вертикальное или имеющее угол наклона отличный от горизонтали или вертикали. В предпочтительном варианте осуществления циркуляционный контур ЦК3.1 имеет вертикальное расположение, причем центробежный насос расположен в нижней части контура непосредственно перед по меньшей мере одним теплообменником, такое расположение позволяет избегать образования воздушных пространств при циркуляции текучей среды и тем самым способствовать более эффективному тепло- и массообмену.
В варианте осуществления с вертикальным расположением циркуляционного контура ЦК3.1 вход для подачи твeрдого пара-аминофенола с помощью ячейкового питателя с бункером Б3.1 и входы для подачи воды и свежей уксусной кислоты по линиям Л10 и Л11 расположены в верхней части контура.
В предпочтительном варианте осуществления линии Л10 и Л11 в основном используются для создания исходного чистого раствора водной уксусной кислоты при начале работы установки.
Для получения раствора пара-аминофенола согласно изобретению используется уксусная кислота концентрацией 70-80%, так как в данном диапазоне достигается максимальная растворимость пара-аминофенола при температуре процесса.
В предпочтительном варианте осуществления циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола ЦК3.1 оборудован входом для подачи оборотного маточный раствор, который соединен по линии Л25 с eмкостью для хранения маточного раствора Е3.3, что позволяет направлять отобранный маточный раствор повторно в качестве среды для растворения твердого пара-аминофенола, обеспечивая повышение производительности установки согласно изобретению и снижение количества жидких отходов.
Согласно изобретению трубчатые линии циркуляции представляют собой трубопроводы постоянного сечения, выполненные из химически стойкого материала, причем трубчатые линии циркуляции должны быть выполнены таким образом, чтобы в них не создавалось застойных зон.
В предпочтительном варианте осуществления трубчатые линии циркуляции представляют собой трубы постоянного сечения, выполненные из нержавеющей стали и имеющие диаметр в диапазоне от 1 до 30 см.
Раствор пара-аминофенола в водной уксусной кислоте непрерывно прокачивается по контуру из трубчатых линий Л13 с помощью центробежного насоса Н3.1.
Центробежный насос Н3.1 согласно изобретению не ограничен конкретными марками и вариантами конструкции, и может быть выбран специалистом из любых типов центробежных насосов, обеспечивающих для целей изобретения необходимую скорость циркуляции при заданной вязкости реакционной смеси и степень перемешивания.
Для придания раствору пара-аминофенола необходимой температуры в контуре ЦК3.1 присутствует по меньшей мере один теплообменник ТО3.1, с помощью которого поддерживают температуру раствора в диапазоне от 45-50 °С. Теплообменник ТО3.1 выбирают таким образом, чтобы он имел возможность обеспечивать поддержание заданной температуры раствора при выбранной скорости потока. Также возможен вариант осуществления, при котором циркуляционный контур ЦК3.1 включает два и более теплообменника ТО3.1, подключенные последовательно или параллельно. В предпочтительном варианте осуществления циркуляционный контур ЦК3.1 включает один теплообменник ТО3.1, который представляет собой трубчатый теплообменник, расположенный вертикально.
Центробежный насос Н3.1 осуществляет высокоэффективное смешение всех компонентов и прокачивает раствор сквозь теплообменник ТО3.1.
В предпочтительно варианте осуществления циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола ЦК3.1 снабжен датчиком температуры для контроля за температурой раствора, предпочтительно термопарой ТТ3.4.
Циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола ЦК3.1 выполнен с возможностью работы в режиме саморегуляции, т.е. избыток готового циркулирующего раствора без твeрдой фракции удаляется естественным образом (самотеком) через выход для выведения избытка приготовленного раствора ТР3.1 и по линии Л15 переходит в циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола.
В предпочтительном варианте осуществления выход для выведения самотеком избытка приготовленного раствора ТР3.1 циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола выполнен в виде тройника-перелива с диоптром, который представляет собой T-образный тройник с подводом рабочей жидкости с нижней стороны и с вертикально расположенным выходным патрубком.
Циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола установки согласно изобретению представляет собой единый реакционный объем, по которому непрерывно циркулирует текучая среда, и включает трубчатые линии циркуляции, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для подачи раствора пара-аминофенола, соединенный по текучей среде с выходом для выведения избытка приготовленного раствора циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола, вход для подачи уксусного ангидрида, соединенный по текучей среде с выходом для раствора уксусного ангидрида по меньшей мере одной поглотительной eмкости блока получения уксусного ангидрида, и выход для выведения самотеком избытка реакционной смеси ацилирования.
Согласно изобретению циркуляционный контур ЦК3.2 может иметь различное расположение в пространстве: горизонтальное, вертикальное или имеющее угол наклона отличный от горизонтали или вертикали. В предпочтительном варианте осуществления циркуляционный контур ЦК3.2 имеет вертикальное расположение, причем центробежный насос расположен в нижней части контура непосредственно перед по меньшей мере одним теплообменником, такое расположение позволяет избегать образования воздушных пространств при циркуляции текучей среды и тем самым способствовать более эффективному тепло- и массообмену.
В варианте осуществления с вертикальным расположением циркуляционного контура ЦК3.2 вход для подачи раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте, который поступает по линии Л9 от выхода для раствора уксусного ангидрида блока получения уксусного ангидрида, расположен в верхней части контура. При подаче в контур ЦК3.2 раствор уксусного ангидрида может иметь концентрацию в диапазоне от 1 - 99 % масс., предпочтительно от 60 до 98 % масс.
Через вход для подачи раствора пара-аминофенола, соединенный по текучей среде с выходом для выведения избытка приготовленного раствора пара-аминофенола в циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола ЦК3.2 поступает нагретый раствор пара-аминофенола.
С помощью центробежного насоса Н3.2 реакционный раствор непрерывно прокачивается по контуру. При этом центробежный насос Н3.2 обеспечивает быстрое и эффективное смешение компонентов реакции.
Центробежный насос Н3.2 согласно изобретению не ограничен конкретными марками и вариантами конструкции, и может быть выбран специалистом из любых типов центробежных насосов, обеспечивающих для целей изобретения необходимую скорость циркуляции при заданной вязкости реакционной смеси и степень перемешивания.
Для поддержания необходимой температуры реакции в контуре присутствует по меньшей мере один теплообменник ТО3.2, с помощью которого поддерживают температуру в диапазоне от 45-50°С.
Теплообменник ТО3.2 выбирают таким образом, чтобы он имел возможность обеспечивать поддержание заданной температуры реакционной смеси при выбранной скорости потока. Также возможен вариант осуществления, при котором циркуляционный контур ЦК3.2 включает два и более теплообменника ТО3.2, подключенные последовательно или параллельно. В предпочтительном варианте осуществления циркуляционный контур ЦК3.2 включает один теплообменник ТО3.2, который представляет собой трубчатый теплообменник, расположенный вертикально.
В предпочтительном варианте осуществления циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола ЦК3.2 снабжен датчиком температуры для контроля за температурой реакционной смеси, предпочтительно термопарой ТТ3.5.
