[go: up one dir, main page]

RU2840015C1 - Plant for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride - Google Patents

Plant for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride Download PDF

Info

Publication number
RU2840015C1
RU2840015C1 RU2024124503A RU2024124503A RU2840015C1 RU 2840015 C1 RU2840015 C1 RU 2840015C1 RU 2024124503 A RU2024124503 A RU 2024124503A RU 2024124503 A RU2024124503 A RU 2024124503A RU 2840015 C1 RU2840015 C1 RU 2840015C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
para
aminophenol
outlet
paracetamol
Prior art date
Application number
RU2024124503A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Олегович Константинов
Игорь Геннадьевич Резекин
Кирилл Александрович Амочкин
Фёдор Алексеевич Кучеров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2840015C1 publication Critical patent/RU2840015C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to chemical engineering, specifically to an apparatus for continuously producing paracetamol by acylation of p-aminophenol with acetic anhydride obtained in situ by pyrolysis of acetone. Plant includes a unit for producing acetic anhydride by pyrolysis of acetone, a reactor for preparing a solution of para-aminophenol, a para-aminophenol acylation reactor, a paracetamol suspension concentration reactor, a continuous-action separating device for separating solid paracetamol from the mother solution and a mother solution storage vessel, wherein ratio of working volumes of reactor for acylation of para-aminophenol and reactor for concentration of suspension of paracetamol ranges from 1:3 to 1:10.
EFFECT: provision of a plant for production of paracetamol which is stable in operation in continuous mode for a long period of time.
18 cl, 2 dwg, 2 ex

Description

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.The present invention relates to the field of chemical technology, in particular to an installation intended for the continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride obtained in situ by pyrolysis of acetone.

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.para-Acetylaminophenol (acetaminophen, paracetamol) is a medicinal product, analgesic and antipyretic from the anilide group, which has an antipyretic effect. According to the mechanism of action, paracetamol blocks cyclooxygenase 1 and cyclooxygenase 2 mainly in the central nervous system, affecting the pain and thermoregulation centers. In inflamed tissues, cellular peroxidases neutralize the effect of paracetamol on cyclooxygenase, which explains the almost complete absence of an anti-inflammatory effect. The absence of a blocking effect on the synthesis of prostaglandins in peripheral tissues determines the absence of a negative effect on water-salt metabolism and the mucous membrane of the gastrointestinal tract.

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.Paracetamol is included in the list of essential drugs of the World Health Organization, as well as in the list of vital and essential drugs of the Russian Federation. Therefore, to this day, in the research and production areas, there is significant interest in the development and implementation of new effective methods for synthesizing paracetamol that meet the modern realities of ever-increasing raw materials and increasingly stringent requirements for ensuring the environmental friendliness of production.

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.The traditional method for synthesizing paracetamol is the acylation reaction of para-aminophenol. Acetic anhydride is widely used as an acylating agent (e.g., the Mallinckrodt process, the Sterling process, and the Monsanto process). The use of this reagent has clear advantages over other synthetic approaches. The reaction proceeds smoothly in a wide variety of solvents (ethyl acetate, acetic acid, water), with high yields.

Из патента Китая CN 108689871 А 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%.A method for producing paracetamol from p-aminophenol by reaction with acetic anhydride in acetic acid is known from Chinese patent CN 108689871 A. This method is part of a synthetic chain for producing paracetamol from nitrobenzene, including the intermediate production and isolation of purified p-aminophenol as an individual product. The p-aminophenol obtained from nitrobenzene and purified in a rectification column is reacted with an acetic anhydride/acetic acid mixture. The reaction is carried out by heating the mixture consisting of p-aminophenol, acetic anhydride and acetic acid at a temperature of 30-50°C for 1-1.5 hours. Then the reaction mixture is transferred to a bubbling crystallizer and a gas stream (nitrogen) with a temperature of 0-5°C is passed through it for crystallization and isolation of solid paracetamol. Under such conditions, paracetamol is crystallized for 30-120 minutes, resulting in paracetamol with a yield of 97-98% and a purity of 90-99%.

Установка для получения парацетамола из п-аминофенола ацилированием в уксусной кислоте в CN 108689871 А подробно не описана. Указано только, что после проведения реакции ацилирования реакционную смесь перемещают в кристаллизатор для выделения твердого парацетамола.The apparatus for obtaining paracetamol from p-aminophenol by acylation in acetic acid in CN 108689871 A is not described in detail. It is only indicated that after the acylation reaction, the reaction mixture is transferred to a crystallizer to isolate solid paracetamol.

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, представляющим 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.From the publication of R.W. Kurnianto et al., Jurnal Rekayasa Proses 2021, Vol. 15, No. 1, pp. 49-58, a method is known for producing paracetamol by reacting p-aminophenol with acetic anhydride in an aqueous solution, which is carried out in a batch reactor, which is a three-necked flask with overhead stirring, the isolation of paracetamol is carried out during crystallization and pure white crystals of paracetamol are obtained. The acylation reaction is carried out at a temperature of 86 ° C, 90 ° C and 108 ° C with a stirrer rotation speed of 250 rpm or 350 rpm. The publication notes that an increase in the intensity of stirring leads to an increase in the reaction rate. Commercial acetic anhydride is used in the reaction.

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.Among the general shortcomings of the described approaches, one can note the periodic mode of obtaining paracetamol using commercial acetic anhydride, which has a relatively high cost and strict regulation of the turnover of this reagent, as well as mixing performed by conventional laboratory stirrers. However, for carrying out such processes in a continuous mode, and especially with significant scaling, an extremely important aspect is the issues of mass and heat exchange, which affect the selectivity and speed of the process.

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.In addition, the indicated methods are carried out in laboratory quantities and involve performing synthetic operations on available equipment, without attaching special importance to the optimization and efficiency of the devices used.

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.At the same time, the combination of obtaining acetic anhydride from cheap and accessible initial reagents and carrying out the acylation reaction within the framework of a single unit would make it possible to obtain and use acetic anhydride of the required concentration for the acylation reaction, as well as easily regulate the specified concentration, without the need to accumulate large quantities of semi-finished products, which would simplify the process flow chart and reduce the need to dispose of the resulting waste.

В настоящее время существует три основных промышленных подхода к получению уксусного ангидрида: окисление ацетальдегида (CN 105732361 A; New J. Chem., 2017, 41, 931; Укр. Хим. Журн., 1985, 51(11), 1208-13), карбонилирование (US 9012683 B2) и кетеновый процесс (J. Appl. Chem., 1953, 3, 6, 241-252; CN 113636930 A).Currently, there are three main industrial approaches to the production of acetic anhydride: acetaldehyde oxidation (CN 105732361 A; New J. Chem., 2017, 41, 931; Ukr. Khim. Zhurn., 1985, 51(11), 1208-13), carbonylation (US 9012683 B2) and the ketene process (J. Appl. Chem., 1953, 3, 6, 241-252; CN 113636930 A).

Так, в патенте CN 105732361 А описано каталитическое окисление этанола или ацетальдегида газообразным кислородом при сравнительно низкой температуре 50-200°С с использованием палладиевого катализатора.Thus, patent CN 105732361 A describes the catalytic oxidation of ethanol or acetaldehyde with gaseous oxygen at a relatively low temperature of 50-200°C using a palladium catalyst.

Достаточно широко описан процесс получения уксусного ангидрида посредством карбонилирования метилацетата на родиевых катализаторах, например в патентах США US 8653303 B2 и US 6222070 B1.The process of obtaining acetic anhydride by carbonylation of methyl acetate on rhodium catalysts has been described quite widely, for example in US patents US 8653303 B2 and US 6222070 B1.

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.These methods use expensive catalysts that have a limited lifespan and require replacement or complex regeneration. Methyl acetate carbonylation uses toxic carbon monoxide, and the reaction is carried out in the liquid phase at elevated pressure.

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.The most effective method for synthesizing acetic anhydride can be considered the ketene method (Scheme 1), since in this case the simplest hardware is used and expensive catalysts are not required.

Например, кетен может быть получен каталитической дегидратацией уксусной кислоты при 650-700°С с использованием вольфрамофосфорной кислоты, нанесенной на SiO2 (CN 103570519 А). 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 (JP 6100442 B1). В данных работах описывается полная последовательность для получения уксусного ангидрида из уксусной кислоты.For example, ketene can be obtained by catalytic dehydration of acetic acid at 650-700°C using tungstophosphoric acid supported on SiO 2 (CN 103570519 A). When the ketene vapor is cooled to 150°, it is trapped by acetic acid to form acetic anhydride. A similar pyrolysis method for generating ketene from acetic acid at 725°C on a phosphorus-containing catalyst has been described (JP 6100442 B1). These papers describe the complete sequence for producing acetic anhydride from acetic acid.

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.The key unit in ketene production units is the pyrolysis reactor, where acetone or acetic acid vapors are heated to a temperature of >720°C. When analyzing designs, two main methods for creating such conditions for pyrolysis can be identified: internal or external heating of vapors.

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.The internal method of heating the reagent vapors to generate ketene is achieved by using the so-called "ketene lamp" - a metal coil with a high electrical resistance value, with which the reagent vapors come into direct contact.

Так, например, в заявке на патент US 20140245658 A1 для производства этанола гидрированием описан способ генерации кетена из ацетона с помощью подобной кетеновой лампы.For example, patent application US 20140245658 A1 for the production of ethanol by hydrogenation describes a method for generating ketene from acetone using a similar ketene lamp.

«Кетеновая лампа» это вполне эффективное техническое решение для обеспечения высокотемпературного нагрева, и с ее 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."Ketene lamp" is quite an effective technical solution for providing high-temperature heating, and it can be used to precisely regulate the pyrolysis temperature. However, when using the spiral, a large temperature difference inevitably occurs, since the lower part of the heated spiral is cooled by incoming fresh reagent vapors. The resulting difference in heating has a negative effect on durability, the spiral can burn out relatively easily. Because of this, it is impossible to guarantee many hours of uninterrupted operation of such a unit.

Аппарат с электрической нагревательной спиралью описан в патенте RO 112353 B1. 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.A device with an electric heating coil is described in patent RO 112353 B1. In this solution, the heating coil is located inside a quartz tube and does not directly contact the vapors. It is difficult to ensure high productivity in such a solution, and such a device is only suitable for laboratory conditions.

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.External heating of the pyrolysis reactor is much easier to provide. Thus, in the classical laboratory method of generating ketene from acetone, described in the work of C.D. Hurd, Org. Synth. 1925, 4, 39, the heating of the tube with acetone vapors is carried out by external gas burners.

В патенте GB 1109523 A описан схожий подход, однако более подробно раскрывается устройство газовой печи, которая состоит из четырех отсеков для последовательного нагрева змеевикового реактора.Patent GB 1109523 A describes a similar approach, but discloses in more detail the design of a gas furnace, which consists of four compartments for sequentially heating a coil reactor.

В патенте GB 627810 A устройство пиролизного аппарата подробно не описано, однако по чертежу представляет собой аналогичное устройство.In patent GB 627810 A the pyrolysis apparatus is not described in detail, but according to the drawing it is a similar device.

Из патентного документа Великобритании GB 472988 A известен способ получения кетена пиролизом ацетона в медной пиролизной камере при температуре 760-810°С. Камера представляет собой трубку, которая находится в электрической печи.A method for obtaining ketene by pyrolysis of acetone in a copper pyrolysis chamber at a temperature of 760-810°C is known from the UK patent document GB 472988 A. The chamber is a tube located in an electric furnace.

В патенте CN 114931903 A 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.Patent CN 114931903 A proposes to use acetic acid as the initial reagent; during pyrolysis in the presence of a triethyl phosphate catalyst, it decomposes to form ketene and water. The pyrolysis apparatus is heated in a furnace.

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.With the furnace heating method, it is possible to provide the required temperature in the reactor, the device can operate continuously for a long time. However, furnaces are not economical enough and have high thermal inertia, which inevitably leads to significant difficulties in bringing the installation into operation.

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.Thus, at present, there still remains a significant need for the development of new devices for both the continuous production of acetic anhydride and the continuous acylation of para-aminophenol, eliminating or at least minimizing the previously indicated disadvantages of the prior art and providing the person skilled in the art with a wider choice of means and technologies for realizing the production of the valuable pharmaceutical product paracetamol with excellent yields and high purity.

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.Therefore, the objective of the present invention was to provide a new plant for producing paracetamol by acylating para-aminophenol with acetic anhydride, which would allow for the continuous production of acetic anhydride by pyrolysis of acetone and the acylation of para-aminophenol with the possibility of effectively heating the vapors of the reagent subjected to pyrolysis in a given temperature range, and would be characterized by stable operation in continuous mode over a long period of time and effective mixing, guaranteeing improved heat and mass transfer of the acylation reaction mixture, with a simple design that ensures high productivity and energy efficiency.

