一种医药中间体浓缩方法及设备与流程

本发明涉及医药中间体，具体涉及一种医药中间体浓缩方法及设备。

背景技术：

1、医药中间体是一些用于药品合成工艺过程中的化工原料或化工产品，这些化工产品不需要药品的生产许可证，在普通的化工厂即可生产，只要达到一定的级别即可用于药品的合成，目前我国每年约需与化工配套的原料和中间体2000多种，需求量达250万吨以上。

2、其中，含氟吡啶中间体为热点产品，这就导致含氟中间体需求甚大，在含氟吡啶的医药中间体生产过程中，由于医药中间体生产过程中含有较多溶剂，需要对医药中间体浓缩，提高有效成分的浓度，才能进行精制，以减少不必要的能源浪费。

3、常用的浓缩方法有减压蒸馏法、反渗透法和粹取法，其中减压蒸馏法耗能大，粹取法工序多，反渗透法的膜成本高、运行时间短，对溶液性质要求比较高，近年来结晶浓缩以能耗低、无污染而大力发展，例如：申请号为202320091221.9的专利文件公开了一种医药中间体制备用结晶离心装置，通过结晶器对硫酸钠进行冷却结晶，然后对晶体与溶液进行初步的过滤，含晶体较多的溶液进入离心罐进行离心，使固液分离，离心后的固体通过出晶口收集，含氟吡啶对人体神经系统、消化系统、循环系统和肝肾都能产生一定的危害，而上述结晶离心装置则需要人工开合出晶口收集产生容易使操作人员接触医药中间体，影响身体健康，因此这样的装置与方法并不适用于含氟医药中间体的生产。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种医药中间体浓缩方法及设备，目的是提供一种医药中间体特别是对热敏性医药中间体、易挥发医药中间体或对人体有毒性的医药中间体进行结晶浓缩的方法及设备，减少医药中间体产生变质、挥发、与人体接触使人体中毒的风险。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种医药中间体浓缩方法，包括以下步骤：

4、s1：预冷，将含有医药中间体的溶液通过换热器，使用低温流体进行冷却，冷却后温度低于医药中间体或溶剂中某一组分的冰点、高于另一组分的冰点；

5、s2：结晶，将s1中冷却到冰点的溶液加入结晶机构内，投入晶核在搅拌状态下继续冷却，进行结晶，医药中间体或溶剂中冰点温度相对较高的一组分形成结晶体；

6、s3：离心及液化，结晶机构内带有结晶体的溶液转入离心机构内进行离心分离，液相经离心作用与结晶体分离的同时，液相储存于一个存储空间内，结晶体自动储存到另一存储空间内，并且受热液化；

7、s4：收集，使用化工泵抽离已经分离的两部分液相，一部分为含有医药中间体浓度增大的液相，转入产品包装或精制工序，另一部分为溶剂液相，循环回到生产系统中重复利用。

8、所述s2中每分钟加入结晶机构内的溶液量的数值与结晶机构内部空间容积的数值的比小于5％，s1步骤中的溶液连续输送到结晶机构内，s2中带结晶体的溶液连续输送到离心机构内、s3连续分离结晶体和液相、s4持续输出两部分液相。

9、在溶液流量的数值相比于结晶机构内部空间容积的数值比小于2％时，可以边搅拌结晶边向内输送含有医药中间体的溶液，同时还向离心机构内排出带有结晶体的溶液，形成连续生产，期间因为在结晶机构内始终有结晶体存在，不需要额外添加晶核。

10、采用冷冻结晶分离的方法具有温度低、效果好、节能环保，污水少甚至不产生污水的优点，对热敏性医药中间体和易挥发医药中间体具非常好的分离效果，同时因为不采用加热方式，不会破坏医药中间体的药效，对于易挥发的医药中间体也会因为温度降低而减少挥发度，从而提升得率，但是目前为止，冷冻结晶分离的方法并不适用于含氟医药中间体，其主要原因在于因为有氟原子的加入，大大地提高了医药中间体的抗热性能和稳定性，降低了医药中间体的受热分解性，从而使医药中间体可以通过蒸馏等操作实现分离，另一方面是因为氟原子的加入使得医药中间体具有了一定的毒性，尤其是含氟吡啶，吡啶本身就具有一定的毒性，加入了氟原子后毒性更强，长期接触含氟吡啶对人体神经系统、消化系统、循环系统和肝肾都能产生一定的危害，而冷冻结晶后利用离心力分离结晶体，结晶体会留在过滤网内侧，需要人工清理，在操作中易接触到医药中间体从而产生职业病，因此很多厂家为了员工的身体健康，通常宁可采用成本更高的反渗透法或蒸馏法，而不采用冷冻结晶分离的方式。