В данных условиях ацилирование протекает достаточно быстро, что позволяет не использовать дополнительных реакционных объемов, таких как реактора, и дополнительных средств перемешивания. Отсутствие дополнительных реакционных объемов позитивно влияет на тепло- и массообмен, поскольку в контуре не создается застойных зон, что нивелирует протекание возможных побочных реакций.
Циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола ЦК3.2 установки согласно изобретению выполнен с возможностью работы в режиме саморегуляции, т.е. избыток реакционной массы удаляется естественным образом (самотеком) через выход для выведения избытка реакционной смеси ацилирования ТР3.2 и по линии Л18 переходит в контур охлаждения и кристаллизации КО3.1.
В предпочтительном варианте осуществления выход для выведения избытка приготовленного раствора ТР3.2 циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола выполнен в виде тройника-перелива с диоптром, который представляет собой T-образный тройник с подводом рабочей жидкости с нижней стороны и с вертикально расположенным выходным патрубком.
Контур охлаждения и кристаллизации установки согласно изобретению предназначен для охлаждения реакционной смеси ацилирования и осуществления кристаллизации парацетамола с образованием суспензии парацетамола в растворе уксусной кислоты;
Согласно изобретению контур охлаждения и кристаллизации КО3.1 включает трубчатые линии, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для введения реакционной смеси ацилирования, соединенный по текучей среде с выходом для выведения избытка реакционной смеси циркуляционного контура ацилирования пара-аминофенола, кристаллизатор, оснащенный погружным вводом реакционной смеси и выходом для суспензии парацетамола в нижней части.
Для охлаждения реакционной смеси ацилирования до необходимой температуры в контуре присутствует по меньшей мере один теплообменник ТО3.3, с помощью которого устанавливают температуру смеси в диапазоне от 5 до 15 °С.
Теплообменник ТО3.3 выбирают таким образом, чтобы он имел возможность обеспечивать поддержание заданной температуры раствора при выбранной скорости потока. Также возможен вариант осуществления, при котором контур ЦО3.1 включает два и более теплообменника ТО3.3, подключенные последовательно или параллельно. В предпочтительном варианте осуществления контур ЦО3.1 включает один теплообменник ТО3.3, который представляет собой трубчатый теплообменник, расположенный вертикально.
Через трубчатый теплообменник ТО3.3 реакционную смесь прокачивают с помощью центробежного насоса Н3.3, расположенного на линии Л18 непосредственно перед теплообменником ТО3.3.
Центробежный насос Н3.3 согласно изобретению не ограничен конкретными марками и вариантами конструкции, и может быть выбран специалистом из любых типов центробежных насосов, обеспечивающих для целей изобретения необходимую скорость подачи при заданной вязкости реакционной смеси.
В предпочтительном варианте осуществления контур охлаждения и кристаллизации снабжен датчиком температуры для контроля за температурой реакционной смеси, предпочтительно термопарой ТТ3.6.
Теплообменник ТО3.3 посредством трубчатой линии Л18 соединен с кристаллизатором КР3.1.
Кристаллизатор КР3.1 представляет собой реакционный сосуд с коническим сужением ко дну, снабженный погружной трубой для ввода охлажденной реакционной смеси, выходом в нижней части для вывода суспензии парацетамола, выходом в верхней части для вывода избытка маточного раствора, а также, при необходимости, выходом на дне для вывода всей реакционной смеси в случае полной остановки работы.
В данном аппарате происходит кристаллизация парацетамола. Под действием непрерывно поступающей по погружной трубе жидкости во внутреннем объеме возникает восходящий поток и кристаллы продукта постоянно находятся во взвешенном состоянии. Это благоприятствует росту кристаллов и позволяет произвести разделение по размеру частиц - более крупные кристаллы парацетамола опускаются под действием силы тяжести в нижнюю часть кристаллизатора КР3.1. Также это позволяет отделить жидкую фазу от выпавшего твeрдого парацетамола. Соответственно, избыток чистого (без твeрдых частиц) маточного раствора выводится из кристаллизатора КР3.1 естественным образом через выход для вывода избытка маточного раствора, в предпочтительном варианте выполненном в виде обычного перелива, по линии Л21 в eмкость для хранения маточного раствора Е3.3.
Выход в нижней части кристаллизатора для вывода суспензии парацетамола соединен по линии Л20 с разделяющим устройством непрерывного действия.
Согласно настоящему изобретению разделяющее устройство непрерывного действия представляет собой любое устройство, которое позволяет в непрерывном режиме эффективно разделять твердый кристаллический осадок и жидкий маточный раствор.
В предпочтительном варианте осуществления разделяющее устройство непрерывного действия представляет собой горизонтальную центрифугу со скребковой выгрузкой ЦГ3.1.
Горизонтальная центрифуга со скребковой выгрузкой ЦГ3.1 согласно изобретению оборудована входом для подачи суспензии, выходящей из контура охлаждения и кристаллизации, а также выходом для выведения твердого парацетамола и выходом для выведения маточного раствора.
В предпочтительном варианте осуществления горизонтальная центрифуга ЦГ3.1 снабжена дополнительной подачей воды для промывки продукта, через которую по линии Л22 в центрифугу ЦГ3.1 подают чистую воду.
Отжатый промытый твeрдый парацетамол выводится из центрифуги через выход для выведения твердого парацетамола и по линии Л24 направляется либо на хранение, либо для дальнейшей сушки и очистки.
Чистый фугат выводится из центрифуги через выход для выведения маточного раствора и по линии Л23 направляется в eмкость для хранения маточного раствора Е3.3.
eмкость для хранения маточного раствора Е3.3, согласно изобретению, представляет собой резервуар подходящего размера снабженный двумя входами для подачи маточного раствора из кристаллизатора контура охлаждения и кристаллизации и разделяющего устройства, а также выходом для выведения маточного раствора.
Маточный раствор в eмкости Е3.3 представляет собой разбавленную водную уксусную кислоту с минимальным содержанием парацетамола.
В предпочтительном варианте осуществления выход для выведения маточного раствора eмкости Е3.3 соединен по линии Л25 с входом для подачи оборотного маточного раствора циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола. На линии Л25 расположен насос Н3.4, с помощью которого часть содержащегося в eмкости Е3.3 оборотного маточного раствора подается в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола.
Оставшаяся часть маточного раствора хранится в eмкости Е3.3, после накопления достаточного количества раствора его перенаправляют на стадию переработки - упаривание с выделением остаточного парацетамола (на схеме не показано). Полученную в ходе упаривания обводнeнную уксусную кислоту подвергают дополнительной перегонке, после чего используют повторно в процессе. Это позволяет существенно поднять выход продукта и избежать дополнительных жидких отходов.