Указанную задачу авторам удалось решить посредством новой установки непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, включающейThe authors managed to solve this problem using a new installation for the continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride, including

блок получения уксусного ангидрида пиролизом ацетона, включающий испарительную емкость для испарения ацетона; пиролизный 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 емкость, сепаратор газ-жидкость, по меньшей мере одну поглотительную емкость, выполненную с возможностью осуществления взаимодействия газообразного кетена с жидкой уксусной кислотой, причем пиролизный реактор имеет несколько расположенных последовательно зон нагрева с собственной нитью накаливания в каждой зоне, в которых обеспечивается градиентный нагрев паров ацетона, и по меньшей мере одна поглотительная емкость оборудована входом для уксусной кислоты, выходом для отходящих газов и выходом для раствора уксусного ангидрида; реактор приготовления раствора пара-аминофенола, оснащенный мешалкой, системой поддержания температуры, датчиком температуры, входом для подачи твердого пара-аминофенола, входами для подачи воды и свежего раствора уксусной кислоты и выходом для выведения самотеком части приготовленного раствора, расположенным в верхней части реактора;a unit for producing acetic anhydride by pyrolysis of acetone, comprising an evaporation tank for evaporating acetone; a pyrolysis reactor configured to pyrolyze acetone to form a gas mixture containing ketene, at least one refrigerator for condensing unreacted acetone, a line for returning condensed unreacted acetone to the evaporation tank, a gas-liquid separator, at least one absorption tank configured to react gaseous ketene with liquid acetic acid, wherein the pyrolysis reactor has several successively arranged heating zones with their own heating filament in each zone, in which gradient heating of acetone vapor is ensured, and at least one absorption tank is equipped with an inlet for acetic acid, an outlet for exhaust gases and an outlet for an acetic anhydride solution; a reactor for preparing a para-aminophenol solution, equipped with a stirrer, a temperature maintenance system, a temperature sensor, an inlet for feeding solid para-aminophenol, inlets for feeding water and fresh acetic acid solution, and an outlet for gravity-flowing removal of part of the prepared solution, located in the upper part of the reactor;

реактор ацилирования пара-аминофенола, оснащенный мешалкой, по меньшей мере одним входом для подачи раствора пара-аминофенола, соединенным по текучей среде с реактором приготовления раствора пара-аминофенола, и входом для подачи уксусного ангидрида, соединенным по текучей среде с выходом для раствора уксусного ангидрида по меньшей мере одной поглотительной емкости блока получения уксусного ангидрида, и выходом для выведения самотеком части реакционной смеси ацилирования, расположенным в верхней части реактора;a reactor for acylating para-aminophenol, equipped with a stirrer, at least one inlet for feeding a para-aminophenol solution, connected via a fluid medium to a reactor for preparing a para-aminophenol solution, and an inlet for feeding acetic anhydride, connected via a fluid medium to an outlet for acetic anhydride solution of at least one absorption tank of an acetic anhydride production unit, and an outlet for gravity-flowing removal of a portion of the acylation reaction mixture, located in the upper part of the reactor;

реактор концентрирования суспензии парацетамола, оснащенный мешалкой и охлаждающим устройством, датчиком температуры, по меньшей мере одним входом для реакционной смеси ацилирования пара-аминофенола, соединенным по текучей среде с реактором ацилирования пара-аминофенола, выходом для реакционной смеси концентрирования суспензии, расположенным в верхней части реактора;a paracetamol suspension concentration reactor equipped with a stirrer and a cooling device, a temperature sensor, at least one inlet for the para-aminophenol acylation reaction mixture, fluidly connected to the para-aminophenol acylation reactor, an outlet for the suspension concentration reaction mixture, located in the upper part of the reactor;

разделяющее устройство непрерывного действия для отделения твердого парацетамола от маточного раствора, оснащенное по меньшей мере одним входом для реакционной смеси из реактора концентрирования суспензии, сливом для маточного раствора и выходом для выгрузки твердого парацетамола;a continuous separating device for separating solid paracetamol from the mother liquor, equipped with at least one inlet for the reaction mixture from the suspension concentration reactor, a drain for the mother liquor and an outlet for unloading solid paracetamol;

емкость для хранения маточного раствора,container for storing the mother liquor,

причем соотношение рабочих объемов реактора ацилирования пара-аминофенола и реактора концентрирования суспензии парацетамола находится в диапазоне от 1:3 до 1:10.wherein the ratio of the working volumes of the para-aminophenol acylation reactor and the paracetamol suspension concentration reactor is in the range from 1:3 to 1:10.

Представленная установка 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%). Разработанное авторами данного технического решения соотношение реакционных объемов реакторов установки позволяет реализовать короткую реакционную стадию при заданной температуре реакции и более длительную стадию концентрирования суспензии продукта при пониженной температуре, причем малый объем реакционной стадии позволяет отказаться от использования энергозатратных систем поддержания температуры, регулируя температуру только скоростью подачи исходных реагентов, что стало возможным благодаря отсутствию инертности изменения температуры, присущей большим реакционным объемам.The presented installation allows to continuously obtain paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride obtained in situ, under very mild conditions (low temperature) and in a short time, with obtaining paracetamol with a high yield, selectivity and with a low content of colored resins. At the same time, the combination of two processes within one installation allows to refuse accumulation of large quantities of semi-finished products, to regulate on-site the concentration of the prepared solution of acetic anhydride in acetic acid required for the acylation process in the widest range (from 1 to 99%). The ratio of reaction volumes of the reactors of the installation developed by the authors of this technical solution allows to implement a short reaction stage at a given reaction temperature and a longer stage of concentration of the product suspension at a reduced temperature, and the small volume of the reaction stage allows to refuse the use of energy-consuming temperature maintenance systems, regulating the temperature only by the feed rate of the initial reagents, which became possible due to the absence of inertia of temperature change inherent in large reaction volumes.

Кроме того, за счет использования нескольких зон нагрева в реакторе пиролиза 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.In addition, due to the use of several heating zones in the pyrolysis reactor, long-term stable operation of the acetic anhydride production unit by acetone pyrolysis and, accordingly, the entire installation as a whole is realized; energy-efficient heating of acetone vapors is carried out in a precisely specified temperature range with easy temperature regulation inside the pyrolysis reactor and a short response time, which ensures high productivity and energy efficiency of the installation.

Также указанная установка позволяет реализовать следующие преимущества:This installation also allows you to realize the following advantages:

в качестве исходного сырья для генерации ацилирующего реагента используется дешевый ацетон;cheap acetone is used as a feedstock for generating the acylating reagent;

генерация кетена организована по принципу рецикла, где пары ацетона возвращаются в исходный реакционный сосуд, что повышает эффективность процесса;ketene generation is organized according to the recycling principle, where acetone vapors are returned to the original reaction vessel, which increases the efficiency of the process;

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;the installation operates in continuous mode, which increases the efficiency and quality of paracetamol, since it is easier to control the process conditions, and during production the product is not broken down into separate batches;

в качестве реакционной среды для проведения ацилирования может быть использован обедненный маточный раствор в уксусной кислоте, что повышает общую эффективность и снижает жидкие отходы.A depleted mother liquor in acetic acid can be used as a reaction medium for acylation, which increases the overall efficiency and reduces liquid waste.

Подробное описание сущности технического решенияDetailed description of the essence of the technical solution

Получение парацетамола в заявляемой установке основано на реакции ацилирования пара-аминофенола уксусным ангидридом, причем уксусный ангидрид для превращения также получают в данной установке. Таким образом, в установке осуществляют два параллельных процесса: получение раствора уксусного ангидрида и синтез парацетамола (схема 1).The production of paracetamol in the claimed plant is based on the reaction of acylation of para-aminophenol with acetic anhydride, and acetic anhydride for the conversion is also produced in this plant. Thus, two parallel processes are carried out in the plant: production of a solution of acetic anhydride and synthesis of paracetamol (scheme 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.The production of acetic anhydride is based on the pyrolysis reaction of acetone to form ketene and methane, after which the highly reactive gaseous ketene reacts with liquid acetic acid to form acetic anhydride.

Для осуществления такой схемы получения заявляемая установка в общем виде включает блок получения уксусного ангидрида, реактор приготовления раствора пара-аминофенола, реактор ацилирования пара-аминофенола, реактор концентрирования суспензии парацетамола, разделяющее устройство и емкость для хранения маточного раствора.To implement such a production scheme, the claimed installation generally includes a unit for producing acetic anhydride, a reactor for preparing a para-aminophenol solution, a reactor for acylating para-aminophenol, a reactor for concentrating a paracetamol suspension, a separating device, and a container for storing the mother liquor.

Такая компоновка позволяет реализовать различные преимущества предложенного технического решения, например, использовать рециркуляционные потоки для улучшения эффективности и производительности установки.This arrangement allows for the implementation of various advantages of the proposed technical solution, such as the use of recirculation flows to improve the efficiency and productivity of the plant.

На фигуре 1 показан один из предпочтительных вариантов осуществления заявляемой установки для получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, получаемым пиролизом ацетона.Figure 1 shows one of the preferred embodiments of the claimed installation for producing paracetamol by acylating para-aminophenol with acetic anhydride obtained by pyrolysis of acetone.

Представленное далее подробное описание заявленной установки для наглядности дается со ссылкой на показанный на фиг. 1 предпочтительный вариант, однако не накладывает никаких ограничений на объем притязаний.The detailed description of the claimed installation presented below is given for clarity with reference to the preferred embodiment shown in Fig. 1, but does not impose any limitations on the scope of the claims.

Блок получения уксусного ангидрида БП3.1 в общем виде включает оборудование для пиролизного разложения ацетона: испарительную емкость и реактор пиролиза с несколькими зонами нагрева, 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 емкость.The acetic anhydride production unit BP3.1 generally includes equipment for the pyrolysis decomposition of acetone: an evaporation tank and a pyrolysis reactor with several heating zones, equipment for separating unreacted acetone from gaseous ketene: a refrigerator for condensing a portion of the unreacted acetone, a low-temperature refrigerator, a gas-liquid separator and a line for returning unreacted acetone, as well as devices for carrying out the interaction of ketene with acetic acid: at least one absorption tank.

В одном из вариантов осуществления блок получения уксусного ангидрида БП3.1 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.In one embodiment, the acetic anhydride production unit BP3.1 is equipped with a gas supply for creating an inert atmosphere, preferably selected from nitrogen or argon, said supply is intended for purging all units of the unit in order to remove air from all units when starting the plant, as well as to prevent unwanted air suction during operational operation.

Для генерации паров ацетона блок получения уксусного ангидрида БП3.1 включает испарительную емкость 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 реактора.For generating acetone vapors, the acetic anhydride production unit BP3.1 includes an evaporation tank IS3.1 equipped with a heating jacket designed to create a temperature above the boiling point of acetone, an inlet for fresh acetone and an inlet for recirculated acetone, as well as at least one outlet for boiling acetone vapors connected to at least one inlet of the pyrolysis reactor.

Испарительная емкость 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.The evaporation tank IS3.1 is connected to the tank for fresh acetone (not shown) via line L1, through which fresh acetone is supplied to the inlet for fresh acetone in an amount equal to the acetone spent during pyrolysis. This ensures continuous, uninterrupted operation of the apparatus.

Как правило испарительная емкость 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 емкости, соединенный с входом реактора пиролиза.As a rule, the evaporation tank of the IS3.1 is filled with acetone to 2/3 of its internal volume and, by means of a heating jacket, the acetone is heated to a temperature sufficient to maintain constant vigorous boiling of the acetone, which guarantees the removal of acetone vapors through the outlet at the top of the evaporation tank, connected to the inlet of the pyrolysis reactor.

Пиролизный реактор ПР1 выполнен с возможностью осуществления пиролиза ацетона с образованием смеси газов, содержащей кетен, и в общем виде представляет собой реакционный сосуд, снабженный внутренним реакционным пространством и стенками. Пиролизный реактор ПР1 выполнен с возможностью выдерживать температуру нагрева по меньшей мере в диапазоне от 700 до 1200°С в течение длительного времени.The pyrolysis reactor PR1 is designed with the possibility of pyrolysis of acetone with the formation of a gas mixture containing ketene, and in general is a reaction vessel equipped with an internal reaction space and walls. The pyrolysis reactor PR1 is designed with the possibility of withstanding a heating temperature of at least in the range from 700 to 1200°C for a long time.

Согласно настоящему техническому решению пиролизный реактор ПР1 выполнен из жаропрочного материала, в частности из жаропрочного металла или кварца.According to the present technical solution, the pyrolysis reactor PR1 is made of heat-resistant material, in particular heat-resistant metal or quartz.

В качестве материала для создания пиролизного реактора ПР1 могут быть использованы 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), материалы на основе стали, материалы на основе титана, вольфрама, никеля, хрома, бериллия, их сплавы, суперсплавы, такие как Монель, Инконель, Инколой, Хастеллой и т.п.Metals and alloys that can be used as a material for creating the PR1 pyrolysis reactor can be used that can be used at high temperatures and in various aggressive environments, i.e. materials that are chemically inert under the reaction conditions in order to minimize chemical corrosion of the reactor walls. Examples of suitable structural materials include special grades of heat-resistant stainless steels (for example, according to GOST 5632), steel-based materials, materials based on titanium, tungsten, nickel, chromium, beryllium, their alloys, superalloys such as Monel, Inconel, Incoloy, Hastelloy, etc.

В одном из вариантов осуществления стенки пиролизного реактора выполнены из жаропрочных нержавеющих сталей, предпочтительно из нержавеющей стали марки AISI 316 (08Х17Н13М2Т согласно ГОСТ 5632-2014).In one embodiment, the walls of the pyrolysis reactor are made of heat-resistant stainless steels, preferably of AISI 316 stainless steel (08X17H13M2T according to GOST 5632-2014).

В еще одном из вариантов осуществления стенки пиролизного реактора выполнены из жаропрочного кварцевого стекла.In another embodiment, the walls of the pyrolysis reactor are made of heat-resistant quartz glass.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления пиролизный реактор ПР1 представляет собой пиролизный трубчатый реактор.In one preferred embodiment, the pyrolysis reactor PR1 is a pyrolysis tubular reactor.

В внутреннем пространстве реактора ПР1 находится несколько расположенных последовательно зон нагрева с собственной нитью накаливания в каждой зоне, в которых обеспечивается градиентный (постепенный) нагрев паров ацетона от 56°С в нижней части реактора до 795°С в верхней части. Зонирование нагрева приводит к тому, что в каждой зоне уменьшается разница температур между проходящими парами ацетона и температурой нагретой нити накаливания; уменьшение перепада температур приводит к уменьшению термического стресса материала нагревательной спирали и, соответственно, увеличивает рабочий ресурс нагревательной спирали.In the internal space of the PR1 reactor there are several successively arranged heating zones with their own heating filament in each zone, in which gradient (gradual) heating of acetone vapors from 56°C in the lower part of the reactor to 795°C in the upper part is provided. Heating zoning leads to the fact that in each zone the temperature difference between the passing acetone vapors and the temperature of the heated heating filament decreases; a decrease in the temperature difference leads to a decrease in the thermal stress of the heating coil material and, accordingly, increases the working life of the heating coil.

