對乙酰氨基酚的工藝設(shè)計(jì)課件

生化1309班第五組對乙酰氨基酚原料藥工藝設(shè)計(jì)2021/3/101一、設(shè)計(jì)任務(wù)二、產(chǎn)品介紹與前景展望三、生產(chǎn)工藝路線的設(shè)計(jì)四、小試優(yōu)化與中試放大確定工藝路線五、工藝流程圖及最佳工藝條件六、主要原料及產(chǎn)品的性質(zhì)、規(guī)格、用途八、回收套用與“三廢”處理方法目錄2021/3/102一、設(shè)計(jì)任務(wù)：年產(chǎn)1000噸對乙酰氨基酚原料藥工藝設(shè)計(jì)二、產(chǎn)品介紹及前景展望：解熱鎮(zhèn)痛藥是臨床上常用的一類藥物，有的已人工合成100多年，至今仍被廣泛使用(如阿司匹林)。此類藥物種類繁多，有水楊酸類、酚類和乙酰苯胺類等。它們能使體溫降至正常水平，并可解除某些軀體疼痛。其解熱原理是作用于下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞，通過皮膚血管擴(kuò)張，散放出汗，而使升高的體溫恢復(fù)正常。

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撲熱息痛于本世紀(jì)40年代開始在臨床上廣泛使用，現(xiàn)已收入各國藥典。尤其是自60年代，發(fā)現(xiàn)非那西丁(Phenacetin)對腎小球及視網(wǎng)膜有嚴(yán)重毒副作用以來，逐漸形成了以撲熱息痛代替非那西丁的局面。

截止到2004年，我國的撲熱息痛中間體－對氨基苯酚的產(chǎn)量已達(dá)到3萬噸以上。前景展望2021/3/1041、常采用兩步法即先制備得中間體對氨基苯酚PAP，中間體再經(jīng)過乙?；肁PAP即撲熱息痛。2、合成步驟為起始原料→PAP→APAP。3、各合成路線的差異主要在兩步法的第一步，即由起始原料→PAP三、生產(chǎn)工藝路線的設(shè)計(jì)2021/3/105（1）苯酚亞硝化法路線

苯酚在低溫下（冷卻至-5℃）與亞硝酸鈉和硫酸作用生成對亞硝基苯酚，再經(jīng)硫化鈉還原得到對氨基苯酚。

該工藝路線目前研究比較成熟，收率為80%-85%，但還原步驟中硫化鈉作為還原劑成本較高。對亞硝基苯酚，可經(jīng)氧化為對硝基苯酚，但收率不高。1.以苯酚為起始原料的合成路線2021/3/106（2）苯酚硝化法路線

在低溫冷卻下由苯酚直接硝化得對硝基苯酚，再經(jīng)鐵粉還原得到PAP中間體。

該合成路線中，硝化步驟用硝酸和硫酸的混酸作為硝化劑，同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氮?dú)怏w，故而對反應(yīng)設(shè)備要求相對高，釋放有毒氣體和混酸造成的污染，也有一定的處理困難。2021/3/107（3）苯酚偶氮法路線苯酚與苯胺重氮鹽在堿性條件下偶聯(lián)生成偶氮化合物。偶氮化合物酸化的對羥基偶聯(lián)苯，鈀/碳為催化劑在甲醇溶液中氫解得PAP。

該方法原料易得，收率較高，達(dá)95%-98%，所用的苯胺可以在氫解后回收套用。缺點(diǎn)是，中間體對羥基苯胺須在甲醇中氫解，催化劑鈀/碳較為昂貴，故而從成本考慮不理想。2021/3/108

硝基苯是廉價(jià)易得的化工原料，所以原料來源和成本較低。硝基苯可用鋁屑還原、電解或催化氫化等方法直接制成PAP，經(jīng)乙?；卯a(chǎn)品。（1）金屬還原法路線

該法是在稀硫酸中，用鋁粉將硝基苯一步還原為PAP。目前遼寧撫廄友誼化工廠已用該法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，國外也有工業(yè)化生產(chǎn)裝置。生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，生產(chǎn)周期短。但鋁粉耗量大，副產(chǎn)物為Al(OH)3,過濾是個(gè)問題。2.以硝基苯為起始原料的合成路線2021/3/109（2）電解還原法路線

該法在80-90℃下，以20%-30%硫酸作介質(zhì)，加入少量表面活性劑，通過電解使置于陰極上的硝基苯還原生成PAP。

該法操作簡單、流程短、產(chǎn)品純度高、克服了環(huán)境污染問題，國內(nèi)一些研究單位展開了技術(shù)研究，由于技術(shù)難度高，生產(chǎn)控制要求嚴(yán)格，電耗大，目前我國尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。2021/3/1010（3）催化氫化法路線

該法用鉑-碳為催化劑，在10%-20%的硫酸水溶液中進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)加入陽離子表面活性劑（如十二烷基三甲基氯化銨）作為分散劑，以硅藻土、硅膠、沸石分子篩、活性炭等為載體，也可用鈀、銠、銥和釕等其他鉑族金屬作催化劑。另外，也可將鉑與鈀、銠、銥、釕及金并用，有無載體都可。反應(yīng)條件為:70-110℃，0.1-1Mpa。2021/3/1011