Далее для наглядности раскрывается работа установки согласно предпочтительному варианту осуществления, показанному на фигуре 1:
В начале работы установки блок получения уксусного ангидрида БП3.1 тщательно продувают аргоном через линию Л1 (краны 6, 7 открыты, кран 8 закрыт) для полного удаления воздуха из блока. Затем через линию Л1 в испарительную eмкость ИС3.1 подают свежий ацетон (краны 7, 8 открыты), заполняют на 2/3 объема и нагревают до обеспечения постоянного энергичного кипения в eмкости.
С помощью крана 6 выставляют попутный слабый ток аргона.
Пары ацетона поднимаются из испарительной eмкости ИС3.1 и попадают в пиролизный реактор ПР3.1. В реакторе ПР3.1 посредством индукционного нагревателя ИН3.1 и термометра-пирометра ПТ3.1 поддерживается рабочая температура пиролиза 760-790°С.
В ходе пиролиза часть ацетона разлагается с образованием кетена и метана, и получившаяся горячая смесь газов, содержащая кетен, поступает в трубчатый теплообменник ТО3.1. Через внешнюю рубашку данного теплообменника в испарительную eмкость ИС3.1 проходит свежий ацетон, таким образом предварительно подогреваясь и тем самым охлаждая смесь газов, содержащую кетен. Контроль за степенью охлаждения смеси газов, содержащей кетен, в теплообменнике ТО3.1 осуществляют с помощью термометра ТТ3.1.
Далее смесь газов, содержащая кетен, направляется в нисходящий холодильник водяного охлаждения НХ3.1, в котором основная часть непрореагировавшего ацетона конденсируется, стекает вниз и поступает в линию возврата непрореагировавшего ацетона с сифоном С3.1. Для более полной очистки и разделения газовая смесь из нисходящего холодильника НХ3.1 по линии Л3 поступает в низкотемпературный спиральный нисходящий холодильник НХ3.2 и далее в охлаждаемый сепаратор газ-жидкость СП1. Для охлаждения НХ3.2 и СП3.1 используется теплоноситель с температурой -30°С. Из сепаратора СП3.1 сконденсированный ацетон по линии Л2 поступает через сифон С3.1 обратно в испарительную eмкость ИС3.1, а образовавшаяся газовая смесь, обогащенная кетеном, направляется на реакцию с уксусной кислотой.
Реакция газообразного кетена с уксусной кислотой проходит в поглотительных eмкостях Е3.1 и Е3.2, расположенных последовательно для более полного улавливания кетена. Температуру в поглотительных eмкостях Е3.1 и Е3.2 посредством охлаждающих рубашек поддерживают в диапазоне 25-35°С. Контроль за температурой реакционных растворов производят с помощью термометров ТТ3.2 и ТТ3.3. Газовая смесь кетен/метан подаeтся в Е3.1 по линии Л4 через барботирующее устройство БР3.1 и далее через выход для отходящих газов по линии Л5 в Е3.2 через барботирующее устройство БР3.2.
Ледяная уксусная кислота загружается в eмкости Е3.1 и Е3.2 по линии Л6. Для лучшего контакта газа с жидкостью в eмкостях Е3.1 и Е3.2 осуществляют активное перемешивание механическими лопастными мешалками М3.1 и М3.2.
По линии Л8 попутный метан выходит из установки на утилизацию (в атмосферу или на сжигание), проходя через ротаметр РТ3.1. По скорости его выделения определяют необходимое количество свежего ацетона, которое следует подавать в испарительную eмкость ИС3.1 по линии Л1.
Готовый раствор уксусного ангидрида выводят из eмкостей Е3.1 и Е3.2 по линии Л7.
Параллельно с запуском работы блока получения уксусного ангидрида в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола ЦК3.1 с помощью ячейкового питателя с бункером Б3.1 подают твердый пара-аминофенол, и одновременно по линиям Л10 и Л11 воду и свежий раствор уксусной кислоты. Получаемый раствор в режиме рециркуляции непрерывно прокачивается с помощью центробежного насоса Н3.1 по циркуляционному контуру. После выхода на стационарный режим работы всей установки в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола вместо свежего раствора уксусной кислоты по линии Л25 поступает оборотный маточный раствор уксусной кислоты из eмкости Е3.3. Центробежный насос Н3.1 осуществляет высокоэффективное смешение всех компонентов и прокачивает раствор сквозь трубчатый теплообменник ТО3.1, нагревая раствор до температуры 45-50°С.
При достижении определенного количества жидкости, избыток готового нагретого раствора пара-аминофенола без твeрдой фракции начинает выводиться самотеком через перелив ТР3.1 по линии Л15 и поступает в циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола ЦК3.2.
Поток жидкости в следующем контуре организован аналогичным образом: по циркуляционному контуру ЦК3.2 с помощью центробежного насоса Н3.2 непрерывно прокачивается реакционный раствор. В верхней части контура по линии Л9 непрерывно подают раствор уксусного ангидрида в уксусной кислоте, который поступает из блока получения уксусного ангидрида по линии Л7. Центробежный насос обеспечивает полное смешение компонентов реакции. Таким образом циркуляционный контур ЦК3.2 является реакционным объeмом, в котором протекает реакция ацилирования пара-аминофенола. Прохождение реакционного раствора через теплообменник ТО3.2 позволяет поддерживать необходимую температуру реакции. Контроль за температурой реакционной смеси осуществляют с помощью термопары ТТ3.5.
При достижении определенного количества жидкости, избыток реакционной смеси ацилирования начинает выводиться самотеком через перелив ТР3.2 по линии Л18 и поступает в контур охлаждения и кристаллизации КО3.1.
Горячую реакционную массу, поступающую из циркуляционного контура ЦК3.2 с помощью насоса Н3.3 прокачивают сквозь трубчатый теплообменник ТО3.3 для охлаждения. Охлаждение реакционной смеси ацилирования осуществляют до температуры в диапазоне от 5 до 15 °С. Контроль за температурой реакционной массы осуществляют с помощью термопары ТТ3.6. Далее реакционная масса поступает через погружную трубу в кристаллизатор со взвешенным слоем КР3.1. В данном аппарате происходит образованием суспензии парацетамола в растворе уксусной кислоты.
При достижении определенного количества жидкости, избыток чистого маточного раствора (без твeрдых частиц) удаляется из кристаллизатора КР3.1 естественным образом через перелив по линии Л21 в eмкость для хранения маточного раствора Е3.3.
Суспензию кристаллов парацетамола отбирают из нижней части кристаллизатора КР3.1 по линии Л20 и подают еe в центрифугу непрерывного действия со скребковой выгрузкой продукта ЦГ3.1 где суспензию разделяют на твердый парацетамол и жидкий маточный раствор. Отделяемый твердый парацетамол дополнительно промывают водой, для этого по линии Л22 в центрифугу ЦГ3.1 подают чистую воду. Чистый фугат (маточный раствор) удаляют из центрифуги по линии Л23 и собирают в eмкости для хранения маточного раствора Е3.3.
Часть полученного маточного раствора из eмкости Е3.3 с помощью насоса Н3.4 направляют по линии Л25 в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола ЦК3.1 в качестве оборотного раствора уксусной кислоты.
