[go: up one dir, main page]

RU2814270C1 - Method and apparatus for producing paracetamol from phenol - Google Patents

Method and apparatus for producing paracetamol from phenol Download PDF

Info

Publication number
RU2814270C1
RU2814270C1 RU2023116360A RU2023116360A RU2814270C1 RU 2814270 C1 RU2814270 C1 RU 2814270C1 RU 2023116360 A RU2023116360 A RU 2023116360A RU 2023116360 A RU2023116360 A RU 2023116360A RU 2814270 C1 RU2814270 C1 RU 2814270C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
acetic acid
solution
para
paracetamol
Prior art date
Application number
RU2023116360A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фёдор Алексеевич Кучеров
Игорь Олегович Константинов
Игорь Геннадьевич Резекин
Кирилл Александрович Амочкин
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 RU2814270C1 publication Critical patent/RU2814270C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to a method of producing paracetamol from phenol, as well as to an apparatus for realizing said method. Proposed method includes the following stages: a) separate simultaneous supply with a controlled rate of an aqueous solution of phenol, an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of sulfuric acid and mixing them in a reactor filled with water or a recirculating mother solution; b) mixing the reaction mass obtained at step a) in a reactor to obtain a suspension from a mixture of para-nitrosophenol and crystalline sodium sulphate; c) removing the reaction mass from the reactor into a separating device, followed by separation of the solid residue of the mixture of para-nitrosophenol and sodium sulphate as the retentate and the mother solution as the permeate; d) preparing a solution of para-nitrosophenol in glacial acetic acid with simultaneous separation of insoluble sodium sulphate precipitate using a separating device; e) feeding the solution from step d) into a reactor with an inert atmosphere with mixing and forced maintenance of temperature in range from 40 to 55 °C; f) dosing zinc metal in the form of powder into the reactor at a controlled feed rate; g) stirring the reaction mixture until the reaction is complete while maintaining the temperature in range from 40 to 55 °C; h) cooling the reaction mixture to 3–7 °C for extraction of fine crystalline zinc acetate from reaction solution; i) removing the reaction mixture from the reactor into a separation device; j) separating solid zinc acetate as a retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as a permeate; k) removing the solution of para-aminophenol in acetic acid from the separation device; l) feeding a solution of para-aminophenol in acetic acid from step k) into a reactor with a stirrer, forced maintenance of temperature in range from 10 to 140 °C and possibility of creation of inert and/or rarefied atmosphere; m) boiling a solution of para-aminophenol in acetic acid at reduced pressure with distillation of part of the watered acetic acid at temperature of 60 to 120 °C; n) boiling a solution of para-aminophenol in acetic acid at pressure of 2 to 3 atm. and temperature of 120 to 140 °C until complete reaction; o) cooling the reaction mixture to separate crystalline paracetamol from the reaction solution; p) removing the reaction mixture from the reactor into a separation device; q) separating the solid paracetamol from the liquid reaction mixture; r) washing paracetamol with acetic acid; s) drying solid paracetamol and its unloading to obtain a finished product.
EFFECT: providing a novel method of producing paracetamol, characterized by simplicity of implementation from hardware and technological points of view, availability, low cost of starting reagents, and low power consumption, as well as providing high purity of the obtained end product without using additional labour-intensive purification steps.
22 cl, 6 dwg, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к области химической технологии, в частности к новому способу получения парацетамола из фенола посредством последовательно реализуемых реакций нитрозирования, восстановления и ацилирования, а также к установке для осуществления данного способа.The present invention relates to the field of chemical technology, in particular to a new method for producing paracetamol from phenol through sequentially implemented reactions of nitrosation, reduction and acylation, as well as to the installation for implementing this method.

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 drug, 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 centers of pain and thermoregulation. In inflamed tissues, cellular peroxidases neutralize the effect of paracetamol on cyclooxygenase, which explains the almost complete absence of 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 medicines of the World Health Organization, as well as in the list of vital and essential medicines in the Russian Federation. Therefore, there is still significant interest in the development and implementation of new effective methods of synthesis in the research and production fields paracetamol, meeting modern realities of constantly rising raw materials and increasingly stringent requirements for ensuring environmentally friendly production.

Возможные пути получения парацетамола будут рассмотрены в обратном порядке, с точки зрения ретросинтетического анализа.Possible ways to obtain paracetamol will be considered in reverse order, from the point of view of retrosynthetic analysis.

Схема 1. Основные подходы для синтеза парацетамолаScheme 1. Basic approaches for the synthesis of paracetamol

Анализ уровня техники показывает, что основным сырьём для синтеза парацетамола служит пара-аминофенол (Схема 1, путь А). Трёхстадийный синтез предполагает переход к соответствующим пара-нитро (4) или пара-нитрозофенолам (2) с их последующим восстановлением и ацилированием.Analysis of the state of the art shows that the main raw material for the synthesis of paracetamol is para -aminophenol (Scheme 1, route A). The three-stage synthesis involves a transition to the corresponding para-nitro (4) or para-nitrosophenols (2) with their subsequent reduction and acylation.

Также описан альтернативный подход для промышленного синтеза парацетамола, где ключевым превращением является перегруппировка Бекмана соответствующего 4-гидроксиацетофенон оксима (Схема 1, путь В). Данная синтетическая последовательность была внедрена компанией Celanese Corporation (так называемый «Celanese process», US4954652A). Способ характеризуется бóльшим количеством стадий, что создаёт дополнительные технологические сложности. Так же используются дорогие реактивы, такие как плавиковая кислота и уксусный ангидрид, для которого введено особое регулирование оборота и требуется строгий учёт.An alternative approach for the industrial synthesis of paracetamol is also described, where the key transformation is the Beckmann rearrangement of the corresponding 4-hydroxyacetophenone oxime (Scheme 1, route B). This synthetic sequence was introduced by Celanese Corporation (the so-called “Celanese process”, US4954652A). The method is characterized by a larger number of stages, which creates additional technological difficulties. Expensive reagents are also used, such as hydrofluoric acid and acetic anhydride, for which special regulation has been introduced and strict accounting is required.

Опубликован одностадийный способ получения парацетамола из гидрохинона, где в качестве амидирующего агента используется ацетат аммония (Схема 1, путь С, Green Chem., 2014, 16, 2997-3002). Однако, не смотря на короткую синтетическую последовательность, гидрохинон не является в достаточной мере доступным сырьём для крупномасштабного производства. Так же очевидны неизбежные проблемы при масштабировании данной методики на большие загрузки реагентов.A one-step method for producing paracetamol from hydroquinone has been published, where ammonium acetate is used as an amidating agent (Scheme 1, route C, Green Chem., 2014, 16, 2997-3002). However, despite the short synthetic sequence, hydroquinone is not a sufficiently accessible raw material for large-scale production. Also obvious are the inevitable problems when scaling up this technique to large reagent loads.

Таким образом, с точки зрения общей эффективности использование пара-аминофенола в качестве непосредственного предшественника в синтезе парацетамола однозначно представляется наиболее выгодным из-за меньшего количества химических стадий, использования доступных реагентов и более простого аппаратного оформления процесса.Thus, from the point of view of overall efficiency, the use of para -aminophenol as an immediate precursor in the synthesis of paracetamol clearly appears to be the most advantageous due to the fewer number of chemical steps, the use of available reagents and the simpler hardware design of the process.

Ацилирование пара-аминофенолаAcylation of para-aminophenol

В качестве ацилирующего агента широко применяется уксусный ангидрид (US20040138509A1, US4565890A). Реакция протекает гладко в самых разнообразных растворителях (этилацетат, уксусная кислота, вода), с высокими выходами. Из недостатков можно отметить сравнительно высокую стоимость уксусного ангидрида и строгое регулирование оборота данного реактива.Acetic anhydride (US20040138509A1, US4565890A) is widely used as an acylating agent. The reaction proceeds smoothly in a wide variety of solvents (ethyl acetate, acetic acid, water), with high yields. Disadvantages include the relatively high cost of acetic anhydride and strict regulation of the circulation of this reagent.

Возможно внедрение уксусного ангидрида в двухстадийные процессы по синтезу парацетамола, где реакция получения пара-аминофенола совмещена с его одновременным ацилированием без выделения промежуточного соединения. В уровне технике описаны подобные двухстадийные методы синтеза парацетамола из пара-нитрозофенола (RU2574733, RU2495865, RU2461543). Однако такое превращение возможно проводить в условиях одного реакционного сосуда только если для стадии восстановления используется метод каталитического гидрирования. Данный подход, в свою очередь, предполагает использование дорогих катализаторов гидрирования и специальную аппаратуру для работы с газообразным водородом под давлением. Кроме того, двухстадийный процесс будет неизбежно приводить к отравлению катализатора, что резко снизит его работоспособность и возможность его повторного использования для последующих синтетических циклов.It is possible to introduce acetic anhydride into two-stage processes for the synthesis of paracetamol, where the reaction to produce para -aminophenol is combined with its simultaneous acylation without isolating the intermediate compound. The prior art describes similar two-stage methods for the synthesis of paracetamol from para -nitrosophenol (RU2574733, RU2495865, RU2461543). However, such a transformation can only be carried out in a single reaction vessel if the catalytic hydrogenation method is used for the reduction step. This approach, in turn, involves the use of expensive hydrogenation catalysts and special equipment for working with hydrogen gas under pressure. In addition, a two-stage process will inevitably lead to poisoning of the catalyst, which will sharply reduce its performance and the possibility of its reuse for subsequent synthetic cycles.

В качестве ацилирующего агента в уровне техники известно использование более дешёвой уксусной кислоты.The use of cheaper acetic acid is known in the prior art as an acylating agent.

Описан способ синтеза парацетамола ацилированием пара-аминофенола уксусной кислотой по методу реакционной дистилляции (US9102589). В предложенной технологии применяется совмещение реакционного аппарата с ректификационной колонной. Колонна используется для одновременной отгонки избыточной воды, разделения водно-уксусной смеси, и возвращения ледяной уксусной кислоты в реакционный объём. Из недостатков можно отметить крайне громоздкое аппаратное оформление данного процесса, длительное по времени проведение процесса и использование высоких температур, негативно воздействующих на реакционную смесь.A method for the synthesis of paracetamol by acylation of para -aminophenol with acetic acid using the reactive distillation method is described (US9102589). The proposed technology combines a reaction apparatus with a distillation column. The column is used to simultaneously distill off excess water, separate the water-acetic mixture, and return glacial acetic acid to the reaction volume. Disadvantages include the extremely cumbersome hardware design of this process, the long-term process, and the use of high temperatures that negatively affect the reaction mixture.

Описано получение парацетамола ацилированием пара-аминофенола кипячением в разбавленной уксусной кислоте (CN111170880A). Удаления воды из реакционной среды в процессе реакции не предусмотрено, химическое превращение протекает за 3 часа. В данном китайском патенте используется кислота влажности ~70%, однако наши лабораторные исследования показали, что наличие избыточной воды критически влияет на конверсию. Аналогичные данные описаны в уровне техники (US9102589). При такой концентрации невозможно достичь высоких степеней конверсии и получить заявленный выход 91%. Описанное в патенте добавление в реакционную смесь 0.5%масс. метабисульфита натрия не может повлиять на процесс ацилирования, и только препятствует побочным процессам окисления.The preparation of paracetamol by acylation of para -aminophenol by boiling in dilute acetic acid is described (CN111170880A). There is no provision for removing water from the reaction medium during the reaction; the chemical transformation takes place within 3 hours. This Chinese patent uses an acid with a moisture content of ~70%, but our laboratory studies have shown that the presence of excess water critically affects conversion. Similar data are described in the prior art (US9102589). At this concentration it is impossible to achieve high degrees of conversion and obtain the declared yield of 91%. The addition of 0.5 wt.% to the reaction mixture described in the patent. sodium metabisulfite cannot affect the acylation process, and only prevents side oxidation processes.

Описано использование сложных эфиров, например, метил или этилацетата, в качестве ацилирующего агента (JP2002105037A). Однако, для протекания такой реакции требуется исключительно высокая температура (до 350°С) и давление (50 атм), превращение проводят в автоклаве. Также кроме образования целевого N-ацетил производного, парацетамола, в литературе отмечено образование побочного продукта N-алкилирования.The use of esters such as methyl or ethyl acetate as an acylating agent is described (JP2002105037A). However, for such a reaction to occur, extremely high temperatures (up to 350°C) and pressure (50 atm) are required; the transformation is carried out in an autoclave. Also, in addition to the formation of the target N-acetyl derivative, paracetamol, the formation of a by-product of N-alkylation has been noted in the literature.

Способы, использующие в качестве ацилирующего агента ацетилхлорид, подробно не рассматриваются, так как в качестве побочного процесса неизбежно протекает О-ацилирование с образованием вредной примеси 4'-ацетоксиацетанилида (US9006488B1).Methods using acetyl chloride as an acylating agent are not discussed in detail, since O-acylation inevitably occurs as a side process with the formation of a harmful impurity 4'-acetoxyacetanilide (US9006488B1).

Общие подходы к получению пара-аминофенолаGeneral approaches to the preparation of para-aminophenol

пара-Аминофенол служит основным сырьём для синтеза парацетамола и сам по себе является ценным продуктом органического синтеза. Данное соединение используется для производства лекарств, красителей, применяется в качестве антиоксиданта в производстве резин. para -Aminophenol serves as the main raw material for the synthesis of paracetamol and is itself a valuable product of organic synthesis. This compound is used to produce medicines, dyes, and is used as an antioxidant in the production of rubber.

Описано несколько подходов к промышленному производству пара-аминофенола (Схема 2). Исходными соединениями могут служить: фенол (1) (Схема 2, путь А), 1-нитро-4-хлорбензол (3) (Схема 2, путь B) и нитробензол (5) (Схема 2, путь С).Several approaches to the industrial production of para -aminophenol have been described (Scheme 2). The starting compounds can be: phenol (1) (Scheme 2, path A), 1-nitro-4-chlorobenzene (3) (Scheme 2, path B) and nitrobenzene (5) (Scheme 2, path C).

Синтетический путь В (Схема 2) использует в качестве исходного вещества 4-хлорнитробензол, который не является легкодоступным сырьём. В патентах US3506724A и US3283011A описано получение пара-нитрофенола (4) из 1-нитро-4-хлорбензола (3) под действием щёлочи. Омыление проходит в достаточно жёстких условиях, при этом может протекать не полностью, что приводит к сохранению в реакционной смеси хлорсодержащих производных. Возможно осуществить превращение из 1-нитро-4-хлорбензола (3) в пара-аминофенол в условиях одного реакционного сосуда, однако для этого потребуются крайне жёсткие условия: нагрев, сильнощелочная среда и высокое давление водорода (US3177256A).Synthetic route B (Scheme 2) uses 4-chloronitrobenzene as a starting material, which is not a readily available raw material. Patents US3506724A and US3283011A describe the preparation of para -nitrophenol (4) from 1-nitro-4-chlorobenzene (3) under the action of alkali. Saponification takes place under fairly harsh conditions, and may not proceed completely, which leads to the preservation of chlorine-containing derivatives in the reaction mixture. It is possible to carry out the conversion from 1-nitro-4-chlorobenzene (3) to para-aminophenol in a single reaction vessel, but this will require extremely stringent conditions: heat, a highly alkaline environment and high hydrogen pressure (US3177256A).

Схема 2. Основные синтетические подходы для получения пара-аминофенолаScheme 2. Basic synthetic approaches for the production of para -aminophenol

Синтетический путь C (Схема 2) предполагает использование в качестве исходного вещества крайне дешёвый нитробензол, с его последующим частичным восстановлением в гидроксиламин (6) и перегруппировкой в кислой среде (Схема 2, путь C). Данная синтетическая последовательность является составной частью многостадийного процесса Маллинкродта (DE2943360A1, US3383416A, US8604246B2). Однако, следует отметить недостатки, характерные для подобных восстановительных методов: используется водород под давлением (до 40 атм), высокая температура (120°С), требуется дорогой катализатор на основе оксида платины. Кроме того, гидрирование протекает в сильнокислых условиях, что создаёт крайне агрессивную среду и требует соответствующего аппаратного оформления.Synthetic route C (Scheme 2) involves the use of extremely cheap nitrobenzene as a starting material, followed by partial reduction to hydroxylamine (6) and rearrangement in an acidic environment (Scheme 2, route C). This synthetic sequence is part of the multi-step Mallinckrodt process (DE2943360A1, US3383416A, US8604246B2). However, it should be noted the disadvantages characteristic of such reduction methods: hydrogen is used under pressure (up to 40 atm), high temperature (120°C), and an expensive catalyst based on platinum oxide is required. In addition, hydrogenation occurs under highly acidic conditions, which creates an extremely aggressive environment and requires appropriate hardware design.

Таким образом, можно сделать однозначный вывод, что наиболее перспективным методом синтеза является синтетическая цепочка А (Схема 2), где в качестве исходного сырья используется доступный фенол (1).Thus, we can make an unambiguous conclusion that the most promising synthesis method is synthetic chain A (Scheme 2), where available phenol (1) is used as a starting material.

Восстановительные методы получения пара-аминофенолаReductive methods for obtaining para-aminophenol

Достаточное распространение получило каталитическое гидрирование водородом (RU2461543, CN104356007A, CN104447362A, WO2021219647A, CN112279781A, SU536167A1, Green Chem., 2019, 21, 6381-6389). Восстановление водородом пара-нитро или пара-нитрозофенола приводит к продукту высокого качества и протекает сравнительно легко, однако требует дорогих катализаторов гидрирования. Предлагается использовать нанесённый палладий на угле, платину или активированный металлический никель. Подобные катализаторы выдерживают ограниченное количество синтетических циклов, после чего требуется их замена. Регенерация подобных катализаторов крайне затруднена. Никель Ренея пирофорен, учитывая, что восстановление предлагается проводить в среде органических растворителей (спирты, этилацетат), то к работе предъявляются повышенные требования в отношении безопасности. Для описанных процессов используется газообразный водород под давлением до 20-30 атм, что также требует специальных мер предосторожности и специального аппаратного оформления.Catalytic hydrogenation with hydrogen has become quite widespread (RU2461543, CN104356007A, CN104447362A, WO2021219647A, CN112279781A, SU536167A1, Green Chem., 2019, 21, 6381-6389). The reduction of para- nitro or para- nitrosophenol with hydrogen leads to a high-quality product and is relatively easy, but requires expensive hydrogenation catalysts. It is proposed to use deposited palladium on carbon, platinum or activated nickel metal. Such catalysts can withstand a limited number of synthetic cycles, after which they require replacement. Regeneration of such catalysts is extremely difficult. Raney nickel is pyrophoric, and given that the reduction is proposed to be carried out in an environment of organic solvents (alcohols, ethyl acetate), increased safety requirements are imposed on the work. For the described processes, hydrogen gas is used under pressure up to 20-30 atm, which also requires special precautions and special hardware design.

Описано восстановление пара-нитрозофенола электролитическим способом в слабом растворе серной кислоты (DE2256003A1). В результате может быть получен продукт высокого качества при относительно низких затратах. Однако для данного способа требуется сложное аппаратное оформление, подбор оптимальных технологических параметров (плотность тока, концентрации реагентов) в процессе реакции затруднён. На результат сильно влияет выбор материала для электродов.The reduction of para- nitrosophenol by electrolytic method in a weak solution of sulfuric acid is described (DE2256003A1). The result can be a high quality product at relatively low cost. However, this method requires complex hardware design, and the selection of optimal technological parameters (current density, reagent concentrations) during the reaction process is difficult. The result is greatly influenced by the choice of material for the electrodes.

В качестве реагентов для «сульфидного» метода могут использоваться сульфиды и полисульфиды натрия, сероводород, диоксид серы, дитионит, бисульфит или метабисульфит натрия (CN103772217A, CN104356007A, US377256, US3223727). Применение сульфидов имеет ряд преимуществ: дешевизна реагентов и технически не сложное выделение продукта. Однако, вследствие низкой химической активности восстановителя для осуществления данного превращения требуется его значительный избыток. Как следствие, образуется большое количество жидких отходов, которые требуется утилизировать. Также реакция сопровождается выделением заметного количества токсичного сероводорода, из-за чего нужны дополнительные аппараты для его улавливания и нейтрализации, и строгий контроль за состоянием окружающей среды.Sodium sulfides and polysulfides, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, dithionite, bisulfite or sodium metabisulfite (CN103772217A, CN104356007A, US377256, US3223727) can be used as reagents for the “sulfide” method. The use of sulfides has a number of advantages: low cost of reagents and technically simple isolation of the product. However, due to the low chemical activity of the reducing agent, a significant excess of it is required to carry out this transformation. As a result, a large amount of liquid waste is generated that needs to be disposed of. The reaction is also accompanied by the release of a noticeable amount of toxic hydrogen sulfide, which requires additional equipment to capture and neutralize it, and strict environmental control.

