一种制备药用氢氧化铝的方法与流程

本发明属于化学领域，具体涉及一种制备药用氢氧化铝的方法。

背景技术：

撞击流的概念首先是由Elperin提出，此后Elperin和Tamir进行了一系列基础研究和应用研究，其特点是可显著强化系统相间的热、质传递过程。撞击流也就是两股或多股从喷嘴喷射出来的流体在空间某点相互碰撞、混合，混合特征尺寸还有几个或几百个微米，所以分子扩散长度被大大地缩短，在短时间内能实现良好的微观混合。

氢氧化铝通常为白色粉末，物理性质和化学性质稳定，具有耐热、无味无毒、不挥发、不吸潮等特点。氢氧化铝是典型且常用的抗酸药，具有抗酸、吸着、局部止血和保护溃疡面等作用。其与胃内的胃酸起中和或缓冲的化学反应，但对胃酸的分泌没有直接影响，其抗酸作用缓慢而持久。

现有的氢氧化铝的制备方法有工业制备方法(拜耳法和烧结法)、水热法、溶胶凝胶法、碳分法、微乳液法、酸碱法、均相沉淀法、离子膜电解法、铝盐水解法等，其中工业制备方法(拜耳法和烧结法)合成的氢氧化铝产物粒度大，主要作为制备铝盐的重要原料。而通过水热法、溶胶凝胶法、碳分法、微乳液法等合成的氢氧化铝粒度细，白度高，且容易控制。

目前利用撞击流反应制备药用氢氧化铝的方法未见报道，且目前常用的药用氢氧化铝的生产方法多是间歇式生产，生产效率低下。

中国专利申请200410067540.8公开了一种纳米氢氧化铝的制备方法，属无机化合物制备工艺技术领域。本发明方法主要包括有均相沉淀法合成法和非均相沉淀共沸蒸馏法，该方法的特点是采用铝盐溶液和碱性溶液为原料，添加少量高分子保护剂如聚乙二醇或聚乙烯醇，在均质乳化反应器中发生均相沉淀反应,根据所需产物粒径调节搅拌速度，得到的氢氧化铝悬浊液经冷却、陈化、抽滤，洗涤，将所得滤饼加入正丁醇共沸溶剂的溶液，进行共沸蒸馏，烘干所得氢氧化铝胶体，最后制得纳米氢氧化铝粉体。该方法工艺流程简单，易于操作，但是该方法制得的氢氧化铝成品纯度较低，且未能实现连续化生产，生产效率较低。

因此，针对现有技术中存在的技术问题，有必要提供一种生产效率高，且能够实现连续化生产的制备工艺。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种制备药用氢氧化铝的方法，以解决以上缺陷，该制备方法可实现连续化生产氢氧化铝，经该制备方法得到的氢氧化铝具有纯度高，杂质少，制酸力高的优点。

本发明提供了一种制备药用氢氧化铝的方法，包括以下步骤：

A)将硫酸铝溶液和碳酸钠溶液分别通过第一、第二定量泵同时引入液液反应器中，二者经第一、第二压力雾化喷嘴雾化后，在液液反应器中进行撞击流反应，并设置反应温度为40～50℃，反应时间为40～45min；

B)反应生成的气体经液液反应器中部的气液分离器进行气液分离后再经气液分离器上部的丝网除沫器除去泡沫，最后从液液反应器的顶部排出；

C)将余下的反应生产物从液液反应器的底部经管道引入到剪切乳化机Ⅰ中，通过在线pH计Ⅰ监测反应生成物的pH，使乳化后的反应生成物pH为6～6.5时停止乳化并启动混合罐，将反应生成物引入混合罐中，其中，剪切乳化机Ⅰ的转速为2000～2500rpm/min；

D)往混合罐中注入纯化水，并通过在线pH计Ⅱ监测反应生成物pH，使反应生成物的pH为7～7.5时停止加注纯化水并启动打料泵，将反应生成物通过打料泵引入板框式过滤机中进行过滤、脱水和洗涤，得氢氧化铝滤饼；

E)将氢氧化铝滤饼引入剪切乳化机Ⅱ中再次乳化，乳化后喷雾干燥，即得氢氧化铝粉体；其中，剪切乳化机Ⅱ的转速为1000～1500rpm/min，喷雾干燥的温度为60～80℃，干燥时间为2.5～3h。

优选地，所述硫酸铝溶液中硫酸铝的质量百分浓度为20～40％，所述碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分浓度为15～20％。

优选地，所述硫酸铝溶液中硫酸铝的质量百分浓度为23.5％，所述碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分浓度为18.5％。