Отжатый промытый твeрдый парацетамол отгружают из центрифуги по линии Л24 для хранения или дальнейших процессов.
Таким образом, установка согласно изобретению работает в непрерывном режиме без необходимости останавливать какие либо аппараты для выделения продукта. При этом за счет использования собственного блока получения уксусного ангидрида, гарантирующего непрерывную и стабильную подачу раствора уксусного ангидрида необходимой концентрации, установка не требует дополнительных резервуаров хранения промежуточных продуктов, и обеспечивает выход продукта с неизменными характеристиками качества на протяжении длительного времени эксплуатации.
На представленных фигурах показаны:
на фиг. 1 показан один из предпочтительных вариантов осуществления установки согласно изобретению;
на фиг. 2 показан один из предпочтительных вариантов осуществления пиролизного металлического реактора с трубчатой рабочей частью, состоящей из множества параллельно расположенных металлических трубок;
на фиг. 3 показан один из предпочтительных вариантов осуществления пиролизного металлического реактора со встроенным металлическим элементом в виде цилиндрической детали.
Условные обозначения:
БП3.1 Блок получения уксусного ангидрида
ИС3.1 Испарительная eмкость с нагревающей рубашкой
ПР3.1 Пиролизный металлический реактор
ИН3.1 Индукционный нагреватель с охлаждаемой спиралью
ТО3.1 Теплообменник для подогрева свежего ацетона
НХ3.1 Нисходящий холодильник
С3.1 Сифон для возврата сконденсированных паров ацетона
НХ3.2 Низкотемпературный нисходящий холодильник
СП3.1 Сепаратор газ-жидкость для удаления остатков ацетона
Е3.1 Первая поглотительная eмкость
Е3.2 Вторая поглотительная eмкость
Е3.3 eмкость для хранения маточного раствора
М3.1 Механическая мешалка
М3.2 Механическая мешалка
БР3.1 Барботирующее устройство
БР3.2 Барботирующее устройство
ЦК3.1 Циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола
ЦК3.2 Циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола
КО3.1 Контур охлаждения и кристаллизации
Б3.1 Ячейковый дозатор с бункером для подачи твeрдого пара-аминофенола
Н3.1 Центробежный насос циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола
Н3.2 Центробежный насос циркуляционного контура ацилирования
Н3.3 Центробежный насос контура охлаждения и кристаллизации
Н3.4 Центробежный насос подачи оборотного маточного раствора
ТО3.1 Теплообменник нагрева исходного раствора пара-аминофенола
ТО3.2 Теплообменник нагрева реакционной смеси ацилирования
ТО3.3 Теплообменник охлаждения реакционной смеси ацилирования
ТР3.1 Перелив-тройник с диоптром
ТР3.2 Перелив-тройник с диоптром
КР3.1 Кристаллизатор со взвешенным слоем
ЦГ3.1 Горизонтальная центрифуга непрерывного действия со скребковой выгрузкой твeрдого парацетамола
ПТ3.1 Термометр-пирометр для контроля температуры в ПР3.1 и управления работой ИН3.1
ТТ3.1 Термометр для контроля температуры исходящих паров из ПР3.1
ТТ3.2 Термометр для измерения температуры раствора в поглотительной eмкости Е3.1
ТТ3.3 Термометр для измерения температуры раствора в поглотительной eмкости Е3.2
ТТ3.4 Термометр для контроля температуры в циркуляционном контуре приготовления раствора пара-аминофенола
ТТ3.5 Термометр для контроля температуры в циркуляционном контуре ацилирования пара-аминофенола
ТТ3.6 Термометр для контроля охлаждения реакционной смеси перед подачей в кристаллизатор со взвешенным слоем
РТ3.1 Ротаметр для измерения потока исходящего из установки метана
Л1 Линия подачи свежего ацетона в испарительную eмкость ИС3.1
Л2 Линия для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона в испарительную eмкость ИС3.1
Л3 Линия подачи охлаждeнных паров в низкотемпературный нисходящий холодильник НХ3.2
Л4 Линия подачи газообразной смеси, обогащенной кетеном, в поглотительную eмкость Е3.1
Л5 Линия подачи отходящих газов из поглотительной eмкости Е3.1 в поглотительную eмкость Е3.2
Л6 Линия подачи ледяной уксусной кислоты в поглотительные eмкости Е3.1 и Е3.2
Л7 Линия вывода раствора уксусного ангидрида из поглотительных eмкостей Е3.1 и Е3.2
Л8 Линия вывода газообразных отходов (метан/этилен) на утилизацию
Л9 Линия подачи раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте
Л10 Линия подачи чистой воды для приготовления раствора пара-аминофенола
Л11 Линия подачи ледяной уксусной кислоты для приготовления раствора пара-аминофенола
Л12 Линия подачи твeрдого пара-аминофенола
Л13 Трубчатые линии циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола
Л14 Сливная линия, для опорожнения или промывки циркуляционного контура приготовления раствора пара -аминофенола
Л15 Линия перелива для удаления избытка приготовленного раствора п-аминофенола
Л16 Трубчатые линии циркуляционного контура ацилирования
Л17 Сливная линия, для опорожнения или промывки циркуляционного контура ацилирования
Л18 Трубчатые линии контура охлаждения и кристаллизации
Л19 Сливная линия, для опорожнения или промывки кристаллизатора со взвешенным слоем
Л20 Линия выведения суспензии парацетамола из взвешенного слоя кристаллизатора
Л21 Линия выведения из кристаллизатора избытка маточного раствора, не содержащего твeрдой фракции парацетамола
Л22 Линия подачи чистой воды в центрифугу для промывки парацетамола
Л23 Линия вывода из центрифуги отделенного маточного раствора
Л24 Линия выведения из центрифуги твeрдого отжатого парацетамола
Л25 Линия подачи оборотного маточного раствора в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола
3.1 Кран подачи уксусной кислоты в поглотительную eмкость Е3.1 (исходное положение - закрыт)
3.2 Кран подачи уксусной кислоты в поглотительную eмкость Е3.2 (исходное положение - закрыт)
3.3 Кран выгрузки уксусного ангидрида из поглотительной eмкости Е3.1 (исходное положение - закрыт)
3.4 Кран выгрузки уксусного ангидрида из поглотительной eмкости Е3.2 (исходное положение - закрыт)
3.5 Кран возврата сконденсированного ацетона из сепаратора СП3.1 в испарительную eмкость ИС3.1 (исходное положение - закрыт)
3.6 Кран продувки установки аргоном перед началом работы (исходное положение - закрыт)
3.7 Кран подачи свежего ацетона в испарительную eмкость ИС3.1 (исходное положение - закрыт)
3.8 Кран подачи свежего ацетона в теплообменник предварительного нагрева ТО3.1 (исходное положение - закрыт)
3.9 Сливной кран циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола (исходное положение - закрыт)
3.10 Кран подачи чистой воды в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола (исходное положение - закрыт)
3.11 Кран подачи ледяной уксусной кислоты в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола (исходное положение - закрыт)
3.12 Кран подачи раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте в циркуляционный контур ацилирования (исходное положение - закрыт)
3.13 Сливной кран циркуляционного контура ацилирования (исходное положение - закрыт)
3.14 Сливной кран кристаллизатора со взвешенным слоем (исходное положение - закрыт)
3.15 Кран подачи чистой воды в центрифугу для промывки осадка парацетамола (исходное положение - закрыт)
3.16 Кран выведения суспензии парацетамола из взвешенного слоя кристаллизатора в центрифугу (исходное положение - закрыт)
A Верхний монтажный фланец
B Верхняя крышка
C Внутренние спиральные нагревательные элементы
D Рабочие трубки пиролизного реактора
E Внешние нагревательные элементы
F Нижняя крышка
G Нижний монтажный фланец
H Цилиндрическая деталь с продольными каналами
I Верхняя защитная крышка
J Верхний монтажный фланец
K Внешняя цилиндрическая стенка
L Центральный металлический стержень
M Нижний монтажный фланец
N Нижняя защитная крышка
Далее изобретение более подробно поясняется с помощью примеров осуществления, которые, однако, не накладывают ограничений на объем притязаний данного изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 Осуществление пиролиза ацетона в блоке получения уксусного ангидрида установки согласно изобретению с пиролизным реактором согласно Фиг. 2
Для осуществления данного примера использовали установку, созданную в соответствии со схемой, представленной на фигуре 1. Пиролизный реактор ПР3.1 был создан в соответствии со схемой, представленной на фигуре 2, и представлял собой набор из пяти толстостенных металлических трубок D с внутренним диаметром 5 мм и длиной 180 мм из нержавеющей стали марки AISI 316. Снаружи для лучшего нагрева на трубки нанизаны металлические шайбы E из стали 20Г2Р. Внутри трубок реактора расположены пассивные нагревательные элементы С, выполненные из нихромовой проволоки толщиной 0,5 мм и имеющие форму спирали диаметром 4,9 мм и восемь витков на один сантиметр длины.