Восстановление металлами в кислой среде - хорошо зарекомендовавший себя лабораторный метод восстановления ароматических нитро- и нитрозосоединений. Описано и промышленное применение данной методики (CN1562959A, CN105218406A, CS203892B1). В качестве металлов обычно используется карбонильное железо и порошок цинка.Reduction with metals in an acidic environment is a well-established laboratory method for the reduction of aromatic nitro- and nitroso compounds. The industrial application of this technique is also described (CN1562959A, CN105218406A, CS203892B1). The metals commonly used are carbonyl iron and zinc powder.

При проведении реакции восстановления пара-нитрофенола с железом (CN1562959A) или цинком (CN105218406A) в соляной кислоте целевой пара-аминофенол образуется в виде гидрохлорида. При необходимости выделить продукт в форме свободного основания нужна дополнительная стадия нейтрализации. Это требует использования дополнительных реагентов и создаёт избыточные отходы.When performing the reduction reaction of para- nitrophenol with iron (CN1562959A) or zinc (CN105218406A) in hydrochloric acid, the target para- aminophenol is formed in the form of a hydrochloride. If it is necessary to isolate the product in free base form, an additional neutralization step is required. This requires the use of additional reagents and creates excess waste.

При использовании железа в уксусной кислоте для восстановления нитроароматических соединений реакция протекает с большим разогревом, сильно загустевает, а в качестве отходов образуется аморфная масса из солей железа, что крайне затрудняет полное выделение продукта (WO2004014382A1). Данные факторы делают проблематичным масштабирование подобного процесса.When using iron in acetic acid to reduce nitroaromatic compounds, the reaction proceeds with great heating, becomes very thick, and an amorphous mass of iron salts is formed as waste, which makes complete isolation of the product extremely difficult (WO2004014382A1). These factors make scaling such a process problematic.

пара-Нитрозофенол в качестве исходного соединения для получения пара-аминофенола применяется заметно реже, так как является недостаточно стабильным веществом. В патенте CS203892B1 предлагается восстанавливать пара-нитрозофенол железом в соляной кислоте, однако в данном случае также образуются трудно отделимые на данной стадии соединения железа, и поэтому не производится выделение пара-аминофенола в индивидуальном виде, а реакционную смесь подвергают дальнейшим превращениям. para- Nitrosophenol is used much less frequently as a starting compound for the production of para- aminophenol, since it is not a sufficiently stable substance. The patent CS203892B1 proposes the reduction of para- nitrosophenol with iron in hydrochloric acid, however, in this case, iron compounds that are difficult to separate at this stage are also formed, and therefore para- aminophenol is not isolated in its individual form, and the reaction mixture is subjected to further transformations.

Таким образом в уровне техники не описано использование металлического цинка в среде уксусной кислоты для восстановления нитрозосоединений. Хотя при использовании данной методики образовывался бы полезный побочный продукт - ацетат цинка.Thus, the prior art does not describe the use of zinc metal in acetic acid for the reduction of nitroso compounds. Although using this technique would produce a useful by-product - zinc acetate.

Ацетат цинка дигидрат ценное вещество, используется в качестве пищевой добавки как усилитель вкуса и аромата (E650), как источник цинка, незаменимого микроэлемента для организма, а также является компонентом при производстве косметики. Кроме того, ацетат цинка используется в качестве исходного соединения для получения нано-структурированного оксида цинка и получения других солей цинка.Zinc acetate dihydrate is a valuable substance, used as a food additive as a flavor and aroma enhancer (E650), as a source of zinc, an essential trace element for the body, and is also a component in the production of cosmetics. In addition, zinc acetate is used as a starting compound for the preparation of nano-structured zinc oxide and the preparation of other zinc salts.

Основным методом получения двухводного ацетата цинка является растворения оксида или гидрооксида цинка в уксусной кислоте в присутствии воды (RU2483056C2, CN1059196C, CN1696099A, TWI243814B). Для технического осуществления данного процесса описано специализированное оборудование (CN212041433U, CN209714555U).The main method for obtaining zinc acetate dihydrate is to dissolve zinc oxide or hydroxide in acetic acid in the presence of water (RU2483056C2, CN1059196C, CN1696099A, TWI243814B). For the technical implementation of this process, specialized equipment is described (CN212041433U, CN209714555U).

Следовательно, пара-нитрозофенол представляется наиболее подходящим сырьём для получения пара-аминофенола, как наиболее доступное исходное, которое легко подвергается восстановлению. В случае немедленного введения пара-нитрозофенола в реакцию, его относительно низкая стабильность не будет отрицательно влиять на процесс.Consequently, para -nitrosophenol seems to be the most suitable raw material for the production of para -aminophenol, as it is the most accessible starting material that can easily be reduced. If para -nitrosophenol is immediately introduced into the reaction, its relatively low stability will not adversely affect the process.

Получение пара-нитрозофенолаPreparation of para-nitrosophenol

Для получения пара-нитрозофенола из фенола используют реакцию нитрозирования. В качестве нитрозирующих реагентов в научной литературе описано использование растворов азотистой кислоты, нитритов, нитрозилсульфат, оксидов азота II, III, IV. Исходная нитрозирующая смесь может быть сгенерирована различными способами, например, до проведения реакции нитрозирования и прибавления фенола, путём смешения серной кислоты и нитрита натрия при пониженной температуре. Фенол в реактор для нитрозирования подается в жидком виде, в виде расплава или водных растворов с массовой долей фенола от 60 до 90%. Серную кислоту и нитрит натрия подают также в виде водных растворов. В подобном процессе ключевую роль играет порядок прибавления реагентов (US5414148). Было показано, что при описанном методе реакция нитрозирования протекает не селективно, с образованием большого количества смол из-за нестабильности нитрозирующего раствора и местных перегревов в реакционной массе.To obtain para -nitrosophenol from phenol, a nitrosation reaction is used. As nitrosating reagents, the scientific literature describes the use of solutions of nitrous acid, nitrites, nitrosyl sulfate, nitrogen oxides II, III, IV. The initial nitrosating mixture can be generated in various ways, for example, before the nitrosation reaction and the addition of phenol, by mixing sulfuric acid and sodium nitrite at a reduced temperature. Phenol is supplied to the reactor for nitrosation in liquid form, in the form of a melt or aqueous solutions with a mass fraction of phenol from 60 to 90%. Sulfuric acid and sodium nitrite are also supplied in the form of aqueous solutions. In such a process, the order of addition of reagents plays a key role (US5414148). It was shown that with the described method, the nitrosation reaction does not proceed selectively, with the formation of a large amount of resins due to the instability of the nitrosating solution and local overheating in the reaction mass.

Описано использование N2O3 и N2O4 в качестве нитрозирующих агентов, однако для пилотного производства работа с такими агрессивными газами крайне неудобна при переходе на большие загрузки реагентов (EP2975018A1).The use of N 2 O 3 and N 2 O 4 as nitrosating agents is described, however, for pilot production, working with such aggressive gases is extremely inconvenient when switching to large loads of reagents (EP2975018A1).

Таким образом, в настоящее время все еще остается значительная потребность в разработке новых способов получения ценного в химической технологии продукта парацетамола, совмещенных с получением других ценных продуктов, отличающихся уменьшенным количеством утилизируемых отходов, энергоэффективным осуществлением процесса, а также исключающих или по меньшей мере минимизирующих указанные выше недостатки предшествующего уровня техники и предоставляющих специалисту в данной области более широкий выбор средств и технологий для достижения необходимых характеристик парацетамола.Thus, at present, there is still a significant need to develop new methods for producing paracetamol, a valuable product in chemical technology, combined with the production of other valuable products, characterized by a reduced amount of recycled waste, energy-efficient process implementation, and also eliminating or at least minimizing the above disadvantages of the prior art and providing a person skilled in the art with a wider choice of means and technologies to achieve the necessary characteristics of paracetamol.

Поэтому задача настоящего изобретения состояла в предоставлении нового способа комбинированного получения парацетамола, ацетата цинка и сульфата натрия, характеризующегося простотой осуществления с аппаратной и технологической точек зрения, доступностью и низкой стоимостью исходных реагентов и пониженными затратами по энергопотреблению, а также обеспечение высокой чистоты получаемых конечных продуктов без использования дополнительных трудоемких стадий очистки.Therefore, the objective of the present invention was to provide a new method for the combined production of paracetamol, zinc acetate and sodium sulfate, characterized by ease of implementation from hardware and technological points of view, availability and low cost of starting reagents and reduced energy consumption costs, as well as ensuring high purity of the resulting final products without using additional labor-intensive purification steps.

Указанную задачу удалось решить посредством нового способа получения парацетамола из фенола, включающего следующие стадии:This problem was solved through a new method for obtaining paracetamol from phenol, including the following stages:

a) раздельная одновременная подача с контролируемой скоростью водного раствора фенола, водного раствора нитрита натрия и водного раствора серной кислоты и смешивание их в реакторе, заполненном водой или рециркуляционным маточным раствором;a) separate simultaneous feeding at a controlled rate of an aqueous solution of phenol, an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of sulfuric acid and mixing them in a reactor filled with water or recirculating mother liquor;

b) перемешивание реакционной массы полученной на стадии а) в реакторе с получением суспензии из смеси пара-нитрозофенола и кристаллического сульфата натрия;b) stirring the reaction mass obtained in step a) in the reactor to obtain a suspension of a mixture of para -nitrosophenol and crystalline sodium sulfate;

c) выведение реакционной массы из реактора в разделительное устройство с последующим отделением твёрдого осадка смеси пара-нитрозофенола и сульфата натрия в качестве ретентата и маточного раствора в качестве пермеата;c) removing the reaction mass from the reactor into a separating device with subsequent separation of the solid precipitate of a mixture of para -nitrosophenol and sodium sulfate as a retentate and the mother liquor as a permeate;

d) приготовление раствора пара-нитрозофенола в ледяной уксусной кислоте с одновременным отделением нерастворимого осадка сульфата натрия с помощью разделительного устройства;d) preparing a solution of para -nitrosophenol in glacial acetic acid with simultaneous separation of the insoluble precipitate of sodium sulfate using a separating device;

e) подача раствора со стадии d) в реактор с инертной атмосферой при перемешивании и принудительном поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;e) feeding the solution from stage d) into a reactor with an inert atmosphere with stirring and forced maintenance of the temperature in the range from 40 to 55°C;

f) дозирование металлического цинка в виде порошка в реактор с контролируемой скоростью подачи;f) dosing zinc metal in powder form into the reactor at a controlled feed rate;

g) перемешивание реакционной смеси до полного прохождения реакции при поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;g) stirring the reaction mixture until the reaction is complete while maintaining the temperature in the range from 40 to 55°C;

h) охлаждение реакционной смеси до 3-7°С для выделения мелкокристаллического ацетата цинка из реакционного раствора;h) cooling the reaction mixture to 3-7°C to separate fine-crystalline zinc acetate from the reaction solution;

i) выведение реакционной смеси из реактора в разделительное устройство;i) removing the reaction mixture from the reactor to a separation device;

j) отделение твердого ацетата цинка в качестве ретентата и раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте в качестве пермеата;j) separating solid zinc acetate as a retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as a permeate;

k) выведение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте из разделительного устройства;k) removing the solution of para-aminophenol in acetic acid from the separating device;

l) подача раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте со стадии k) в реактор с мешалкой, принудительным поддержанием температуры в диапазоне от 10 до 140°С и возможностью создания инертной и/или разряженной атмосферы;l) feeding a solution of para-aminophenol in acetic acid from step k) into a reactor with a stirrer, forced maintenance of temperature in the range from 10 to 140°C and the possibility of creating an inert and/or rarefied atmosphere;

m) кипячение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте при пониженном давлении с отгоном части обводненной уксусной кислоты при температуре от 60 до 120°С;m) boiling a solution of para-aminophenol in acetic acid under reduced pressure and distilling off part of the watered acetic acid at a temperature from 60 to 120°C;

n) кипячение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте при давлении от 2 до 3 атм и температуре от 120 до 140°С до полного прохождения реакции;n) boiling a solution of para-aminophenol in acetic acid at a pressure of 2 to 3 atm and a temperature of 120 to 140°C until the reaction is complete;

o) охлаждение реакционной смеси для выделения кристаллического парацетамола из реакционного раствора;o) cooling the reaction mixture to separate crystalline paracetamol from the reaction solution;

p) выведение реакционной смеси из реактора в разделительное устройство;p) removing the reaction mixture from the reactor to a separation device;

q) отделение твердого парацетамола от жидкой реакционной смеси;q) separating solid paracetamol from the liquid reaction mixture;

r) промывка парацетамола уксусной кислотой;r) washing paracetamol with acetic acid;

s) сушка твердого парацетамола и его выгрузка с получением готового продукта.s) drying the solid paracetamol and discharging it to obtain the finished product.

Как ранее было показано в обзоре уровня техники известно несколько подходов к промышленному производству пара-аминофенола, причем основным предшественником для его получения является пара-нитрофенол. Использование же пара-нитрозофенола имеет весьма ограниченное распространение.As previously shown in the review of the state of the art, several approaches to the industrial production of para- aminophenol are known, and the main precursor for its production is para- nitrophenol. The use of paranitrosophenol is very limited.

Это связано с тем, что пара-нитрофенол в качестве исходного вещества для реакции восстановления в пара-аминофенол выглядит более привлекательно вследствие большей химической стабильности. Однако, пара-нитрофенол является менее доступным и более дорогим сырьём для производства, так как не может быть получен с высоким выходом напрямую из фенола реакцией нитрования из-за низкой региоселективности данной реакции.This is due to the fact that para- nitrophenol as a starting material for the reduction reaction to para- aminophenol looks more attractive due to its greater chemical stability. However, para- nitrophenol is a less accessible and more expensive raw material for production, since it cannot be obtained with high yield directly from phenol by nitration reaction due to the low regioselectivity of this reaction.

пара-Нитрозофенол в свою очередь может быть получен с высоким выходом и селективностью напрямую из фенола, однако обладает меньшей химической стабильностью, что предъявляет особые требования для осуществления процесса его восстановления: должны быть обеспечены достаточно мягкие условия процесса, чтобы исключить образование побочных продуктов и как следствие гарантировать необходимую чистоту конечного продукта. Поэтому при обнаружении такого способа восстановления общий синтетический подход, основанный на нитрозировании фенола и восстановлении пара-нитрозофенола до пара-аминофенола становится существенно более выгодным в силу возрастающего практически вдвое общего выхода конечного продукта. para- Nitrosophenol, in turn, can be obtained with high yield and selectivity directly from phenol, however, it has less chemical stability, which imposes special requirements for the process of its recovery: sufficiently mild process conditions must be ensured to exclude the formation of by-products and, as a consequence, guarantee the required purity of the final product. Therefore, when such a reduction method is discovered, the general synthetic approach based on the nitrosation of phenol and the reduction of para- nitrosophenol to para- aminophenol becomes significantly more profitable due to the almost doubling of the total yield of the final product.

Авторам изобретения удалось разработать новый способ получения парацетамола, основанный на восстановлении пара-нитрозофенола, отвечающий необходимым требованиям.The authors of the invention managed to develop a new method for producing paracetamol, based on the reduction of para- nitrosophenol, which meets the necessary requirements.

Предложенный способ согласно изобретению основан на получении пара-нитрозофенола из фенола, реакции восстановления пара-нитрозофенола водородом, выделяющимся при взаимодействии металлического цинка с уксусной кислотой, сопровождающимся образованием ацетата цинка, и дальнейшем ацилировании полученного пара-аминофенола уксусной кислотой в единой среде.The proposed method according to the invention is based on the production of para- nitrosophenol from phenol, the reduction reaction of para- nitrosophenol with hydrogen released during the interaction of metallic zinc with acetic acid, accompanied by the formation of zinc acetate, and further acylation of the resulting para- aminophenol with acetic acid in a single medium.

В отличие от способов, реализуемых в одном сосуде, способ, согласно изобретению, подразумевает проведение этапов восстановления и ацилирования в единой среде уксусной кислоты, но при этом за счет выведения побочных продуктов позволяет влиять на количество примесей, возникающих при воздействии высоких температур, и, следовательно, обеспечивает повышенную чистоту конечных продуктов. При этом разработанные условия обеспечивают эффективное разделение без необходимости использования дорогостоящего оборудования и повышенных энергетических затрат.Unlike methods implemented in one vessel, the method according to the invention involves carrying out the stages of reduction and acylation in a single medium of acetic acid, but at the same time, due to the removal of by-products, it makes it possible to influence the amount of impurities that arise when exposed to high temperatures, and, therefore, , provides increased purity of the final products. At the same time, the developed conditions provide effective separation without the need to use expensive equipment and increased energy costs.

Указанный способ, согласно изобретению, также позволяет реализовать следующие преимущества:This method, according to the invention, also makes it possible to realize the following advantages:

• в результате использования единой реакционной среды снижается число необходимых технологических операций. Так, в процессе разделения пара-нитрозофенола и сульфата натрия, пара-нитрозофенол получают в виде раствора в уксусной кислоте, который можно сразу подавать на этап восстановления. Соответственно, в процессе разделения пара-аминофенола и ацетата цинка раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте может быть сразу использован в реакции ацилирования.• as a result of using a single reaction medium, the number of necessary technological operations is reduced. Thus, in the process of separating para -nitrosophenol and sodium sulfate, para -nitrosophenol is obtained in the form of a solution in acetic acid, which can be immediately fed to the reduction step. Accordingly, in the process of separating para -aminophenol and zinc acetate, a solution of para -aminophenol in acetic acid can be immediately used in the acylation reaction.

• возможно введение в реакцию влажного пара-нитрозофенола. Влажный пара-нитрозофенол обладает большей химической стабильностью, так как ингибируются процессы олигомеризации, что снижает количество смол от разложения пара-нитрозофенола и повышает общий выход и чистоту конечного продукта. А также возможность использования влажного исходного пара-нитрозофенола позволяет исключить из технологической цепочки стадию сушки, что значительно сокращает временные затраты и упрощает аппаратное оформление.• it is possible to introduce wet para- nitrosophenol into the reaction. Wet para- nitrosophenol has greater chemical stability because oligomerization processes are inhibited, which reduces the amount of resin from the decomposition of para-nitrosophenol and increases the overall yield and purity of the final product. And also the possibility of using wet initial para-nitrosophenol makes it possible to exclude the drying stage from the technological chain, which significantly reduces time costs and simplifies hardware design.

• рециркуляция маточного реакционного раствора на этапе нитрозирования снижает количество жидких отходов не менее чем в три раза.• recirculation of the mother reaction solution at the nitrosation stage reduces the amount of liquid waste by at least three times.

• использование металлического цинка позволяет проводить управляемую экзотермическую реакцию без риска возникновения опасного перегрева, при проведении реакции нагрев химического аппарата необходим только на начальном этапе, таким образом общая энергоэффективность процесса повышается. В отличие от использования металлического железа в качестве восстановителя, в процессе реакции с использованием порошка металлического цинка не возникает критических скачков плотности в реакционной среде, что позволяет эффективно протекать процессам массо- и теплообмена, образующийся кристаллический осадок ацетата цинка коагулирует в достаточно крупные агрегаты, не происходит остудневания реакционной массы, как в случае использования железа, что значительно облегчает фильтрование и обеспечивает полное отделение жидкой фазы без потери растворённого пара-аминофенола;• the use of metallic zinc allows for a controlled exothermic reaction without the risk of dangerous overheating; when carrying out the reaction, heating of the chemical apparatus is necessary only at the initial stage, thus increasing the overall energy efficiency of the process. In contrast to the use of metallic iron as a reducing agent, during the reaction using metallic zinc powder, no critical jumps in density occur in the reaction medium, which allows mass and heat transfer processes to occur effectively; the resulting crystalline precipitate of zinc acetate coagulates into sufficiently large aggregates; cooling of the reaction mass, as in the case of using iron, which greatly facilitates filtration and ensures complete separation of the liquid phase without loss of dissolved para- aminophenol;

• процесс восстановления пара-нитрозофенола ускоряет взаимодействие металлического цинка с уксусной кислотой, таким образом ацетат цинка как ценный побочный продукт в рамках синтеза пара-аминофенола может быть получен значительно быстрее, чем в случае проведения отдельного синтеза, в котором металлический цинк реагирует с уксусной кислотой без присутствия каких-либо других веществ, а кроме того насыщение реакционного раствора пара-аминофенолом существенно влияет на растворимость ацетата цинка, повышая степень его извлечения в виде кристаллического осадка;• the reduction process of para- nitrosophenol accelerates the reaction of zinc metal with acetic acid, so that zinc acetate as a valuable by-product in the para- aminophenol synthesis can be obtained much faster than in the case of a separate synthesis in which zinc metal reacts with acetic acid without the presence of any other substances, and in addition, the saturation of the reaction solution with para- aminophenol significantly affects the solubility of zinc acetate, increasing the degree of its extraction in the form of a crystalline precipitate;

• в качестве ацилирующего агента используется дешёвая уксусная кислота, которая одновременно является и растворителем;• cheap acetic acid is used as an acylating agent, which is also a solvent;

• одновременная отгонка уксусной кислоты и выделяющейся по ходу реакции воды при пониженном давлении на этапе ацилирования смещает химическое равновесие и существенно сокращает общее время реакции, что позволяет проводить способ в полу-непрерывном режиме;• simultaneous distillation of acetic acid and water released during the reaction under reduced pressure at the acylation stage shifts the chemical equilibrium and significantly reduces the total reaction time, which allows the method to be carried out in a semi-continuous mode;

• осуществление непрерывной отгонки растворителя упрощает выделение твёрдого парацетамола из реакционной массы за счёт повышения концентрации реакционного раствора, что значительно сокращает общее время технологического цикла, необходимое для получения одной партии парацетамола а также упрощает возможность рециклизации уксусной кислоты;• the implementation of continuous distillation of the solvent simplifies the separation of solid paracetamol from the reaction mass by increasing the concentration of the reaction solution, which significantly reduces the total time of the technological cycle required to obtain one batch of paracetamol and also simplifies the possibility of recycling acetic acid;

• удаление избыточной воды из реакционного раствора позволяет использовать влажное исходное сырье.• Removal of excess water from the reaction solution allows the use of wet feedstock.