Использование нескольких контролируемых зон нагрева позволяет осуществлять градиентное повышение температуры паров ацетона с различной скоростью ее нарастания на разных участках реактора. В случае максимально равномерного нагрева весь температурный диапазон, начиная от температуры кипящего ацетона до температуры реакции пиролиза (56°С - 795°С), разделяют на равные промежутки по числу используемых нагревательных элементов (например, в случае трех нагревательных элементов: первая спираль 300°С, вторая спираль 547°С, третья спираль 795°С). В таком случае перепад температур в нижней и верхней частях на каждом нагревательном элементе будет минимален. Однако возможно осуществлять и неравномерный способ нагрева. В этом случае один из температурных диапазонов сужают, соответственно, увеличивая остальные. Это позволяет более оптимально настроить работу аппарата в конкретных условиях. Так, при увеличении потока входных паров ацетона целесообразно несколько увеличить самый высокий температурный диапазон, чтобы повысить производительность (например, в случае трех нагревательных элементов: первая спираль 240°С, вторая спираль 440°С, третья спираль 790°С).The use of several controlled heating zones allows for a gradient increase in the temperature of acetone vapors with different rates of increase in different sections of the reactor. In the case of maximally uniform heating, the entire temperature range, starting from the temperature of boiling acetone to the temperature of the pyrolysis reaction (56°C - 795°C), is divided into equal intervals by the number of heating elements used (for example, in the case of three heating elements: the first spiral 300°C, the second spiral 547°C, the third spiral 795°C). In this case, the temperature difference in the lower and upper parts on each heating element will be minimal. However, it is also possible to carry out an uneven heating method. In this case, one of the temperature ranges is narrowed, respectively, increasing the others. This allows for a more optimal adjustment of the device operation in specific conditions. Thus, when increasing the flow of input acetone vapors, it is advisable to slightly increase the highest temperature range in order to increase productivity (for example, in the case of three heating elements: the first spiral 240°C, the second spiral 440°C, the third spiral 790°C).

В предпочтительном варианте осуществления в пиролизном реакторе находится от двух до пяти расположенных последовательно зон нагрева, более предпочтительно три расположенные последовательно зоны нагрева, каждая из которых имеет собственную нить накаливания.In a preferred embodiment, the pyrolysis reactor has two to five heating zones arranged in series, more preferably three heating zones arranged in series, each having its own heating filament.

В предпочтительном варианте осуществления с пиролизным реактором, имеющим три расположенные последовательно зоны нагрева, температура на выходе из первой зоны нагрева находится в диапазоне от 240 до 350°С, температура на выходе из второй зоны нагрева находится в диапазоне от 400 до 500°С и температура на выходе из третьей зоны нагрева находится в диапазоне от 740 до 795°С.In a preferred embodiment with a pyrolysis reactor having three successively arranged heating zones, the temperature at the outlet of the first heating zone is in the range of 240 to 350°C, the temperature at the outlet of the second heating zone is in the range of 400 to 500°C, and the temperature at the outlet of the third heating zone is in the range of 740 to 795°C.

В предпочтительном варианте осуществления нити накаливания (нагревательные спирали) выполнены из нихромовой проволоки, так как нихромовые сплавы с высоким содержанием никеля обладают высокой жаростойкостью в окислительной атмосфере. Проволоку навивают на фарфоровый держатель для большей механической устойчивости конструкции, более предпочтительно для нитей накаливания используют нихромовую проволоку диаметром не менее 1 мм в форме спирали.In a preferred embodiment, the filaments (heating coils) are made of nichrome wire, since nichrome alloys with a high nickel content have high heat resistance in an oxidizing atmosphere. The wire is wound on a porcelain holder for greater mechanical stability of the structure; more preferably, nichrome wire with a diameter of at least 1 mm in the form of a spiral is used for the filaments.

Известно, что пиролиз ацетона ниже 740°С не протекает, а выше 790°С начинается его карбонизация. Каталитическая добавка триэтилфосфата к реакционной смеси позволяет понизить температуру пиролиза на 6-8 градусов. Таким образом, в реакционной зоне реактора ПР3.1 поддерживается рабочая температура пиролиза 770-780°С.It is known that acetone pyrolysis does not occur below 740°C, and its carbonization begins above 790°C. The catalytic addition of triethyl phosphate to the reaction mixture allows the pyrolysis temperature to be lowered by 6-8 degrees. Thus, the working pyrolysis temperature of 770-780°C is maintained in the reaction zone of the PR3.1 reactor.

В противоположность стандартной «кетеновой лампе» уровня техники такой нагрев, осуществляемый посредством нескольких зон нагрева, отличается повышенной надежностью, поскольку такое техническое решение значительно уменьшает термический стресс, связанный с разностью температур в пределах одной спирали, который испытывает материал нагревательной спирали. Уменьшение температурных перепадов становится особенно актуальной задачей в случае неравномерного поступления паров ацетона в реактор из-за биений в процессе кипения. В случае использования «кетеновой лампы» с одной нагревательной спиралью, возникающие большие температурные скачки приводят к механическому разрушению материала спирали. Предложенная схема с использованием нескольких нагревательных элементов нивелирует данный негативный эффект и обеспечивает долгую бесперебойную работу.In contrast to the standard "ketene lamp" of the state of the art, such heating, carried out by means of several heating zones, is distinguished by increased reliability, since such a technical solution significantly reduces the thermal stress associated with the temperature difference within one spiral, which is experienced by the heating spiral material. Reducing temperature differences becomes a particularly urgent task in the case of uneven flow of acetone vapors into the reactor due to beating during the boiling process. In the case of using a "ketene lamp" with one heating spiral, the resulting large temperature jumps lead to mechanical destruction of the spiral material. The proposed scheme using several heating elements levels out this negative effect and ensures long-term uninterrupted operation.

Также в отличие от внешнего нагрева пиролизного реактора, например в печи, при нагреве посредством нескольких зон нагрева 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 контакта нагревательных элементов парами ацетона. Все это позволяет эксплуатировать установку в непрерывном режиме, бесперебойно, в течение длительного периода времени.Also, unlike external heating of the pyrolysis reactor, for example in a furnace, when heating by means of several heating zones there is no thermal inertia, which allows easy regulation of the temperature inside the pyrolysis reactor in a precisely specified temperature range with a short response time, in addition, higher energy efficiency of the process is ensured due to contact of the heating elements with acetone vapors. All this allows the unit to be operated in a continuous mode, without interruption, for a long period of time.

Для регулировки мощности нагрева пиролизный реактор может быть оснащен датчиком температуры на каждую зону нагрева, например, термопарой.To regulate the heating power, the pyrolysis reactor can be equipped with a temperature sensor for each heating zone, for example, a thermocouple.

Во внутреннем реакционном пространстве пиролизного 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 реактор заявляемой установки 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 для повышения энергоэффективности процесса.In the internal reaction space of the pyrolysis reactor, thermal decomposition of gaseous acetone occurs with the formation of a gas mixture containing ketene, which mainly consists of ketene, methane, ethylene, carbon dioxide and vapors of unreacted acetone. Ethylene and carbon dioxide are formed as a result of partial decomposition of ketene and are present in the gas mixture in an insignificant amount. The pyrolysis reactor of the claimed installation is equipped with an outlet for the reaction mixture of gases containing ketene, which in a preferred embodiment can be connected to the inlet for the pyrolysis reaction mixture of the heat exchanger for preheating fresh acetone TO3.1 to increase the energy efficiency of the process.

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 емкость ИС3.1. Данное технологическое решение повышает общую энергетическую эффективность установки.The specified heat exchanger TO3.1 includes an internal heat exchange space and an external jacket. The hot gas mixture containing ketene enters the internal heat exchange space through the inlet for the pyrolysis reaction mixture, cools as a result of heat exchange, and leaves it through the outlet for the cooled gas mixture containing ketene. In the preferred embodiment, the internal heat exchange space is made in the form of a cylindrical pipe. Fresh acetone passes through the external jacket of this heat exchanger, which, as a result of indirect heat exchange with the hot gas mixture containing ketene, undergoes preliminary heating and is directed through line L1 to the evaporation tank IS3.1. This technological solution increases the overall energy efficiency of the installation.

Для контроля за степенью охлаждения смеси газов, содержащей кетен, теплообменник для предварительного подогрева свежего ацетона ТО3.1 может быть оборудован датчиком температуры или термометром ТТ3.4.To control the degree of cooling of the gas mixture containing ketene, the heat exchanger for preheating fresh acetone TO3.1 can be equipped with a temperature sensor or thermometer TT3.4.

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.For separating unreacted acetone from gaseous ketene, the acetic anhydride production unit includes two condensers connected in series, preferably two descending condensers. In the first descending condenser HX3.1, for condensing a portion of the unreacted acetone from the gas mixture containing ketene, a heat carrier, preferably water, with a temperature in the range from 5 to 15°C is used as a cooling medium. The inlet of this descending condenser HX3.1 is connected either to the outlet for the reaction mixture of gases of the pyrolysis reactor PR3.1, or, in the preferred embodiment, to the outlet for the cooled gas mixture containing ketene, of the heat exchanger for preheating fresh acetone TO3.1. In the lower part, the descending condenser HX3.1 is equipped with an outlet for the gas phase and an outlet for the liquid phase.

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.In the descending condenser HX3.1, the main part of the unreacted acetone from the gas mixture containing ketene is condensed, the condensed acetone in the form of a liquid phase flows down and enters through the liquid phase outlet into the line for returning condensed unreacted acetone L2. The cooled gas mixture containing ketene enters through the gas phase outlet via line L3 to the inlet of the low-temperature descending condenser HX3.2.

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.In a preferred embodiment, the low-temperature downdraft condenser HX3.2 is a spiral downdraft condenser that uses a coolant with a temperature in the range of -20 to -35°C.

В качестве теплоносителя могут быть использованы водно-спиртовые смеси, антифризы на основе этиленгликоля и другие теплоносители с низкой температурой замерзания.Water-alcohol mixtures, ethylene glycol-based antifreezes and other coolants with a low freezing point can be used as a coolant.

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.In this low-temperature descending cooler HX3.2, complete condensation of the remaining portion of unreacted acetone from the gas mixture containing ketene occurs, and a cooled two-phase flow is formed, which enters the gas-liquid separator SP3.1 through the fluid outlet.

Сепаратор газ-жидкость СП3.1 выполнен с возможностью удаления сконденсированного ацетона из смеси газов, содержащей кетен, и формирования газообразной смеси, обогащенной кетеном.The gas-liquid separator SP3.1 is designed with the ability to remove condensed acetone from a gas mixture containing ketene and to form a gaseous mixture enriched in ketene.

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.In one embodiment, the gas-liquid separator SP3.1 is a container with an internal space and a cooling jacket, equipped with an inlet for a fluid medium, an outlet for a gas phase and an outlet for a liquid phase, wherein the inlet for the fluid medium is designed with the possibility of introducing a cooled two-phase flow from a low-temperature descending cooler HX3.2 into the lower half of the internal space of the container, the outlet for the gas phase is designed in the upper half of the internal space of the container, and the outlet for the liquid phase is designed in the immediate vicinity of the bottom or on the bottom of the internal space of the container.

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.A heat carrier with a temperature in the range from -20 to -35°C is used as a cooling medium in the cooling jacket; in particular, the same heat carriers can be used as in the case of the low-temperature descending refrigerator HX3.2.

Выход для жидкой фазы сепаратора газ-жидкость СП3.1 соединен с линией для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона Л2.The liquid phase outlet of the gas-liquid separator SP3.1 is connected to the line for returning condensed unreacted acetone L2.

По данной линии Л2 сконденсированный ацетон поступает из сепаратора газ-жидкость СП3.1 обратно в испарительную емкость ИС3.1 (при необходимости, интенсивность потока регулируется краном 3.5). Как уже указывалось выше в данную линию Л2 также поступает сконденсированный ацетон из нисходящего холодильника НХ3.1. Таким образом, достигается полная рециркуляция непрореагировавшего ацетона.Condensed acetone is fed from the gas-liquid separator SP3.1 back to the evaporation tank IS3.1 via this line L2 (if necessary, the flow rate is regulated by valve 3.5). As already indicated above, condensed acetone is also fed to this line L2 from the descending condenser HX3.1. Thus, complete recirculation of unreacted acetone is achieved.

В предпочтительном варианте осуществления линия для возврата сконденсированного непрореагировавшего ацетона Л2 в испарительную емкость ИС3.1 снабжена перед входом для рециркулируемого ацетона испарительной емкости ИС3.1 сифоном С3.1, который имеет уменьшенное сечение и предотвращает выброс паров из испарительной емкости в линию Л2.In a preferred embodiment, the line for returning condensed unreacted acetone L2 to the evaporation tank IS3.1 is equipped before the inlet for recirculated acetone of the evaporation tank IS3.1 with a siphon C3.1, which has a reduced cross-section and prevents the release of vapors from the evaporation tank into line L2.

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.The use of such a combination of two successively located descending condensers and a gas-liquid separator ensures complete separation of acetone from the gas mixture containing ketene and allows for the efficient use of unreacted acetone, thereby increasing the productivity of the plant as a whole.

Для осуществления реакции кетена с уксусной кислотой блок получения уксусного ангидрида, включает по меньшей мере одну поглотительную емкость, 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.To carry out the reaction of ketene with acetic acid, the acetic anhydride production unit includes at least one absorption tank designed with the possibility of carrying out the interaction of gaseous ketene from a gaseous mixture enriched with ketene with liquid acetic acid to produce a solution of acetic anhydride in acetic acid and a stream of exhaust gases.

В одном из вариантов осуществления по меньшей мере одна поглотительная емкость 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.In one embodiment, at least one absorption vessel is provided with a cooling system, a temperature sensor, a bubbling device for introducing a gaseous mixture enriched with ketene, a paddle stirrer, an inlet for acetic acid, an outlet for exhaust gases and an outlet for an acetic anhydride solution.

В предпочтительном варианте осуществления блок получения уксусного ангидрида, включает две поглотительные емкости, подключенные последовательно, для более полного улавливания кетена. В данном варианте осуществления выход для отходящих газов первой поглотительной емкости Е3.1 соединен с барботирующим устройством второй поглотительной емкости Е3.2.In a preferred embodiment, the acetic anhydride production unit includes two absorption tanks connected in series for more complete capture of ketene. In this embodiment, the outlet for exhaust gases of the first absorption tank E3.1 is connected to the bubbling device of the second absorption tank E3.2.

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.Since the reaction of acetic anhydride formation occurs with the release of heat, forced cooling is provided in the absorption tanks using a cooling system. In the preferred embodiment, the cooling system is a cooling jacket with a heat carrier.

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 ТТ3.5 и ТТ3.6.Excessive increase in temperature reduces the selectivity of the reaction and decreases the solubility of ketene in the reaction solution, therefore the temperature in the absorption tanks is maintained in the range of 25-35°C. The temperature of the reaction solutions is monitored using reaction mixture temperature sensors. In the preferred embodiment, thermometers TT3.5 and TT3.6 are used as reaction mixture temperature sensors in the absorption tank.