Перед началом работы блок в течение 15 минут продували аргоном через линию Л1, чтобы полностью исключить присутствие воздуха в рабочем объeме. Затем в eмкость ИС3.1 загружали свежий ацетон (400 г), обеспечивали равномерное устойчивое кипение, пары ацетона непрерывно поступали в пиролизный реактор ПР3.1 с массовым расходом 21,42 г/мин, его внешняя температура составляла 783°С по показаниям ПТ3.1. Энергетические затраты индукционного нагревателя ИН3.1 составили 1150 ватт для поддержания заданной температуры в пустой установке, и 1730 ватт при поступлении паров ацетона в реактор ПР3.1 и выходе на рабочий режим. Конверсия паров ацетона в пиролизном реакторе ПР3.1 составила 10,4%, непрореагировавшие пары ацетона полностью конденсировались в холодильниках НХ3.1 и НХ3.2 и поступали на рецикл в испарительную eмкость ИС3.1. Массовый расход ацетона составил 133 г/час (2,3 моль/час), соответственно, осуществлялась непрерывная подача свежего ацетона по линии Л1 со скоростью 133 г/час, чтобы скомпенсировать расход исходного вещества. Газовая смесь, очищенная от ацетона, поступала в каскад емкостей Е3.1 и Е3.2 с ледяной уксусной кислотой (2 × 500 мл), где кетен полностью поглощался с образованием уксусного ангидрида. Большая часть кетена (~60-70%) поглощалась в eмкости Е1, оставшаяся часть газообразного кетена полностью поглощалась в eмкости Е3.2. Контроль за ходом реакции образования уксусного ангидрида осуществляли с помощью спектров 1H ЯМР с внутренним стандартом. В eмкостях Е3.1 и Е3.2 поддерживали температуру 30°С. По достижении концентрации 80% уксусного ангидрида в уксусной кислоте начинали удалять готовый 80% раствор из eмкостей (из Е3.1 со скоростью 133 г/час; из Е3.2 со скоростью 57 г/час). Одновременно с этим в eмкости подавали ледяную уксусную кислоту (в Е3.1 со скоростью 90,5 г/час; в Е3.2 со скоростью 38,8 г/час). Поток газа на выходе установки на линии Л8 по показаниям датчика потока газа РТ3.1 составлял 1,1-1,2 л/мин (основные компоненты смеси на выходе - метан и этилен).
Получали уксусный ангидрид с суммарной производительностью 152,3 г/час (1,49 моль/час в пересчeте на чистое вещество). Выход в реакции 64,8%. Работу установки осуществляли в непрерывном режиме в течение по меньшей мере 24 часов.
Уксусная кислота: 1H ЯМР (90 МГц, CDCl3) δ 2,09 (c, 3Н), 11,42 (уш.с, 1Н).
Уксусный ангидрид: 1H ЯМР (300 МГц, CDCl3) δ 2,22 (c, 6Н).
Пример 2 Осуществление пиролиза ацетона в блоке получения уксусного ангидрида установки согласно изобретению с пиролизным реактором согласно Фиг. 3
Для осуществления данного примера использовали установку, созданную в соответствии со схемой, представленной на фигуре 1. Пиролизный реактор ПР3.1 был создан в соответствии со схемой, представленной на фигуре 3, и представлял собой трубу из стали марки AISI 316 с запрессованной в нее цилиндрической деталью Н из стали марки AISI 316 с восемью продольными каналами, выполненными на внешней поверхности детали. В цилиндрической детали имелась полая цилиндрическая сердцевина, в которую был вставлен монолитный металлический стержень L из стали марки СТ3, герметично закрытый крышками из стали AISI 316.
Перед началом работы установку в течение 15 минут продували аргоном через линию Л1, чтобы полностью исключить присутствие воздуха в рабочем объeме. Затем в eмкость ИС3.1 загружали свежий ацетон (400 г), обеспечивали равномерное устойчивое кипение, пары ацетона непрерывно поступали в пиролизный реактор ПР3.1 с массовым расходом 22,28 г/мин, его внешняя температура составляла 784°С по показаниям ПТ3.1. Энергетические затраты индукционного нагревателя ИН3.1 составили 1165 ватт для поддержания заданной температуры в пустой установке, и 2110 ватт при поступлении паров ацетона в реактор ПР3.1 и выходе на рабочий режим. Конверсия паров ацетона в пиролизном реакторе ПР3.1 составила 12,1%, непрореагировавшие пары ацетона полностью конденсировались в холодильниках НХ3.1 и НХ3.2 и поступали на рецикл в испарительную eмкость ИС3.1. Массовый расход ацетона составил 161,8 г/час (2,79 моль/час), соответственно, осуществлялась непрерывная подача свежего ацетона по линии Л1 со скоростью 161,8 г/час, чтобы скомпенсировать расход исходного вещества.