一般采用有機(jī)酸和稀硫酸、醇等為反應(yīng)溶劑，加入表面活性劑和相轉(zhuǎn)移催化劑來增加硝基苯在溶劑中的溶解度。加入水溶性有機(jī)溶劑來減少水油兩相的混溶，從而使反應(yīng)的選擇性增大。反應(yīng)后用固體吸附劑來吸附未溶解的硝基苯。

該法流程短，設(shè)備也不難解決，催化劑能夠重復(fù)使用，催化劑較為貴重，但總體上的生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)合理，已經(jīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。2021/3/10123.以對硝基苯酚鈉為原料的合成路線

該路線制備簡捷，技術(shù)成熟，適合工業(yè)化生產(chǎn)，但收率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，鐵屑-鹽酸還原步驟產(chǎn)生大量的鐵泥，在“三廢”處理上存在許多問題，而且相較于硝基苯，對硝基苯酚的價(jià)格較昂貴，國外許多國家已經(jīng)淘汰此法。2021/3/1013（二）PAP合成APAP

相比較于PAP的合成，由PAP合成APAP路線較為固定均為乙?；?，即由對氨基酚與醋酸或醋酐在加熱下脫水，反應(yīng)生成撲熱息痛。2021/3/1014

綜合對比各條工藝路線，并且結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)任務(wù)，決定選擇以硝基苯為原料，通過催化加氫制得對氨基苯酚，然后?；玫綄σ阴０被樱ˋPAP）。四小試優(yōu)化與中試放大確定工藝路線2021/3/1015（一）撲熱息痛工藝流程框圖：1.以對硝基苯為原料制備對氨基苯酚的工藝流程框圖五、工藝流程圖及最佳工藝條件：冷卻結(jié)晶濾液過濾離心過濾對氨基苯酚冷卻沉淀壓濾還原催化劑對硝基苯氫氣10%稀硫酸2021/3/10162.對乙酰氨基酚的制備工藝流程框圖（1）酰化

（2）精制對乙酰氨基酚粗品冰醋酸對氨基苯酚?；?0%以上的冰醋酸結(jié)晶離心干燥對乙酰氨基酚粗品離心干燥對乙酰氨基酚精品冷卻結(jié)晶溶解抽濾脫色母液套用2021/3/1017

以硝基苯為原料,加氫合成對氨基苯酚,在不分離出對氨基苯酚的情況下,乙?；苯雍铣闪藫錈嵯⑼?獲得的最佳工藝條件為:①加氫反應(yīng)溫度為90℃；②加氫液硫酸濃度為10%；

③加氫液的水油比5∶1；

④最佳催化劑用量為硝基苯重量的1%；⑤乙酰化試劑乙酐與乙酸最佳比為2∶1；

⑥乙?；罴褱囟葹?00℃。最佳工藝條件2021/3/1018（一）原料及產(chǎn)品物性：1.硝基苯

無色或微黃色具苦杏仁味的油狀液體，分子式C6H5NO2。分子量123.11，相對密度1.205，熔點(diǎn)5.7℃，沸點(diǎn)210.9℃，閃點(diǎn)87.78℃，自燃點(diǎn)482.22℃，蒸氣密度4.25，蒸氣壓0.13kPa。難溶于水;，易溶于乙醇、乙醚、苯和油，遇明火、高熱會燃燒、爆炸，與硝酸反應(yīng)劇烈。2.對氨基苯酚

分子量109.13，外觀白色或淡黃色結(jié)晶，相對密度1.290，熔點(diǎn)184～186℃，沸點(diǎn)284℃。六、主要原料及產(chǎn)品的性質(zhì)、規(guī)格、用途2021/3/10193.對乙酰氨基苯酚

又名醋氨酚，簡稱APAP，藥物名撲熱息痛。它是一種白色或類白色的結(jié)晶或結(jié)晶粉末，無臭，味微苦，分子量151.16，相對密度1.293，熔點(diǎn)169～170．5℃。溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯，易溶于熱水，幾乎不溶于冷水和石油醚。4.10%的稀硫酸密度為1.07g/ml，冰醋酸的密度為1.049g/ml。

（二）生產(chǎn)規(guī)模及工作制度：

年產(chǎn)1000噸純度為99%的撲熱息痛，全年工作日300天，24小時(shí)生產(chǎn)。2021/3/10201.主要三廢：

以硝基苯為原料，通過催化加氫制得對氨基苯酚的方法主要三廢為廢水，該法以鐵粉為還原劑，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含酚、胺的鐵泥和污水，污染較嚴(yán)重。撲熱息痛制藥廢水主要含對乙酰氨基苯酚、對氨基苯酚、偶氮化合物、醋酸等。八、回收套用與“三廢”處理方法2021/3/10212.廢水治理方法：

目前處理撲熱息痛制藥廢水處理方法有混凝沉淀、膜過濾、厭氧生化處理、好氧生化處理等方式組合的工藝，本次設(shè)計(jì)采用厭氧——兩級好氧為主的工藝處理撲熱息痛制藥廢水。工藝流程圖如下：