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 емкости Е3.1 и Е3.2 снабжены лопастными мешалками М3.1 и М3.2.In a preferred embodiment with two absorption tanks, the bubbling device BR3.1 of the first absorption tank E3.1 is connected to the outlet for the gas phase of the gas/liquid separator SP3.1 via line L4. Through this line L4, the gaseous mixture enriched in ketene enters the absorption tank E3.1 through the bubbling device BR3.1 and then through the outlet for exhaust gases along line L5 through the bubbling device BR3.2 into the absorption tank E3.2. For better contact of the gas with the liquid, tanks E3.1 and E3.2 are equipped with paddle mixers M3.1 and M3.2.

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.For the introduction of acetic acid, an acetic acid inlet is provided in the absorption tank, to which acetic acid is supplied via line L6. In the preferred embodiment, the acetic acid is glacial acetic acid.

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 реактора ацилирования пара-аминофенола Р3.1. 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.For unloading the obtained acetic anhydride in the acetic acid solution, an outlet for the acetic anhydride solution is provided in the absorption tank, connected to line L7, through which the prepared acetic anhydride solution is fed to the inlet for the acetic anhydride solution of the para-aminophenol acylation reactor P3.1. By regulating the rate of unloading the reaction mixture from the absorption tank, it is possible to obtain a solution of acetic anhydride in acetic acid in the widest range of concentrations, for example from 1 to 99% by weight, preferably from 60 to 98% by weight.

Каждая поглотительная емкость в заявляемой установке 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).Each absorption tank in the claimed installation is equipped with an outlet for exhaust gases; in the embodiment of the installation with several successively located absorption tanks, the outlet for exhaust gases of the last absorption tank in the series (and in the case of a single absorption tank directly) is connected to line L8, through which exhaust gases exit the acetic anhydride production unit for disposal (into the atmosphere or for incineration).

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 емкость ИС3.1 по линии Л1.In the preferred embodiment, the line is equipped with a rotameter RT3.1. Since the two-stage separation of acetone in the refrigerators HX3.1, HX3.2 and the separator SP3.1 captures all acetone vapors, and the absorption unit completely removes ketene from the gas mixture, then practically pure methane is removed at the outlet. The rate of its release can be used to judge the intensity of pyrolysis and, accordingly, the amount of ketene obtained. Thus, based on the readings of the rotameter RT3.1, it is possible to determine the required amount of fresh acetone, which should be fed to the evaporation tank IS3.1 via line L1.

Реактор приготовления раствора пара-аминофенола Р3.1 заявляемой установки 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.The reactor for preparing a para-aminophenol solution R3.1 of the claimed installation is designed to dissolve solid para-aminophenol in a mixture of water and a fresh solution of acetic acid and/or a recycled mother solution of acetic acid and to form a heated solution of para-aminophenol.

Реактор приготовления раствора пара-аминофенола Р3.1 представляет собой реакционный сосуд, оснащенный мешалкой М3.3, системой поддержания температуры, датчиком температуры, входом для подачи твердого пара-аминофенола, входами для подачи воды и свежего раствора уксусной кислоты и выходом для выведения самотеком части приготовленного раствора, расположенным в верхней части реактора;The reactor for preparing a solution of para-aminophenol P3.1 is a reaction vessel equipped with a stirrer M3.3, a temperature maintenance system, a temperature sensor, an inlet for feeding solid para-aminophenol, inlets for feeding water and fresh acetic acid solution, and an outlet for the gravity discharge of part of the prepared solution, located in the upper part of the reactor;

В предпочтительном варианте осуществления для подачи твердого пара-аминофенола заявляемая установка может дополнительно включать аппарат подачи твердого пара-аминофенола Б3.1. Конфетный тип аппарата подачи Б3.1 выбирают исходя из характеристик используемого сырья (его влажность, сыпучесть и т.д.), например, аппарат подачи Б3.1 может быть выбран из ячейкового дозатора или шнека с бункером.In a preferred embodiment, for feeding solid para-aminophenol, the claimed installation may additionally include a solid para-aminophenol feeding apparatus B3.1. The candy type of feeding apparatus B3.1 is selected based on the characteristics of the raw material used (its moisture content, flowability, etc.), for example, the feeding apparatus B3.1 may be selected from a cell dispenser or a screw with a hopper.

В предпочтительном варианте осуществления линии Л9 и Л20 в основном используются для создания исходного чистого раствора водной уксусной кислоты при начале работы установки.In a preferred embodiment, lines L9 and L20 are primarily used to create a feedstock of pure aqueous acetic acid solution at the start of plant operation.

Для получения раствора пара-аминофенола используется уксусная кислота концентрацией 70-80%, так как в данном диапазоне достигается максимальная растворимость пара-аминофенола при температуре процесса.To obtain a solution of para-aminophenol, acetic acid with a concentration of 70-80% is used, since in this range the maximum solubility of para-aminophenol is achieved at the process temperature.

В предпочтительном варианте осуществления реактор приготовления раствора пара-аминофенола Р3.1 оборудован входом для подачи оборотного маточного раствора, который соединен по линии Л16 с емкостью для хранения маточного раствора Е3.4, что позволяет направлять отобранный маточный раствор повторно в качестве среды для растворения твердого пара-аминофенола, обеспечивая повышение производительности заявляемой установки и снижение количества жидких отходов.In a preferred embodiment, the reactor for preparing a para-aminophenol solution P3.1 is equipped with an input for feeding a recycled mother liquor, which is connected via line L16 to a container for storing the mother liquor E3.4, which allows the collected mother liquor to be sent again as a medium for dissolving solid para-aminophenol, ensuring an increase in the productivity of the claimed installation and a reduction in the amount of liquid waste.

Для придания раствору пара-аминофенола необходимой температуры, а также для наиболее полного растворения пара-аминофенола в реакторе Р3.1 предусмотрен нагрев до 45-50°С при помощи системы поддержания температуры СО3.1, контроль за температурой осуществляется по показаниям датчика температуры, предпочтительно термопары ТТ3.7. Для интенсивного перемешивания реактор приготовления раствора пара-аминофенола Р3.1 снабжен эффективной лопастной мешалкой. Для возникающего избытка приготовленного раствора реактор Р3.1 снабжен выходом выведения самотеком части приготовленного раствора, расположенным в верхней части реактора, в предпочтительном варианте представляющим собой естественный перелив к линии Л10.In order to give the para-aminophenol solution the required temperature, as well as for the most complete dissolution of para-aminophenol, heating to 45-50°C is provided in reactor R3.1 using the temperature maintenance system СО3.1, the temperature is controlled by the temperature sensor readings, preferably the thermocouple TT3.7. For intensive mixing, the reactor for preparing the para-aminophenol solution R3.1 is equipped with an effective paddle stirrer. For the resulting excess of the prepared solution, reactor R3.1 is equipped with an outlet for the gravity discharge of a portion of the prepared solution, located in the upper part of the reactor, in the preferred embodiment representing a natural overflow to line L10.

В предпочтительном варианте осуществления перед выходом для приготовленного раствора пара-аминофенола, расположенном в верхней части, в реакторе Р3.1 предусмотрено улавливающее/фильтрующее устройство, которое предотвращает унос твердой фракции в линию Л10 и обеспечивает поступление чистого раствора пара-аминофенола. В особо предпочтительном варианте осуществления улавливающее/фильтрующее устройство выбрано из сетчатого фильтра или внутренней полки-сепаратора.In a preferred embodiment, before the outlet for the prepared para-aminophenol solution, located in the upper part, a catching/filtering device is provided in the reactor R3.1, which prevents the entrainment of the solid fraction into the line L10 and ensures the supply of a clean para-aminophenol solution. In a particularly preferred embodiment, the catching/filtering device is selected from a mesh filter or an internal separator shelf.

Реактор приготовления раствора пара-аминофенола Р3.1 выполнен с возможностью работы в режиме саморегуляции, т.е. избыток готового раствора без твердой фракции удаляется естественным образом (самотеком) через выход для выведения части приготовленного раствора ТР3.1 и по линии Л10 переходит реактор ацилирования пара-аминофенола.The reactor for preparing a solution of para-aminophenol P3.1 is designed with the ability to operate in a self-regulating mode, i.e. the excess of the prepared solution without a solid fraction is removed naturally (by gravity) through the outlet for removing part of the prepared solution TP3.1 and the reactor for acylation of para-aminophenol passes along line L10.

Реактор ацилирования пара-аминофенола Р3.2 заявленной установки предназначен для эффективного смешивания раствора пара-аминофенола и раствора уксусного ангидрида и последующего осуществления реакции ацилирования пара-аминофенола.The reactor for acylation of para-aminophenol P3.2 of the claimed installation is intended for efficient mixing of a solution of para-aminophenol and a solution of acetic anhydride and subsequent implementation of the reaction of acylation of para-aminophenol.

Реактор ацилирования пара-аминофенола Р3.2 представляет собой реакционный сосуд, оснащенный эффективной мешалкой М3.4, по меньшей мере одним входом для подачи раствора пара-аминофенола, соединенным по текучей среде с реактором приготовления раствора пара-аминофенола, и входом для подачи уксусного ангидрида, соединенным по текучей среде с выходом для раствора уксусного ангидрида по меньшей мере одной поглотительной емкости блока получения уксусного ангидрида, и выходом для выведения самотеком части реакционной смеси ацилирования, расположенным в верхней части реактора.The reactor for acylation of para-aminophenol P3.2 is a reaction vessel equipped with an effective mixer M3.4, at least one inlet for feeding a para-aminophenol solution, connected via a fluid medium to a reactor for preparing a para-aminophenol solution, and an inlet for feeding acetic anhydride, connected via a fluid medium to an outlet for the acetic anhydride solution of at least one absorption tank of the acetic anhydride production unit, and an outlet for gravity removal of a portion of the acylation reaction mixture, located in the upper part of the reactor.

Было обнаружено, что при заданных условиях реакция ацилирования пара-аминофенола протекает сравнительно быстро, поэтому авторами было предложено использовать реактор Р3.2 уменьшенного объема. При этом необходимая скорость реакции ацилирования обеспечивается полноценным контактом реагентов, возникающим в условиях небольшого реакционного объема. В большом реакционном объеме крайне затруднительно достичь полноценного массопереноса даже с использованием специализированных мешалок. В свою очередь, в небольшом объеме реакционной среды легко обеспечить максимально эффективное смешение компонентов. Именно такое решение позволяет достигать высоких показателей химической конверсии за более короткое время при работе в непрерывном режиме.It was found that under the given conditions the para-aminophenol acylation reaction proceeds relatively quickly, so the authors proposed to use a reduced volume reactor P3.2. In this case, the required acylation reaction rate is ensured by full contact of the reagents, which occurs in the conditions of a small reaction volume. In a large reaction volume, it is extremely difficult to achieve full mass transfer even with the use of specialized mixers. In turn, in a small volume of the reaction medium, it is easy to ensure the most effective mixing of the components. It is this solution that allows achieving high chemical conversion rates in a shorter time when operating in a continuous mode.

Реакция ацилирования пара-аминофенола слабоэкзотермична, кроме того, из реактора Р3.1 поступает горячий исходный раствор пара-аминофенола. Таким образом, благодаря выбранному реакционному объему в реакторе Р3.2 создается и самоподдерживается рабочая температура в диапазоне от 45 до 50°С, контроль за интенсивностью процесса осуществляется с помощью датчика ТТ3.8. Чрезмерное повышение температуры негативно сказывается на чистоте продукта, в случае превышения 50°С температура реакционной массы в реакторе Р3.2 может быть снижена посредством пропорционального уменьшения скоростей подачи исходных реагентов по линиям Л1, Л2 и дозатора Б3.1.The reaction of para-aminophenol acylation is slightly exothermic, in addition, a hot initial solution of para-aminophenol is supplied from reactor R3.1. Thus, due to the selected reaction volume, the operating temperature in the range from 45 to 50°C is created and self-maintained in reactor R3.2, the process intensity is controlled using sensor TT3.8. Excessive increase in temperature has a negative effect on the purity of the product, in case of exceeding 50°C, the temperature of the reaction mass in reactor R3.2 can be reduced by proportionally reducing the feed rates of the initial reagents through lines L1, L2 and dispenser B3.1.

Вход для подачи раствора уксусного ангидрида реактора Р3.2 соединен с выходом для раствора уксусного ангидрида блока получения уксусного ангидрида, из которого по линии Л7 поступает в реактор раствор уксусного ангидрида в уксусной кислоте. При подаче в реактор Р3.2 раствор уксусного ангидрида может иметь концентрацию в диапазоне от 1 - 99% масс., предпочтительно от 60 до 98% масс.The inlet for feeding the acetic anhydride solution of the reactor P3.2 is connected to the outlet for the acetic anhydride solution of the acetic anhydride production unit, from which the acetic anhydride solution in acetic acid is fed into the reactor via line L7. When fed into the reactor P3.2, the acetic anhydride solution may have a concentration in the range from 1 to 99% by weight, preferably from 60 to 98% by weight.

Через вход для подачи раствора пара-аминофенола, соединенный по текучей среде с выходом для выведения части приготовленного раствора пара-аминофенола в реактор ацилирования пара-аминофенола Р3.2 поступает нагретый раствор пара-аминофенола.The heated para-aminophenol solution is fed into the para-aminophenol acylation reactor P3.2 through the inlet for feeding the para-aminophenol solution, which is connected via a fluid medium to the outlet for removing part of the prepared para-aminophenol solution.

Реактор ацилирования пара-аминофенола Р3.2 заявляемой установки выполнен с возможностью работы в режиме саморегуляции, т.е. избыток реакционной массы удаляется естественным образом (самотеком) через выход для выведения части реакционной смеси ацилирования, расположенный в верхней части реактора, и по линии Л11 переходит в реактор концентрирования суспензии парацетамола Р3.3, при этом остальная часть реакционной смеси ацилирования остается в реакторе Р3.2, где продолжается протекание реакции ацилирования и куда непрерывно поступает новая партия реагентов.The reactor for acylation of para-aminophenol P3.2 of the claimed installation is designed with the ability to operate in a self-regulating mode, i.e. the excess reaction mass is removed naturally (by gravity) through the outlet for removing part of the acylation reaction mixture, located in the upper part of the reactor, and through line L11 passes into the reactor for concentrating the paracetamol suspension P3.3, while the remaining part of the acylation reaction mixture remains in the reactor P3.2, where the acylation reaction continues and where a new batch of reagents is continuously supplied.