Газовая смесь, очищенная от ацетона, поступала в каскад емкостей Е3.1 и Е3.2 с ледяной уксусной кислотой (2 × 500 мл), где кетен полностью поглощался с образованием уксусного ангидрида. Большая часть кетена (~60-70%) поглощалась в eмкости Е3.1, оставшаяся часть газообразного кетена полностью поглощалась в eмкости Е3.2. Контроль за ходом реакции образования уксусного ангидрида осуществляли с помощью спектров 1H ЯМР с внутренним стандартом. В eмкостях Е3.1 и Е3.2 поддерживали температуру 30°С. По достижении концентрации 90% уксусного ангидрида в уксусной кислоте начинали удалять готовый 90% раствор из eмкостей (из Е3.1 со скоростью 166 г/час; из Е3.2 со скоростью 71 г/час). Одновременно с этим в eмкости подавали ледяную уксусную кислоту (в Е3.1 со скоростью 97,6 г/час; в Е3.2 со скоростью 42 г/час). Поток газа на выходе установки на линии Л8 по показаниям датчика потока газа РТ3.1 составлял 1,1-1,8 л/мин (основной компонент смеси на выходе - метан).
Получали уксусный ангидрид с суммарной производительностью 213 г/час (2,09 моль/час в пересчeте на чистое вещество). Выход в реакции 75%. Работу установки осуществляли в непрерывном режиме в течение по меньшей мере 16 часов.
Пример 3 Осуществление пиролиза ацетона в блоке получения уксусного ангидрида установки с пиролизным реактором в виде «кетеновой лампы» из уровня техники (сравнительный пример)
Для сравнения были проведены пуски установки с альтернативным исполнением пиролизного реактора с внутренним электрическим нагревом (греющий элемент: нихромовая спираль ∅ 1 мм, навитая на фарфоровый держатель). Остальная аппаратная часть и параметры процесса остались без изменений для обеспечения корректного сравнения технологических решений. Общая потребляемая мощность пиролизного реактора составила 1800-1920 ватт, энергозатраты на проведение реакции составили 500 ватт, обеспечив при этом производительность 80-87 г/час уксусного ангидрида.
То есть при перерасчeте на равное количество потраченной энергии индукционный вариант нагрева пиролизного аппарата в 1,5 раза производительней и почти в два раза экономичней. Однако, определяющим недостатком аппарата с внутренней нагревающей спиралью была невозможность долгой работы. Из-за повреждения и перегорания спирали бесперебойная работа установки составляла не более 1,5 часов.
Пример 4 Получение парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом на установке согласно изобретению
Для осуществления данного примера использовали установку, созданную в соответствии со схемой, представленной на фигуре 1. Пиролизный реактор ПР3.1 был создан в соответствии со схемой, представленной на фигуре 3, и представлял собой трубу из стали марки AISI 316 с запрессованной в нее цилиндрической деталью Н из стали марки AISI 316 с восемью продольными каналами, выполненными на внешней поверхности детали. В цилиндрической детали имелась полая цилиндрическая сердцевина, в которую был вставлен монолитный металлический стержень L из стали марки СТ3, герметично закрытый крышками из стали AISI 316.
Перед началом работы блок БП3.1 в течение 15 минут продували аргоном через линию Л1, чтобы полностью исключить присутствие воздуха в рабочем объeме. Затем в eмкость ИС3.1 загружали свежий ацетон (400 г) с примесью триэтилфосфата в качестве катализатора (200 мг, 0,05%масс.), обеспечивали равномерное устойчивое кипение, пары ацетона непрерывно поступали в пиролизный реактор ПР3.1 с массовым расходом 22,28 г/мин, его внешняя температура составляла 784°С по показаниям ПТ3.1. Энергетические затраты индукционного нагревателя ИН3.1 составили 1165 ватт для поддержания заданной температуры в пустой установке, и 2110 ватт при поступлении паров ацетона в реактор ПР3.1 и выходе на рабочий режим. Конверсия паров ацетона в пиролизном реакторе ПР3.1 составила 12,1%, непрореагировавшие пары ацетона полностью конденсировались в холодильниках НХ3.1 и НХ3.2 и поступали на рецикл в испарительную eмкость ИС3.1. Массовый расход ацетона составил 161,8 г/час (2,79 моль/час), соответственно, осуществлялась непрерывная подача свежего ацетона с примесью триэтилфосфата в качестве катализатора (81 мг на 161,8 г ацетона, 0,05%масс.) по линии Л1 со скоростью 161,8 г/час, чтобы скомпенсировать расход исходного вещества.
Газовая смесь, очищенная от ацетона, поступала в каскад емкостей Е3.1 и Е3.2 с ледяной уксусной кислотой (2 × 500 мл), где кетен полностью поглощался с образованием уксусного ангидрида с количественным выходом. В первой поглотительной eмкости кетен поглощался интенсивнее, чем во второй, соответственно, входные и выходные потоки уксусной кислоты в Е3.1 были несколько больше, чем в Е3.2. Интенсивность входных потоков регулировали кранами 3.1 и 3.2, выходных - кранами 3.3 и 3.4. Концентрации в eмкостях и на выходе из линии Л7 контролировали по данным газовой хроматографии или с помощью ЯМР с использованием внутреннего стандарта. В eмкостях Е3.1 и Е3.2 поддерживали температуру 30°С. По достижении концентрации 98% уксусного ангидрида в уксусной кислоте начинали удалять готовый 98% раствор из eмкостей с суммарным расходом 217,7 г/час (из Е3.1 со скоростью 152,4 г/час; из Е3.2 со скоростью 65,3 г/час). Одновременно с этим в eмкости подавали ледяную уксусную кислоту с суммарным расходом 129,8 г/час (в Е3.1 со скоростью 90,9 г/час; в Е3.2 со скоростью 38,9 г/час). Поток газа на выходе установки на линии Л8 по показаниям датчика потока газа РТ3.1 составлял 1,1-1,8 л/мин (основной компонент смеси на выходе - метан). Получаемый 98% раствор уксусного ангидрида со скоростью 217,7 г/час (2,09 моль, 1,1 экв) по линии Л9 непрерывно подавали в контур ЦК3.2.
Параллельно с работой блока БП3.1 в контуре приготовления исходного раствора ЦК3.1 из бункера с ячейковым питателем Б3.1 непрерывно дозировали твeрдый сухой пара-аминофенол со скоростью 207,3 г/час (1,9 моль/час), по линии Л10 подавали воду со скоростью 311 г/час и по линии Л11 ледяную уксусную кислоту со скоростью 725 г/час. После выхода установки на стационарный режим в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола вместо воды по линии Л10 и ледяной уксусной кислоты по линии Л11 поступал оборотный маточный раствор уксусной кислоты по линии Л25 из eмкости Е3.3 со скоростью 1036 г/час. Содержание воды в оборотном растворе составляло 30%, остаточное содержание растворeнного парацетамола ~10%, в процессе синтеза содержание воды несколько уменьшается за счeт выделения уксусной кислоты в ходе реакции, что компенсировали добавлением чистой воды во время промывки продукта.