优选地，所述步骤A)中第一、第二压力雾化喷嘴的流速为0.150～0.195kg/s。

优选地，所述步骤A)中设置反应时间为45min，反应温度为45℃。

优选地，所述步骤C)中调节乳化后的反应生成物的pH为6.5，所述步骤D)中调节反应生成物的pH为7.3。

优选地，所述步骤C)中设置剪切乳化机Ⅰ的转速为2300rpm/min，所述步骤E)中设置剪切乳化机Ⅱ的转速为1200rpm/min。

优选地，所述步骤E)中所述喷雾干燥温度为70℃，干燥时间为2.5h。

本发明还提供了一种可连续化生产药用氢氧化铝的系统，其包括依次通过管道连接的原料储罐、液液反应器5、剪切乳化机Ⅰ6、混合罐8、板框式过滤机10以及剪切乳化机Ⅱ11，所述原料储罐包括硫酸铝储罐以及碳酸钠储罐，所述硫酸铝储罐1、碳酸钠储罐2与所述液液反应器之间分别设置有第一定量泵3、第二定量泵4，所述混合罐与所述板框式过滤机之间设置有一打料泵9，所述剪切乳化机Ⅰ、混合罐底部的出口端分别与一在线pH计7连接。

优选地，所述液液反应器包括圆柱形壳体501、设置于圆柱形壳体底部的出料口502、设置于圆柱形壳体顶部的气体排放口503以及对称设置于所述圆柱形壳体两侧侧壁上的通过管道与外界连通的第一压力雾化喷嘴504、第二压力雾化喷嘴505，所述圆柱形壳体内从上到下依次设有一丝网除沫器507和一气液分离器506。

优选地，所述丝网除沫器水平设置在所述圆柱形壳体内，且所述丝网除沫器的直径与所述壳体的直径一致。

优选地，所述壳体内还设有一铁丝网508，且使所述铁丝网处于第一、第二压力雾化喷嘴之间，优选地，所述铁丝网为圆形，且直径与壳体一致，其水平设置在所述壳体内。铁丝网的设置有利于形成分散的超细液珠。该系统工作过程：启动第一、第二定量泵，将硫酸铝储罐以及碳酸钠储罐中的硫酸铝溶液和碳酸钠溶液计量泵入液液反应器中，两者经第一、第二压力雾化喷嘴雾化后，在液液反应器中进行撞击流反应，设置反应时间和反应温度，反应生产二氧化碳气体、氢氧化铝晶核和硫酸钠。生成的二氧化碳气体从液液反应器中先经液液反应器中的气液分离器实现气液分离后再通过气液分离器上部的丝网除沫器除去泡沫(防止排气管道被堵塞)，最后从管道经液液反应器的气体排放口排放出去。剩下的反应物在到达液液反应器的最高允许液位时，启动剪切式乳化机Ⅰ，反应物从液液反应器的底部经管道流入到剪切式乳化机Ⅰ，同时通过在线pH计Ⅰ监测生成物的pH，当反应生成物pH为6～6.5时启动混合罐，将反应生成物引入混合罐中。接着往混合罐中注入纯化水，同时通过在线pH计Ⅰ监测生成物的pH，当反应生成物的pH为7～7.5时启动打料泵，将反应生成物通过打料泵引入板框式过滤机中进行过滤、脱水和洗涤，得氢氧化铝滤饼，最后再将氢氧化铝滤饼引入剪切乳化机Ⅱ中再次乳化，乳化后喷雾干燥，即得氢氧化铝粉体。在洗涤完滤饼后引入无菌压缩空气对板框式过滤机进行吹扫，可避免物料残留，影响下一批次。

本发明制备方法中，两相经定量泵压力输送，在液液反应器内形成雾化液滴迎面对撞，利用雾化撞击反应区强化相间传递特性，相间或微团间碰撞产生的剪切力可导致微团破碎，增大接触面积并促进表面更新，从而提高反应速率。

同时，发明人发现，将反应后的生成物经剪切式乳化机Ⅰ乳化破除氢氧化铝凝胶可能产生的不完全反应包浆(通过在线监测PH检测是否有完全破除)，然后送至混合罐中加注纯化水稀释乳化液(降低硫酸钠浓度并最终调节PH值为7～7.5)，能够大大提高后续洗涤过程中硫酸钠的洗脱率，其无需对滤饼进行多次打浆脱水，即能够得到氢氧化铝含量高达81.3～82.0％的成品。

与现有技术相比，本发明制备方法具有以下优势：

1)本发明利用撞击流反应强化相间传递特性，液体雾化后通过快速撞击进行迅速反应的过程不受传质限制，能够快速生成大量细小晶核，其次液体雾化后相互反应，增大了接触面积，使液液反应更加充分，提高了反应的效率。

2)本发明制备方法，实现了氢氧化铝的可连续生产，提高了生产效率，同时生产得到的氢氧化铝具有纯度高，杂质少，制酸力高的优点。

附图说明：

图1为本发明所述的一种可连续化生产药用氢氧化铝的系统的结构示意图；

图2为本发明液液反应器的结构示意图。

主要元件符号说明：硫酸铝储罐1；碳酸钠储罐2；第一定量泵3；第二定量泵4；液液反应器5；壳体501；出料口502；气体排放口503；第一压力雾化喷嘴504；第二压力雾化喷嘴505；气液分离器506；丝网除沫器507；铁丝网508；剪切乳化机Ⅰ6；在线在线pH计7；混合罐8；打料泵9；板框式过滤机10；剪切乳化机Ⅱ11。