Реактор концентрирования суспензии парацетамола Р3.3 заявляемой установки предназначен для достижения полного протекания реакции ацилирования и осуществления охлаждения реакционной смеси для кристаллизации парацетамола с образованием суспензии парацетамола в растворе водной уксусной кислоты.The reactor for concentrating the paracetamol suspension R3.3 of the claimed installation is intended to achieve the complete course of the acylation reaction and to cool the reaction mixture for the crystallization of paracetamol with the formation of a suspension of paracetamol in a solution of aqueous acetic acid.

Реактор концентрирования суспензии парацетамола Р3.3 представляет собой реакционный сосуд, оснащенный мешалкой и охлаждающим устройством, датчиком температуры, по меньшей мере одним входом для реакционной смеси ацилирования пара-аминофенола, соединенным по текучей среде с реактором ацилирования пара-аминофенола, выходом для реакционной смеси концентрирования суспензии, расположенным в верхней части реактора;The paracetamol suspension concentration reactor P3.3 is a reaction vessel equipped with a stirrer and a cooling device, a temperature sensor, at least one inlet for the para-aminophenol acylation reaction mixture, connected via a fluid medium to the para-aminophenol acylation reactor, an outlet for the suspension concentration reaction mixture, located in the upper part of the reactor;

Мешалка М3.5 обеспечивает восходящий поток, поддерживает однородность среды и не позволяет оседать образующемуся осадку. Контроль за температурой в реакторе Р3.3 осуществляют с помощью датчика температуры ТТ3.9.The M3.5 stirrer provides an upward flow, maintains the homogeneity of the medium and does not allow the sediment to settle. The temperature in the P3.3 reactor is controlled using the TT3.9 temperature sensor.

С помощью охлаждающего устройства ТО3.2 в реакторе Р3.3 поддерживается температура в диапазоне от 10 до 15°С. В предпочтительном варианте осуществления охлаждающее устройство представляет собой погружной охлаждающий змеевик или внешнюю рубашку охлаждения, соединенные с термостатом.Using the cooling device TO3.2, the temperature in the reactor R3.3 is maintained in the range from 10 to 15°C. In the preferred embodiment, the cooling device is an immersion cooling coil or an external cooling jacket connected to a thermostat.

Такие температурные условия позволяют наиболее полно выделить кристаллический парацетамол из реакционного раствора с образованием концентрированной суспензии парацетамола в водно-уксусной среде, и в тоже время обеспечивают прохождение химической реакции ацилирования с конверсией >99%. Указанное полноценное прохождение реакции ацилирования обеспечивается за счет обнаруженного соотношения рабочих объемов реактора ацилирования и реактора концентрирования суспензии парацетамола, которое должно находиться в диапазоне от 1:3 до 1:10. Увеличенный объем реакционной смеси концентрирования суспензии по сравнению с объемом реакционной смеси ацилирования при непрерывном режиме позволяет увеличивать время реакции ацилирования и в тоже время совместить данный процесс с выделением кристаллического продукта, тем самым не увеличивая суммарное время процесса.Such temperature conditions allow the most complete isolation of crystalline paracetamol from the reaction solution with the formation of a concentrated suspension of paracetamol in an aqueous-acetic medium, and at the same time ensure the passage of the chemical reaction of acylation with a conversion of >99%. The said full passage of the acylation reaction is ensured by the detected ratio of the working volumes of the acylation reactor and the paracetamol suspension concentration reactor, which should be in the range from 1:3 to 1:10. The increased volume of the suspension concentration reaction mixture compared to the volume of the acylation reaction mixture in the continuous mode allows for an increase in the acylation reaction time and at the same time to combine this process with the isolation of the crystalline product, thereby not increasing the total process time.

Под «рабочим объемом реактора» в рамках настоящего изобретения понимают максимальный объем реакционной смеси, который может находиться в реакторе в момент возникновения естественного перелива в другой аппарат установки.Within the framework of the present invention, the term “working volume of the reactor” means the maximum volume of the reaction mixture that can be in the reactor at the moment of occurrence of a natural overflow into another apparatus of the plant.

Таким образом, рабочий объем реактора будет определяться расположением верхнего выхода для реакционной смеси. Согласно настоящему техническому решению выход для реакционной смеси в реакторах Р3.2 и Р3.3 расположен в верхней трети высоты соответствующего реактора. Высота реактора определяется внутри реактора от самой нижней точки на дне реактора и до самой верхней точки на крышке реактора.Thus, the working volume of the reactor will be determined by the location of the upper outlet for the reaction mixture. According to the present technical solution, the outlet for the reaction mixture in reactors P3.2 and P3.3 is located in the upper third of the height of the corresponding reactor. The height of the reactor is determined inside the reactor from the lowest point on the bottom of the reactor to the highest point on the reactor cover.

Реактор концентрирования суспензии парацетамола Р3.3 заявляемой установки выполнен с возможностью работы в режиме саморегуляции, т.е. избыток образовавшейся суспензии удаляется естественным образом (самотеком) через выход для реакционной смеси концентрирования суспензии, расположенным в верхней части реактора, и по линии Л12 переходит в разделяющее устройство непрерывного действия, при этом остальная часть реакционной смеси концентрирования суспензии остается в реакторе Р3.3, где продолжается образования суспензии парацетамола и куда непрерывно поступает новая партия реакционной смеси ацилирования.The reactor for concentrating the paracetamol suspension R3.3 of the claimed installation is designed with the ability to operate in a self-regulating mode, i.e. the excess of the formed suspension is removed naturally (by gravity) through the outlet for the reaction mixture for concentrating the suspension, located in the upper part of the reactor, and through line L12 passes into a continuous separating device, while the remaining part of the reaction mixture for concentrating the suspension remains in the reactor R3.3, where the formation of the paracetamol suspension continues and where a new batch of the reaction mixture for acylation is continuously supplied.

Согласно настоящему техническому решению разделяющее устройство непрерывного действия представляет собой любое устройство, которое позволяет в непрерывном режиме эффективно разделять твердый кристаллический осадок и жидкий маточный раствор.According to the present technical solution, a continuous separating device is any device that allows for the continuous efficient separation of a solid crystalline precipitate and a liquid mother liquor.

В предпочтительном варианте осуществления разделяющее устройство непрерывного действия представляет собой горизонтальную центрифугу со скребковой выгрузкой ЦГ3.1.In a preferred embodiment, the continuous separating device is a horizontal centrifuge with scraper discharge CG3.1.

Горизонтальная центрифуга со скребковой выгрузкой ЦГ3.1 согласно настоящему техническому решению оборудована входом для подачи суспензии, выходящей из реактора концентрирования суспензии парацетамола Р3.3, а также выходом для выведения твердого парацетамола и выходом для выведения маточного раствора.The horizontal centrifuge with scraper discharge CG3.1 according to the present technical solution is equipped with an input for feeding the suspension leaving the paracetamol suspension concentration reactor R3.3, as well as an output for removing solid paracetamol and an output for removing the mother liquor.

В предпочтительном варианте осуществления горизонтальная центрифуга ЦГ3.1 снабжена дополнительной подачей уксусной кислоты для промывки продукта, через которую по линии Л13 в центрифугу ЦГ3.1 подают ледяную уксусную кислоту.In a preferred embodiment, the horizontal centrifuge CG3.1 is equipped with an additional supply of acetic acid for washing the product, through which glacial acetic acid is fed into the centrifuge CG3.1 via line L13.

Отжатый промытый твердый парацетамол выводится из центрифуги через выход для выведения твердого парацетамола и по линии Л14 направляется либо на хранение, либо для дальнейшей сушки и очистки.The squeezed and washed solid paracetamol is discharged from the centrifuge through the solid paracetamol discharge outlet and is sent via line L14 either for storage or for further drying and purification.

Чистый фугат выводится из центрифуги через выход для выведения маточного раствора и по линии Л15 направляется в емкость для хранения оборотного маточного раствора Е3.4.The pure centrate is removed from the centrifuge through the outlet for removing the mother liquor and is sent via line L15 to the storage tank for the recycled mother liquor E3.4.

Емкость для хранения оборотного маточного раствора Е3.4 представляет собой резервуар подходящего размера, снабженный входом для подачи маточного раствора из разделяющего устройства, а также выходом для выведения маточного раствора.The storage tank for the recycled mother liquor E3.4 is a tank of suitable size, provided with an inlet for feeding the mother liquor from the separating device, and an outlet for removing the mother liquor.

Маточный раствор в емкости Е3.4 представляет собой разбавленную водную уксусную кислоту с минимальным содержанием парацетамола. Как правило, остаточное содержание растворенного парацетамола в маточном растворе составляет 5-13%.The mother liquor in container E3.4 is diluted aqueous acetic acid with a minimum content of paracetamol. As a rule, the residual content of dissolved paracetamol in the mother liquor is 5-13%.

В предпочтительном варианте осуществления выход для выведения маточного раствора емкости Е3.4 соединен по линии Л16 с входом для подачи оборотного маточного раствора реактора приготовления раствора пара-аминофенола. На линии Л16 расположен насос Н3.1, с помощью которого часть содержащегося в емкости Е3.4 оборотного маточного раствора подается в циркуляционный контур приготовления раствора пара-аминофенола.In a preferred embodiment, the outlet for removing the mother liquor from the tank E3.4 is connected via line L16 to the inlet for feeding the circulating mother liquor of the para-aminophenol solution preparation reactor. Pump H3.1 is located on line L16, by means of which a portion of the circulating mother liquor contained in the tank E3.4 is fed into the circulation circuit for preparing the para-aminophenol solution.

Оставшаяся часть маточного раствора хранится в емкости Е3.4, после накопления достаточного количества раствора его перенаправляют на стадию переработки - упаривание с выделением остаточного парацетамола (на схеме не показано). Полученную в ходе упаривания обводненную уксусную кислоту подвергают дополнительной перегонке, после чего используют повторно в процессе. Это позволяет существенно поднять выход продукта и избежать дополнительных жидких отходов.The remaining part of the mother liquor is stored in tank E3.4, after a sufficient amount of solution has accumulated, it is redirected to the processing stage - evaporation with the release of residual paracetamol (not shown in the diagram). The watered acetic acid obtained during evaporation is subjected to additional distillation, after which it is reused in the process. This allows for a significant increase in the product yield and avoidance of additional liquid waste.

В предпочтительном варианте осуществления заявляемой установки реакторы Р3.1, Р3.2 и Р3.3 снабжены дополнительными выходами для реакционной смеси, расположенными в нижней части реактора, к линиям Л17, Л18 и Л19 для полного опорожнения аппаратов, чтобы полностью исключить механические потери сырья. Данные потоки регулируются соответствующими трехходовыми кранами 2.1, 2.2 и 2.3, они используются только на этапе завершения работы всей установки и для проведения технического обслуживания аппаратов. После окончания прибавления исходных реагентов краны поочередно открываются (начиная с 2.1), передавая все рабочие растворы по нисходящему каскаду. Это позволяет не терять реакционную массу. Так же в реакторах Р3.1, Р3.2 и Р3.3 могут быть предусмотрены внешние сливные линии для обслуживания реакторов.In the preferred embodiment of the claimed installation, reactors P3.1, P3.2 and P3.3 are equipped with additional outlets for the reaction mixture, located in the lower part of the reactor, to lines L17, L18 and L19 for complete emptying of the apparatuses in order to completely eliminate mechanical losses of raw materials. These flows are regulated by the corresponding three-way valves 2.1, 2.2 and 2.3, they are used only at the stage of completion of the operation of the entire installation and for technical maintenance of the apparatuses. After the addition of the initial reagents is complete, the valves are opened in turn (starting with 2.1), transferring all working solutions along the descending cascade. This allows not to lose the reaction mass. Also, in reactors P3.1, P3.2 and P3.3, external drain lines can be provided for servicing the reactors.

Все технологические линии, через которые осуществляется соединение и/или сообщение по жидкой, текучей, сыпучей и/или газообразной среде между отдельными аппаратами и устройствами в заявляемой установке, представляют собой трубопроводы достаточного сечения, чтобы обеспечить беспрепятственную транспортировку рабочей среды.All process lines through which connection and/or communication via liquid, fluid, bulk and/or gaseous medium is carried out between individual devices and units in the claimed installation are pipelines of sufficient cross-section to ensure unimpeded transportation of the working medium.

Таким образом, заявляемая установка выполнена с возможностью работы 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.Thus, the claimed plant is designed with the ability to operate in a continuous mode without the need to stop any devices to isolate the product. At the same time, due to the use of its own acetic anhydride production unit, which guarantees a continuous and stable supply of acetic anhydride solution of the required concentration, the plant does not require additional storage tanks for intermediate products, and ensures the output of a product with unchanged quality characteristics over a long period of operation.

Причем реакция ацилирования осуществляется с использованием разделенных в пространстве реакционных сред, которые различаются по объемам и направлены на достижение конкретной цели. Так за счет небольшого реакционного объема при ацилировании в реакционной массе достигается высокая однородность среды и, соответственно, одинаковые условия для протекания процесса по всему объему. Эффективный массоперенос в небольшом объеме гарантирует максимальный контакт реагентов, что обеспечивает повышенную скорость реакции. Как следствие, достигается высокая конверсия за короткое время пребывания в реакционном объеме. С другой стороны, реакционная среда концентрирования суспензии имеет увеличенный объем, что позволяет в условиях непрерывного режима использовать ее одновременно для двух процессов: доведения реакции ацилировании до конца и осуществления полноценного выведения образующегося продукта из жидкой фазы с образованием концентрированной суспензии.Moreover, the acylation reaction is carried out using spatially separated reaction media that differ in volume and are aimed at achieving a specific goal. Thus, due to the small reaction volume during acylation, high homogeneity of the medium is achieved in the reaction mass and, accordingly, the same conditions for the process throughout the volume. Effective mass transfer in a small volume guarantees maximum contact of the reagents, which ensures an increased reaction rate. As a result, high conversion is achieved in a short time of residence in the reaction volume. On the other hand, the reaction medium for concentrating the suspension has an increased volume, which allows it to be used simultaneously for two processes under continuous conditions: bringing the acylation reaction to completion and fully removing the resulting product from the liquid phase to form a concentrated suspension.

На представленных фигурах показаны:The figures presented show:

на фиг. 1 показан один из предпочтительных вариантов осуществления заявляемой установки;Fig. 1 shows one of the preferred embodiments of the claimed installation;

на фиг. 2 показан один из предпочтительных вариантов осуществления пиролизного реактора с трубчатой рабочей частью, содержащей три последовательно расположенные зоны нагрева, представлен общий вид реактора, а также вид реактора в разрезе и отдельный вид нагревательного элемента с держателем и спиралью.Fig. 2 shows one of the preferred embodiments of a pyrolysis reactor with a tubular working part containing three successively located heating zones, a general view of the reactor is presented, as well as a sectional view of the reactor and a separate view of the heating element with a holder and a spiral.