В контуре приготовления исходного раствора ЦК3.1 с помощью теплообменника ТО3.1 поддерживали температуру 47°С. Приготовленный горячий раствор пара-аминофенола непрерывно поступал через перелив-тройник ТР3.1 в контур ЦК3.2 для проведения реакции ацилирования с помощью уксусного ангидрида, поступавшего по линии Л9 из блока БП3.1. Перелив представлял собой T-образный тройник, где подвод рабочей жидкости осуществляется с нижней стороны, и с вертикально расположенным выходным патрубком, по которому удаляется готовый раствор пара-аминофенола без твeрдой фракции. В реакционном контуре ЦК3.2 с помощью теплообменника ТО3.2 поддерживалась температура 47°С. В циркуляционных контурах ЦК3.1 и ЦК3.2 с помощью центробежных насосов Н3.1 и Н3.2 обеспечивалась прокачка рабочих жидкостей с расходом 50 л/мин. Циркуляционные контуры ЦК3.1 и ЦК3.2 были изготовлены из трубы нержавеющей стали марки AISI 316 с внутренним диаметром 47 мм.
Из контура ЦК3.2 реакционная масса через перелив-тройник ТР3.2 по линии Л18 поступала в контур КО3.1, охлаждалась в теплообменнике ТО3.3 и попадала в кристаллизатор КР3.1 через погружную трубу с образованием взвешенного слоя. После охлаждения в теплообменнике ТО3.3 в кристаллизаторе КР3.1 устанавливалась температура 10°С и образовывалась суспензия кристаллического парацетамола в маточном растворе. Концентрированную суспензию непрерывно отбирали из взвешенного слоя в нижней части кристаллизатора и перенаправляли в горизонтальную центрифугу со скребковой выгрузкой ЦГ3.1. Для промывки отжатого осадка в ЦГ3.1 подавали чистую воду со скоростью 65,8 г/час. Часть маточного раствора, собранного в eмкости Е3.3, отправляли по линии Л25 в контур ЦК3.1 для приготовления раствора пара-аминофенола с расходом 1036 г/час. Отжатый кристаллический парацетамол влажностью 20% выгружали из ЦГ3.1 и отправляли на дополнительную сушку в вакууме.
Получали парацетамол с производительностью 251 г/час (выход 87,7%, чистота 99,2%).
Установка синтеза парацетамола работала в непрерывном режиме при указанных параметрах и производительности в течение 48 часов. После окончания работы установки провели упаривание собранного маточного раствора, после чего общий выход продукта составил 98% (от теор.).
Уксусная кислота:
1H ЯМР (90 МГц, CDCl3) δ 2,09 (c, 3Н), 11,42 (уш.с, 1Н).
Уксусный ангидрид
1H ЯМР (300 МГц, CDCl3) δ 2,22 (c, 6Н).
Парацетамол:
1H ЯМР (300 МГц, ДМСО-d6) δ 1,99 (с, 3Н), 6.68 (д, 2Н, J = 8,8 Гц), 7.34 (д, 2Н, J = 8,8 Гц), 9,12 (с, 1H), 9,64 (с, 1H).
13C ЯМР (300 МГц, ДМСО-d6) δ 24,2, 115,5, 121,3, 131,5, 153,6, 168,0.
Таким образом, представленные результаты проведенных экспериментов наглядно демонстрируют, что установка согласно изобретению позволяет осуществлять непрерывное получение уксусного ангидрида посредством пиролиза ацетона, при этом реализуется энергоэффективный нагрев паров ацетона в точно заданном диапазоне температур с легкой регулировкой температуры внутри пиролизного реактора и коротким временем отклика, при этом отличается возможностью длительной стабильной эксплуатации в непрерывном режиме, а использование циркуляционных контуров за счет высокоэффективного перемешивания обеспечивает отличную скорость реакции и как следствие высокую производительность.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА АЦИЛИРОВАНИЕМ п-АМИНОФЕНОЛА УКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА ЭТИМ СПОСОБОМ | 2023 |
|
RU2820549C1 |
| СПОСОБ И УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА ИЗ ФЕНОЛА | 2023 |
|
RU2814270C1 |
| СПОСОБ И УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА ИЗ ПАРА-НИТРОЗОФЕНОЛА И/ИЛИ ПАРА-НИТРОФЕНОЛА В СРЕДЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ | 2023 |
|
RU2818763C1 |
| УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОГО АНГИДРИДА ПИРОЛИЗОМ АЦЕТОНА | 2024 |
|
RU2828222C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ п-АМИНОФЕНОЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ п-АМИНОФЕНОЛА ЭТИМ СПОСОБОМ | 2023 |
|
RU2822065C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА | 2014 |
|
RU2574733C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА-АМИНОФЕНОЛА И АЦЕТАТА ЦИНКА ПОСРЕДСТВОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПАРА-НИТРОЗОФЕНОЛА МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЦИНКОМ В СРЕДЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ | 2023 |
|
RU2798466C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА | 2011 |
|
RU2461543C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ п-АЦЕТИЛАМИНОФЕНОЛА | 2012 |
|
RU2495865C1 |
| СПОСОБ ОБРАБОТКИ ХИМИЧЕСКИХ БОЕВЫХ ВЕЩЕСТВ | 1995 |
|
RU2156631C2 |
Настоящее изобретение относится к области химической технологии, а именно к установке для непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, полученным in situ пиролизом ацетона, а также к способу непрерывного получения парацетамола из пара-аминофенола на указанной установке. Предлагаемая установка включает блок получения уксусного ангидрида пиролизом ацетона, циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте, циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола, контур охлаждения и кристаллизации, разделяющее устройство непрерывного действия для отделения твердого парацетамола и ёмкость для хранения маточного раствора. Технический результат – предоставление установки получения парацетамола, позволяющей осуществлять совместное непрерывное получение уксусного ангидрида пиролизом ацетона и ацилирование пара-аминофенола, с возможностью эффективного нагрева паров подвергаемого пиролизу реагента в заданном диапазоне температур, и отличающейся стабильностью эксплуатации в непрерывном режиме в течение длительного времени и эффективным перемешиванием, гарантирующим улучшенный тепло- и массообмен реакционной смеси ацилирования, при простом конструктивном исполнении, обеспечивающем высокую производительность и энергоэффективность. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 пр.
