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1、,单击此处编辑母版标题样式,2021/3/10,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/10,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/10,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/10,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/10,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级
2、,第三级,第四级,第五级,2021/3/10,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/10,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/10,*,生化,1309,班,第五组,对乙酰氨基酚原料药工艺设计,2021/3/10,1,一、设计任务,二、产品介绍与前景展望,三、生产工艺路线的设计,四、小试优化与中试放大确定工艺路线,五、工艺流程图及最佳工艺条件,六、主要原料及产品的性质、规格、用途,八、回收套用与“三废”处理方法,目 录,2021/3/10,2,一、设计任务：,年产,1
3、000,吨对乙酰氨基酚原料药工艺设计,二、产品介绍及前景展望,：,解热镇痛药是临床上常用的一类药物，有的已人工合成,100,多年，至今仍被广泛使用,(,如阿司匹林,),。此类药物种类繁多，有水杨酸类、酚类和乙酰苯胺类等。它们能使体温降至正常水平，并可解除某些躯体疼痛。其解热原理是作用于下丘脑的体温调节中枢，通过皮肤血管扩张，散放出汗，而使升高的体温恢复正常。,2021/3/10,3,扑热息痛于本世纪,40,年代开始在临床上广泛使用，现已收入各国药典。尤其是自,60,年代，发现非那西丁,(Phenacetin),对肾小球及视网膜有严重毒副作用以来，逐渐形成了以扑热息痛代替非那西丁的局面。,截止到
4、,2004,年，我国的扑热息痛中间体对氨基苯酚的产量已达到,3,万吨以上。,前景,展望,2021/3/10,4,1,、,常采用两步法即先制备得中间体对氨基苯酚,PAP,，中间体再经过乙酰化得,APAP,即扑热息痛,。,2,、,合成步骤为起始原料,PAP,APAP,。,3,、,各合成路线的差异主要在两步法的第一步，即由起始原料,PAP,三、生产工艺路线的设计,2021/3/10,5,（,1,）苯酚亚硝化法路线,苯酚在低温下（冷却至,-5,）与亚硝酸钠和硫酸作用生成对亚硝基苯酚，再经 硫化钠还原得到对氨基苯酚。,该工艺路线目前研究比较成熟，收率为,80%-85%,，,但还原步骤中硫化钠作为还原剂成
5、本较高。对亚硝基苯酚，可经氧化为对硝基苯酚，但收率不高。,1.以苯酚为起始原料的合成路线,2021/3/10,6,（,2,）苯酚硝化法路线,在低温冷却下由苯酚直接硝化得对硝基苯酚，再经铁粉还原得到,PAP,中间体。,该合成路线中，硝化步骤用硝酸和硫酸的混酸作为硝化剂，同时反应产生二氧化氮气体，故而对反应设备要求相对高，释放有毒气体和混酸造成的污染，也有一定的处理困难。,2021/3/10,7,（,3,）苯酚偶氮法路线,苯酚与苯胺重氮盐在碱性条件下偶联生成偶氮化合物。偶氮化合物酸化的对羟基偶联苯，钯,/,碳为催化剂在甲醇溶液中氢解得,PAP,。,该方法原料易得，收率较高，达,95%-98%,，所
6、用的苯胺可以在氢解后回收套用。缺点是，中间体对羟基苯胺须在甲醇中氢解，催化剂钯,/,碳较为昂贵，故而从成本考虑不理想。,2021/3/10,8,硝基苯是廉价易得的化工原料，所以原料来源和成本较低。硝基苯可用铝屑还原、电解或催化氢化等方法直接制成,PAP,，经乙酰化得产品。,（,1,）金属还原法路线,该法是在稀硫酸中，用铝粉将硝基苯一步还原为,PAP,。目前辽宁抚厩友谊化工厂已用该法进行工业化生产，国外也有工业化生产装置。生产成本低，设备简单，生产周期短。但铝粉耗量大，副产物为,Al(OH)3,过滤是个问题。,2.,以硝基苯为起始原料的合成路线,2021/3/10,9,（,2,）电解还原法路线,
7、该法在,80-90,下，以,20%-30%,硫酸作介质，加入少量表面活性剂，通过电解使置于阴极上的硝基苯还原生成,PAP,。,该法操作简单、流程短、产品纯度高、克服了环境污染问题，国内一些研究单位展开了技术研究，由于技术难度高，生产控制要求严格，电耗大，目前我国尚未实现工业化。,2021/3/10,10,（,3,）催化氢化法路线,该法用铂,-,碳为催化剂，在,10%-20%,的硫酸水溶液中进行反应，,同时加入阳离子表面活性剂（如十二烷基三甲基氯化铵）作为分,散剂，以硅藻土、硅胶、沸石分子筛、活性炭等为载体，也可用钯、铑、铱和钌等其他铂族金属作催化剂。另外，也可将铂与钯、铑、铱、钌及金并用，有无