• после выделения твёрдого парацетамола из реакционной массы, маточный раствор может быть полностью использован для последующих технологических циклов, что значительно снижает количество отходов.• after isolating solid paracetamol from the reaction mass, the mother liquor can be completely used for subsequent technological cycles, which significantly reduces the amount of waste.

• параллельно с парацетамолом образуются два ценных побочных продукта: сульфат натрия и ацетат цинка, что повышает экономическую эффективность способа.• in parallel with paracetamol, two valuable by-products are formed: sodium sulfate and zinc acetate, which increases the economic efficiency of the method.

Таким образом, представленный новый способ, согласно изобретению, характеризуется дешевыми и легкодоступными реагентами, а также снижением количества отходов, направляемых на утилизацию, позволяет без применения специального оборудования осуществлять простое с аппаратной и технологической точки зрения получение и выделение нескольких экономически значимых продуктов, обеспечивающее современный выход и высокую чистоту, вплоть до 98 % чистоты в случае парацетамола.Thus, the presented new method, according to the invention, is characterized by cheap and readily available reagents, as well as a reduction in the amount of waste sent for disposal, allows, without the use of special equipment, to obtain and isolate several economically significant products, which is simple from a hardware and technological point of view, providing a modern yield and high purity, up to 98% purity in the case of paracetamol.

Еще одним объектом настоящего изобретения является установка для осуществления указанного способа получения парацетамола, включающаяAnother object of the present invention is a plant for implementing the specified method for producing paracetamol, including

• емкости для исходных растворов фенола, нитрита натрия и серной кислоты• containers for initial solutions of phenol, sodium nitrite and sulfuric acid

• насосы для контролируемой подачи исходных растворов фенола, нитрита натрия и серной кислоты;• pumps for controlled supply of initial solutions of phenol, sodium nitrite and sulfuric acid;

• реактор нитрозирования фенола, оснащенный мешалкой, системой охлаждения, подводом газа для создания инертной атмосферы и связью с атмосферой, входом для подачи воды или рециркуляционного маточного раствора, выходом для реакционной смеси, входом для подачи исходного раствора фенола, входом для подачи исходного раствора нитрита натрия и входом для подачи исходного раствора серной кислоты, причем каждый из входов для подачи исходного раствора соединен по текучей среде со своей емкостью для соответствующего исходного раствора;• phenol nitrosation reactor, equipped with a stirrer, a cooling system, a gas supply to create an inert atmosphere and communication with the atmosphere, an inlet for supplying water or recirculating mother liquor, an outlet for the reaction mixture, an inlet for supplying the initial phenol solution, an inlet for supplying the initial sodium nitrite solution and an input for supplying the initial solution of sulfuric acid, each of the inputs for supplying the initial solution is fluidly connected to its capacity for the corresponding initial solution;

• первый нутч-фильтр для отделения твердой смеси пара-нитрозофенола и сульфата натрия, выполненного с возможностью приема реакционной смеси из реактора нитрозирования фенола, вывода твердого сульфата натрия и вывода жидких потоков, а также снабженного пористой кислотостойкой фильтрующей мембраной, мешалкой, входом и выходом для жидких потоков, подключением для газообразных потоков и подключением вакуумирующего устройства• the first suction filter for separating a solid mixture of vapor -nitrosophenol and sodium sulfate, configured to receive the reaction mixture from the phenol nitrosation reactor, output solid sodium sulfate and output liquid streams, and also equipped with a porous acid-resistant filter membrane, a stirrer, inlet and outlet for liquid flows, connection for gaseous flows and connection of a vacuum device

• первую распределительную гребенчатую систему для перенаправления жидких потоков первого нутч-фильтра;• a first distribution comb system for redirecting the liquid flows of the first suction filter;

• линию подачи жидких потоков к первой распределительной гребенчатой системе;• line for supplying liquid flows to the first distribution comb system;

• емкость для ледяной уксусной кислоты и емкость для воды, каждая из которых соединена через запорный кран с линией подачи жидких потоков к первой распределительной гребенчатой системе;• a container for glacial acetic acid and a container for water, each of which is connected through a stop valve to a line supplying liquid flows to the first distribution comb system;

• емкость для сливных фракций, соединенную с первой распределительной гребенчатой системой;• a container for waste fractions connected to the first distribution comb system;

• бункер с дозирующим шнеком для подачи цинка;• a hopper with a dosing screw for supplying zinc;

• реактор восстановления пара-нитрозофенола цинком в уксусной кислоте, оснащенный мешалкой, подводом газа для создания инертной атмосферы, системой поддержания заданной температуры реакционной смеси, входом для подачи раствора пара-нитрозофенола в уксусной кислоте, входом для подачи цинка и выходом для реакционной смеси;• a reactor for the reduction of para-nitrosophenol with zinc in acetic acid, equipped with a stirrer, a gas supply to create an inert atmosphere, a system for maintaining a given temperature of the reaction mixture, an inlet for supplying a solution of para- nitrosophenol in acetic acid, an inlet for supplying zinc and an outlet for the reaction mixture;

• второй нутч-фильтр для отделение твердого ацетата цинка в качестве ретентата и раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте в качестве пермеата, выполненного с возможностью приема реакционной смеси из реактора восстановления пара-нитрозофенола, вывода твердого ацетата цинка и вывода раствора пара-аминофенола, а также снабженного мешалкой, входом и выходом для жидких потоков, подключением для газообразных потоков и подключением вакуумирующего устройства,• a second suction filter for separating solid zinc acetate as a retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as a permeate, configured to receive the reaction mixture from the para-nitrosophenol recovery reactor, output solid zinc acetate and output a solution of para-aminophenol, and also equipped with a stirrer, inlet and outlet for liquid flows, connection for gaseous flows and connection for a vacuum device,

• вторую распределительную гребенчатую систему для перенаправления жидких потоков второго нутч-фильтра;• a second distribution comb system for redirecting the liquid flows of the second suction filter;

• линию подачи жидких потоков ко второй распределительной гребенчатой системе;• line for supplying liquid flows to the second distribution comb system;

• емкость для уксусной кислоты, соединенную через запорный кран с линией подачи жидких потоков ко второй распределительной гребенчатой системе;• a container for acetic acid connected through a shut-off valve to the liquid flow supply line to the second distribution comb system;

• емкость для растворителя, соединенную через запорный кран с линией подачи жидких потоков ко второй распределительной гребенчатой системе;• a solvent container connected through a shut-off valve to the liquid flow supply line to the second distribution comb system;

• емкость для сливных фракций, соединенную со второй распределительной гребенчатой системой;• a container for drainage fractions connected to a second distribution comb system;

• реактор получения парацетамола, оснащенный мешалкой, подводом газа для создания инертной атмосферы, системой поддержания заданной температуры реакционной смеси, холодильником для конденсации паров уксусной кислоты с возможностью вывода сконденсированной уксусной кислоты, датчиком температуры паров, входом для подачи раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте, входом для подачи уксусной кислоты, выходом для реакционной смеси, и выполненного с возможностью создания пониженного или повышенного давления внутри реактора;• a reactor for the production of paracetamol, equipped with a stirrer, a gas supply to create an inert atmosphere, a system for maintaining a given temperature of the reaction mixture, a refrigerator for condensing acetic acid vapors with the ability to remove condensed acetic acid, a vapor temperature sensor, an input for supplying a solution of para- aminophenol in acetic acid, an inlet for supplying acetic acid, an outlet for the reaction mixture, and configured to create a reduced or increased pressure inside the reactor;

• третий нутч-фильтр для отделение твердого парацетамола, выполненного с возможностью приема реакционной смеси из реактора получения парацетамола, вывода твердого парацетамола и вывода отделенной жидкой реакционной смеси, а также снабженного мешалкой, входом для уксусной кислоты, подключением для газообразных потоков и подключением вакуумирующего устройства;• a third suction filter for separating solid paracetamol, configured to receive the reaction mixture from the paracetamol production reactor, output solid paracetamol and output the separated liquid reaction mixture, and also equipped with a stirrer, an inlet for acetic acid, a connection for gaseous flows and a connection for a vacuum device;

• емкость для приема сконденсированной уксусной кислоты из реактора получения парацетамола;• container for receiving condensed acetic acid from the paracetamol production reactor;

• линию подачи уксусной кислоты в третий нутч-фильтр и/или реактор получения парацетамола;• acetic acid supply line to the third nutsche filter and/or paracetamol production reactor;

• линию вывода сливных фракций из третьего нутч-фильтра;• line for removing waste fractions from the third nutsch filter;

причем выход для жидких потоков первого нутч-фильтра соединен через первую распределительную гребенчатую систему с входом для подачи раствора пара-нитрозофенола реактора восстановления пара-нитрозофенола и с входом для рециркуляционного маточного раствора реактора нитрозирования фенола;wherein the outlet for liquid streams of the first nutsche filter is connected through the first distribution comb system to the input for supplying a para-nitrosophenol solution of the para-nitrosophenol reduction reactor and to the input for the recirculating mother liquor of the phenol nitrosation reactor;

причем выход для жидких потоков второго нутч-фильтра соединен через вторую распределительную гребенчатую систему с входом для подачи раствора пара-аминофенола реактора получения парацетамола;wherein the outlet for liquid streams of the second nutsche filter is connected through a second distribution comb system to the inlet for supplying a para- aminophenol solution of the paracetamol production reactor;

и причем емкость для приема сконденсированной уксусной кислоты из реактора получения парацетамола соединена с линией подачи уксусной кислоты во второй нутч-фильтр и/или реактор получения парацетамола.and wherein the container for receiving condensed acetic acid from the paracetamol production reactor is connected to the acetic acid supply line to the second nutsche filter and/or the paracetamol production reactor.

Представленная установка позволяет осуществлять новый способ получения парацетамола как в периодическом режиме, так и в полу-непрерывном режиме: осуществляя основные реакции - нитрозирования, восстановления и ацилирования, одновременно во взаимно гармонизированном режиме, а всем аппаратам работать без простоев. Кроме того, установка, согласно изобретению, позволяет проводить отделение побочных продуктов, и перенаправлять циркуляционные потоки для их повторного использования. Установка обеспечивает возможность гибкого регулирования характера протекания процесса ацилирования, имея возможность влиять на скорость и полноту протекания реакции за счёт изменения давления и температуры в реакторе получения парацетамола. The presented installation allows for a new method of producing paracetamol both in batch mode and in semi-continuous mode: carrying out the main reactions - nitrosation, reduction and acylation, simultaneously in a mutually harmonized mode, and all devices operate without downtime. In addition, the installation according to the invention makes it possible to separate by-products and redirect circulation flows for their reuse. The installation provides the ability to flexibly regulate the nature of the acylation process, having the ability to influence the speed and completeness of the reaction by changing the pressure and temperature in the paracetamol production reactor .

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

На фигуре 1 представлен один из вариантов установки для осуществления способа согласно изобретению.Figure 1 shows one of the installation options for implementing the method according to the invention.

Представленное далее подробное описание способа для наглядности дается со ссылкой на показанный на фиг. 1 вариант установки, однако не накладывает никаких ограничений на аппаратную реализацию предложенного в изобретении способа.The following detailed description of the method is given with reference to the one shown in FIG. 1 installation option, however, does not impose any restrictions on the hardware implementation of the method proposed in the invention.

На стадии а) способа согласно изобретению из емкостей Е1.2 - Е1.4, заполненных необходимым количеством растворов исходных реагентов, при помощи насосов Н1.2, Н1.3, Н1.4 одновременно раздельными потоками подают с контролируемой скоростью подачи водный раствор фенола, водный раствор нитрита натрия и водный раствор серной кислоты в реактор нитрозирования фенола Р1.1. При этом реактор нитрозирования фенола (Р1.1) оснащен мешалкой, системой охлаждения, подводом газа для создания инертной атмосферы и связью с атмосферой, входом для подачи воды или рециркуляционного маточного раствора, выходом для реакционной смеси, входом для подачи исходного раствора фенола, входом для подачи исходного раствора нитрита натрия и входом для подачи исходного раствора серной кислоты.In step a) of the method according to the invention from containersE1.2 -E1.4,filled the required amount of solutions of initial reagents, using pumpsH1.2, H1.3, H1.4At the same time, in separate streams, an aqueous solution of phenol, an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of sulfuric acid are fed into the phenol nitrosation reactor at a controlled feed rate.P1.1. In this case, the phenol nitrosation reactor (P1.1) is equipped with a stirrer, a cooling system, a gas supply to create an inert atmosphere and communication with the atmosphere, an inlet for supplying water or recirculating mother liquor, an outlet for the reaction mixture, an inlet for supplying a phenol initial solution, an inlet for supplying a sodium nitrite initial solution and an inlet for supplying initial solution of sulfuric acid.

Предварительно перед началом подачи растворов исходных реагентов реактор (Р1.1) заполняют чистой водой, в случае первого осуществления способа, или рециркуляционным маточным раствором, в случае полу-непрерывного режима осуществления способа, включают интенсивное перемешивание и охлаждают жидкую среду посредством системы охлаждения до температуры в диапазоне от 2-4°С. В предпочтительном варианте осуществления система охлаждения представляет собой погружной охлаждающий змеевик, соединенный с термостатом.Before starting the supply of solutions of the initial reagents, the reactor ( P1.1) is filled with clean water, in the case of the first implementation of the method, or with a recirculating mother solution, in the case of a semi-continuous mode of implementation of the method, intensive stirring is turned on and the liquid medium is cooled through a cooling system to a temperature of range from 2-4°C. In a preferred embodiment, the cooling system is an immersion cooling coil connected to a thermostat.

Для регулирования работы системы охлаждения реактор нитрозирования фенола дополнительно может быть оснащен датчиком температуры реакционной смеси.To regulate the operation of the cooling system, the phenol nitrosation reactor can additionally be equipped with a reaction mixture temperature sensor.

Кроме того, реактор нитрозирования фенола может быть оснащен датчиком кислотности среды (pH-метром (pH1.1)) для поддержания необходимого pH реакционной смеси посредством регулирования скорости подачи раствора серной кислоты в реактор насосом (Н1.4).In addition, the phenol nitrosation reactor can be equipped with a medium acidity sensor (pH meter ( pH1.1 )) to maintain the required pH of the reaction mixture by regulating the rate of supply of sulfuric acid solution to the reactor with a pump ( H1.4 ).

Поступающие в реактор растворы исходных реагентов смешивают непосредственно в предварительно охлажденной жидкой среде, чтобы избежать локальных высоких концентраций исходных реагентов. Перемешивание должно быть интенсивным в течение всего времени подачи реагентов поскольку в ходе взаимодействия образуется пара-нитрозофенол и сульфата натрия, которые по мере насыщения раствора начинают выпадать в осадок.The solutions of the starting reagents entering the reactor are mixed directly in a pre-cooled liquid medium to avoid local high concentrations of the starting reagents. Stirring should be intense throughout the entire time the reagents are supplied, since during the interaction, para -nitrosophenol and sodium sulfate are formed, which, as the solution becomes saturated, begin to precipitate.

Предпочтительно для подачи на стадии а) используют 85-95 % по массе водный раствор фенола, 6M водный раствор нитрита натрия и 6M водный раствор серной кислоты, причем скорость подачи каждого реагента регулируют таким образом, чтобы соотношение поступающих в реактор потоков, соответствовало мольному отношению фенола к NaNO2 и H2SO4 как 1 : 1,4 - 1,6 : 0,75 - 0,9.Preferably, 85-95% by weight an aqueous solution of phenol, a 6M aqueous solution of sodium nitrite and a 6M aqueous solution of sulfuric acid are used for feeding in step a), and the feed rate of each reagent is adjusted so that the ratio of the flows entering the reactor corresponds to the molar ratio of phenol to NaNO 2 and H 2 SO 4 as 1: 1.4 - 1.6: 0.75 - 0.9.

В предпочтительном варианте осуществления на стадии а) скорость подачи водного раствора фенола находится в диапазоне от 5 до 25 мл/мин, скорость подачи водного раствора нитрита натрия находится в диапазоне от 10 до 40 мл/мин и скорость подачи водного раствора серной кислоты находится в диапазоне от 5 до 60 мл/мин.In a preferred embodiment, in step a), the feed rate of the aqueous phenol solution is in the range of 5 to 25 ml/min, the feed rate of the aqueous sodium nitrite solution is in the range of 10 to 40 ml/min, and the feed rate of the aqueous sulfuric acid solution is in the range from 5 to 60 ml/min.

Во время подачи растворов исходных реагентов в реакторе поддерживают температуру в диапазоне от 2 до 4 °С и рН в диапазоне от 2 до 4.During the supply of solutions of the initial reagents, the temperature in the reactor is maintained in the range from 2 to 4 °C and pH in the range from 2 to 4.

На протяжении всего синтеза в реактор подают ток газа для создания инертной атмосферы, предпочтительно азота, для удаления избыточных окислов азота. На выходе газовой линии (связь с атмосферой реактора Р1.1) должно быть предусмотрено устройство для улавливания и нейтрализации вредных газообразных выбросов (скруббер, на чертеже не показан).Throughout the synthesis, a current of gas is supplied to the reactor to create an inert atmosphere, preferably nitrogen, to remove excess nitrogen oxides. At the outlet of the gas line (connection with the atmosphere of the reactor P1.1 ), a device must be provided to capture and neutralize harmful gaseous emissions (scrubber, not shown in the drawing).

После полного добавления в реактор исходных реагентов на следующей стадии b) осуществляют дальнейшее перемешивание реакционной массы полученной на стадии а) в реакторе с получением суспензии из смеси пара-нитрозофенола и кристаллического сульфата натрия, при этом также в реакторе поддерживают температуру в диапазоне от 2 до 4°С и рН в диапазоне от 2 до 4. Предпочтительно длительность перемешивания составляет от 15 до 40 минут, за это время как правило наблюдается достижение максимальной конверсии.After complete addition of the starting reagents to the reactor at the next stage b), further mixing of the reaction mass obtained at stage a) is carried out in the reactor to obtain a suspension of a mixture of para -nitrosophenol and crystalline sodium sulfate, while the temperature in the reactor is also maintained in the range from 2 to 4 °C and pH in the range from 2 to 4. Preferably, the mixing time is from 15 to 40 minutes, during which time maximum conversion is usually achieved.

Далее на стадии с) реакционную массу выводят из реактора (Р1.1) в разделительное устройство.Next, at stage c), the reaction mass is removed from the reactor ( P1.1 ) into the separation device.

Согласно настоящему изобретению, разделительное устройство представляет собой любое устройство, которое позволяет эффективно разделить твердый мелкокристаллический осадок и жидкий реакционный раствор. В предпочтительном варианте осуществления разделительное устройство выбирают из центрифуги или нутч-фильтра.According to the present invention, a separating device is any device that can effectively separate a solid fine crystalline precipitate and a liquid reaction solution. In a preferred embodiment, the separation device is selected from a centrifuge or a suction filter.

В конкретном варианте осуществления в способе согласно изобретению в качестве разделительного устройства используют нутч-фильтр.In a specific embodiment, the method according to the invention uses a suction filter as a separating device.