Условные обозначения:Legend:

БП3.1 Блок получения уксусного ангидридаBP3.1 Acetic anhydride production unit

ИС3.1 Испарительная емкость с нагревающей рубашкойIS3.1 Evaporative tank with heating jacket

ПР3.1 Пиролизный реакторPR3.1 Pyrolysis reactor

НС3.1 Первая нагревательная спираль нагрева паровNS3.1 First heating coil for heating vapors

НС3.2 Вторая нагревательная спираль нагрева паровНС3.2 Second heating coil for heating vapors

НС3.3 Третья нагревательная спираль реакционной зоныНС3.3 Third heating coil of the reaction zone

ТО3.1 Теплообменник для подогрева свежего ацетонаTO3.1 Heat exchanger for heating fresh acetone

ТО3.2 Погружной змеевик для охлаждения раствора в реакторе Р3.3.TO3.2 Immersion coil for cooling the solution in the reactor R3.3.

СО3.1 Погружной змеевик системы поддержания температуры в реакторе Р3.1СО3.1 Immersion coil of the temperature maintenance system in the reactor Р3.1

ТР3.1 Выход для выведения чистого приготовленного раствора пара-аминофенола из реактора Р3.1TP3.1 Outlet for removing pure prepared para-aminophenol solution from reactor R3.1

НХ3.1 Нисходящий холодильникНХ3.1 Downward Cooler

НХ3.2 Низкотемпературный нисходящий холодильникНХ3.2 Low Temperature Descending Refrigerator

С3.1 Сифон для возврата сконденсированных паров ацетонаC3.1 Siphon for return of condensed acetone vapors

СП3.1 Сепаратор газ-жидкость для удаления остатков ацетонаSP3.1 Gas-liquid separator for removing acetone residues

Е3.1 Первая поглотительная емкостьE3.1 First absorption tank

Е3.2 Вторая поглотительная емкостьE3.2 Second absorption tank

Е3.3 Емкость для хранения маточного раствораE3.3 Storage tank for mother solution

М3.1 Механическая мешалкаM3.1 Mechanical stirrer

М3.2 Механическая мешалкаM3.2 Mechanical stirrer

БР3.1 Барботирующее устройствоBR3.1 Bubbling device

БР3.2 Барботирующее устройствоBR3.2 Bubbling device

Р3.1 Реактор приготовления раствора пара-аминофенолаP3.1 Reactor for preparation of para-aminophenol solution

Р3.2 Реактор ацилирования пара-аминофенолаP3.2 Para-aminophenol acylation reactor

Р3.3 Реактор концентрирования суспензии парацетамолаP3.3 Reactor for concentrating paracetamol suspension

Б3.1 Ячейковый дозатор с бункером для подачи твердого пара-аминофенолаB3.1 Cellular dispenser with hopper for feeding solid para-aminophenol

М3.3 Механическая мешалка в реакторе Р3.1M3.3 Mechanical stirrer in reactor P3.1

М3.4 Механическая мешалка в реакторе Р3.2M3.4 Mechanical stirrer in reactor P3.2

М3.5 Механическая мешалка в реакторе Р3.3M3.5 Mechanical stirrer in reactor P3.3

Н3.1 Насос подачи оборотного обедненного маточного раствораH3.1 Pump for feeding the circulating depleted mother liquor

ЦГ3.1 Горизонтальная центрифуга непрерывного действия со скребковой выгрузкой твердого парацетамолаCG3.1 Continuous horizontal centrifuge with scraper discharge for solid paracetamol

ТТ3.1 Датчик температуры на выходе из первой зоны нагрева паровTT3.1 Temperature sensor at the outlet of the first vapor heating zone

ТТ3.2 Датчик температуры на выходе из второй зоны нагрева паровTT3.2 Temperature sensor at the outlet of the second vapor heating zone

ТТ3.3 Датчик температуры на выходе из третьей (реакционной) зоны нагрева паровTT3.3 Temperature sensor at the outlet of the third (reaction) zone of vapor heating

ТТ3.4 Датчик температуры исходящих паров из ПР3.1TT3.4 Temperature sensor for outgoing vapors from PR3.1

ТТ3.5 Датчик температуры раствора в поглотительной емкости Е3.1TT3.5 Temperature sensor of the solution in the absorption tank E3.1

ТТ3.6 Датчик температуры раствора в поглотительной емкости Е3.2TT3.6 Temperature sensor of the solution in the absorption tank E3.2

ТТ3.7 Датчик температуры в реакторе Р3.1TT3.7 Temperature sensor in reactor R3.1

ТТ3.8 Датчик температуры в реакторе Р3.2TT3.8 Temperature sensor in reactor R3.2

ТТ3.9 Датчик температуры в реакторе Р3.3TT3.9 Temperature sensor in reactor R3.3

РТ3.1 Ротаметр для измерения потока исходящего из установки метанаRT3.1 Rotameter for measuring the flow of methane coming out of the plant

Л1 Линия подачи свежего ацетона в испарительную емкость ИС3.1L1 Line for feeding fresh acetone to the evaporation tank IS3.1

Л2 Линия рециркуляции ацетона в испарительную емкость ИС3.1L2 Acetone recirculation line into the evaporation tank IS3.1

Л3 Линия подачи охлажденных паров в НХ3.2 для окончательного удаления остаточного ацетонаL3 Line for feeding cooled vapors to NH3.2 for final removal of residual acetone

Л4 Линия подачи газообразной смеси кетен-метан в поглотительную емкость Е3.1L4 Line for feeding gaseous mixture of ketene-methane into absorption tank E3.1

Л5 Линия подачи газообразной смеси кетен-метан в поглотительную емкость Е3.2L5 Line for feeding gaseous mixture of ketene-methane into absorption tank E3.2

Л6 Линия подачи ледяной уксусной кислоты в поглотительные емкости Е3.1 и Е3.2L6 Line for feeding glacial acetic acid to absorption tanks E3.1 and E3.2

Л7 Линия подачи раствора уксусного ангидрида в уксусной кислоте из поглотительных емкостей Е3.1 и Е3.2 в реактор Р3.2L7 Line for feeding acetic anhydride solution in acetic acid from absorption tanks E3.1 and E3.2 to reactor R3.2

Л8 Линия отвода газообразных отходов (метан/этилен) на утилизациюL8 Line for removal of gaseous waste (methane/ethylene) for disposal

Л9 Линия подачи чистой воды в реактор Р3.1L9 Line for supplying clean water to reactor R3.1

Л10 Линия поступления приготовленного чистого раствора пара-аминофенола из реактора Р3.1 в реактор Р3.2L10 Line for supplying prepared pure para-aminophenol solution from reactor R3.1 to reactor R3.2

Л11 Линия поступления реакционной массы из реактора Р3.2 в реактор Р3.3L11 Line for feeding reaction mass from reactor R3.2 to reactor R3.3

Л12 Линия поступления суспензии парацетамола из реактора Р3.3 в центрифугу ЦГ3.1L12 Line for feeding paracetamol suspension from reactor R3.3 to centrifuge CG3.1

Л13 Линия подачи промывной уксусной кислотыL13 Line for supplying washing acetic acid

Л14 Линия выгрузки отжатого парацетамола из центрифуги ЦГ3.1L14 Line for unloading squeezed paracetamol from the centrifuge CG3.1

Л15 Линия слива маточного раствора из центрифуги ЦГ3.1 в емкость Е3.4L15 Line for draining mother liquor from centrifuge CG3.1 into tank E3.4

Л16 Линия подачи оборотного обедненного маточного раствора из емкости Е3.4 в реактор Р3.1L16 Line for feeding the circulating depleted mother liquor from tank E3.4 to reactor R3.1

Л17 Линия полного слива раствора из реактора Р3.1 в реактор Р3.2L17 Line for complete drainage of solution from reactor R3.1 to reactor R3.2

Л18 Линия полного слива реакционной массы из реактора Р3.2 в реактор Р3.3L18 Line for complete discharge of reaction mass from reactor R3.2 to reactor R3.3

Л19 Линия полного слива суспензии парацетамола из реактора Р3.3 в центрифугу ЦГ3.1L19 Line for complete drainage of paracetamol suspension from reactor R3.3 into centrifuge CG3.1

Л20 Линия подачи ледяной уксусной кислоты в реактор Р3.1L20 Line for feeding glacial acetic acid to reactor R3.1

3.1 Кран подачи свежей уксусной кислоты в поглотительную емкость Е3.1 (исходное положение - закрыт)3.1 Tap for supplying fresh acetic acid to the absorption tank E3.1 (initial position - closed)

3.2 Кран подачи свежей уксусной кислоты в поглотительную емкость Е3.2 (исходное положение - закрыт)3.2 Tap for supplying fresh acetic acid to the absorption tank E3.2 (initial position - closed)

3.3 Кран выгрузки уксусного ангидрида из поглотительной емкости Е3.1 (исходное положение - закрыт)3.3 Tap for discharging acetic anhydride from the absorption tank E3.1 (initial position - closed)

3.4 Кран выгрузки уксусного ангидрида из поглотительной емкости Е3.2 (исходное положение - закрыт)3.4 Tap for discharging acetic anhydride from the absorption tank E3.2 (initial position - closed)

3.5 Кран возврата сконденсированного ацетона из сепаратора СП3.1 в испарительную емкость ИС3.1 (исходное положение - закрыт)3.5 Valve for returning condensed acetone from the separator SP3.1 to the evaporation tank IS3.1 (initial position - closed)

3.6 Кран продувки установки аргоном перед началом работы (исходное положение - закрыт)3.6 Valve for purging the unit with argon before starting work (initial position - closed)

3.7 Кран подачи свежего ацетона в испарительную емкость ИС3.1 (исходное положение - закрыт)3.7 Tap for supplying fresh acetone to the evaporation tank IS3.1 (initial position - closed)

3.8 Кран подачи свежего ацетона в теплообменник предварительного нагрева ТО3.1 (исходное положение - закрыт)3.8 Tap for supplying fresh acetone to the preheating heat exchanger TO3.1 (initial position - closed)

3.9 Кран подачи чистой воды в реактор Р3.13.9 Clean water supply tap to reactor P3.1

3.10 Трехходовой кран для полного слива содержимого реактора Р3.13.10 Three-way valve for complete draining of reactor contents P3.1

3.11 Трехходовой кран для полного слива содержимого реактора Р3.23.11 Three-way valve for complete draining of the reactor contents P3.2

3.12 Трехходовой кран для полного слива содержимого реактора Р3.33.12 Three-way valve for complete drainage of the reactor contents P3.3

3.13 Запорный кран слива фильтрата из центрифуги ЦГ3.13.13 Shut-off valve for draining filtrate from centrifuge ЦГ3.1

3.14 Запорный кран подачи оборотного обедненного маточного раствора из емкости Е3.4 в реактор Р3.13.14 Shut-off valve for feeding the recycled depleted mother liquor from tank E3.4 to reactor P3.1

3.15 Запорный кран подачи промывной уксусной кислоты из емкости Е3.33.15 Shut-off valve for supplying washing acetic acid from tank E3.3

3.16 Кран подачи ледяной уксусной кислоты в реактор Р3.13.16 Valve for feeding glacial acetic acid into reactor P3.1

А Верхний монтажный фланец пиролизного реактораA Upper mounting flange of the pyrolysis reactor

В Крепежные шпильки корпуса реактораIn Reactor Vessel Mounting Studs

С Герметичная заглушка в корпусе реактора для вывода питающих проводов и датчика термопарыWith a sealed plug in the reactor body for the output of power wires and a thermocouple sensor

D Температурные датчикиD Temperature sensors

Е Кварцевый корпус пиролизного реактораE Quartz body of the pyrolysis reactor

F Прокладки для герметичного совмещения корпуса пиролизного реактора с монтажными фланцамиF Gaskets for hermetically sealing the pyrolysis reactor body with mounting flanges

G Внутренний нагревательный элементG Internal heating element

Н Нижний монтажный фланец пиролизного реактораH Lower mounting flange of the pyrolysis reactor

I Фарфоровый держатель нагревательной спиралиI Porcelain heating coil holder

J Нагревательная электрическая спиральJ Heating electric coil

Далее техническое решение более подробно поясняется с помощью примеров осуществления, которые, однако, не накладывают ограничений на объем притязаний данного изобретения.The technical solution is further explained in more detail using implementation examples, which, however, do not impose limitations on the scope of the claims of this invention.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 Получение парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом на заявляемой установке согласно фиг. 1Example 1 Obtaining paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride in the claimed installation according to Fig. 1

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 трубу из жаропрочного стекла (кварца) толщиной стенки 5 мм, внутренним диаметром 0 80 мм и высотой 200 мм.To implement this example, a setup was used that was created in accordance with the diagram shown in Figure 1. The PR3.1 pyrolysis reactor was created in accordance with the diagram shown in Figure 2 and was a tube made of heat-resistant glass (quartz) with a wall thickness of 5 mm, an internal diameter of 0.80 mm and a height of 200 mm.

Внутри последовательно располагались три нагревательных элемента, для создания трех зон нагрева со все возрастающей температурой. Каждый нагревательный элемент был обеспечен собственным источником питания. Перед началом работы все нагревательные элементы были откалиброваны для определения необходимой подаваемой мощности для создания заданной температуры: нижняя 240-250°С; средняя 440-450°С; верхняя 775-785°С. Каждый нагревательный элемент был выполнен из нихромовой проволоки 0 1 мм. Проволока была сформирована в 16 последовательных спиралей с диаметром витка ~7 мм и шагом четыре витка на сантиметр длины. Спирали были укреплены на крестообразных фарфоровых держателях высотой 60 мм. Нагревательные элементы были расположены таким образом, чтобы проволока не касалась друг друга.Inside, three heating elements were successively arranged to create three heating zones with an ever-increasing temperature. Each heating element was provided with its own power source. Before starting work, all heating elements were calibrated to determine the required supplied power to create a given temperature: lower 240-250°C; middle 440-450°C; upper 775-785°C. Each heating element was made of nichrome wire 0.1 mm. The wire was formed into 16 successive spirals with a turn diameter of ~7 mm and a pitch of four turns per centimeter of length. The spirals were fixed on cross-shaped porcelain holders 60 mm high. The heating elements were arranged so that the wires did not touch each other.