具体实施方式：

以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。

实施例1、一种制备药用氢氧化铝的方法

A)硫酸铝溶液的制备：取硫酸铝100kg在搅拌状态下，溶解于400kg 50±5℃的纯化水中，加入针用活性炭脱色30min，趁热经袋式过滤器进行一次过滤后经0.45μm微孔过滤器进行二次过滤，过滤完毕装入精制硫酸铝储罐，并使温度维持在45℃；

B)碳酸钠溶液的制备：取碳酸钠92.93kg在搅拌状态下，溶解于407.07kg50±5℃的纯化水中，加入针用活性炭脱色30min，趁热经袋式过滤器进行一次过滤后经0.45μm微孔过滤器进行二次过滤,过滤完毕装入精制碳酸钠储罐，并使温度维持在45℃；

C)将上述硫酸铝溶液和碳酸钠溶液分别通过第一定量泵、第二定量泵同时引入液液反应器中，二者经第一、第二压力雾化喷嘴雾化后，在液液反应器中进行撞击流反应，并设置反应温度为45℃，反应时间为45min；

D)反应生成的气体经液液反应器中部的气液分离器进行气液分离后再经气液分离器上部的丝网除沫器除去泡沫，最后从液液反应器的顶部排出；

E)将余下的反应生产物从液液反应器的底部经管道引入到剪切乳化机Ⅰ中，通过在线pH计Ⅰ监测反应生成物的pH，使乳化后的反应生成物pH为6.5时停止乳化并启动混合罐，将反应生成物引入混合罐中，其中，剪切乳化机Ⅰ的转速为2300rpm/min；

F)往混合罐中注入纯化水，并通过在线pH计Ⅱ监测反应生成物pH，使反应生成物的pH为7.3时停止加注纯化水并启动打料泵，将反应生成物通过打料泵引入板框式过滤机中进行过滤、脱水和洗涤，得氢氧化铝滤饼；

G)将氢氧化铝滤饼引入剪切乳化机Ⅱ中再次乳化，乳化后喷雾干燥，即得氢氧化铝粉体；其中，剪切乳化机Ⅱ的转速为1200rpm/min，喷雾干燥的温度为70℃，干燥时间为2.5h。

实施例2、一种制备药用氢氧化铝的方法

按相同的步骤重复实施例1所述制备方法，但步骤E)中调节乳化后的反应生成物的pH为6.0，设置剪切乳化机Ⅰ的转速为2000rpm/min；所述步骤F)中调节反应生成物的pH为7.0；所述步骤G)中设置剪切乳化机Ⅱ的转速为1000rpm/min，喷雾干燥的温度为60℃，干燥时间为2.5h，其余参数及操作如实施例1。

实施例3、一种制备药用氢氧化铝的方法

按相同的步骤重复实施例1所述制备方法，但步骤E)中调节乳化后的反应生成物的pH为6.5，设置剪切乳化机Ⅰ的转速为2500rpm/min；所述步骤F)中调节反应生成物的pH为7.5；所述步骤G)中设置剪切乳化机Ⅱ的转速为1500rpm/min，喷雾干燥的温度为80℃，干燥时间为3.0h，其余参数及操作如实施例1。

对比例1、一种制备药用氢氧化铝的方法

按相同的步骤重复实施例1所述制备方法，但所述步骤E)为将余下的反应生产物从液液反应器的底部经管道引入混合罐中，其余参数及操作如实施例1。

对比例1与实施例1的区别在于：去掉剪切乳化机Ⅰ乳化过程。

对比例2、一种制备药用氢氧化铝的方法

按相同的步骤重复实施例1所述制备方法，但所述步骤F)为将反应生成物通过打料泵引入板框式过滤机中进行过滤、脱水和洗涤，得氢氧化铝滤饼，其余参数及操作如实施例1。

对比例1与实施例1的区别在于：去掉往混合罐中加入纯化水调节pH过程。

对比例3、一种制备药用氢氧化铝的方法

按相同的步骤重复实施例1所述制备方法，但步骤G)中去掉再次乳化步骤，将氢氧化铝滤饼直接喷雾干燥，其余参数及操作如实施例1。

试验例一、质量评价

取经本发明实施例1～3以及对比例1～3所述制备方法制备得到的氢氧化铝粉体，按照《中药药典》2000版二部对其性状、制酸力、氢氧化铝含量等指标进行检测，检测结果如表1所示。

表1检测结果

由表1所知，经本发明实施例1～3所述制备方法制备得到的样品氢氧化铝含量高达81.3～82.0％，其具有纯度高，杂质少，制酸力高的优点。

经对比例1～4所述制备方法制备得到的样品各项指标均比实施例1有所降低，尤其从对比例1～2的试验结果中可以看出，在将反应生成物进行过滤、脱水和除盐前先进行乳化和稀释处理有利于增加后续洗涤过程中硫酸盐的洗脱率，从而提高样品中氢氧化铝的含量。