Для вывода реакционной смеси открывают кран 1.1 и самотёком направляют ее в нутч-фильтр (Ф1.1).To remove the reaction mixture, open tap 1.1 and direct it by gravity into the nutsch filter ( F1.1 ).

Открытием крана 3.1 нижнюю часть нутч-фильтра (Ф1.1) подключают к вакуумной системе и осуществляют фильтрование. При этом маточный раствор переходит в качестве пермеата в нижнюю часть фильтра, в верхней части остаётся твёрдый остаток смеси пара-нитрозофенола и сульфата натрия в качестве ретентата. Чистый фильтрат с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему возвращают в реактор Р1.1 в необходимом объеме (кран 2.1 - открыт в положении сверху-налево; краны 5.1, 7.1 - открыты, краны 6.1, 8.1, 9.1 - закрыты). Избыточный маточный профильтрованный раствор сливают в ёмкость Е1.1 с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему (кран 2.1 - открыт в положении сверху-налево; краны 5.1, 6.1 - открыты, краны7.1, 8.1, 9.1 - закрыты).Opening the tap3.1 the lower part of the nutsch filter (F1.1) is connected to a vacuum system and filtering is carried out. In this case, the mother solution passes as permeate to the lower part of the filter, the solid residue of the mixture remains in the upper partpair-nitrosophenol and sodium sulfate as retentate. Clean filtrate using pumpH1.1returned to the reactor through the first distribution comb systemP1.1 in the required volume (faucet2.1 - open in the top-left position; taps5.1,7.1 - open, taps6.1,8.1,9.1 - closed). Excess filtered mother liquor is poured into a containerE1.1 using a pumpH1.1through the first distribution comb system (faucet2.1 - open in the top-left position; taps5.1,6.1 - open, taps7.1,8.1,9.1 - closed).

Используемый на данной стадии нутч-фильтр (Ф1.1) снабжён пористой кислотостойкой полипропиленовой мембраной и мешалкой для ворошения осадка в верхней части фильтра (МР1.1). Кроме того, дополнительно указанный нутч-фильтр (Ф1.1) может быть снабжён герметичной крышкой, что позволяет изолировать верхнюю часть фильтра и производить сушку осадка в вакууме.The Nutsch filter ( F1.1 ) used at this stage is equipped with a porous, acid-resistant polypropylene membrane and a stirrer for agitating the sediment in the upper part of the filter ( MP1.1 ). In addition, the additional specified nutsch filter ( F1.1 ) can be equipped with a sealed lid, which allows you to isolate the upper part of the filter and dry the sediment in a vacuum.

Осадок на фильтре промывают несколькими порциями чистой холодной воды для удаления остаточного кислого нитрозирующего раствора. В процессе промывок осадок перемешивается с помощью мешалки МР1.1. Промывную воду подают в нутч-фильтр Ф1.1 из ёмкости Е1.6 с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему (кран 2.1 - открыт в положении справа-налево; краны 11.1, 5.1, 9.1 - открыты, краны 10.1, 6.1, 7.1, 8.1 - закрыты). Промывные воды для дальнейшей утилизации переносят в ёмкость Е1.1 из нижней части нутч-фильтра Ф1.1 с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему (кран 2.1 - открыт в положении сверху-налево; краны 5.1, 6.1 - открыты, краны 7.1, 8.1, 9.1 - закрыты). Таким образом на нутч-фильтре остаётся промытый отжатый осадок смеси пара-нитрозофенола и сульфата натрия. Для снижения влажности осадка производят дополнительную сушку осадка в вакууме (кран 3.1 - открыт; краны 1.1, 2.1, 4.1, 9.1 - закрыты).The filter cake is washed with several portions of clean cold water to remove residual acidic nitrosating solution. During the washing process, the sediment is mixed using an MP1.1 mixer. Wash water is supplied to the nutsch filter F1.1 from tank E1.6 using pump H1.1 through the first distribution comb system (tap 2.1 - open in the right-to-left position; taps 11.1 , 5.1 , 9.1 - open, taps 10.1 , 6.1 , 7.1 , 8.1 - closed). Wash water for further disposal is transferred to container E1.1 from the bottom of the nutsch filter F1.1 using pump N1.1 through the first distribution comb system (tap 2.1 - open in the top-left position; taps 5.1 , 6.1 - open, taps 7.1 , 8.1 , 9.1 - closed). Thus, a washed, squeezed precipitate of a mixture of para -nitrosophenol and sodium sulfate remains on the Nutsch filter. To reduce the moisture content of the sludge, additional drying of the sludge is carried out in a vacuum (faucet 3.1 is open; taps 1.1 , 2.1 , 4.1 , 9.1 are closed).

В рамках настоящего изобретения используемый термин «сульфат натрия» включает как безводный сульфат натрия, так и его любые гидратные и/или сольватные формы. Предпочтительно в способе, согласно изобретению, сульфат натрия получают в безводной форме.As used herein, the term " sodium sulfate " includes both anhydrous sodium sulfate and any hydrate and/or solvate forms thereof. Preferably, in the method according to the invention, sodium sulfate is obtained in anhydrous form.

На следующей стадии d) готовят раствор пара-нитрозофенола в ледяной уксусной кислоте с одновременным отделением нерастворимого осадка сульфата натрия с помощью разделительного устройства. Процедуру приготовления раствора проводят в нутч-фильтре Ф1.1. Для этого в нутч-фильтр Ф1.1 из ёмкости Е1.5 с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему подают ледяную уксусную кислоту (кран 2.1 - открыт в положении справа-налево; краны 10.1, 5.1, 9.1 - открыты; краны 11.1, 6.1, 7.1, 8.1 - закрыты). После подачи необходимого количества уксусной кислоты в нутч-фильтр для эффективной отмывки пара-нитрозофенола от сульфата натрия и полного перехода органической фракции в раствор, производят рециркуляцию полученного уксусного раствора сквозь осадок. Данную операцию производят с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему (кран 2.1 - открыт в положении сверху-налево; краны 3.1, 5.1, 9.1 - открыты; краны 6.1, 7.1, 8.1 - закрыты).In the next step d) a solution of para -nitrosophenol in glacial acetic acid is prepared while simultaneously separating the insoluble precipitate of sodium sulfate using a separating device. The solution preparation procedure is carried out in a Nutsch filter F1.1 . To do this, glacial acetic acid is supplied to the Nutsch filter F1.1 from container E1.5 using pump H1.1 through the first distribution comb system (tap 2.1 - open in the right-to-left position; taps 10.1 , 5.1 , 9.1 - open; taps 11.1 , 6.1 , 7.1 , 8.1 - closed). After supplying the required amount of acetic acid to the Nutsch filter to effectively wash the -nitrosophenol vapor from sodium sulfate and completely transfer the organic fraction into solution, the resulting acetic solution is recirculated through the sediment. This operation is performed using pump H1.1 through the first distribution comb system (valve 2.1 is open in the top-left position; valves 3.1 , 5.1 , 9.1 are open; valves 6.1 , 7.1 , 8.1 are closed).

В итоге в нижней части нутч-фильтра получают необходимый раствор пара-нитрозофенола в уксусной кислоте, а в верхней части нутч-фильтра Ф1.1 остаётся влажный осадок сульфата натрия.As a result, the required solution of para -nitrosophenol in acetic acid is obtained in the lower part of the Nutsch filter, and a wet precipitate of sodium sulfate remains in the upper part of the Nutsch filter F1.1 .

После удаления раствора пара-нитрозофенола, осадок сульфата натрия может быть промыт от следов уксусной кислоты малым количеством холодной воды, также могут быть использованы другие органические растворители (например, низшие алифатические спирты). Промывные жидкости подают в нутч-фильтр Ф1.1 из ёмкости Е1.6 с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему (кран 2.1 - открыт в положении справа-налево; краны 11.1, 5.1, 9.1 - открыты, краны10.1, 6.1, 7.1, 8.1 - закрыты). Промывные воды для дальнейшей утилизации переносят в ёмкость Е1.1 из нижней части нутч-фильтра Ф1.1 с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему (кран 2.1 - открыт в положении сверху-налево; краны 5.1, 6.1 - открыты, краны7.1, 8.1, 9.1 - закрыты). Таким образом в нутч-фильтре остаётся промытый отжатый осадок сульфата натрия. Для снижения влажности сульфата натрия производят дополнительную сушку осадка в вакууме (кран 3.1 - открыт; краны 1.1, 2.1, 4.1, 9.1 - закрыты). После этого, подсушенный сульфат натрия выгружают из нутч-фильтра Ф1.1 через верхнюю крышку.After removing the solution of para -nitrosophenol, the precipitate of sodium sulfate can be washed from traces of acetic acid with a small amount of cold water, and other organic solvents (for example, lower aliphatic alcohols) can also be used. Washing liquids are supplied to the nutsch filter F1.1 from container E1.6 using pump N1.1 through the first distribution comb system (tap 2.1 - open in the right-to-left position; taps 11.1 , 5.1 , 9.1 - open, taps 10.1 , 6.1 , 7.1 , 8.1 - closed). Wash water for further disposal is transferred to container E1.1 from the bottom of the nutsch filter F1.1 using pump N1.1 through the first distribution comb system (tap 2.1 - open in the top-left position; taps 5.1 , 6.1 - open, taps 7.1 , 8.1 , 9.1 - closed). Thus, the washed, squeezed precipitate of sodium sulfate remains in the Nutsch filter. To reduce the moisture content of sodium sulfate, additional drying of the precipitate is carried out in a vacuum (faucet 3.1 is open; taps 1.1 , 2.1 , 4.1 , 9.1 are closed). After this, dried sodium sulfate is discharged from the F1.1 Nutsch filter through the top cover.

На следующей технологической стадии е) приготовленный раствор пара-нитрозофенола в уксусной кислоте из нижней части нутч-фильтра Ф1.1 для проведения реакции восстановления подают в реактор (Р2.1). Данную операцию производят с помощью насоса Н1.1 через первую распределительную гребенчатую систему (кран 2.1 - открыт в положении сверху-налево; краны 5.1, 8.1 - открыты; краны 3.1, 6.1, 7.1, 9.1 - закрыты).At the next technological stage e) the prepared solution of para -nitrosophenol in acetic acid from the bottom of the Nutsch filter F1.1 is fed into the reactor ( P2.1 ) to carry out the reduction reaction. This operation is performed using pump H1.1 through the first distribution comb system (valve 2.1 is open in the top-left position; valves 5.1 , 8.1 are open; valves 3.1 , 6.1 , 7.1 , 9.1 are closed).

Затем в реакторе (Р2.1) подключают слабый ток газа для создания инертной атмосферы для продувки системы, чтобы исключить скапливание выделяющегося при взаимодействии водорода и возможное образование опасной водородно-воздушной смеси в свободном пространстве над жидкостью.Then, a weak gas flow is connected in the reactor ( P2.1 ) to create an inert atmosphere to purge the system in order to prevent the accumulation of hydrogen released during the interaction and the possible formation of a dangerous hydrogen-air mixture in the free space above the liquid.

В качестве газа для создания инертной атмосферы может быть использован азот, аргон или гелий, предпочтительно азот.The gas used to create the inert atmosphere can be nitrogen, argon or helium, preferably nitrogen.

При активном перемешивании мешалкой М2.1, предпочтительно с верхним приводом, приступают к осуществлению стадии f), на которой с помощью дозирующего шнека из бункера (Б2.1) дозируют порошок металлического цинка с контролируемой скоростью, ориентируясь на интенсивность протекания начавшегося взаимодействия, скорость тепловыделения и количество твердой фазы в реакционной смеси. В предпочтительном варианте осуществления скорость подачи цинка находится в диапазоне от 15 до 75 г/мин, особо предпочтительно в диапазоне от 30 до 60 г/мин.With active mixing with a stirrer M2.1 , preferably with a top drive, stage f) begins, at which, using a dosing screw from the hopper ( B2.1 ), metallic zinc powder is dosed at a controlled speed, focusing on the intensity of the interaction that has begun, the rate of heat release and the amount of solid phase in the reaction mixture. In a preferred embodiment, the zinc feed rate is in the range of 15 to 75 g/min, particularly preferably in the range of 30 to 60 g/min.

Согласно настоящему изобретению мольное соотношение добавляемого в сумме металлического цинка к восстанавливаемому пара-нитрозофенолу находится в диапазоне от 2 : 1 до 10 : 1, предпочтительно в диапазоне от 2 : 1 до 6 : 1.According to the present invention, the molar ratio of the total zinc metal added to para- nitrosophenol reduced is in the range of 2:1 to 10:1, preferably in the range of 2:1 to 6:1.

При дозировании порошка металлического цинка необходимо обеспечить его равномерное распределение по реакционному объёму, исключить комкование реактива, т.е. избежать большого градиента концентраций и возникновения местного перегрева. Кроме того, поскольку взаимодействие происходит с разогревом реакционной смеси в реакторе осуществляют принудительное поддержание температуры в диапазоне от 40 до 55°С. Контроль температуры производится с помощью датчика (ТТ2.1), при повышении температуры выше 50°С осуществляют охлаждение с помощью системы поддержания заданной температуры реактора (Р2.1), в предпочтительном варианте осуществления с помощью охлаждающего змеевика. В процессе реакции наблюдается обильное выпадение мелкокристаллического осадка ацетата цинка.When dosing zinc metal powder, it is necessary to ensure its uniform distribution throughout the reaction volume and prevent clumping of the reagent, i.e. avoid a large concentration gradient and the occurrence of local overheating. In addition, since the interaction occurs with heating of the reaction mixture in the reactor, the temperature is forcibly maintained in the range from 40 to 55°C. Temperature control is carried out using a sensor ( TT2.1 ); when the temperature rises above 50°C, cooling is carried out using a system for maintaining a given reactor temperature ( P2.1 ), in the preferred embodiment, using a cooling coil. During the reaction, abundant precipitation of fine-crystalline precipitate of zinc acetate is observed.

После полного прибавления расчётного количества цинка на стадии g) реакционную смесь в реакторе (Р2.1) дополнительно перемешивают до полного прохождения реакции, не позволяя температуре подниматься выше 55°С.After complete addition of the calculated amount of zinc in step g), the reaction mixture in the reactor ( P2.1 ) is further stirred until the reaction is complete, not allowing the temperature to rise above 55°C.

В рамках настоящего изобретения под термином «до полного прохождения реакции» понимают достижение конверсии исходного реагента по меньшей мере 95%.In the context of the present invention, the term “ until the reaction is complete ” means achieving a conversion of the starting reagent of at least 95%.

Согласно способу по настоящему изобретению очень важным фактором является поддержание температуры на данной стадии в диапазоне от 40 до 55°С (предпочтительно от 45 до 50°С), поскольку разогрев выше данного диапазона температуры будет приводить к излишнему ускорению взаимодействия цинка с уксусной кислотой и слишком быстрому выделению водорода. Газообразный водород будет удаляться из реакционной среды и не будет успевать расходоваться на реакцию восстановления, из-за чего снизится конверсия пара-нитрозофенола и уменьшится выход продукта.According to the method of the present invention, it is very important to maintain the temperature at this stage in the range from 40 to 55°C (preferably from 45 to 50°C), since heating above this temperature range will lead to an excessive acceleration of the reaction of zinc with acetic acid and too much rapid release of hydrogen. Hydrogen gas will be removed from the reaction medium and will not have time to be spent on the reduction reaction, which will reduce the conversion of para- nitrosophenol and reduce the product yield.

На далее следующей стадии h) реакционную смесь охлаждают до 3-7°С для более полного извлечения ацетата цинка из раствора, и выдерживают смесь при данной температуре в течение 20-90 минут при постоянном перемешивании, причем интенсивность перемешивания и конструкция лопастей мешалки должны быть такими, чтобы в течение всего процесса не позволить образоваться слою осадка на дне реактора. Авторами было установлено, что для наилучшего противодействия оседанию твёрдой фракции во время осуществления способа согласно изобретению восходящий поток, создаваемый мешалкой, должен быть направлен вертикально вдоль оси реактора. В частности, такой режим работы авторам удалось обеспечить посредством лопастной мешалки с плоскими наклоненными под углом от 30° до 60° к вертикали лопастями. В предпочтительном варианте осуществления наклон лопастей в 45° создаёт достаточную интенсивность потока при меньших затратах энергии. Диаметр мешалки при этом предпочтительно составляет от 25 до 60% от диаметра реакционного сосуда, особо предпочтительно 40%. Количество лопастей мешалки определяется как округлённое в большую сторону отношение высоты уровня реакционной жидкости в реакторе к диаметру мешалки, и варьируется от 3 до 6, предпочтительно 3. Высота лопасти мешалки составляет 0,2 от значения диаметра мешалки.At the next stage h), the reaction mixture is cooled to 3-7°C for more complete extraction of zinc acetate from the solution, and the mixture is kept at this temperature for 20-90 minutes with constant stirring, and the intensity of stirring and the design of the stirrer blades should be as follows to prevent the formation of a layer of sediment at the bottom of the reactor during the entire process. The authors have found that in order to best counteract the settling of the solid fraction during the implementation of the method according to the invention, the upward flow created by the stirrer should be directed vertically along the axis of the reactor. In particular, the authors were able to achieve this operating mode using a paddle mixer with flat blades inclined at an angle from 30° to 60° to the vertical. In the preferred embodiment, a blade angle of 45° creates sufficient flow intensity with less energy consumption. The diameter of the stirrer is preferably from 25 to 60% of the diameter of the reaction vessel, particularly preferably 40%. The number of stirrer blades is defined as the ratio of the height of the reaction liquid level in the reactor to the diameter of the stirrer, rounded up, and varies from 3 to 6, preferably 3. The height of the stirrer blade is 0.2 of the stirrer diameter.

Затем на стадии i) холодную реакционную смесь самотёком перегружают из реактора (Р2.1) в разделительное устройство, посредством открытия крана 1.2.Then, at stage i), the cold reaction mixture is transferred by gravity from the reactor ( P2.1 ) to the separating device by opening valve 1.2 .

Согласно способу по настоящему изобретению разделительное устройство представляет собой любое устройство, которое позволяет эффективно разделить твердый мелкокристаллический осадок и жидкий реакционный раствор. В предпочтительном варианте осуществления разделительное устройство может быть выбрано из центрифуги или нутч-фильтра.According to the method of the present invention, the separating device is any device that can effectively separate the solid fine crystalline precipitate and the liquid reaction solution. In a preferred embodiment, the separation device may be selected from a centrifuge or a suction filter.

В конкретном варианте осуществления в способе согласно изобретению в качестве разделительного устройства используют нутч-фильтр.In a specific embodiment, the method according to the invention uses a suction filter as the separating device.

На стадии j) открытием крана 3.2 нижнюю часть нутч-фильтра (Ф2.1) подключают к вакуумной системе и осуществляют фильтрование. При этом раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте переходит в качестве пермеата в нижнюю часть фильтра, в верхней части остаётся твёрдый остаток мелкокристаллического ацетата цинка в качестве ретентата.At stage j) by opening tap 3.2, the lower part of the nutsch filter ( F2.1 ) is connected to the vacuum system and filtering is carried out. In this case, a solution of para- aminophenol in acetic acid passes as a permeate to the lower part of the filter, while a solid residue of fine-crystalline zinc acetate remains in the upper part as a retentate.

Каждая распределительная “гребенчатая” система, используемая в разработанной установке, представляет собой систему трубопроводов и запорных устройств (кранов) и позволяет легко и с большой гибкостью перенаправлять потоки рабочих жидкостей, используя при этом всего лишь один насос.Each distribution “comb” system used in the developed installation is a system of pipelines and shut-off devices (taps) and allows you to easily and with great flexibility redirect the flow of working fluids using only one pump.

Посредством второй распределительной гребенчатой системы ёмкость с ледяной уксусной кислотой (Е2.1) соединяют с верхней частью второго нутч-фильтра (Ф2.1) (положение кранов: 9.2 открыт; 10.2 закрыт; 2.2 открыт слева-направо; 5.2 открыт; 6.2 закрыт; 7.2 открыт; 8.2 закрыт) и с помощью насоса (Н2.2) для промывки ацетата цинка от остаточного пара-аминофенола из ёмкости (Е2.1) подают отдельными порциями (от 2 до 4-х) ледяную уксусную кислоту. Во время подачи уксусной кислоты для промывки вакуум от фильтра (Ф2.1) отключают краном 3.2, производят перемешивание осадка мешалкой с ручным приводом (МР2.1) и вновь подключают вакуум краном 3.2, осуществляя фильтрование.Through the second distribution comb system, a container with glacial acetic acid ( E2.1 ) is connected to the upper part of the second nutsch filter ( F2.1 ) (taps position: 9.2 open; 10.2 closed; 2.2 open from left to right; 5.2 open; 6.2 closed; 7.2 is open; 8.2 is closed) and using a pump ( H2.2 ) to wash zinc acetate from residual para- aminophenol from the container ( E2.1 ), glacial acetic acid is supplied in separate portions (from 2 to 4). During the supply of acetic acid for washing, the vacuum from the filter ( F2.1 ) is turned off with valve 3.2 , the sediment is mixed with a manually driven stirrer ( MP2.1 ) and the vacuum is reconnected with valve 3.2 , performing filtration.