Для синтеза парацетамола использовался каскад реакторов с рабочими объемами реакторов: Р3.1 - 5 л; Р3.2 - 2 л; Р3.3 - 10 л.For the synthesis of paracetamol, a cascade of reactors with working volumes of the reactors was used: P3.1 - 5 l; P3.2 - 2 l; P3.3 - 10 l.

Перед началом работы блок БП3.1 в течение 15 минут продували аргоном через линию Л1, чтобы полностью исключить присутствие воздуха в рабочем объеме. Затем в емкость ИС3.1 загружали свежий ацетон (400 г) с добавкой 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 18 г/мин.Before starting the work, the BP3.1 block was purged with argon through line L1 for 15 minutes to completely eliminate the presence of air in the working volume. Then, fresh acetone (400 g) with the addition of triethyl phosphate as a catalyst (200 mg, 0.05% by weight) was loaded into the IS3.1 container, uniform stable boiling was ensured, acetone vapors continuously entered the PR3.1 pyrolysis reactor with a mass flow rate of 18 g/min.

Температура на выходе из первой зоны нагрева по показаниям ТТ3.1 составляла 240-245°С, температура на выходе из второй зоны нагрева по показаниям ТТ3.2 составляла 444-447°С, температура на выходе из третьей зоны нагрева по показания ТТ3.3 составляла 780-783°С. Общая потребляемая мощность пиролизного реактора составила 1300-1420 ватт для поддержания заданной температуры в пустой установке, и 1800-1920 ватт при поступлении паров ацетона в реактор ПР3.1 и выходе реактора на рабочий режим.The temperature at the outlet of the first heating zone according to the readings of TT3.1 was 240-245°C, the temperature at the outlet of the second heating zone according to the readings of TT3.2 was 444-447°C, the temperature at the outlet of the third heating zone according to the readings of TT3.3 was 780-783°C. The total power consumption of the pyrolysis reactor was 1300-1420 watts to maintain the set temperature in an empty unit, and 1800-1920 watts when acetone vapors entered the PR3.1 reactor and the reactor entered the operating mode.

Конверсия паров ацетона в пиролизном реакторе ПР3.1 составила 8,29%, непрореагировавшие пары ацетона полностью конденсировались в холодильниках НХ3.1 и НХ3.2 и поступали на рецикл в испарительную емкость ИС3.1. Массовый расход ацетона составил 88,6 г/час (1,52 моль/час), соответственно, осуществлялась непрерывная подача свежего ацетона с добавкой триэтилфосфата в качестве катализатора (44,3 мг на 88,6 г ацетона, 0,05%масс.) по линии Л1 со скоростью 88,6 г/час, чтобы скомпенсировать расход исходного вещества.The conversion of acetone vapors in the pyrolysis reactor PR3.1 was 8.29%, unreacted acetone vapors were completely condensed in the condensers HX3.1 and HX3.2 and were recycled into the evaporation tank IS3.1. The mass flow rate of acetone was 88.6 g/hour (1.52 mol/hour), respectively, fresh acetone with the addition of triethyl phosphate as a catalyst (44.3 mg per 88.6 g of acetone, 0.05% by weight) was continuously fed through line L1 at a rate of 88.6 g/hour to compensate for the consumption of the starting material.

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 емкостях Е3.1 и Е3.2 поддерживали температуру 30°С. По достижении концентрации 98% уксусного ангидрида в уксусной кислоте начинали удалять по линии Л7 готовый 98% раствор из емкостей с суммарным расходом 89 г/час. Одновременно с этим в емкости подавали по линии Л6 ледяную уксусную кислоту с суммарным расходом 52,8 г/час. В первой поглотительной емкости кетен поглощался интенсивнее, чем во второй, соответственно, входные (Е3.1 ~37 г/час; Е3.2 ~15,8 г/час уксусной кислоты) и выходные (Е3.1 ~62,3 г/час; Е3.2 ~26,7 г/час 98% уксусного ангидрида) потоки 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 емкостях и на выходе из линии Л7 контролировали с помощью ЯМР с использованием внутреннего стандарта.The gas mixture purified from acetone was fed to the cascade of tanks E3.1 and E3.2 with glacial acetic acid (2×500 ml), where ketene was completely absorbed with the formation of acetic anhydride with a quantitative yield. The temperature in tanks E3.1 and E3.2 was maintained at 30°C. Upon reaching a concentration of 98% acetic anhydride in acetic acid, the finished 98% solution was removed from the tanks via line L7 with a total flow rate of 89 g/hour. At the same time, glacial acetic acid was fed to the tanks via line L6 with a total flow rate of 52.8 g/hour. In the first absorption tank, ketene was absorbed more intensively than in the second one; accordingly, the input (E3.1 ~37 g/hour; E3.2 ~15.8 g/hour acetic acid) and output (E3.1 ~62.3 g/hour; E3.2 ~26.7 g/hour 98% acetic anhydride) flows in E3.1 were slightly greater than in E3.2. The intensity of the input flows was regulated by valves 3.1 and 3.2, and the output flows were regulated by valves 3.3 and 3.4. The concentrations in the tanks and at the outlet of line L7 were monitored by NMR using an internal standard.

Поток газа на выходе установки на линии Л8 по показаниям датчика потока газа РТ3.1 составлял 0,68-0,73 л/мин (основные компоненты смеси на выходе - метан и этилен). Получали уксусный ангидрид с суммарной производительностью 87,22 г/час (0,85 моль/час) в расчете на чистое вещество. Получаемый 98% раствор уксусного ангидрида со скоростью 89 г/час (0,85 моль/час, 1,1 экв) по линии Л9 непрерывно подавали в реактор Р3.2.The gas flow at the unit outlet on line L8, according to the readings of the gas flow sensor RT3.1, was 0.68-0.73 l/min (the main components of the mixture at the outlet were methane and ethylene). Acetic anhydride was obtained with a total productivity of 87.22 g/hour (0.85 mol/hour) based on the pure substance. The resulting 98% acetic anhydride solution was continuously fed to reactor R3.2 through line L9 at a rate of 89 g/hour (0.85 mol/hour, 1.1 equiv).

Параллельно с работой блока БП3.1 в реакторе приготовления исходного раствора Р3.1 из бункера с ячейковым питателем Б3.1 непрерывно дозировали твердый сухой пара-аминофенол со скоростью 84 г/час (0,77 моль/час), по линии Л9 подавали воду со скоростью 80 г/час и по линии Л20 ледяную уксусную кислоту со скоростью 187 г/час. После выхода установки на стационарный режим в реактор приготовления раствора пара-аминофенола вместо воды по линии Л9 и ледяной уксусной кислоты по линии Л20 поступал оборотный маточный раствор уксусной кислоты по линии Л16 из емкости Е3.4 со скоростью 444 г/час. Содержание воды в оборотном растворе составляло 30%, остаточное содержание растворенного парацетамола ~10%.In parallel with the operation of the BP3.1 unit, solid dry para-aminophenol was continuously dosed from the bin with the B3.1 cell feeder into the R3.1 feed solution preparation reactor at a rate of 84 g/hour (0.77 mol/hour), water was fed through line L9 at a rate of 80 g/hour, and glacial acetic acid was fed through line L20 at a rate of 187 g/hour. After the unit had reached steady-state operation, instead of water through line L9 and glacial acetic acid through line L20, the circulating mother liquor of acetic acid was fed into the para-aminophenol solution preparation reactor through line L16 from tank E3.4 at a rate of 444 g/hour. The water content in the circulating solution was 30%, the residual content of dissolved paracetamol was ~10%.

В реакторе приготовления исходного раствора Р3.1 с помощью системы поддержания температуры СО3.1 поддерживали температуру 45°С. Приготовленный горячий раствор пара-аминофенола непрерывно поступал через перелив по линии Л10 в реактор Р3.2, где эффективно смешивался с поступающим со скоростью 89 г/час 98% раствором уксусного ангидрида в уксусной кислоте (1,1 экв). В реакторе ацилирования реакция протекала с большой скоростью, и реакционная масса поступала в реактор концентрирования суспензии Р3.3 через перелив по линии Л11. В реакторе Р3.3 посредством погружного змеевика поддерживалась температура 10°С и образовывалась суспензия кристаллического парацетамола в маточном растворе. Избыток реакционной массы концентрирования суспензии непрерывно поступал через перелив по линии Л12 в горизонтальную центрифугу непрерывного действия со скребковой выгрузкой ЦГ3.1. Для промывки отжатого осадка в ЦГ3.1 подавали уксусную кислоту из емкости Е3.3 со скоростью 82 г/час. Часть маточного раствора, собранного в емкости Е3.4, отправляли по линии Л16 в реактор Р3.1 для приготовления раствора пара-аминофенола с расходом 444 г/час.In the reactor for preparing the feed solution P3.1, a temperature of 45°C was maintained using the temperature maintenance system CO3.1. The prepared hot para-aminophenol solution was continuously fed through the overflow via line L10 into the reactor P3.2, where it was effectively mixed with the 98% solution of acetic anhydride in acetic acid (1.1 equiv) fed at a rate of 89 g/hour. In the acylation reactor, the reaction proceeded at a high rate, and the reaction mass was fed to the suspension concentration reactor P3.3 through the overflow via line L11. In reactor P3.3, a temperature of 10°C was maintained by means of a submersible coil, and a suspension of crystalline paracetamol in the mother liquor was formed. Excess reaction mass from the suspension concentration was continuously fed through the overflow via line L12 into the continuous horizontal centrifuge with scraper discharge CG3.1. To wash the pressed sediment, acetic acid was fed from tank E3.3 at a rate of 82 g/hour to CG3.1. Part of the mother liquor collected in tank E3.4 was sent via line L16 to reactor R3.1 to prepare a para-aminophenol solution at a rate of 444 g/hour.

Отжатый кристаллический парацетамол выгружали из ЦГ3.1 и отправляли на дополнительную сушку в вакууме.The squeezed crystalline paracetamol was unloaded from CG3.1 and sent for additional drying in a vacuum.

Получали парацетамол с производительностью 111,7 г/час (выход 96%, чистота 99%).Paracetamol was obtained with a productivity of 111.7 g/hour (yield 96%, purity 99%).

Установка синтеза парацетамола работала в непрерывном режиме при указанных параметрах и производительности в течение 48 часов, после этого установку принудительно остановили. После окончания работы установки провели упаривание собранного маточного раствора, в результате чего общий выход продукта составил 98% (от теор.).The paracetamol synthesis unit operated continuously at the specified parameters and productivity for 48 hours, after which the unit was forcibly stopped. After the unit was finished, the collected mother liquor was evaporated, resulting in a total product yield of 98% (of theory).

Уксусная кислота:Acetic acid:

1Н ЯМР (90 МГц, CDCl3) δ 2,09 (с, 3Н), 11,42 (уш.с, 1Н). 1 H NMR (90 MHz, CDCl 3 ) δ 2.09 (s, 3H), 11.42 (br s, 1H).

Уксусный ангидрид:Acetic anhydride:

1Н ЯМР (300 МГц, CDCl3) δ 2,22 (с, 6Н). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 2.22 (s, 6H).

Парацетамол:Paracetamol:

1Н 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, 1Н), 9,64 (с, 1Н). 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ) δ 1.99 (s, 3H), 6.68 (d, 2H, J=8.8 Hz), 7.34 (d, 2H, J=8.8 Hz), 9.12 (s, 1H), 9.64 (s, 1H).

13С ЯМР (300 МГц, ДМСО-d6) δ 24,2, 115,5, 121,3, 131,5, 153,6, 168,0. 13 C NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ) δ 24.2, 115.5, 121.3, 131.5, 153.6, 168.0.

Пример 2 Осуществление пиролиза ацетона в блоке получения уксусного ангидрида установки с пиролизным реактором в виде «кетеновой лампы» с одной нагревательной спиралью из уровня техники (сравнительный пример)Example 2 Implementation of acetone pyrolysis in the acetic anhydride production unit of a plant with a pyrolysis reactor in the form of a “ketene lamp” with one heating coil from the prior art (comparative example)

Для сравнения был проведен пуск установки с альтернативным исполнением пиролизного реактора, с одним нагревательным элементом втрое большей длины (180 мм) и, соответственно, с единой нагревательной спиралью, не разделенной на участки. Нагревательная спираль была исполнена аналогичным образом: из нихромовой проволоки ∅ 1 мм, проволока была сформирована в 16 последовательных спиралей с диаметром витка ~7 мм, шагом четыре витка на сантиметр длины и закреплена на фарфоровом крестообразном держателе. Корпус пиролизного реактора, остальная аппаратная часть всей установки и параметры процесса остались без изменений для обеспечения корректного сравнения двух технологических решений.For comparison, a setup with an alternative design of the pyrolysis reactor was launched, with one heating element three times longer (180 mm) and, accordingly, with a single heating coil, not divided into sections. The heating coil was made in a similar way: from nichrome wire ∅ 1 mm, the wire was formed into 16 consecutive coils with a coil diameter of ~7 mm, a pitch of four coils per centimeter of length and fixed on a porcelain cross-shaped holder. The pyrolysis reactor body, the rest of the hardware of the entire setup and the process parameters remained unchanged to ensure a correct comparison of the two technological solutions.

Общая потребляемая мощность пиролизного реактора составила 2500-2650 ватт для поддержания заданной температуры в пустой установке, энергозатраты на проведение реакции составили 750 ватт. При этом была достигнута производительность 94-103 г/час уксусного ангидрида при большей конверсии ацетона (13,5%) и меньшем выходе продукта (35%), что связано с более сильным местным перегревом паров и последующим разложением кетена. Однако общее время бесперебойной работы реактора пиролиза не превысило четырех часов из-за перегорания нагревательной спирали.The total power consumption of the pyrolysis reactor was 2500-2650 watts to maintain the set temperature in an empty unit, and the energy consumption for the reaction was 750 watts. At the same time, the productivity of 94-103 g/hour of acetic anhydride was achieved with a higher conversion of acetone (13.5%) and a lower product yield (35%), which is due to stronger local superheating of vapors and subsequent decomposition of ketene. However, the total time of uninterrupted operation of the pyrolysis reactor did not exceed four hours due to the burnout of the heating coil.