11、本发明改进其分离工艺，使医药中间体能够在保证操作人员人身安全的前提下，采用成本更低，更加安全的冷冻结晶分离方式，以降低生产成本，本发明主要对结晶体的分离进行改进，常规离心分离设备通常会将结晶体保留在过滤网内侧，结晶体产生堆积阻碍离心分离效果，还需要人工清理，本发明在离心分离过程中将结晶体甩出到另一个存储空间内，不但随时排除结晶体，避免结晶体的堆积影响分离效果，还使结晶体的该存储空间内能够被加热处理，被加热后的结晶体液化，能够通过化工泵输送，从而避免了人工清理结晶体接触医药中间体的问题。

12、一种医药中间体浓缩用设备，使用上述的一种医药中间体浓缩方法，包括换热器和分离器，所述分离器包括结晶机构、离心机构和供能机构，所述结晶机构具有冷却盘管和搅拌桨，用于使溶液在搅拌状态下结晶，结晶机构具有向离心机构送料的排料管，所述离心机构具有分离盘、分隔筒和加热套，所述分隔筒内侧和外侧均具有存储空间，所述分离盘具有承载板、过滤部和导流板，所述过滤部在随着承载板快速旋转时自身也具有转动能力，使结晶体与液相分离后分别落在导流板的内侧和外侧，导流板下端位于分隔筒上端内，所述加热套对结晶体进行加热液化，所述供能机构为涡流管，涡流管的冷端向结晶机构内输送冷量、热端向离心机构内输送热量。

13、提供一种设备，用于实现上述医药中间体浓缩方法，使用换热器和分离器就能够实现医药中间体的连续浓缩分离，且成本低、所有物料经化工泵输送，不需要人工操作，不影响操作工人的身体健康。

14、进一步地，所述冷却盘管的出气端与加热套的出气端共同连通一个出气管，所述出气管端部放空。

15、本发明采用涡流管实现冷量和热量的供给，涡流管自身就能具有冷端和热端，其中冷端吹出冷空气，最低温度可达到-50℃～-70℃，热端吹出热空气，最高温度可达到140℃～170℃，恰好本技术方案同时需要持续性的冷量和热量，因此本发明采用涡流管最合适，使用工业压缩机也能够实现上述的效果，但是工业压缩机需要浪费时间和精力进行改造，且对于不同的医药中间体所需要的不同温度不方便调节，远不如涡流管使用方便，并且使用涡流管主要利用的就是压缩空气，取用方便，冷却盘管的出气端与加热套的出气端共同连通一个出气管，所述出气管端部放空，因为冷却盘管吹出的是冷空气，加热套中吹出的是热空气，两者共同连通一个出气管后，冷热混合变成室温空气后可以进入排空，不影响车间环境。

16、进一步地，所述承载板下表面中心连接有带动承载板快速旋转的驱动电机，承载板上表面设有过滤部，所述过滤部呈“c”形的开口环状，过滤部包括内层过滤网和外层过滤网，所述内层过滤网和外层过滤网均包括金属制成的骨架和连接在金属骨架上的过滤布，所述内层过滤网和外层过滤网首尾连接形成封闭的环状，过滤部在随着承载板旋转过程中，内层过滤网和外层过滤网能够产生自转并交替位置，所述内层过滤网和外层过滤网之间有导流板，所述导流板为弯曲呈“c”形的弧形板体，导流板的上端直径小于下端直径，导流板的下端贯穿承载板位于承载板下方，承载板上设有位于导流板内侧的过水孔，导流板的内侧面上设有分隔板，所述分隔板下端连接承载板上表面，分隔板用限制导流板内的液相流动。

17、本技术方案主要利用分离器的离心机构，离心机构具有分离盘、分隔筒和加热套，其中分离盘在快速旋转时能够对结晶机构内的结晶体与液相的混合物进行离心分离，在分离后结晶体留在过滤部内侧，但是本技术方案的过滤部包括内层过滤网和外层过滤网，过滤部在随着承载板旋转过程中，内层过滤网和外层过滤网能够产生自转并交替位置，从而实现了在过滤的过程中自动排除结晶体的效果。

18、本技术方案还具有多种变形，例如：过滤部是由多个筒状过滤网共同组合而成的环状，每个筒状过滤网内有两个导向柱，这样就同样能够实现过滤且能够将结晶体转移出去，但是因为多个过滤网之间会形成多个开口，会造成结晶机构排出的结晶体与液相混合物在其开口处容易飞出，造成原料浪费或造成浓缩效率下降，本发明仅具有一个开口，效果最好。