Образовавшийся раствор пара-аминофенола на стадии способа k) из нижней части второго нутч-фильтра (Ф2.1) выводят с помощью насоса (Н2.2) по линии, ведущей в реактор Р3.1 (кран 2.2 - открыт слева-наверх; краны 5.2, 8.2 - открыты; краны 6.2, - закрыты).The resulting solution of para- aminophenol at stage of method k) from the bottom of the second nutsche filter ( F2.1 ) is removed using a pump ( H2.2 ) along the line leading to the reactor P3.1 (tap 2.2 - open left-up; taps 5.2, 8.2 - open; taps 6.2 - closed).

После стадии j) остаток влажного ацетата цинка может быть при необходимости дополнительно промыт органическим растворителем для удаления остатков уксусной кислоты, дополнительной очистки, и ускорения последующей сушки. Для этого распределительной гребенчатой системой соединяют верхнюю часть второго нутч-фильтра (Ф2.1) с ёмкостью с растворителем для промывки (Е2.2) (положение кранов: 9.2 закрыт; 10.2 открыт; 2.2 открыт слева-направо; 5.2 открыт; 6.2 закрыт; 7.2 открыт; 8.2 закрыт) и перекачивают растворитель для промывки насосом (Н2.2). Для удаления растворителя из нижней части второго нутч-фильтра (Ф2.1) её соединяют с ёмкостью для хранения жидких отходов (Е2.3) (положение кранов: 2.2 открыт слева-наверх; 5.2 открыт; 6.2 открыт; 7.2 закрыт; 8.2 закрыт).After step j), the remaining wet zinc acetate may, if necessary, be further washed with an organic solvent to remove residual acetic acid, further purify, and speed up subsequent drying. To do this, a distribution comb system is used to connect the upper part of the second nutsch filter ( F2.1 ) with a container with a washing solvent ( E2.2 ) (taps position: 9.2 closed; 10.2 open; 2.2 open from left to right; 5.2 open; 6.2 closed; 7.2 open; 8.2 closed) and pump the flushing solvent with the pump ( H2.2 ). To remove the solvent from the bottom of the second nutsche filter ( F2.1 ), it is connected to a container for storing liquid waste ( E2.3 ) (position of taps: 2.2 open from left to top; 5.2 open; 6.2 open; 7.2 closed; 8.2 closed) .

В качестве растворителя для промывки могут быть использованы смешиваемые с водой органические растворители, в которых мало растворим ацетат цинка, таковыми, в частности, являются метиловый спирт, ацетон, диоксан и их смеси.As a solvent for washing, organic solvents miscible with water, in which zinc acetate is slightly soluble, can be used, such as, in particular, methyl alcohol, acetone, dioxane and mixtures thereof.

Промытый ацетат цинка на фильтре высушивают либо в токе воздуха (положение кранов: 2.2 закрыт; 3.2 открыт; 4.2 открыт) или c использованием вакуума (положение кранов: 2.2 закрыт; 3.2 открыт; 4.2 закрыт; 7.2 закрыт), и выгружают из второго нутч-фильтра с получением твёрдого ацетата цинка в качестве готового продукта.The washed zinc acetate on the filter is dried either in a stream of air (tap position: 2.2 closed; 3.2 open; 4.2 open) or using a vacuum (tap position: 2.2 closed; 3.2 open; 4.2 closed; 7.2 closed), and discharged from the second suction chamber. filter to obtain solid zinc acetate as a finished product.

В рамках настоящего изобретения используемый термин «ацетат цинка» включает как безводный ацетат цинка, так и его любые гидратные и/или сольватные формы. Предпочтительно в способе, согласно изобретению, ацетат цинка получают в гидратной форме, в частности в виде дигидрата ацетата цинка.As used herein, the term " zinc acetate " includes both anhydrous zinc acetate and any hydrate and/or solvate forms thereof. Preferably, in the method according to the invention, zinc acetate is obtained in hydrated form, in particular in the form of zinc acetate dihydrate.

На следующем технологическом этапе происходит ацилирование аминогруппы пара-аминофенола при кипячении в уксусной кислоте. В качестве ацилирующего агента выступает непосредственно уксусная кислота, присутствующая в качестве растворителя, при этом выделяется одна молекула воды. Данная реакция обратима, лабораторные исследования показали, что при повышении количества воды в реакционной среде скорость реакции значительно замедляется, а конверсия снижается. При содержании воды >15% химическая конверсия пара-аминофенола не превышает 75%. Оптимальное количество воды в конечном реакционном растворе не должно превышать 5%, в этом случае может быть обеспечена конверсия пара-аминофенола в парацетамол до 98%. Таким образом, определяющим параметром для данного превращения является удаление воды из реакционной среды для смещения химического равновесия в сторону образования парацетамола. Это может быть достигнуто отгонкой обводнённого растворителя из реакционной массы. Вода не образует азеотропных смесей с уксусной кислотой, однако при простой перегонке отгоняется уксусная кислота концентрации от 75 до 90%, что позволяет выводить необходимое количество воды.At the next technological stage, the amino group is acylated para-aminophenol when boiled in acetic acid. Acetic acid, present as a solvent, acts directly as an acylating agent, and one molecule of water is released. This reaction is reversible; laboratory studies have shown that as the amount of water in the reaction medium increases, the reaction rate slows down significantly and the conversion decreases. At water content >15% chemical conversionpair-aminophenol does not exceed 75%. The optimal amount of water in the final reaction solution should not exceed 5%, in this case conversion can be ensuredpair-aminophenol in paracetamol up to 98%. Thus, the determining parameter for this transformation is the removal of water from the reaction medium to shift the chemical equilibrium towards the formation of paracetamol. This can be achieved by distilling off the watered solvent from the reaction mass. Water does not form azeotropic mixtures with acetic acid, however, simple distillation distills off acetic acid with a concentration of 75 to 90%, which allows the required amount of water to be removed.

Для осуществления ацилирования на стадии l) раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте, отделенный на стадии k), подают в реактор получения парацетамола Р3.1, оснащенный системой поддержания заданной температуры реакционной смеси, предназначенной для обеспечения рабочих режимов температуры в диапазоне от 10 до 140°С. В предпочтительном варианте осуществления система поддержания заданной температуры реакционной смеси реактора Р3.1 представляет собой рубашку нагревания/охлаждения с теплоносителем и датчиком температуры реакционной смеси.To carry out acylation at stage l), a solution of para- aminophenol in acetic acid, separated at stage k), is fed into a paracetamol production reactor P3.1, equipped with a system for maintaining a given temperature of the reaction mixture, designed to provide operating temperatures in the range from 10 to 140 °C. In a preferred embodiment, the system for maintaining a given temperature of the reaction mixture of the P3.1 reactor is a heating/cooling jacket with a coolant and a reaction mixture temperature sensor.

Перемешивание в реакторе Р3.1 выполняют посредством механической мешалки якорного типа М3.1 с минимальным зазором со стенками реактора для эффективного удаления с них слоя твёрдого осадка. В плоскости мешалки предусмотрены выемки для термопары ТТ3.1 и донного клапана 7.3, чтобы данные устройства не задевали за мешалку при её работе. Донный сливной взламывающий клапан обеспечивает возможность полного слива реакционной массы из реактора Р3.1 даже в случае выпадения обильного осадка.Mixing in the P3.1 reactor is carried out using an M3.1 anchor-type mechanical stirrer with a minimum gap with the reactor walls to effectively remove a layer of solid sediment from them. In the plane of the stirrer there are recesses for the thermocouple TT3.1 and the bottom valve 7.3 so that these devices do not touch the stirrer during its operation. The bottom drain break valve makes it possible to completely drain the reaction mass from the P3.1 reactor even in the event of heavy sedimentation.

Согласно способу по изобретению допускается использование влажного исходного раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте (содержание воды до 15%). Это представляет дополнительное преимущество при выстраивании технологической цепочки, где пара-аминофенол поступает с предыдущей стадии непросушенным.According to the method according to the invention, it is possible to use a wet initial solution of para- aminophenol in acetic acid (water content up to 15%). This represents an additional advantage when building a process chain where para- aminophenol comes from the previous stage undried.

На стадии m) способа согласно изобретению в рубашку реактора подают горячий теплоноситель, подключают мешалку, и создают разряженную атмосферу посредством подключения реакционного объема к вакуумной системе открытием крана 6.3 и доводят реакционную массу до кипения. При необходимости глубину вакуума можно регулировать вентилем 5.3, посредством подсоса воздуха из атмосферы или подачей газа для создания инертной атмосферы краном 1.3, контроль осуществляют по показаниям манометра/вакууметра МА3.1. В зависимости от глубины вакуума кипячение осуществляют при температуре в диапазоне от 60 до 120°С, предпочтительно в диапазоне от 60 до 100°С.At stage m) of the method according to the invention, hot coolant is supplied to the reactor jacket, a stirrer is connected, and a rarefied atmosphere is created by connecting the reaction volume to the vacuum system by opening valve 6.3 and bringing the reaction mass to a boil. If necessary, the vacuum depth can be adjusted by valve 5.3, by sucking air from the atmosphere or by supplying gas to create an inert atmosphere using valve 1.3 , control is carried out according to the readings of the MA3.1 pressure gauge/vacuum gauge. Depending on the depth of vacuum, boiling is carried out at a temperature in the range from 60 to 120°C, preferably in the range from 60 to 100°C.

Отгонка обводнённой уксусной кислоты из реакционной смеси с помощью понижения давления в системе значительно уменьшает время необходимое на проведения реакции, обеспечивает необходимое концентрирование растворителя и улучшает последующее выделение продукта, а также снижает необходимую для отгона температуру, тем самым обеспечивая более мягкие условия и как следствие меньшее количество образующихся примесей. Так, например, при 300-450 мм рт.ст. обводнённая уксусная кислота удаляется из системы со скоростью 68-110 мл/мин при температуре паров ~75°С (по данным ТТ3.2).Distillation of watered acetic acid from the reaction mixture by lowering the pressure in the system significantly reduces the time required for the reaction, provides the necessary concentration of the solvent and improves the subsequent isolation of the product, and also reduces the temperature required for distillation, thereby providing milder conditions and, as a consequence, less the resulting impurities. So, for example, at 300-450 mm Hg. watered acetic acid is removed from the system at a rate of 68-110 ml/min at a vapor temperature of ~75°C (according to TT3.2 data).

При кипячении реакционного раствора из реактора Р3.1 постоянно удаляют пары обводнённой уксусной кислоты и конденсируют с помощью холодильника, в предпочтительном варианте осуществления с помощью нисходящего холодильника НХ3.1 с рубашкой охлаждения (см. Фиг. 1 и Фиг.5), при этом подключение вакуумной системы для создания пониженного давления в реакторе получения парацетамола расположено на емкости для приема сконденсированной уксусной кислоты. Температура паров контролируется термопарой ТТ3.2, по её показаниям можно судить о влажности отгоняемой уксусной кислоты. Отгон уксусной кислоты собирают в ёмкости Е3.1. Конструкция ёмкости Е3.1 выполнена с возможностью выдерживания рабочего диапазона давлений 0,3-2 атм.When boiling the reaction solution, vapors of watered acetic acid are constantly removed from reactor P3.1 and condensed using a refrigerator, in the preferred embodiment, using a downdraft refrigerator HX3.1 with a cooling jacket (see Fig. 1 and Fig. 5), while connecting a vacuum system for creating reduced pressure in the paracetamol production reactor is located on the container for receiving condensed acetic acid. The temperature of the vapor is controlled by a TT3.2 thermocouple; according to its readings, one can judge the humidity of the distilled acetic acid. The distillation of acetic acid is collected in container E3.1. The design of the E3.1 tank is designed to withstand an operating pressure range of 0.3-2 atm.

В другом варианте осуществления может использоваться исполнение реакторного узла с обратным холодильником ОХ3.1 с охлаждающим змеевиком (см. Фиг. 6), при этом подключение вакуумной системы для создания пониженного давления в реакторе получения парацетамола расположено на холодильнике для конденсации паров уксусной кислоты. Применение обратного холодильника включает в себя возможность отбора дистиллята через кран 4.3 в ёмкость Е3.1, так как работает подобная система по принципу головки полной конденсации.In another embodiment, a reactor assembly with a reflux condenser OX3.1 with a cooling coil can be used (see Fig. 6), while the connection of the vacuum system to create a reduced pressure in the paracetamol production reactor is located on the refrigerator for condensing acetic acid vapor. The use of a reflux condenser includes the possibility of selecting distillate through tap 4.3 into container E3.1, since such a system operates on the principle of a complete condensation head.

Отгонка обводнённой уксусной кислоты позволяет сократить время протекания реакции до 2,5-4 часов (обычное время до конверсии исходного реагента 95% составляет не менее 5 ч).Distillation of watered acetic acid makes it possible to reduce the reaction time to 2.5-4 hours (the usual time until 95% conversion of the initial reagent is at least 5 hours).

Так как в реакцию синтеза парацетамола за один раз вводится довольно разбавленный раствор пара-аминофенола рационально производить накопление массы продукта в реакторе на этапе ацилирования. То есть в реактор Р3.1 продолжают подавать порции свежего раствора пара-аминофенола с этапа восстановления, не производя выгрузку предыдущей порции реакционной массы из реактора Р3.1. Так как реакция сопровождается отгонкой растворителя, то к моменту готовности следующей порции раствора пара-аминофенола в реакторе Р3.1 уже образуется достаточное количество свободного рабочего объёма. Такой режим может быть обеспечен только в случае отгона при пониженном давлении, чтобы его скорость позволяла обеспечить необходимый свободный объем реактора за время прохождения стадий восстановления. В таком случае в реактор Р3.1 может быть последовательно загружено, например, три порции раствора пара-аминофенола. Подобный технологический приём обеспечивает необходимое общее время реакции и значительно упрощает процесс выделения парацетамола из реакционной смеси.Since a fairly dilute solution is introduced into the paracetamol synthesis reaction at a time para-aminophenol, it is rational to accumulate the mass of the product in the reactor at the acylation stage. That is, portions of fresh solution continue to be fed into reactor P3.1pair-aminophenol from the recovery stage, without unloading the previous portion of the reaction mass from reactor P3.1. Since the reaction is accompanied by distillation of the solvent, by the time the next portion of the solution is readypair-aminophenol in reactor P3.1 a sufficient amount of free working volume is already formed. This mode can be ensured only in the case of distillation at reduced pressure, so that its speed allows ensuring the required free volume of the reactor during the passage of the reduction stages. In this case, for example, three portions of the solution can be sequentially loaded into the reactor P3.1pair-aminophenol. This technological technique provides the required total reaction time and greatly simplifies the process of isolating paracetamol from the reaction mixture.

Таким образом, в одном из вариантов осуществления способ проводят в полу-непрерывном режиме, при котором одновременно осуществляют стадии a), d) и j) и далее все следующие за ними стадии.Thus, in one embodiment, the process is carried out in a semi-continuous mode, in which stages a), d) and j) and then all subsequent stages are carried out simultaneously.

В предпочтительном варианте осуществления, прежде чем осуществить стадию n) три раза повторяют стадии a) - m).In a preferred embodiment, steps a) to m) are repeated three times before performing step n).

Для обеспечения полного протекания реакции на следующей стадии n) концентрированную реакционную смесь кипятят при повышенном давлении в диапазоне от 2 до 3 атм и температуре от 120 до 140°С. Для этого реактор Р3.1 отключают от вакуумной системы закрытием крана 6.3, и перекрывают поступление воздуха или газа для создания инертной атмосферы. Предпочтительно длительность кипячения реакционной смеси при указанных условиях составляет от 15 до 40 мин и позволяет достичь конверсии пара-аминофенола по меньшей мере 95%.To ensure complete reaction in the next step n), the concentrated reaction mixture is boiled at elevated pressure in the range of 2 to 3 atm and a temperature of 120 to 140°C. To do this, reactor P3.1 is disconnected from the vacuum system by closing valve 6.3, and the flow of air or gas is shut off to create an inert atmosphere. Preferably, the duration of boiling the reaction mixture under these conditions is from 15 to 40 minutes and allows to achieve a conversion of para- aminophenol of at least 95%.

Разработанная в способе согласно изобретению комбинация отгона обводненной уксусной кислоты сначала при пониженном, а затем при повышенном давлении также позволяет получать более чистый парацетамол, поскольку на начальном этапе ацилирования, когда в реакционном растворе присутствует большое количество пара-аминофенола посредством создания пониженного давления исключается его длительный перегрев, что снижает риск разложения и образования примесей, а когда содержание пара-аминофенола в реакторе существенно снижается, повышение температуры позволяет довести реакцию до необходимых высоких значений конверсии.The combination of distilling off watered acetic acid, first at reduced and then at elevated pressure, developed in the method according to the invention also makes it possible to obtain purer paracetamol, since at the initial stage of acylation, when a large amount of para- aminophenol is present in the reaction solution, long-term overheating is eliminated by creating a reduced pressure , which reduces the risk of decomposition and the formation of impurities, and when the content of para- aminophenol in the reactor is significantly reduced, increasing the temperature allows the reaction to be brought to the required high conversion values.

Для осуществления стадии o) способа согласно изобретению прекращают нагрев реактора Р3.1, теплоноситель переводят в режим охлаждения и охлаждают реакционную смесь до температуры в диапазоне 5 - 10°С. Происходит кристаллизация парацетамола из реакционной смеси, при этом в процессе выпадения продукта непрореагировавший пара-аминофенол остаётся в растворе. Выдерживают реакционную смесь при таких условиях в течение 30-60 минут для наиболее полного выделения кристаллического парацетамола.To carry out step o) of the method according to the invention, the heating of reactor P3.1 is stopped, the coolant is switched to cooling mode and the reaction mixture is cooled to a temperature in the range of 5 - 10°C. Paracetamol crystallizes from the reaction mixture, and during the process of precipitation of the product, unreacted para- aminophenol remains in solution. The reaction mixture is kept under these conditions for 30-60 minutes for the most complete release of crystalline paracetamol.

Далее на стадии p) реакционную смесь выводят из реактора Р3.1, для этого открывают донный сливной взламывающий клапан 7.3 и перегружают суспензию парацетамола самотёком в разделительное устройство. Остатки кристаллической массы на стенках и рабочей плоскости мешалки смывают подачей небольшой порции ледяной уксусной кислоты из ёмкости Е3.2.Next, at stage p), the reaction mixture is removed from reactor P3.1; for this, the bottom drain rupture valve 7.3 is opened and the paracetamol suspension is transferred by gravity into the separating device. The remaining crystalline mass on the walls and working plane of the mixer is washed off by feeding a small portion of glacial acetic acid from container E3.2.

Отделение твердого парацетамола от жидкой реакционной смеси на стадии q) способа осуществляют посредством пропускания реакционной смеси через разделительное устройство, предпочтительно нутч-фильтр Ф3.1. Прошедшую через фильтр жидкость собирают в нижней части третьего нутч-фильтра (Ф3.1), а отделенный на нутч-фильтре твердый парацетамол отжимают, подключая фильтр к вакуумной системе.The separation of solid paracetamol from the liquid reaction mixture at stage q) of the method is carried out by passing the reaction mixture through a separating device, preferably a suction filter F3.1. The liquid that has passed through the filter is collected at the bottom of the third Nutsch filter (F3.1), and the solid paracetamol separated on the Nutsch filter is squeezed out by connecting the filter to a vacuum system.

Затем на стадии r) осадок твёрдого парацетамола промывают минимальным количеством уксусной кислоты. Для промывки можно использовать либо ледяную уксусную кислоту из ёмкости Е3.2, либо обводнённую отогнанную уксусную кислоту, подавая её в третий нутч-фильтр Ф3.1 из ёмкости Е3.1 насосом Н3.1 (краны 11.3, 14.3 - открыты, краны 2.3, 13.3 - закрыты).Then, in step r), the solid paracetamol precipitate is washed with a minimum amount of acetic acid. For washing, you can use either glacial acetic acid from container E3.2, or watered distilled acetic acid, feeding it into the third nutsche filter F3.1 from container E3.1 with pump H3.1 (taps 11.3, 14.3 - open, taps 2.3, 13.3 - closed).