Таким образом, представленные результаты проведенных экспериментов наглядно демонстрируют, что установка согласно изобретению позволяет осуществлять непрерывное получение уксусного ангидрида посредством пиролиза ацетона, при этом реализуется эффективный нагрев паров ацетона в точно заданном диапазоне температур с легкой регулировкой температуры внутри пиролизного реактора, при этом отличается возможностью длительной стабильной эксплуатации в непрерывном режиме, а использование реакторов разного объема за счет высокоэффективного перемешивания и последующего выдерживания обеспечивает отличную общую скорость реакции и как следствие высокую производительность.Thus, the presented results of the conducted experiments clearly demonstrate that the installation according to the invention allows for the continuous production of acetic anhydride by means of acetone pyrolysis, while effective heating of acetone vapors is realized in a precisely specified temperature range with easy temperature regulation inside the pyrolysis reactor, while it is distinguished by the possibility of long-term stable operation in continuous mode, and the use of reactors of different volumes due to highly effective mixing and subsequent holding ensures an excellent overall reaction rate and, as a result, high productivity.

Claims (25)

1. Установка непрерывного получения парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусным ангидридом, включающая1. A plant for the continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride, comprising блок получения уксусного ангидрида пиролизом ацетона, включающий испарительную емкость для испарения ацетона, пиролизный 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 емкость, сепаратор газ-жидкость, по меньшей мере одну поглотительную емкость, выполненную с возможностью осуществления взаимодействия газообразного кетена с жидкой уксусной кислотой, причем пиролизный реактор имеет несколько расположенных последовательно зон нагрева с собственной нитью накаливания в каждой зоне, в которых обеспечивается градиентный нагрев паров ацетона, и по меньшей мере одна поглотительная емкость оборудована входом для уксусной кислоты, выходом для отходящих газов и выходом для раствора уксусного ангидрида;a unit for producing acetic anhydride by acetone pyrolysis, comprising an evaporation tank for evaporating acetone, a pyrolysis reactor configured to pyrolyze acetone to form a gas mixture containing ketene, at least one refrigerator for condensing unreacted acetone, a line for returning condensed unreacted acetone to the evaporation tank, a gas-liquid separator, at least one absorption tank configured to react gaseous ketene with liquid acetic acid, wherein the pyrolysis reactor has several successively arranged heating zones with their own heating filament in each zone, in which gradient heating of acetone vapor is ensured, and at least one absorption tank is equipped with an inlet for acetic acid, an outlet for exhaust gases and an outlet for an acetic anhydride solution; реактор приготовления раствора пара-аминофенола, оснащенный мешалкой, системой поддержания температуры, датчиком температуры, входом для подачи твердого пара-аминофенола, входами для подачи воды и свежего раствора уксусной кислоты и выходом для выведения самотеком части приготовленного раствора, расположенным в верхней части реактора;a reactor for preparing a para-aminophenol solution, equipped with a stirrer, a temperature maintenance system, a temperature sensor, an inlet for feeding solid para-aminophenol, inlets for feeding water and fresh acetic acid solution, and an outlet for gravity-flowing removal of part of the prepared solution, located in the upper part of the reactor; реактор ацилирования пара-аминофенола, оснащенный мешалкой, по меньшей мере одним входом для подачи раствора пара-аминофенола, соединенным по текучей среде с реактором приготовления раствора пара-аминофенола, и входом для подачи уксусного ангидрида, соединенным по текучей среде с выходом для раствора уксусного ангидрида по меньшей мере одной поглотительной емкости блока получения уксусного ангидрида, и выходом для выведения самотеком части реакционной смеси ацилирования, расположенным в верхней части реактора;a reactor for acylating para-aminophenol, equipped with a stirrer, at least one inlet for feeding a para-aminophenol solution, connected via a fluid medium to a reactor for preparing a para-aminophenol solution, and an inlet for feeding acetic anhydride, connected via a fluid medium to an outlet for acetic anhydride solution of at least one absorption tank of an acetic anhydride production unit, and an outlet for gravity-flowing removal of a portion of the acylation reaction mixture, located in the upper part of the reactor; реактор концентрирования суспензии парацетамола, оснащенный мешалкой и охлаждающим устройством, датчиком температуры, по меньшей мере одним входом для реакционной смеси ацилирования пара-аминофенола, соединенным по текучей среде с реактором ацилирования пара-аминофенола, выходом для реакционной смеси концентрирования суспензии, расположенным в верхней части реактора;a paracetamol suspension concentration reactor equipped with a stirrer and a cooling device, a temperature sensor, at least one inlet for the para-aminophenol acylation reaction mixture, fluidly connected to the para-aminophenol acylation reactor, an outlet for the suspension concentration reaction mixture, located in the upper part of the reactor; разделяющее устройство непрерывного действия для отделения твердого парацетамола от маточного раствора, оснащенное по меньшей мере одним входом для реакционной смеси из реактора концентрирования суспензии, сливом для маточного раствора и выходом для выгрузки твердого парацетамола;a continuous separating device for separating solid paracetamol from the mother liquor, equipped with at least one inlet for the reaction mixture from the suspension concentration reactor, a drain for the mother liquor and an outlet for unloading solid paracetamol; емкость для хранения маточного раствора;container for storing mother liquor; причем соотношение рабочих объемов реактора ацилирования пара-аминофенола и реактора концентрирования суспензии парацетамола находится в диапазоне от 1:3 до 1:10.wherein the ratio of the working volumes of the para-aminophenol acylation reactor and the paracetamol suspension concentration reactor is in the range from 1:3 to 1:10. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает аппарат подачи твердого пара-аминофенола, который предпочтительно выбран из ячейкового дозатора или шнека с бункером.2. The installation according to item 1, characterized in that it additionally includes a device for feeding solid para-aminophenol, which is preferably selected from a cell dispenser or a screw with a hopper. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что пиролизный реактор имеет три расположенные последовательно зоны нагрева.3. The installation according to item 1, characterized in that the pyrolysis reactor has three heating zones located in series. 4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что температура на выходе из первой зоны нагрева находится в диапазоне от 240 до 350°С, температура на выходе из второй зоны нагрева находится вдиапазоне от 400 до 500°С и температура на выходе из третьей зоны нагрева находится в диапазоне от 740 до 795°С.4. The installation according to item 3, characterized in that the temperature at the outlet of the first heating zone is in the range from 240 to 350°C, the temperature at the outlet of the second heating zone is in the range from 400 to 500°C, and the temperature at the outlet of the third heating zone is in the range from 740 to 795°C. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в реакторе приготовления раствора пара-аминофенола посредством системы поддержания температуры поддерживается температура в диапазоне от 45 до 50°С.5. The installation according to item 1, characterized in that in the reactor for preparing the para-aminophenol solution, the temperature is maintained in the range from 45 to 50°C by means of a temperature maintenance system. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что перед выходом для приготовленного раствора пара-аминофенола, расположенным в верхней части реактора, установлено улавливающее/фильтрующее устройство, которое предотвращает унос твердой фракции и обеспечивает поступление чистого раствора пара-аминофенола.6. The installation according to item 1, characterized in that a catching/filtering device is installed in front of the outlet for the prepared para-aminophenol solution, located in the upper part of the reactor, which prevents the entrainment of the solid fraction and ensures the flow of a clean para-aminophenol solution. 7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что улавливающее/фильтрующее устройство выбрано из сетчатого фильтра или внутренней полки-сепаратора.7. The installation according to item 6, characterized in that the catching/filtering device is selected from a mesh filter or an internal separator shelf. 8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что реактор приготовления раствора пара-аминофенола, реактор ацилирования пара-аминофенола и реактор концентрирования суспензии парацетамола оборудованы в нижней части дополнительным выходом для реакционной смеси, предназначенным для полного опорожнения реактора при завершении работы всей установки.8. The installation according to item 1, characterized in that the reactor for preparing a para-aminophenol solution, the reactor for acylating para-aminophenol, and the reactor for concentrating the paracetamol suspension are equipped at the bottom with an additional outlet for the reaction mixture, intended for completely emptying the reactor upon completion of operation of the entire installation. 9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разделяющее устройство непрерывного действия представляет собой горизонтальную центрифугу со скребковой выгрузкой.9. The installation according to item 1, characterized in that the continuous separating device is a horizontal centrifuge with a scraper discharge. 10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что реактор приготовления раствора пара-аминофенола дополнительно оснащен входом для подачи оборотного маточного раствора уксусной кислоты.10. The installation according to item 1, characterized in that the reactor for preparing the para-aminophenol solution is additionally equipped with an input for feeding the acetic acid circulating mother liquor. 11. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что емкость для хранения маточного раствора соединена по текучей среде с входом для подачи оборотного маточного раствора уксусной кислоты реактора приготовления раствора пара-аминофенола.11. The installation according to item 10, characterized in that the container for storing the mother liquor is connected via a fluid medium to the inlet for feeding the acetic acid mother liquor of the reactor for preparing the para-aminophenol solution. 12. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что пиролизный реактор блока получения уксусного ангидрида выполнен из жаропрочного материала, в частности из жаропрочного металла или кварца.12. The installation according to paragraph 1, characterized in that the pyrolysis reactor of the acetic anhydride production unit is made of a heat-resistant material, in particular, a heat-resistant metal or quartz. 13. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что пиролизный реактор представляет собой пиролизный трубчатый реактор.13. The installation according to item 1, characterized in that the pyrolysis reactor is a pyrolysis tubular reactor. 14. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок получения уксусного ангидрида включает два подключенных последовательно холодильника для конденсации непрореагировавшего ацетона, предпочтительно два нисходящих холодильника.14. The installation according to item 1, characterized in that the acetic anhydride production unit includes two series-connected condensers for condensing unreacted acetone, preferably two descending condensers. 15 Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна поглотительная емкость 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.15. The installation according to item 1, characterized in that at least one absorption tank of the acetic anhydride production unit is equipped with a cooling system, a temperature sensor, a bubbling device for introducing a gaseous mixture enriched with ketene, a paddle stirrer, an inlet for acetic acid, an outlet for exhaust gases and an outlet for a liquid reaction mixture. 16. Установка по п. 15, отличающаяся тем, что блок получения уксусного ангидрида включает две поглотительные емкости, подключенные последовательно.16. The installation according to item 15, characterized in that the acetic anhydride production unit includes two absorption tanks connected in series. 17. Установка по п. 16, отличающаяся тем, что выход для отходящих газов первой поглотительной емкости соединен с барботирующим устройством второй поглотительной емкости.17. The installation according to item 16, characterized in that the outlet for the exhaust gases of the first absorption tank is connected to the bubbling device of the second absorption tank. 18. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разделяющее устройство непрерывного действия дополнительно оснащено входом для подачи уксусной кислоты, используемой для промывания твердого парацетамола.18. The installation according to item 1, characterized in that the continuous separating device is additionally equipped with an input for feeding acetic acid used for washing solid paracetamol.
RU2024124503A 2024-04-18 Plant for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride RU2840015C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2840015C1 true RU2840015C1 (en) 2025-05-15

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111170880A (en) * 2020-01-06 2020-05-19 河北冀衡(集团)药业有限公司 Production system and method of acetaminophen
CN211445576U (en) * 2019-11-23 2020-09-08 李宾 Synthetic process unit of p-acetamidophenyl ethyl ether bulk drug
CN113636930A (en) * 2021-09-09 2021-11-12 宁夏希贝化工有限公司 Production process of acetic anhydride
CN115734961A (en) * 2020-04-27 2023-03-03 伊索美迪克公司 Continuous synthesis method of acetaminophen
RU2814270C1 (en) * 2023-06-21 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" Method and apparatus for producing paracetamol from phenol

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211445576U (en) * 2019-11-23 2020-09-08 李宾 Synthetic process unit of p-acetamidophenyl ethyl ether bulk drug
CN111170880A (en) * 2020-01-06 2020-05-19 河北冀衡(集团)药业有限公司 Production system and method of acetaminophen
CN115734961A (en) * 2020-04-27 2023-03-03 伊索美迪克公司 Continuous synthesis method of acetaminophen
CN113636930A (en) * 2021-09-09 2021-11-12 宁夏希贝化工有限公司 Production process of acetic anhydride
RU2814270C1 (en) * 2023-06-21 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" Method and apparatus for producing paracetamol from phenol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2414448C2 (en) Method and apparatus for producing aromatic carboxylic acids
US4243636A (en) Apparatus for the continuous liquid-phase catalytic oxidation of alkyl-substituted aromatic compounds
US3663611A (en) Process for conducting exothermic chemical reaction in heterogeneous gas-liquid mixtures
CN100411727C (en) Multifunctional Reactor for Preparation of Ionic Liquids
RU2840015C1 (en) Plant for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride
EP3057932A1 (en) Esterification unit for producing crude methyl methacrylate, esterification process using said unit and plant comprising sais unit
TW591013B (en) Improved process for producing pure terephthalic acid
RU2831976C1 (en) Plant and method for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride obtained in situ by pyrolysis of acetone
US6887452B1 (en) System and method for precipitating salts
RU2252209C1 (en) Method for methanol production (variants)
CN102070189A (en) Method for removing vanadium from titanium tetrachloride
RU2828222C1 (en) Installation for producing acetic anhydride by pyrolysis of acetone
BG100301A (en) Method for the preparation of terephthalic acid and its isomers
JP7702429B2 (en) Acylation liquid and process for continuous synthesis of acylnaphthalenes using the acylation liquid
CN111888790A (en) A multi-tank reactive distillation device and process
JP2022520200A (en) How to get 4,4'-dichlorodiphenyl sulfoxide
CN111925299A (en) Continuous flow method for synthesizing 3-methyl-4-butyryl-5-nitrobenzoic acid methyl ester and reaction device thereof
CN101337904B (en) Synthesis and device of DMF
RU2814270C1 (en) Method and apparatus for producing paracetamol from phenol
RU2818763C1 (en) Method and apparatus for producing paracetamol from para-nitrosophenol and/or para-nitrophenol in acetic acid medium
CN210683637U (en) Continuous synthesis-purification integrated device and continuous reaction system comprising same
US6538157B1 (en) Method for the preparation of urea
RU2820549C1 (en) METHOD OF PRODUCING PARACETAMOL BY ACYLATION OF p-AMINOPHENOL WITH ACETIC ACID AND DEVICE FOR PRODUCING PARACETAMOL USING SAID METHOD
RU197761U1 (en) LABORATORY STAND FOR THE PROCESSES OF OXIDATION OF FURANIC DERIVATIVES
SU1616897A1 (en) Method of continuous production of oxamide