19、进一步地，所述过滤部的开口处设有弧形的挡板，所述挡板所在的圆与导流板所在的圆同心，挡板所对的圆心角大于导流板的开口所对的圆心角。

20、因为过滤部不能形成一个完美的圆环，所以结晶机构排出的结晶体与液相混合物在其开口处容易飞出，造成原料浪费或造成浓缩效率下降，因此设置挡板将其拦截后，在旋转中让其流到过滤部上实现过滤，弥补了过滤部具有开口的缺陷。

21、进一步地，所述承载板的上表面中心设有导向盘，所述导向盘为开口向上、球形拱起向承载板的球冠壳，所述球冠壳的内表面上设有导向楞，所述球冠壳的高度小于等于过滤部高度的一半。

22、导向盘对结晶机构排出的结晶体与液相混合物进行导向，使其均匀地向过滤部的中部转移，且在转移过程中形成分散效果，避免物料过于集中，影响过滤分离效果。

23、进一步地，所述排料管下端低于过滤部上端，所述内层过滤网和外层过滤网的连接处有驱动柱，所述驱动柱与承载板转动连接，驱动柱的上端固定连接有高于过滤部的驱动轮，所述排料管上连接有固定轮，所述驱动轮与固定轮经皮带或链条连接。

24、驱动柱一方面对过滤部进行定位，另一方面还带动过滤部的两层过滤网旋转，实现自转换位，让结晶体转移到过滤部外侧，其中驱动柱的动力主要是承载板的旋转，当承载板旋转时，驱动柱随承载板旋转，因为驱动轮连接于驱动柱上端，驱动轮又与排料管上的固定轮经皮带或链条连接，因此驱动轮相对于承载板具有相对转动的动力，驱动轮转动时带着驱动柱旋转，从而实现内层过滤网和外层过滤网的位置互换。

25、更进一步地，所述驱动轮的直径大于驱动柱的直径和固定轮的直径。

26、驱动轮的直径大于驱动柱的直径和固定轮的直径的主要目的是减慢驱动柱的转速，离心分离过程中承载板的转速较快，快速的旋转才能产生足够的离心作用，使结晶体与液相更好的分离，如果驱动柱也快速旋转的话在液相还没完全脱离结晶体时结晶体就被内层过滤网带着旋转到了外层过滤网的位置，从而使结晶体内含有较多的液相，分离不彻底，导致物料浪费或浓缩效率低下，本发明降低了驱动柱的转速，使物料分离得更彻底，减少结晶体内液相的滞留。

27、进一步地，所述内层过滤网和外层过滤网的内外两侧均设有n个限位柱，n大于等于5，所述限位柱与承载板转动连接。

28、限位柱的作用是保持内层过滤网和外层过滤网的形状，使其始终保持弧形状态，不会形变，在旋转过程中还能够对内层过滤网和外层过滤网进行支撑，避免内层过滤网和外层过滤网损坏。

29、进一步地，所述限位柱与驱动柱均为上下两端粗、中部细的柱状体，其中驱动柱的外壁上设有伸进过滤部的连接刺。

30、导向盘将物料甩向内层过滤网的中部位置，使液相因为离心作用被过滤，结晶体就留在内层过滤网的中部位置，并随着内层过滤网而移动，限位柱与驱动柱均为上下两端粗、中部细的柱状体，这就使得内层过滤网的中部向外凸，留出允许结晶体移动的空间，不会被限位柱挡柱，使内层过滤网能够带着结晶体顺利地转移，避免因为限位柱的作用而留在内层过滤网的内侧阻碍离心过滤效果。

31、通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

32、本发明改进医药中间体的分离工艺，使医药中间体能够在保证操作人员人身安全的前提下，采用成本更低，更加安全的冷冻结晶分离方式，以降低生产成本。

33、本发明主要对溶液中结晶体的分离机构进行改进，常规离心分离设备通常会将结晶体保留在过滤网内侧，结晶体产生堆积阻碍离心分离效果，还需要人工清理，本发明在离心分离过程中将结晶体甩出到另一个存储空间内，不但随时排除结晶体，避免结晶体堆积影响分离效果，还使结晶体的该存储空间内能够被加热处理，被加热后的结晶体液化，能够通过化工泵输送，从而避免了人工清理结晶体、接触医药中间体的问题。

34、本发明的过滤部包括内层过滤网和外层过滤网，过滤部在随着承载板旋转过程中，内层过滤网和外层过滤网能够产生自转并交替位置，从而实现了在过滤的过程中自动排除结晶体的效果。