При необходимости осадок может быть дополнительно промыт малым количеством чистой холодной воды.If necessary, the sediment can be additionally washed with a small amount of clean cold water.

Объединённые фильтраты перегружают из нижней части нутч-фильтра в ёмкость Е3.3. Данные сливы возможно использовать повторно в следующем технологическом цикле или для приготовления исходного раствора для реакции или объединённые сливы можно концентрировать в рамках отдельного пуска в реакторе Р3.1, для самого полного извлечения парацетамола.The combined filtrates are transferred from the bottom of the suction filter into container E3.3. These drains can be reused in the next technological cycle or for preparing the initial solution for the reaction, or the combined drains can be concentrated as part of a separate run in the P3.1 reactor, for the most complete extraction of paracetamol.

Промытый твёрдый остаток парацетамола сушат в вакууме в течение временного отрезка от 60 до 360 минут и выгружают в виде конечного продукта.The washed solid paracetamol residue is dried under vacuum for a period of 60 to 360 minutes and discharged as the final product.

На фигурах показаны:The figures show:

На Фиг. 1 представлена технологическая схема одного из вариантов осуществления установки согласно изобретению.In FIG. 1 shows a technological diagram of one of the embodiments of the installation according to the invention.

На Фиг. 2 представлена схема загрузки партий исходных реагентов и иллюстративные временные промежутки основных этапов способа в полу-непрерывном режиме.In FIG. Figure 2 shows a diagram of the loading of batches of initial reagents and illustrative time intervals of the main stages of the method in a semi-continuous mode.

На Фиг. 3 представлена увеличенная часть технологической схемы установки с фиг. 1 с оборудованием для этапа нитрозирования фенола.In FIG. 3 shows an enlarged part of the technological diagram of the installation from FIG. 1 with equipment for the phenol nitrosation stage.

На Фиг. 4 представлена увеличенная часть технологической схемы установки с фиг. 1 с оборудованием для этапа восстановления пара-нитрозофенола.In FIG. 4 shows an enlarged part of the technological diagram of the installation from FIG. 1 with equipment for the para-nitrosophenol recovery step.

На Фиг. 5 представлена увеличенная часть технологической схемы установки с фиг. 1 с оборудованием для этапа ацилирования пара-аминофенола.In FIG. 5 shows an enlarged part of the technological diagram of the installation from FIG. 1 with equipment for the para-aminophenol acylation step.

На Фиг. 6 представлена технологическая схема варианта осуществления реактора получения парацетамола с обратным холодильником установки согласно изобретению.In FIG. 6 shows a flow diagram of an embodiment of a reactor for the production of paracetamol with a reflux condenser of the installation according to the invention.

Условные обозначения:Legend:

Р1.1 Реактор нитрозирования фенола P1.1 Phenol nitrosation reactor

Ф1.1 Первый нутч-фильтр для отделения пара-нитрозофенола F1.1First Nutsch filter for separationpair-nitrosophenol

М1.1 Механическая мешалкаM1.1 Mechanical stirrer

МР1.1 Мешалка с ручным приводом для ворошения осадка в нутч-фильтре Ф1.1 MP1.1 Manually driven mixer for agitating the sediment in the F1.1 nutsch filter

ГС1.1 Первая распределительная гребенчатая система GS1.1 First distribution comb system

ЛП1.1 Линия подачи жидких потоков к первой распределительной гребенчатой системе ГС1.1 LP1.1 Line for supplying liquid flows to the first distribution comb system GS1.1

Н1.1 Перистальтический насос для подачи жидкостей и растворов в первую распределительную гребенчатую систему ГС1.1 N1.1 Peristaltic pump for supplying liquids and solutions to the first distribution comb system GS1.1

Н1.2 Перистальтический насос для подачи раствора фенола H1.2 Peristaltic pump for supplying phenol solution

Н1.3 Перистальтический насос для подачи раствора нитрита натрия H1.3 Peristaltic pump for supplying sodium nitrite solution

Н1.4 Перистальтический насос для подачи раствора серной кислоты, работает по сигналу с датчика pН1.1 H1.4 Peristaltic pump for supplying sulfuric acid solution, operates according to a signal from the pH1.1 sensor

E1.1 Емкость для слива или хранения избыточного маточного раствора и промывных вод E1.1 Container for draining or storing excess mother liquor and wash waters

Е1.2 Емкость для хранения водного раствора фенола E1.2 Container for storing an aqueous solution of phenol

Е1.3 Емкость для хранения водного раствора нитрита натрия E1.3 Container for storing an aqueous solution of sodium nitrite

Е1.4 Емкость для хранения водного раствора серной кислоты E1.4 Capacity for storing an aqueous solution of sulfuric acid

Е1.5 Емкость для хранения ледяной уксусной кислоты E1.5 Container for storing glacial acetic acid

Е1.6 Емкость для хранения чистой воды E1.6 Container for storing clean water

ТТ1.1 Датчик температуры реактора Р1.1 TT1.1 Reactor temperature sensor P1.1

pH1.1 Датчик pH реактора (регулировка заданной кислотности, связан с насосом Н1.4, подающим раствор серной кислоты, отключает подачу, если показания датчика ниже заданного уровня pH=2). Выполнен в одном корпусе с датчиком температуры ТТ1.1 pH1.1 Reactor pH sensor (adjustment of the set acidity, connected to pump H1.4 , supplying sulfuric acid solution, turns off the supply if the sensor readings are below the set pH level = 2). Made in the same housing with temperature sensor TT1.1

1.1 Кран полного слива содержимого реактора Р1.1 в нутч-фильтр Ф1.1 1.1 Valve for completely draining the contents of the reactor P1.1 into the Nutsch filter F1.1

2.1 Трехходовой Т-образный кран для переключения слива из первого нутч-фильтра Ф1.1 и входа в первую распределительную гребенчатую систему ГС1.1 2.1 Three-way T-shaped valve for switching the drain from the first nutsch filter F1.1 and the entrance to the first distribution comb system GS1.1

3.1 Кран откачки воздуха из нижней камеры нутч-фильтра Ф1.1 3.1 Valve for pumping air from the lower chamber of the Nutsch filter F1.1

4.1 Кран связи с атмосферой верхней камеры нутч-фильтра Ф1.1 4.1 The connection valve with the atmosphere of the upper chamber of the Nutsch filter F1.1

5.1 Кран отключения потока перед первой распределительной гребенчатой системой ГС1.1 5.1 Flow shut-off valve in front of the first distribution comb system GS1.1

6.1 Кран слива маточного раствора или промывных вод при обслуживании установки 6.1 Drain valve for mother liquor or wash water when servicing the installation

7.1 Кран слива маточного раствора обратно в реактор для промывки реактора Р1.1 7.1 Valve for draining the mother liquor back into the reactor for washing the reactor P1.1

8.1 Кран слива раствора продукта в реактор Р2.1 8.1 Valve for draining the product solution into the reactor P2.1

9.1 Кран слива маточного раствора в нутч-фильтр Ф1.1 для промывки осадка 9.1 Valve for draining the mother liquor into the Nutsch filter F1.1 for washing the precipitate

10.1 Кран подачи ледяной уксусной кислоты 10.1 Glacial acetic acid supply tap

11.1 Кран подачи чистой воды для промывки 11.1 Clean water supply tap for rinsing

Р2.1 Реактор восстановления пара-нитрозофенолаP2.1 Para- nitrosophenol reduction reactor

Ф2.1 Второй нутч-фильтр для отделения твёрдого ацетата цинка дигидрата и раствора пара-аминофенола.F2.1 Second suction filter for separating solid zinc acetate dihydrate and para- aminophenol solution.

Б2.1 Бункер с дозирующим шнеком для подачи цинкаB2.1 Hopper with dosing screw for supplying zinc

Л2.1 Люк загрузочный для обслуживания реактора Р2.1 L2.1 Loading hatch for servicing the R2.1 reactor

М2.1 Механическая мешалкаM2.1 Mechanical stirrer

МР2.1 Мешалка с ручным приводом для ворошения осадка в нутч-фильтре Ф2.1 MP2.1 Manually driven mixer for agitating the sludge in the F2.1 nutsch filter

ГС2.1 Вторая распределительная гребёнчатая система GS2.1Second distribution comb system

ЛП2.1 Линия подачи жидких потоков к распределительной гребенчатой системе ГС2.1 LP2.1 Line for supplying liquid flows to the distribution comb system GS2.1

Н2.1 Перистальтический насос для подачи раствора пара-нитрозофенола в реактор Р2.1 H2.1 Peristaltic pump for supplying para- nitrosophenol solution to reactor P2.1

Н2.2 Перистальтический насос для подачи жидкостей и рабочих растворов во вторую распределительную гребенчатую систему кранов ГС2.1 N2.2 Peristaltic pump for supplying liquids and working solutions to the second distribution comb system of GS2.1 taps

Е2.1 Емкость для хранения ледяной уксусной кислотыE2.1 Container for storing glacial acetic acid

Е2.2 Емкость для хранения растворителя для промывки осадка во втором нутч-фильтре Ф2.1E2.2 Container for storing solvent for washing the sediment in the second nutsch filter F2.1

Е2.3 Емкость для хранения технологических сливовE2.3 Storage tank for process waste

ТТ2.1 Датчик температуры реактора Р2.1 TT2.1 Reactor temperature sensor P2.1

1.2 Кран полного слива содержимого реактора Р2.1 в нутч-фильтр Ф2.1 1.2 Valve for completely draining the contents of the reactor P2.1 into the Nutsch filter F2.1

2.2 Трёхходовой кран для регулировки выходных потоков из нутч-фильтра Ф2.1и транспортировки жидкостей из емкостей Е2.1, Е2.2, Е2.3 2.2 Three-way valve for adjusting the output flows from the nutsch filter F2.1 and transporting liquids from containers E2.1, E2.2, E2.3

3.2 Кран подключения нижней части нутч-фильтра Ф2.1 к вакуумной системе 3.2 Tap connecting the lower part of the nutsch filter F2.1 to the vacuum system

4.2 Кран подключения к атмосфере верхней части нутч-фильтра Ф2.1 4.2 Tap for connecting to the atmosphere the upper part of the Nutsch filter F2.1

5.2 Кран отключения насоса Н2.2 от второй распределительной гребёнчатой системы ГС2.1 5.2 Shut-off valve for pump N2.2 from the second distribution comb system GS2.1

6.2 Кран второй распределительной гребёнчатой системы ГС2.1, направляющий поток в сливную емкость Е2.3 6.2 Valve of the second distribution comb system GS2.1 , directing the flow into the drain tank E2.3

7.2 Кран второй распределительной гребёнчатой системы ГС2.1, направляющий поток в верхнюю часть нутч-фильтра Ф2.1 7.2 Tap of the second distribution comb system GS2.1 , directing the flow to the upper part of the nutsch filter F2.1

8.2 Кран второй распределительной гребёнчатой системы ГС2.1, направляющий раствор пара-аминофенола в реактор Р3.1 8.2 Valve of the second distribution comb system GS2.1 , directing the solution of para- aminophenol into reactor R3.1

9.2 Запорный кран на емкости хранения ледяной уксусной кислоты Е2.1 9.2 Stop valve on the storage tank for glacial acetic acid E2.1

10.2 Запорный кран на емкости хранения растворителя Е2.2 для промывки осадка в нутч-фильтре Ф2.1 10.2 Shut-off valve on the solvent storage tank E2.2 for washing the sediment in the Nutsch filter F2.1

Р3.1 Реактор получения парацетамолаP3.1 Paracetamol production reactor

Ф3.1 Третий нутч-фильтр для отделения твёрдого парацетамолаF3.1 Third suction filter for separating solid paracetamol

Л3.1 Люк загрузочный для обслуживания реактора Р3.1 L3.1 Loading hatch for servicing reactor R3.1

М3.1 Механическая мешалка якорного типаM3.1 Anchor type mechanical stirrer

МР3.1 Мешалка с ручным приводом для ворошения осадка в нутч-фильтре Ф3.1 MP3.1 Manually driven mixer for agitating the sludge in the nutsch filter F3.1

НХ3.1 Нисходящий холодильник с охлаждающей рубашкойHX3.1 Downdraft cooler with cooling jacket

ОХ3.1 Обратный холодильник с охлаждающим змеевикомOX3.1 Reflux condenser with cooling coil

Н3.1 Перистальтический насос для подачи уксусной кислотыH3.1 Peristaltic pump for supplying acetic acid

Е3.1 Емкость для сбора отогнанной обводнённой уксусной кислотыE3.1 Container for collecting distilled watered acetic acid

Е3.2 Емкость для хранения ледяной уксусной кислотыE3.2 Container for storing glacial acetic acid

Е3.3 Емкость для хранения объединённых сливовE3.3 Storage container for combined drains

ТТ3.1 Датчик температуры TT3.1 Temperature sensor

ТТ3.2 Датчик температуры, для измерения температуры паров отгоняемой уксусной кислоты TT3.2 Temperature sensor, for measuring the temperature of vapors of distilled acetic acid

МА2.1 Манометр/вакуумметр MA2.1 Pressure gauge/vacuum gauge

ЛП3.1 Линия подачи уксусной кислоты в третий нутч-фильтр Ф3.1 и/или реактор получения парацетамола Р3.1 LP3.1 Line for supplying acetic acid to the third nutsch filter F3.1 and/or paracetamol production reactor R3.1

ЛП3.2 Линия вывода сливных фракций из третьего нутч-фильтра Ф3.1 LP3.2 Line for removing waste fractions from the third nutsch filter F3.1

1.3 Кран подачи газа для создания инертной атмосферы в реактор Р3.1 1.3 Gas supply valve to create an inert atmosphere in the R3.1 reactor

2.3 Кран подачи в реактор Р3.1 ледяной уксусной кислоты из ёмкости Е3.2 2.3 Valve for supplying glacial acetic acid to reactor P3.1 from container E3.2

3.3 Кран подачи в реактор Р3.1 раствора пара-аминофенола из второй распределительной гребёнчатой системы ГС2.1 3.3 Valve for supplying para- aminophenol solution to reactor R3.1 from the second distribution comb system GS2.1

4.3 Кран слива отгона уксусной кислоты из холодильника НХ3.1 4.3 Drain valve for removing acetic acid from refrigerator HX3.1

5.3 Вентиль подключения к внешней атмосфере ёмкости Е3.1, используется также для регулировки давления в реакторной системе Р3.1 5.3 Valve for connecting to the external atmosphere of the tank E3.1 , also used to regulate the pressure in the reactor system P3.1

6.3 Кран подключения ёмкости Е3.1 к вакуумной системе 6.3 Tap connecting container E3.1 to the vacuum system

7.3 Донный взламывающий клапан для слива реакционной массы из реактора Р3.1 в нутч-фильтр Ф3.1 7.3 Bottom breaking valve for draining the reaction mass from the reactor P3.1 into the Nutsch filter F3.1

8.3 Кран подключения к внешней атмосфере нутч-фильтра Ф3.1 8.3 Valve for connecting to the external atmosphere of the Nutsch filter F3.1

9.3 Кран подключения нутч-фильтра Ф3.1 к вакуумной системе 9.3 Tap for connecting the nutsch filter F3.1 to the vacuum system

10.3 Сливной кран для выведения фильтрата из нижней части нутч-фильтра Ф3.1 в ёмкость для хранения объединённых сливов Е3.3 10.3 Drain valve for removing filtrate from the bottom of the nutsch filter F3.1 into a container for storing combined drains E3.3

11.3 Запорный кран на линии подачи уксусной кислоты 11.3 Shut-off valve on the acetic acid supply line

12.3 Запорный кран на линии подачи чистой воды 12.3 Shut-off valve on the clean water supply line

13.3 Запорный кран на линии подачи ледяной уксусной кислоты из емкости Е3.2 13.3 Shut-off valve on the supply line of glacial acetic acid from container E3.2

14.3 Запорный кран на линии подачи обводненной уксусной кислоты из емкости Е3.1 14.3 Shut-off valve on the supply line of watered acetic acid from container E3.1

Далее изобретение более подробно поясняется с помощью примеров осуществления, которые, однако, не накладывают ограничений на объем данного изобретения.The invention is further explained in more detail with the help of embodiment examples, which, however, do not impose limitations on the scope of the present invention.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 Получение парацетамола, сульфата натрия и дигидрата ацетата цинка в полу-непрерывном режимеExample 1 Preparation of paracetamol, sodium sulfate and zinc acetate dihydrate in semi-continuous mode

Для осуществления синтеза использовали лабораторную установку, созданную в соответствии со схемой, представленной на фигуре 1. Для наглядности на Фиг. 2 представлена схема загрузки партий исходных реагентов и временные промежутки основных этапов способа.To carry out the synthesis, a laboratory installation was used, created in accordance with the scheme presented in Figure 1. For clarity, in Fig. Figure 2 shows a diagram of loading batches of initial reagents and time intervals of the main stages of the method.

Использовали следующие рабочие параметры и потоки:The following operating parameters and flows were used:

Общий объём реактора Р1.1→35 лTotal volume of reactor Р1.1 →35 l

Рабочий объём реактора Р1.1→10 - 20 лWorking volume of reactor R1.1 →10 - 20 l

Общий объём реактора Р2.1→35 лTotal reactor volume R2.1 →35 l

Рабочий объём реактора Р2.1→27 лWorking volume of reactor R2.1 →27 l

Общий объём реактора Р3.1→30 лTotal volume of reactor Р3.1 →30 l

Рабочий объём реактора Р3.1→20 лWorking volume of reactor R3.1 →20 l

Объём ёмкости Е1.1→50 лContainer volume E1.1 →50 l

Объём ёмкости Е1.2→20 лContainer volume E1.2 →20 l

Объём ёмкости Е1.3→20 лContainer volume E1.3 →20 l

Объём ёмкости Е1.4→20 лContainer volume E1.4 →20 l

Объём ёмкости Е1.5→20 лContainer volume E1.5 →20 l

Объём ёмкости Е1.6→30 лContainer volume E1.6 →30 l

Объём ёмкости Е2.1→20 лContainer volume E2.1 →20 l

Объём ёмкости Е2.2→20 лContainer volume E2.2 →20 l

Объём ёмкости Е2.3→50 лContainer volume E2.3 →50 l

Объём ёмкости Е3.1→50 лContainer volume E3.1 →50 l

Объём ёмкости Е3.2→50 лContainer volume E3.2 →50 l

Объём ёмкости Е3.3→50 лContainer volume E3.3 →50 l

Производительность насоса Н1.1→1,5 л/минPump capacity H1.1→1.5 l/min

Производительность насоса Н1.2→15 мл/минPump capacity H1.2→15 ml/min

Производительность насоса Н1.3→35 мл/минPump capacity H1.3→35 ml/min

Производительность насоса Н1.4→20,4 мл/минPump capacity H1.4→20.4 ml/min

Производительность насоса Н2.1→~1 л/минPump capacity Н2.1→~1 l/min

Производительность насоса Н2.2→~1 л/минPump capacity Н2.2→~1 l/min

Производительность шнека Б2.1→42 г/минScrew productivity B2.1→42 g/min

Производительность насоса Н3.1→230 мл/минPump capacity H3.1→230 ml/min

В качестве исходных реагентов использовали 90 %ный по массе водный раствор фенола, 6М водный раствор нитрита натрия, 6М водный раствор серной кислоты, коммерческий порошок металлического цинка (марки ПЦР-1), ледяную уксусную кислоту, метанол и деионизированную воду.The starting reagents were 90% by weight aqueous solution of phenol, 6M aqueous sodium nitrite solution, 6M aqueous sulfuric acid solution, commercial zinc metal powder (PCR-1 grade), glacial acetic acid, methanol and deionized water.