8、载体都可。反应条件为,:70-110,，,0.1-1Mpa,。,2021/3/10,11,一般采用有机酸和稀硫酸、醇等为反应溶剂，加入表面活性剂和相转移催化剂来增加硝基苯在溶剂中的溶解度。加入水溶性有机溶剂来减少水油两相的混溶，从而使反应的选择性增大。反应后用固体吸附剂来吸附未溶解的硝基苯。,该法流程短，设备也不难解决，催化剂能够重复使用，催化剂较为贵重，但总体上的生产成本经济合理，已经用于工业化生产。,2021/3/10,12,3.,以对硝基苯酚钠为原料的合成路线,该路线制备简捷，技术成熟，适合工业化生产，但收率低，,产品质量不稳定，铁屑,-,盐酸还原步骤产生大量的铁泥，在“三废”处理上存在
9、许多问题，而且相较于硝基苯，对硝基苯酚的价格较昂贵，国外许多国家已经淘汰此法,。,2021/3/10,13,（二）,PAP,合成,APAP,相比较于,PAP,的合成，由,PAP,合成,APAP,路线较为固定均为乙酰化，即由对氨基酚与醋酸或醋酐在加热下脱水，反应生成扑热息痛。,2021/3/10,14,综合对比各条工艺路线，并且结合实际的设计任务，决定选择以硝基苯为原料，通过催化加氢制得对氨基苯酚，然后酰化得到对乙酰氨基酚（,APAP,）。,四小试优化与中试放大确定工艺路线,2021/3/10,15,（一）扑热息痛工艺流程框图：,1.,以对硝基苯为原料制备对氨基苯酚的工艺流程框图,五、工艺流程图
10、及最佳工艺条件：,冷却结晶,滤液,过滤,离心过滤,对氨基苯酚,冷却,沉淀,压滤,还原,催化剂,对硝基苯,氢气,10%,稀硫酸,2021/3/10,16,2.,对乙酰氨基酚的制备工艺流程框图,（,1,）酰化,（,2,）精制,对乙酰氨基酚粗品,冰醋酸,对氨基苯酚,酰化,50%,以上的冰醋酸,结晶,离心,干燥,对乙酰氨基酚粗品,离心,干燥,对乙酰氨基酚精品,冷却结晶,溶解,抽滤,脱色,母液套用,2021/3/10,17,以硝基苯为原料,加氢合成对氨基苯酚,在不分离出对氨基苯酚的情况下,乙酰化直接合成了扑热息痛,获得的最佳工艺条件为,:,加氢反应温度为,90,；,加氢液硫酸浓度为,10%,；,加氢液的
11、水油比,5,1,；,最佳催化剂用量为硝基苯重量的,1%,；,乙酰化试剂乙酐与乙酸最佳比为,2,1,；,乙酰化最佳温度为,100,。,最佳工艺条件,2021/3/10,18,（一）原料及产品物性：,1.,硝基苯,无色或微黄色具苦杏仁味的油状液体，分子式,C,6,H,5,NO,2,。分子量,123.11,，相对密度,1.205,，熔点,5.7,，沸点,210.9,，闪点,87.78,，自燃点,482.22,，蒸气密度,4.25,，蒸气压,0.13kPa,。难溶于水,;,，易溶于乙醇、乙醚、苯和油，遇明火、高热会燃烧、爆炸，与硝酸反应剧烈。,2.,对氨基苯酚,分子量,109.13,，外观白色或淡黄色
12、结晶，相对密度,1.290,，熔点,184,186,，沸点,284,。,六、主要原料及产品的性质、规格、用途,2021/3/10,19,3.,对乙酰氨基苯酚,又名醋氨酚，简称,APAP,，药物名扑热息痛。它是一种白色或类白色的结晶或结晶粉末，无臭，味微苦，分子量,151.16,，相对密度,1.293,，熔点,169,170,5,。溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯，易溶于热水，几乎不溶于冷水和石油醚。,4.10%,的稀硫酸密度为,1.07g/ml,，冰醋酸的密度为,1.049g/ml,。,（二）生产规模及工作制度：,年产,1000,吨纯度为,99%,的扑热息痛，全年工作日,300,天，,24,小时
13、生产。,2021/3/10,20,1.,主要三废：,以硝基苯为原料，通过催化加氢制得对氨基苯酚的方法主要三废为废水，该法以铁粉为还原剂，生产过程中会产生大量含酚、胺的铁泥和污水，污染较严重。扑热息痛制药废水主要含对乙酰氨基苯酚、对氨基苯酚、偶氮化合物、醋酸等。,八、,回收套用与“三废”处理方法,2021/3/10,21,2.,废水治理方法：,目前处理扑热息痛制药废水处理方法有混凝沉淀、膜过滤、厌氧生化处理、好氧生化处理等方式组合的工艺，本次设计采用厌氧两级好氧为主的工艺处理扑热息痛制药废水。工艺流程图如下：,车间来水,格栅集水池,匀质调节池,中和池,升流式厌氧反应器,曝气池,初沉池,接触氧化池,达标排放,出水监测池,过滤、吸附,吸水池,二沉池,事故池,事故切换,加营养盐,加碱 加蒸汽,沼气燃烧,空气,污泥回流,空气,2021/3/10,22,谢谢观看,2021/3/10,23,放映结束,感谢各位的批评指导！,谢 谢！,让我们共同进步,2021/3/10,24,