1. Установка непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, получаемым in situ пиролизом ацетона, включающая:
- блок получения уксусного ангидрида пиролизом ацетона, включающий испарительную ёмкость для испарения ацетона, пиролизный металлический реактор, выполненный с возможностью осуществления пиролиза ацетона с образованием смеси газов, содержащей кетен, по меньшей мере один холодильник для конденсации непрореагировавшего ацетона, линию для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона в испарительную ёмкость, сепаратор газ-жидкость, по меньшей мере одну поглотительную ёмкость, выполненную с возможностью осуществления взаимодействия газообразного кетена с жидкой уксусной кислотой, причем для нагрева пиролизного металлического реактора блок оборудован индукционным нагревателем, а пиролизный металлический реактор представляет собой реактор, снабженный внутренним реакционным пространством и металлическими стенками, способными разогреваться при воздействии переменного магнитного поля, создаваемого индукционным нагревателем, и по меньшей мере одна поглотительная ёмкость оборудована входом для уксусной кислоты, выходом для отходящих газов и выходом для раствора уксусного ангидрида;
- циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте, включающий трубчатые линии циркуляции, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для подачи твёрдого пара-аминофенола, входы для подачи воды и свежего раствора уксусной кислоты и выход для выведения самотеком избытка приготовленного раствора;
- циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола, включающий трубчатые линии циркуляции, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для подачи раствора пара-аминофенола, соединенный по текучей среде с выходом для выведения избытка приготовленного раствора циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола, вход для подачи уксусного ангидрида, соединенный по текучей среде с выходом для раствора уксусного ангидрида по меньшей мере одной поглотительной ёмкости блока получения уксусного ангидрида, и выход для выведения самотеком избытка реакционной смеси ацилирования;
- контур охлаждения и кристаллизации, включающий трубчатые линии, центробежный насос, по меньшей мере один теплообменник, вход для введения реакционной смеси ацилирования, соединенный по текучей среде с выходом для выведения избытка реакционной смеси циркуляционного контура ацилирования пара-аминофенола, кристаллизатор, оснащенный погружным вводом реакционной смеси и выходом для суспензии парацетамола в нижней части;
- разделяющее устройство непрерывного действия для отделения твердого парацетамола из суспензии, выходящей из контура охлаждения и кристаллизации;
- ёмкость для хранения маточного раствора.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разделяющее устройство непрерывного действия представляет собой горизонтальную центрифугу со скребковой выгрузкой.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола дополнительно оснащен входом для подачи оборотного маточного раствора уксусной кислоты.
4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что ёмкость для хранения маточного раствора соединена по текучей среде с входом для подачи оборотного маточного раствора уксусной кислоты циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола.
5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что выход для выведения самотеком избытка приготовленного раствора циркуляционного контура приготовления раствора пара-аминофенола выполнен в виде тройника-перелива с диоптром.
6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что выход для выведения самотеком избытка реакционной смеси ацилирования циркуляционного контура ацилирования пара-аминофенола выполнен в виде тройника-перелива с диоптром.
7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что пиролизный металлический реактор блока получения уксусного ангидрида снабжен встроенными и/или расположенными с внешней стороны металлических стенок реактора дополнительными металлическими элементами, способными воспринимать переменное магнитное поле для нагрева.
8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что пиролизный металлический реактор представляет собой пиролизный трубчатый металлический реактор.
9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что пиролизный трубчатый металлический реактор состоит из множества параллельно расположенных металлических трубок.
10. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что металлический встроенный элемент в пиролизном металлическом реакторе представляет собой спираль из металлической проволоки, расположенную во внутреннем реакционном пространстве по меньшей мере одной металлической трубки пиролизного реактора.
11. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что металлический встроенный элемент в пиролизном металлическом реакторе представляет собой цилиндрическую деталь с продольными каналами, выполненными на внешней поверхности детали, и полой цилиндрической сердцевиной, в которую вставлен монолитный металлический стержень, причем деталь и монолитный металлический стержень выполнены из разных материалов.
12 Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок получения уксусного ангидрида включает два подключенных последовательно холодильника для конденсации непрореагировавшего ацетона, предпочтительно два нисходящих холодильника.
13 Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна поглотительная ёмкость блока получения уксусного ангидрида снабжена системой охлаждения, датчиком температуры, барботирующим устройством для ввода газообразной смеси, обогащенной кетеном, лопастной мешалкой, входом для уксусной кислоты, выходом для отходящих газов и выходом для жидкой реакционной смеси.
14. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что блок получения уксусного ангидрида включает две поглотительные ёмкости, подключенные последовательно.
15. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что выход для отходящих газов первой поглотительной ёмкости соединен с барботирующим устройством второй поглотительной ёмкости.
16. Способ непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, получаемым in situ пиролизом ацетона, на установке по п. 1, включающий следующие стадии:
a) непрерывной одновременной подачи твердого пара-аминофенола, воды и раствора уксусной кислоты в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола для растворения пара-аминофенола и образования нагретого раствора;
b) непрерывной циркуляции раствора пара-аминофенола при помощи центробежного насоса по циркуляционному контуру;
c) выведения самотеком части приготовленного нагретого раствора пара-аминофенола в циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола;
d) непрерывной подачи раствора уксусного ангидрида в циркуляционный контур ацилирования пара-аминофенола с образованием реакционной смеси ацилирования;
e) непрерывной циркуляции реакционной смеси ацилирования при помощи центробежного насоса по циркуляционному контуру;
f) выведения самотеком части реакционной смеси ацилирования в контур охлаждения и кристаллизации;
g) охлаждения и кристаллизации реакционной смеси ацилирования с образованием суспензии парацетамола в растворе уксусной кислоты;
h) выведения части суспензии парацетамола из нижней части кристаллизатора контура охлаждения и кристаллизации в разделяющее устройство непрерывного действия;
i) разделения твердого парацетамола и маточного раствора;
j) выгрузки парацетамола из разделяющего устройства непрерывного действия с получением готового продукта,
причем раствор уксусного ангидрида на стадии d) подают из по меньшей мере одной поглотительной ёмкости блока получения уксусного ангидрида, в которой уксусный ангидрид получают из раствора уксусной кислоты и газообразного кетена, полученного пиролизом ацетона в пиролизном металлическом реакторе, нагреваемом при воздействии переменного магнитного поля, создаваемого индукционным нагревателем.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что маточный раствор со стадии i) собирают в емкости для хранения маточного раствора, а затем направляют на стадию а) в качестве раствора уксусной кислоты.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что на стадии i) отделяемый твердый парацетамол дополнительно промывают водой.
19. Способ по п. 16, отличающийся тем, что раствор уксусного ангидрида на стадии d) имеет концентрацию в диапазоне от 1 до 99% масс., предпочтительно от 60 до 98% масс.
20. Способ по п. 16, отличающийся тем, что при циркуляции раствора пара-аминофенола на стадии b) поддерживают температуру раствора в диапазоне от 45 до 50°С.
21. Способ по п. 16, отличающийся тем, что при циркуляции реакционной смеси ацилирования на стадии е) поддерживают температуру смеси в диапазоне от 45 до 50°С.
22. Способ по п. 16, отличающийся тем, что на стадии g) охлаждение реакционной смеси ацилирования осуществляют до температуры в диапазоне от 5 до 15°С.
| Rifki Wahyu Kurnianto et al | |||
| Kinetics Study of Paracetamol Production from Para-Aminophenol and Acetic Anhydride | |||
| JURNAL REKAYASA PROSES, 2021, 15(1), 49-58 | |||
| СПОСОБ И УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАЦЕТАМОЛА ИЗ ФЕНОЛА | 2023 |
|
RU2814270C1 |
| CN 103113254 A, 22.05.2013 | |||
| CN 210176761 U, 24.03.2020 | |||
| US 10286504 B2, 14.05.2019. | |||