Методика синтезаSynthesis technique

В реактор Р1.1 оснащенный охлаждающим змеевиком с хладоносителем механической лопастной многорядной мешалкой М1.1 и датчиком температуры (ТТ1.1) загружали 10 л чистой воды, включали перемешивание и охлаждали воду до 3°C. Из емкостей Е1.2 - Е1.4 с заранее приготовленными растворами исходных реагентов с помощью насосов Н1.2 и Н1.3 одновременно раздельными потоками подавали 90 %ный по массе водный раствор фенола со скоростью 15 мл/мин и 6М водный раствор нитрита натрия со скоростью 35 мл/мин, а с помощью насоса Н1.4 подавали 6М водный раствор серной кислоты, ориентируясь на показания датчика кислотности среды (pH1.1) и поддерживая значение pH реакционной смеси в диапазоне от 2 до 3 (средняя скорость подачи раствора серной кислоты составила 20,4 мл/мин). Температуру в реакторе посредством охлаждающего змеевика поддерживали в диапазоне от 2 до 4°C. Вместе с подачей исходных реагентов через реактор пропускали ток азота для удаления избыточных окислов азота. На выходе газовой линии (связь с атмосферой реактора Р1.1) был размещен скруббер (на схеме не показан) для улавливания и нейтрализации вредных газообразных выбросов.To the reactorP1.1equipped with a cooling coil with coolant and a mechanical paddle multi-row mixerM1.1 and temperature sensor(TT1.1) 10 liters of clean water were loaded, stirring was turned on, and the water was cooled to 3°C. From containersE1.2 -E1.4with pre-prepared solutions of initial reagents using pumpsH1.2 AndH1.3 simultaneously, a 90% by weight aqueous solution of phenol was supplied in separate streams at a rate of 15 ml/min and a 6M aqueous solution of sodium nitrite at a rate of 35 ml/min, and using a pumpH1.4served 6M aqueous solution of sulfuric acid, based on the readings of the medium acidity sensor (pH1.1) and maintaining the pH value of the reaction mixture in the range from 2 to 3 (the average flow rate of the sulfuric acid solution was 20.4 ml/min). The temperature in the reactor was maintained in the range from 2 to 4°C by means of a cooling coil. Along with the supply of initial reagents, a current of nitrogen was passed through the reactor to remove excess nitrogen oxides. At the outlet of the gas line (connection with the reactor atmosphereP1.1) a scrubber (not shown in the diagram) was placed to capture and neutralize harmful gaseous emissions.

Исходные реагенты добавляли в течение 80 минут при постоянном перемешивании, суммарно было добавлено 1080 г фенола (11,5 моль), 1160 г нитрита натрия (16,8 моль) и 960 г серной кислоты (9,8 моль), после чего реакционную массу перемешивали ещё 20 минут при температуре 3°C для полного прохождения реакции. В результате реакции образовывалась суспензия из смеси пара-нитрозофенола и кристаллического сульфата натрия.The starting reagents were added over 80 minutes with constant stirring, a total of 1080 g of phenol (11.5 mol), 1160 g of sodium nitrite (16.8 mol) and 960 g of sulfuric acid (9.8 mol) were added, after which the reaction mass stirred for another 20 minutes at a temperature of 3°C to complete the reaction. As a result of the reaction, a suspension was formed from a mixture of para -nitrosophenol and crystalline sodium sulfate.

После полного завершения реакции реакционную смесь самотёком направляли в нутч-фильтр Ф1.1, снабжённый пористой кислотостойкой полипропиленовой мембраной с размером пор 10 мкм и ручной мешалкой для ворошения осадка в верхней части фильтра (МР1.1). Соединяли нутч-фильтр с вакуумной линией и осуществляли фильтрование. Полученный фильтрат возвращали в реактор Р1.1 в объеме 20 л. Избыточный маточный профильтрованный раствор сливали в ёмкость Е1.1.After complete completion of the reaction, the reaction mixture was directed by gravity into a Nutsch filter F1.1, equipped with a porous acid-resistant polypropylene membrane with a pore size of 10 μm and a manual stirrer for agitating the sediment in the upper part of the filter ( MP1.1 ). The suction filter was connected to a vacuum line and filtration was carried out. The resulting filtrate was returned to reactor R1.1 in a volume of 20 l. The excess filtered mother liquor was poured into container E1.1 .

После окончания фильтрации (20 мин) в реакторе Р1.1 начинали новый синтетический цикл добавления исходных реагентов.After completion of filtration (20 min), a new synthetic cycle of adding initial reagents was started in reactor R1.1 .

Для удаления остаточного кислого нитрозирующего раствора осадок на фильтре промывали тремя порциями чистой холодной воды по 1 л в каждой порции. В процессе промывок осадок перемешивали с помощью ручной мешалки МР1.1. Промывные воды из нижней части нутч-фильтра Ф1.1 сливали в ёмкость Е1.1. В результате на нутч-фильтре оставался промытый отжатый осадок смеси пара-нитрозофенола и сульфата натрия влажностью ~60%. Для снижения влажности осадка до ~35-40% производили дополнительную сушку осадка в вакууме в течение 20 мин.To remove the residual acidic nitrosating solution, the filter cake was washed with three portions of clean cold water, 1 liter in each portion. During the washing process, the sediment was mixed using a manual MP1.1 stirrer. The rinsing water from the bottom of the Nutsch filter F1.1 was poured into container E1.1. As a result, a washed, squeezed precipitate of a mixture of para -nitrosophenol and sodium sulfate with a moisture content of ~60% remained on the Nutsch filter. To reduce the moisture content of the sediment to ~35-40%, additional drying of the sediment was carried out in vacuum for 20 minutes.

К просушенному осадку в нутч-фильтре Ф1.1 подавали 14 л ледяной уксусной кислоты из емкости Е1.5. После подачи необходимого количества уксусной кислоты в нутч-фильтр для эффективной отмывки пара-нитрозофенола от сульфата натрия и полного перехода органической фракции в раствор, полученный уксусный раствор вновь направляли через оставшийся твердый осадок. В итоге получали раствор пара-нитрозофенола (1183 г, выход по первой стадии 83,7%) в уксусной кислоте (14 л).14 L of glacial acetic acid from container E1.5 were supplied to the dried sediment in the F1.1 Nutsch filter. After supplying the required amount of acetic acid to the Nutsch filter to effectively wash the para -nitrosophenol from sodium sulfate and completely transfer the organic fraction into solution, the resulting acetic solution was again sent through the remaining solid precipitate. As a result, a solution of para -nitrosophenol (1183 g, first stage yield 83.7%) in acetic acid (14 l) was obtained.

Остаток сульфата натрия на фильтре после выведения раствора пара-нитрозофенола промывали 1,5 л чистой холодной воды, сушили в вакууме в течение 40 мин и извлекали в виде готового продукта.The remaining sodium sulfate on the filter after removing the para-nitrosophenol solution was washed with 1.5 liters of clean cold water, dried in vacuum for 40 minutes and recovered as a finished product.

Приготовленный раствор пара-нитрозофенола в уксусной кислоте из нижней части нутч-фильтра Ф1.1 посредством перистальтического насоса (Н1.1) подавали в реактор (Р2.1), снабжённый мешалкой с верхним приводом (М2.1), охлаждающим змеевиком с контролем температуры при помощи датчика (ТТ2.1), подводом азота и связью с внешней атмосферой для возможности продувки, загрузочным люком (Л2.1). После полного введения раствора пара-нитрозофенола включали активное перемешивание и с помощью дозирующего шнека из бункера (Б2.1) дозировали 1288 г (19,7 моль) порошка металлического цинка марки ПЦР-1 со скоростью 42 г/мин. При повышении температуры выше 50°С подключали охлаждение с помощью охлаждающего змеевика и принудительно поддерживали температуру в диапазоне 45 - 51°С. Наблюдали обильное выпадение мелкокристаллического осадка ацетата цинка. После полного прибавления расчётного количества цинка (30 мин) реакционную смесь в реакторе (Р2.1) перемешивали дополнительно в течение 1 часа для полного прохождения реакции, не позволяя температуре подниматься выше 55°С. После этого реакционную смесь охлаждали до 5°С для более полного извлечения ацетата цинка из раствора, и выдерживали реакционную смесь при этой температуре 30 минут.The prepared solution of para -nitrosophenol in acetic acid from the bottom of the Nutsch filter F1.1 was fed through a peristaltic pump ( H1.1 ) into a reactor ( R2.1 ) equipped with a top-drive mixer ( M2.1 ) and a cooling coil with temperature control using a sensor ( TT2.1 ), a nitrogen supply and connection with the external atmosphere for the possibility of purging, a loading hatch ( L2.1 ). After complete introduction of the para- nitrosophenol solution, active stirring was turned on and 1288 g (19.7 mol) of PCR-1 metal zinc powder was dosed using a dosing screw from the hopper ( B2.1 ) at a speed of 42 g/min. When the temperature increased above 50°C, cooling was connected using a cooling coil and the temperature was forcibly maintained in the range of 45 - 51°C. Abundant precipitation of fine-crystalline zinc acetate precipitate was observed. After the complete addition of the calculated amount of zinc (30 min), the reaction mixture in the reactor ( P2.1 ) was stirred for an additional 1 hour to complete the reaction, without allowing the temperature to rise above 55°C. After this, the reaction mixture was cooled to 5°C for more complete extraction of zinc acetate from the solution, and the reaction mixture was kept at this temperature for 30 minutes.

Охлажденную реакционную смесь самотёком перегружали из реактора (Р2.1) в нутч-фильтр (Ф2.1).The cooled reaction mixture was transferred by gravity from the reactor ( R2.1 ) into a suction filter ( F2.1 ).

После выведения реакционной смеси в нутч-фильтр (Ф2.1) в реактор (Р2.1) запускали новую партию раствора пара-нитрозофенола, полученного за это время на этапе нитрозирования, и полностью повторяли методику восстановления в течение 120 мин.After removing the reaction mixture into a Nutsch filter ( F2.1 ), a new batch of para- nitrosophenol solution obtained during this time at the nitrosation stage was introduced into the reactor ( F2.1 ), and the reduction procedure was completely repeated for 120 min.

Параллельно подключали нижнюю часть нутч-фильтра (Ф2.1) к вакуумной системе и осуществляли фильтрование. При этом раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте переходил в нижнюю часть фильтра, в верхней части оставался твёрдый остаток мелкокристаллического ацетата цинка. Отключали нутч-фильтр от вакуумной системы и двумя отдельными порциями (2 л и 2 л) с помощью насоса (Н2.2) подавали ледяную уксусную кислоту из ёмкости (Е2.1) для промывки ацетата цинка от остаточного пара-аминофенола. После каждой партии производили перемешивание осадка мешалкой с ручным приводом (МР2.1), и подключая вакуум краном 3.2, производили фильтрование. Затем нутч-фильтр отключали от вакуумной системы, восстанавливали связь с внешней атмосферой и образовавшийся раствор пара-аминофенола из нижней части нутч-фильтра (Ф2.1) выводили с помощью насоса (Н2.2) в реактор Р3.1.In parallel, the lower part of the nutsch filter ( F2.1 ) was connected to the vacuum system and filtration was carried out. In this case, the solution of para- aminophenol in acetic acid passed into the lower part of the filter, leaving a solid residue of fine-crystalline zinc acetate in the upper part. The suction filter was disconnected from the vacuum system and glacial acetic acid was supplied from the container ( E2.1) in two separate portions (2 L and 2 L) using a pump (H2.2 ) to wash the zinc acetate from residual para- aminophenol. After each batch, the sediment was mixed with a manually driven stirrer ( MP2.1 ), and by connecting the vacuum with tap 3.2 , filtering was carried out. Then the Nutsch filter was disconnected from the vacuum system, the connection with the external atmosphere was restored, and the resulting solution of para -aminophenol from the lower part of the Nutsch filter ( F2.1 ) was removed using a pump ( H2.2 ) into the reactor P3.1.

Поступающий в реактор Р3.1 после проведения этапа восстановления раствор пара- аминофенола, содержал 12,8 л уксусной кислоты. Такой объем образовывался в результате следующих факторов: с одной стороны часть исходной уксусной кислоты (2,26 л) потратилась при взаимодействии с цинком; а с другой при промывке ацетата цинка добавилось суммарно 4 л растворителя, что с учётом потерь при влажности промываемого осадка ацетата цинка дигидрата 40% составило прибавку 1,06 л ледяной уксусной кислоты.The solution entering the reactor R3.1 after the recovery stage para-aminophenol, contained 12.8 liters of acetic acid. This volume was formed as a result of the following factors: on the one hand, part of the original acetic acid (2.26 l) was consumed during interaction with zinc; and on the other hand, when washing the zinc acetate, a total of 4 liters of solvent was added, which, taking into account the losses when the humidity of the washed sediment of zinc acetate dihydrate was 40%, amounted to an increase of 1.06 liters of glacial acetic acid.

После введения раствора пара-аминофенола в реактор Р3.1 при включенном перемешивании создавали в реакторе разряженную атмосферу (350 мм.рт.ст) и посредством подачи в рубашку реактора горячего теплоносителя постепенно доводили введенную из нутч-фильтра реакционную массу до кипения. При кипячении реакционного раствора пары обводнённой уксусной кислоты в течение 2 ч удаляли из реактора Р3.1 через нисходящий холодильник НХ3.1 с рубашкой охлаждения. Температура паров контролировалась термопарой ТТ3.2 и составляла ~75°С. Отгон уксусной кислоты собирали в ёмкости Е3.1.After introducing the solution para-aminophenol into the reactor P3.1 with stirring turned on, a rarefied atmosphere was created in the reactor (350 mm Hg) and by supplying hot coolant into the reactor jacket, the reaction mass introduced from the suction filter was gradually brought to a boil. When the reaction solution was boiled, vapors of watered acetic acid were removed from reactor P3.1 for 2 hours through a downward cooler HX3.1 with a cooling jacket. The vapor temperature was controlled by a TT3.2 thermocouple and was ~75°C. The distillation of acetic acid was collected in container E3.1.

Через 2 часа в реактор Р3.1 вводили новую партию полученного за это время раствора пара-аминофенола из нижней части нутч-фильтра (Ф2.1) и продолжали кипячение реакционного раствора в тех же условиях в течение 2 ч с удалением паров обводнённой уксусной кислоты.After 2 hours, a new batch of para- aminophenol solution obtained during this time was introduced into reactor P3.1 from the bottom of the suction filter ( F2.1 ) and boiling of the reaction solution was continued under the same conditions for 2 hours with the removal of vapors of watered acetic acid.

Параллельно в реактор Р2.1 запускали третью партию раствора пара-нитрозофенола в ледяной уксусной кислоте с этапа нитрозирования, и повторяли методику восстановления в течение 120 мин.In parallel, the third batch of a solution of para- nitrosophenol in glacial acetic acid from the nitrosation stage was launched into reactor R2.1 , and the reduction procedure was repeated for 120 min.

Через 2 часа в реактор Р3.1 вводили третью партию полученного за это время раствора пара-аминофенола из нижней части нутч-фильтра (Ф2.1) и продолжали кипячение реакционного раствора при тех же условиях в течение 1 часа с удалением паров обводнённой уксусной кислоты.After 2 hours, the third batch of para- aminophenol solution obtained during this time was introduced into reactor P3.1 from the bottom of the suction filter ( F2.1 ) and boiling of the reaction solution was continued under the same conditions for 1 hour with the removal of vapors of watered acetic acid.

Затем отключали вакуумную систему и повышали температуру реакционной смеси до 130°С при этом давление в реакторе возрастало до 2,4 атм. Продолжали кипячение при данных условиях в течение еще 20 мин.Then the vacuum system was turned off and the temperature of the reaction mixture was increased to 130°C, while the pressure in the reactor increased to 2.4 atm. Boiling was continued under these conditions for another 20 minutes.

После этого прекращали нагрев, при перемешивании охлаждали реакционную смесь до температуры 6°С и поддерживали данную температуру в течение 40 минут.After this, heating was stopped, the reaction mixture was cooled with stirring to a temperature of 6°C and this temperature was maintained for 40 minutes.

Открывали донный клапан 7.3 и выгружали суспензию парацетамола из реактора Р3.1 в нутч-фильтр Ф3.1. С помощью насоса Н3.1 из ёмкости Е3.2 подавали в реактор 1 л ледяной уксусной кислоты для промывки от остатков кристаллической массы стенок реактора и рабочей плоскости мешалки. Подключали нижнюю часть нутч-фильтра к вакуумной системе и отжимали отделенный на верхней части нутч-фильтра осадок. Затем промывали осадок твёрдого парацетамола на фильтре 0,5 л обводнённой отогнанной уксусной кислоты, подавая её в нутч-фильтр Ф3.1 из ёмкости Е3.1 насосом Н3.1. Объединённые фильтраты выводили из нижней части нутч-фильтра в ёмкость Е3.3.The bottom valve 7.3 was opened and the paracetamol suspension was unloaded from the reactor P3.1 into the Nutsch filter F3.1. WITH using pump H3.1 from container E3.2, 1 liter of glacial acetic acid was supplied to the reactor to wash the reactor walls and the working surface of the stirrer from residual crystalline mass. The lower part of the nutsch filter was connected to a vacuum system and the sediment separated from the upper part of the nutsch filter was squeezed out. Then the solid paracetamol precipitate on the filter was washed with 0.5 liters of watered distilled acetic acid, feeding it into the Nutsch filter F3.1 from container E3.1 with pump H3.1. The combined filtrates were removed from the bottom of the suction filter into container E3.3.

Промытый твёрдый остаток кристаллического парацетамола сушили в нутч-фильтре посредством создания вакуума в течение 5 часов.The washed solid residue of crystalline paracetamol was dried in a suction filter under vacuum for 5 hours.

В результате было получено 3760 г кристаллического парацетамола (чистота 98% (ВЭЖХ), выход 72,2% от теор. за три синтетические стадии в пересчете на исходный фенол)As a result, 3760 g of crystalline paracetamol was obtained (purity 98% (HPLC), yield 72.2% of theory for three synthetic stages in terms of the original phenol)

1H 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, 1H), 9,64 (с, 1H). 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d6) 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).

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

Остаток влажного ацетата цинка дополнительно промывали 1,5 л холодного метилового спирта для удаления остатков уксусной кислоты и повторно фильтровали с использованием вакуума.The remaining wet zinc acetate was further washed with 1.5 L of cold methyl alcohol to remove residual acetic acid and filtered again using vacuum.

Остаток на фильтре высушивали в токе воздуха в течение 30 мин и выгружали из фильтра.The residue on the filter was dried in a stream of air for 30 minutes and discharged from the filter.

В результате получали 12090 г ацетата цинка дигидрата (чистота 95% по данным ЯМР и элементного анализа, выход 93,2% от теор.).As a result, 12090 g were obtained zinc acetate dihydrate (purity 95% according to NMR and elemental analysis, yield 93.2% of theory).

1H ЯМР (300 МГц, D2O) δ 1,79 (c, 6H). 1H NMR (300 MHz, D2O ) δ 1.79 (s, 6H).

Также суммарно было получено 2970 г сульфата натрия (безводный по данным гравиметрического анализа, чистота 94% по данным элементного анализа, выход 83% от теор.).A total of 2970 g of sodium sulfate was also obtained (anhydrous according to gravimetric analysis, purity 94% according to elemental analysis, yield 83% of theory).

Таким образом, как можно видеть из представленного примера, предложенный способ согласно изобретению приводит к одновременному получению экономически значимых продуктов: парацетамола, сульфата натрия и ацетата цинка, с современными выходами и отличными показателями чистоты с использованием простых в исполнении стадий, осуществляемых на стандартных химических аппаратах, подходящих для дальнейшего промышленного масштабирования, при этом количество выводимых отходов сведено практически к минимуму за счет рециркуляции реакционных сред.Thus, as can be seen from the presented example, the proposed method according to the invention leads to the simultaneous production of economically significant products: paracetamol, sodium sulfate and zinc acetate, with modern yields and excellent purity indicators using simple-to-perform stages carried out on standard chemical apparatus, suitable for further industrial scaling, while the amount of waste removed is reduced to almost a minimum due to recycling of reaction media.

Claims (65)

1. Способ получения парацетамола из фенола, включающий следующие стадии:1. A method for producing paracetamol from phenol, including the following steps: а) раздельная одновременная подача с контролируемой скоростью водного раствора фенола, водного раствора нитрита натрия и водного раствора серной кислоты и смешивание их в реакторе, заполненном водой или рециркуляционным маточным раствором;a) separate simultaneous supply with a controlled rate of an aqueous solution of phenol, an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of sulfuric acid and mixing them in a reactor filled with water or a recirculating mother liquor; b) перемешивание реакционной массы полученной на стадии а) в реакторе с получением суспензии из смеси пара-нитрозофенола и кристаллического сульфата натрия;b) stirring the reaction mass obtained in step a) in the reactor to obtain a suspension of a mixture of para -nitrosophenol and crystalline sodium sulfate; c) выведение реакционной массы из реактора в разделительное устройство с последующим отделением твёрдого осадка смеси пара-нитрозофенола и сульфата натрия в качестве ретентата и маточного раствора в качестве пермеата;c) removing the reaction mass from the reactor into a separating device with subsequent separation of the solid precipitate of a mixture of para -nitrosophenol and sodium sulfate as a retentate and the mother liquor as a permeate; d) приготовление раствора пара-нитрозофенола в ледяной уксусной кислоте с одновременным отделением нерастворимого осадка сульфата натрия с помощью разделительного устройства;d) preparing a solution of para -nitrosophenol in glacial acetic acid with simultaneous separation of the insoluble precipitate of sodium sulfate using a separating device; e) подача раствора со стадии d) в реактор с инертной атмосферой при перемешивании и принудительном поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;e) feeding the solution from stage d) into a reactor with an inert atmosphere with stirring and forced maintenance of the temperature in the range from 40 to 55°C; f) дозирование металлического цинка в виде порошка в реактор с контролируемой скоростью подачи;f) dosing zinc metal in powder form into the reactor at a controlled feed rate; g) перемешивание реакционной смеси до полного прохождения реакции при поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;g) stirring the reaction mixture until the reaction is complete while maintaining the temperature in the range from 40 to 55°C; h) охлаждение реакционной смеси до 3-7°С для выделения мелкокристаллического ацетата цинка из реакционного раствора;h) cooling the reaction mixture to 3-7°C to separate fine-crystalline zinc acetate from the reaction solution; i) выведение реакционной смеси из реактора в разделительное устройство;i) removing the reaction mixture from the reactor to a separation device; j) отделение твердого ацетата цинка в качестве ретентата и раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте в качестве пермеата;j) separating solid zinc acetate as a retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as a permeate; k) выведение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте из разделительного устройства;k) removing the solution of para-aminophenol in acetic acid from the separating device; l) подача раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте со стадии k) в реактор с мешалкой, принудительным поддержанием температуры в диапазоне от 10 до 140°С и возможностью создания инертной и/или разряженной атмосферы;l) feeding a solution of para-aminophenol in acetic acid from step k) into a reactor with a stirrer, forced maintenance of temperature in the range from 10 to 140°C and the possibility of creating an inert and/or rarefied atmosphere; m) кипячение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте при пониженном давлении с отгоном части обводненной уксусной кислоты при температуре от 60 до 120°С;m) boiling a solution of para-aminophenol in acetic acid under reduced pressure and distilling off part of the watered acetic acid at a temperature of 60 to 120°C; n) кипячение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте при давлении от 2 до 3 атм и температуре от 120 до 140°С до полного прохождения реакции;n) boiling a solution of para-aminophenol in acetic acid at a pressure of 2 to 3 atm and a temperature of 120 to 140°C until the reaction is complete; o) охлаждение реакционной смеси для выделения кристаллического парацетамола из реакционного раствора;o) cooling the reaction mixture to separate crystalline paracetamol from the reaction solution; p) выведение реакционной смеси из реактора в разделительное устройство;p) removing the reaction mixture from the reactor to a separation device; q) отделение твердого парацетамола от жидкой реакционной смеси;q) separating solid paracetamol from the liquid reaction mixture; r) промывка парацетамола уксусной кислотой;r) washing paracetamol with acetic acid; s) сушка твердого парацетамола и его выгрузка с получением готового продукта.s) drying the solid paracetamol and discharging it to obtain the finished product. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии а) подают 85-95% масс. водный раствор фенола, 6M водный раствор нитрита натрия, 6M водный раствор серной кислоты с соотношением потоков, соответствующим мольному отношению фенола к NaNO2 и H2SO4 как 1 : 1,4 - 1,6 : 0,75 - 0,9.2. The method according to claim 1, characterized in that at stage a) 85-95% of the mass is supplied. an aqueous solution of phenol, a 6M aqueous solution of sodium nitrite, a 6M aqueous solution of sulfuric acid with a flow ratio corresponding to the molar ratio of phenol to NaNO 2 and H 2 SO 4 as 1: 1.4 - 1.6: 0.75 - 0.9. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии а) скорость подачи водного раствора фенола находится в диапазоне от 5 до 25 мл/мин, скорость подачи водного раствора нитрита натрия находится в диапазоне от 10 до 40 мл/мин и скорость подачи водного раствора серной кислоты находится в диапазоне от 5 до 60 мл/мин.3. The method according to claim 1, characterized in that at stage a) the feed rate of the aqueous solution of phenol is in the range from 5 to 25 ml/min, the feed rate of the aqueous solution of sodium nitrite is in the range from 10 to 40 ml/min and the speed supply of an aqueous solution of sulfuric acid is in the range from 5 to 60 ml/min. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии а) и b) в реакторе поддерживают температуру в диапазоне от 2 до 4°С и рН в диапазоне от 2 до 4.4. The method according to claim 1, characterized in that at stages a) and b) the reactor is maintained at a temperature in the range from 2 to 4°C and a pH in the range from 2 to 4. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньше мере часть маточного раствора, отделенного на стадии с), направляют в реактор стадии а).5. Method according to claim 1, characterized in that at least part of the mother liquor separated in step c) is sent to the reactor of step a). 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфат натрия получают в безводной форме.6. The method according to claim 1, characterized in that sodium sulfate is obtained in anhydrous form. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру на стадии е) поддерживают в диапазоне от 45 до 50°С.7. Method according to claim 1, characterized in that the temperature in step e) is maintained in the range from 45 to 50°C. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что ацетат цинка получают в гидратной форме, в частности в виде дигидрата ацетата цинка.8. Method according to claim 1, characterized in that zinc acetate is obtained in hydrate form, in particular in the form of zinc acetate dihydrate. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве разделительного устройства используют нутч-фильтр.9. The method according to claim 1, characterized in that a suction filter is used as a separating device. 10. Способ по п.1 отличающийся тем, что его проводят в полу-непрерывном режиме, при котором одновременно осуществляют стадии a), d) и j) и далее все следующие за ними стадии.10. The method according to claim 1, characterized in that it is carried out in a semi-continuous mode, in which stages a), d) and j) and then all subsequent stages are carried out simultaneously. 11. Способ по п.10 отличающийся тем, что прежде чем осуществить стадию n) три раза повторяют стадии a) - m).11. The method according to claim 10, characterized in that before performing step n) steps a) - m) are repeated three times. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии o) охлаждение реакционной смеси осуществляют до 5-10°С.12. The method according to claim 1, characterized in that at stage o) the reaction mixture is cooled to 5-10°C. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии m) отгон части обводненной уксусной кислоты осуществляют при давлении от 300 до 450 мм рт.ст.13. The method according to claim 1, characterized in that at stage m) distillation of part of the watered acetic acid is carried out at a pressure of 300 to 450 mm Hg. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии r) промывку парацетамола осуществляют обводненной уксусной кислотой, отогнанной на стадии m).14. The method according to claim 1, characterized in that at stage r) washing of paracetamol is carried out with watered acetic acid, distilled off at stage m). 15. Установка для осуществления способа получения парацетамола по п.1, включающая 15. Installation for implementing the method for producing paracetamol according to claim 1, including емкости для исходных растворов фенола, нитрита натрия и серной кислоты;containers for initial solutions of phenol, sodium nitrite and sulfuric acid; насосы для контролируемой подачи исходных растворов фенола, нитрита натрия и серной кислоты;pumps for controlled supply of initial solutions of phenol, sodium nitrite and sulfuric acid; реактор нитрозирования фенола, оснащенный мешалкой, системой охлаждения, подводом газа для создания инертной атмосферы и связью с атмосферой, входом для подачи воды или рециркуляционного маточного раствора, выходом для реакционной смеси, входом для подачи исходного раствора фенола, входом для подачи исходного раствора нитрита натрия и входом для подачи исходного раствора серной кислоты, причем каждый из входов для подачи исходного раствора соединен по текучей среде со своей емкостью для соответствующего исходного раствора;a phenol nitrosation reactor equipped with a stirrer, a cooling system, a gas supply to create an inert atmosphere and communication with the atmosphere, an inlet for supplying water or recirculating mother liquor, an outlet for the reaction mixture, an inlet for supplying the initial phenol solution, an inlet for supplying the initial solution of sodium nitrite and an input for supplying the initial solution of sulfuric acid, each of the inputs for supplying the initial solution is fluidly connected to its capacity for the corresponding initial solution; первый нутч-фильтр для отделения твердой смеси пара-нитрозофенола и сульфата натрия, выполненного с возможностью приема реакционной смеси из реактора нитрозирования фенола, вывода твердого сульфата натрия и вывода жидких потоков, а также снабженного пористой кислотостойкой фильтрующей мембраной, мешалкой, входом и выходом для жидких потоков, подключением для газообразных потоков и подключением вакуумирующего устройства;the first Nutsch filter for separating a solid mixture of vapor -nitrosophenol and sodium sulfate, configured to receive the reaction mixture from the phenol nitrosation reactor, output solid sodium sulfate and output liquid streams, and also equipped with a porous acid-resistant filter membrane, a stirrer, inlet and outlet for liquid flows, connection for gaseous flows and connection of a vacuum device; первую распределительную гребенчатую систему для перенаправления жидких потоков первого нутч-фильтра;a first distribution comb system for redirecting liquid flows of the first suction filter; линию подачи жидких потоков к первой распределительной гребенчатой системе;a line for supplying liquid flows to the first distribution comb system; емкость для ледяной уксусной кислоты и емкость для воды, каждая из которых соединена через запорный кран с линией подачи жидких потоков к первой распределительной гребенчатой системе;a container for glacial acetic acid and a container for water, each of which is connected through a stop valve to a line supplying liquid flows to the first distribution comb system; емкость для сливных фракций, соединенную с первой распределительной гребенчатой системой;a container for drainage fractions connected to the first distribution comb system; бункер с дозирующим шнеком для подачи цинка;a hopper with a dosing screw for supplying zinc; реактор восстановления пара-нитрозофенола цинком в уксусной кислоте, оснащенный мешалкой, подводом газа для создания инертной атмосферы, системой поддержания заданной температуры реакционной смеси, входом для подачи раствора пара-нитрозофенола в уксусной кислоте, входом для подачи цинка и выходом для реакционной смеси;a reactor for the reduction of para-nitrosophenol with zinc in acetic acid, equipped with a stirrer, a gas supply to create an inert atmosphere, a system for maintaining a given temperature of the reaction mixture, an inlet for supplying a solution of para- nitrosophenol in acetic acid, an inlet for supplying zinc and an outlet for the reaction mixture; второй нутч-фильтр для отделение твердого ацетата цинка в качестве ретентата и раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте в качестве пермеата, выполненного с возможностью приема реакционной смеси из реактора восстановления пара-нитрозофенола, вывода твердого ацетата цинка и вывода раствора пара-аминофенола, а также снабженного мешалкой, входом и выходом для жидких потоков, подключением для газообразных потоков и подключением вакуумирующего устройства,a second suction filter for separating solid zinc acetate as a retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as a permeate, configured to receive the reaction mixture from the para-nitrosophenol recovery reactor, output solid zinc acetate and output a solution of para-aminophenol, and equipped with a stirrer, inlet and outlet for liquid flows, connection for gaseous flows and connection for a vacuum device, вторую распределительную гребенчатую систему для перенаправления жидких потоков второго нутч-фильтра;a second distribution comb system for redirecting liquid flows of the second suction filter; линию подачи жидких потоков ко второй распределительной гребенчатой системе;a line for supplying liquid flows to the second distribution comb system; емкость для уксусной кислоты, соединенную через запорный кран с линией подачи жидких потоков ко второй распределительной гребенчатой системе;a container for acetic acid connected through a shut-off valve to a line supplying liquid flows to the second distribution comb system; емкость для растворителя, соединенную через запорный кран с линией подачи жидких потоков ко второй распределительной гребенчатой системе;a solvent container connected through a stopcock to a liquid flow supply line to the second distribution comb system; емкость для сливных фракций, соединенную со второй распределительной гребенчатой системой;a container for drainage fractions connected to a second distribution comb system; реактор получения парацетамола, оснащенный якорной мешалкой, подводом газа для создания инертной атмосферы, системой поддержания заданной температуры реакционной смеси, холодильником для конденсации паров уксусной кислоты с возможностью вывода сконденсированной уксусной кислоты, датчиком температуры паров, входом для подачи раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте, входом для подачи уксусной кислоты, выходом для реакционной смеси и выполненный с возможностью создания пониженного или повышенного давления внутри реактора;a paracetamol production reactor equipped with an anchor stirrer, a gas supply to create an inert atmosphere, a system for maintaining a given temperature of the reaction mixture, a refrigerator for condensing acetic acid vapors with the ability to remove condensed acetic acid, a vapor temperature sensor, an inlet for supplying a solution of para- aminophenol in acetic acid, an inlet for supplying acetic acid, an outlet for the reaction mixture and configured to create a reduced or increased pressure inside the reactor; третий нутч-фильтр для отделение твердого парацетамола, выполненного с возможностью приема реакционной смеси из реактора получения парацетамола, вывода твердого парацетамола и вывода отделенной жидкой реакционной смеси, а также снабженного мешалкой, входом для уксусной кислоты, подключением для газообразных потоков и подключением вакуумирующего устройства;a third suction filter for separating solid paracetamol, configured to receive the reaction mixture from the paracetamol production reactor, output solid paracetamol and output the separated liquid reaction mixture, and also equipped with a stirrer, an inlet for acetic acid, a connection for gaseous flows and a connection for a vacuum device; емкость для приема сконденсированной уксусной кислоты из реактора получения парацетамола;a container for receiving condensed acetic acid from the paracetamol production reactor; линию подачи уксусной кислоты в третий нутч-фильтр и/или реактор получения парацетамола;a line for supplying acetic acid to the third suction filter and/or paracetamol production reactor; линию вывода сливных фракций из третьего нутч-фильтра;line for removing waste fractions from the third nutsch filter; причем выход для жидких потоков первого нутч-фильтра соединен через первую распределительную гребенчатую систему с входом для подачи раствора пара-нитрозофенола реактора восстановления пара-нитрозофенола и с входом для рециркуляционного маточного раствора реактора нитрозирования фенола;wherein the outlet for liquid streams of the first nutsche filter is connected through the first distribution comb system to the input for supplying a para-nitrosophenol solution of the para-nitrosophenol reduction reactor and to the input for the recirculating mother liquor of the phenol nitrosation reactor; причем выход для жидких потоков второго нутч-фильтра соединен через вторую распределительную гребенчатую систему с входом для подачи раствора пара-аминофенола реактора получения парацетамола;wherein the outlet for liquid streams of the second nutsche filter is connected through a second distribution comb system to the inlet for supplying a para- aminophenol solution of the paracetamol production reactor; и причем емкость для приема сконденсированной уксусной кислоты из реактора получения парацетамола соединена с линией подачи уксусной кислоты во второй нутч-фильтр и/или реактор получения парацетамола.and wherein the container for receiving condensed acetic acid from the paracetamol production reactor is connected to the acetic acid supply line to the second nutsche filter and/or the paracetamol production reactor. 16. Установка по п.15, отличающаяся тем, что реактор нитрозирования фенола оснащен pH-метром для поддержания необходимого pH реакционной смеси посредством регулирования скорости подачи раствора серной кислоты в реактор.16. Installation according to claim 15, characterized in that the phenol nitrosation reactor is equipped with a pH meter to maintain the required pH of the reaction mixture by regulating the rate of supply of sulfuric acid solution to the reactor. 17. Установка по п.15, отличающаяся тем, что реактор нитрозирования фенола оснащен датчиком температуры реакционной смеси для регулирования работы системы охлаждения.17. Installation according to claim 15, characterized in that the phenol nitrosation reactor is equipped with a reaction mixture temperature sensor to regulate the operation of the cooling system. 18. Установка по п.15, отличающаяся тем, что в качестве холодильника в реакторе получения парацетамола используется нисходящий холодильник с рубашкой охлаждения.18. Installation according to claim 15, characterized in that a downward cooler with a cooling jacket is used as a refrigerator in the paracetamol production reactor. 19. Установка по п.15, отличающаяся тем, что в качестве холодильника в реакторе получения парацетамола используется обратный холодильник с охлаждающим змеевиком.19. Installation according to claim 15, characterized in that a reflux condenser with a cooling coil is used as a refrigerator in the paracetamol production reactor. 20. Установка по п.18, отличающаяся тем, что подключение вакуумной системы для создания пониженного давления в реакторе получения парацетамола расположено на емкости для приема сконденсированной уксусной кислоты.20. Installation according to claim 18, characterized in that the connection of the vacuum system for creating reduced pressure in the paracetamol production reactor is located on the container for receiving condensed acetic acid. 21. Установка по п.19, отличающаяся тем, что подключение вакуумной системы для создания пониженного давления в реакторе получения парацетамола расположено на холодильнике для конденсации паров уксусной кислоты.21. Installation according to claim 19, characterized in that the connection of the vacuum system for creating reduced pressure in the paracetamol production reactor is located on the refrigerator for condensation of acetic acid vapors. 22. Установка по п.15, отличающаяся тем, что каждая из присутствующих распределительных гребенчатых систем включает трубопроводы, запорные устройства и один насос для транспортировки жидких потоков.22. Installation according to claim 15, characterized in that each of the present distribution comb systems includes pipelines, shut-off devices and one pump for transporting liquid flows.
RU2023116360A 2023-06-21 Method and apparatus for producing paracetamol from phenol RU2814270C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2814270C1 true RU2814270C1 (en) 2024-02-28

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822065C1 (en) * 2023-08-11 2024-07-01 Общество с ограниченной ответственностью "МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД" Method of producing p-aminophenol and device for producing p-aminophenol using this method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1285567C (en) * 2004-04-30 2006-11-22 河北工业大学 Process for synthesizing paracetamol
RU2574733C1 (en) * 2014-12-26 2016-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing paracetamol
RU2668500C2 (en) * 2016-03-23 2018-10-01 Открытое акционерное общество "Ирбитский химико-фармацевтический завод" Method for producing paracetamol
US20230174462A1 (en) * 2020-04-27 2023-06-08 Ipsomedic Method for the continuous synthesis of paracetamol

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1285567C (en) * 2004-04-30 2006-11-22 河北工业大学 Process for synthesizing paracetamol
RU2574733C1 (en) * 2014-12-26 2016-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing paracetamol
RU2668500C2 (en) * 2016-03-23 2018-10-01 Открытое акционерное общество "Ирбитский химико-фармацевтический завод" Method for producing paracetamol
US20230174462A1 (en) * 2020-04-27 2023-06-08 Ipsomedic Method for the continuous synthesis of paracetamol

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Musa N.U. et al. Synthesis and Comparative Analysis of Pharmaceutical Formulation of Paracetamol. GSJ, 2020, 8(9), 845-854. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822065C1 (en) * 2023-08-11 2024-07-01 Общество с ограниченной ответственностью "МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД" Method of producing p-aminophenol and device for producing p-aminophenol using this method
RU2831976C1 (en) * 2024-04-18 2024-12-17 Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" Plant and method for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride obtained in situ by pyrolysis of acetone
RU2840015C1 (en) * 2024-04-18 2025-05-15 Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" Plant for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride
RU2840649C1 (en) * 2024-07-26 2025-05-26 Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ" Method and apparatus for continuous purification of paracetamol by recrystallisation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100352693B1 (en) Method for producing high purity terephthalic acid
JP4270823B2 (en) Post-treatment method of reaction mixture from ammoximation of ketones with hydrogen peroxide and ammonia
JPH1025266A (en) Method for producing high-purity isophthalic acid
CN103214393A (en) Oximation method of ketone
EP3820841A1 (en) Process for producing 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone
RU2814270C1 (en) Method and apparatus for producing paracetamol from phenol
KR20190046866A (en) Method for producing high purity terephthalic acid
RU2818763C1 (en) Method and apparatus for producing paracetamol from para-nitrosophenol and/or para-nitrophenol in acetic acid medium
JP4837232B2 (en) Crystallization method
TWI343372B (en) Process for producing high-purity terephthalic acid
EP4021889B1 (en) A process for obtaining 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone
CN113474329B (en) Method for preparing 4,4'-dichlorodiphenyl sulfoxide
CN101130524B (en) Method for producing saccharin
JP2022520200A (en) How to get 4,4'-dichlorodiphenyl sulfoxide
RU2798466C1 (en) Method for producing para-aminophenol and zinc acetate by reduction of para-nitrosophenol with metallic zinc in acetic acid medium
KR20220050972A (en) Purification method of crude 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone
RU2822065C1 (en) Method of producing p-aminophenol and device for producing p-aminophenol using this method
RU2801692C1 (en) Method and unit for obtaining para-aminophenol from phenol by sequential nitrosating and reduction with ammonium sulfide
RU2813692C1 (en) Method for synthesis of p-nitrosophenol and device for producing p-nitrosophenol by this method
EP3326993B1 (en) Method for producing high-purity terephthalic acid
RU2840015C1 (en) Plant for continuous production of paracetamol by acylation of para-aminophenol with acetic anhydride
JP4643801B2 (en) Dispersion medium replacement method and high purity terephthalic acid production method
KR20220050984A (en) Method for preparing 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone
US20220135521A1 (en) Process for producing 4,4'-dichlorodiphenyl sulfoxide
WO2021258005A1 (en) Process for making taurine