CN102824758B - 一种用模拟移动床色谱分离扑热息痛的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于分离扑热息痛的模拟移动床色谱分离系统，包括多个色谱分离柱，色谱分离柱内填充有吸附剂，所述色谱分离柱有8-20根，分为吸附区、洗杂区、洗脱区和再生区，分别由2-6根、0-4根、2-6根和2-6根色谱分离柱组成。本发明采用的模拟移动床层分离系统，能够对含有扑热息痛的溶液进行高效分离，得到的产品中杂质含量少，分离效率高，对含有10-20g/L扑热息痛的溶液回收率在80％以上。

Description

一种用模拟移动床色谱分离扑热息痛的系统和方法

技术领域

本发明属于用固体吸附剂处理液体的系统和方法的领域，具体为一种处理扑热息痛溶液的模拟移动床层系统及其处理的方法。

背景技术

模拟移动床技术主要采用原料进出口和产品出口阀门不断切换的方法，形成吸附剂颗粒和流动相相对逆流运动来模拟固定相的移动。模拟移动床色谱技术是模拟移动床技术和色谱分离技术的组合。二十世纪九十年代以来模拟移动床色谱分离(SMBC，SimulatedMoving bed chromatography)技术发展很快，该技术最早于60年代出现，由连续逆流循环移动床(TMB)演变而来，采用系列色谱柱串联，进样口与出样口定期不断变更，变更的结果是模拟填料的逆流，故称模拟移动床分离系统。该技术的优点在于可以连续运转，填料更加有效利用，溶剂消耗大量减少，收集到的产品浓度高。近年来，该方法广泛用于石油化工产品、食品等的提纯领域。

扑热息痛，化学名N-(4-羧基苯基)-乙酰胺。产品为白色、类白色结晶或结晶性粉末。无臭，味微苦。在热水或乙醇中易溶，在丙酮中溶解，在水中微溶。熔点为168-172℃，饱和水溶液pH值5.5-6.5。扑热息痛是重要的非甾体解热镇痛药，经过100多年的发展，现已成为全世界应用最为广泛的药物之一，是国际医药市场上的头号解热镇痛药。

合成扑热息痛的反应完成后，需蒸干溶剂，再用丙酮、水洗涤，重结晶得到白色晶体。扑热息痛结晶母液中含大量的扑热息痛，如果不能有效回收，将导致其生产成本大幅上升和产品的浪费，对含扑热息痛的溶液应采用特殊的工艺回收其中的扑热息痛。目前，采用模拟移动床色谱回收扑热息痛母液的方法未有公开报道。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提出一种用于分离扑热息痛的模拟移动床色谱分离系统。

本发明的另一目的是提出一种使用该系统分离扑热息痛的方法。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种用于分离扑热息痛的模拟移动床色谱分离系统，包括多个色谱分离柱，色谱分离柱内填充有吸附剂，所述色谱分离柱有8-20根，分为吸附区、洗杂区、洗脱区和再生区，分别由2-6根、0-4根、2-6根和2-6根色谱分离柱组成；

每根柱均设置有进料口、进醋酸口、进水口、出废水口、出产品口、出稀酸口、出废液口和控制阀，所述模拟移动床层的进料口、进醋酸口、进水口、出废水口、出产品口、出稀酸口和出废液口通过控制阀的控制，在各色谱分离柱之间周期性切换且其相对位置不变。

一种使用本发明提出的模拟移动床色谱分离系统分离扑热息痛的方法，其是将含有扑热息痛的溶液通入模拟移动床色谱分离系统，在吸附区被吸附剂吸附去除扑热息痛，吸附了扑热息痛的吸附剂在洗杂区和洗脱区被洗杂液和洗脱剂洗去扑热息痛，洗去扑热息痛的吸附剂在再生区再生；

洗脱区洗去扑热息痛的洗脱剂溶液进入洗杂区，洗脱剂溶液中的扑热息痛浓度随着流动而升高至40-50g/L时，从出产品口排出；

所述吸附剂是交联树脂；所述洗脱剂为醋酸溶液；所述洗杂液是含有0-40.0g/L扑热息痛的醋酸溶液，用于再生的再生液为水。

各色谱分离柱的进料口、进醋酸口、进水口、出废水口、出产品口、出稀酸口可通过计算机、或手动控制控制阀进行切换。多个色谱分离柱中用醋酸溶液洗脱后的洗脱剂溶液中含有不同浓度的扑热息痛，循环进入床层(洗杂区)继续洗脱，当洗脱剂溶液中扑热息痛浓度达到40-50g/L，则作为产品从出产品口排出。在洗杂区内的运行浓缩了醋酸溶液中扑热息痛的含量，有利于产量的提高。

其中，所述交联树脂为弱酸性交联树脂。弱酸性交联树脂与含有扑热息痛的溶液接触，溶液随流动通过吸附剂(固定相)时，由于吸附剂对不同物质具有不同的吸附力而使溶液中各组分分离，扑热息痛被吸附在该交联树脂中。

其中，所述醋酸溶液为30-70％质量含量的醋酸溶液；所述模拟移动床层温度为20-60℃，优选为30-50℃。该系统可在常温下进行，也可通过水循环加热该系统。控制系统温度30-50℃，可加速反应的进行。

其中，所述含有扑热息痛的溶液中扑热息痛的含量为10.0-20.0g/L，其中干物质含量为5-10％。扑热息痛母液中溶剂是水，干物质是扑热息痛及少量其它杂质(原料中带入)

其中，所述含有扑热息痛的溶液通入模拟移动床层的速度为1.2-2.0L/h。

其中，所述控制阀切换的时间为20-50min。

其中，所述控制阀切换的时间与含有扑热息痛溶液的通入速度相关，当床层参数(尺寸、温度、色谱分离柱数目)不变时，含有扑热息痛的溶液通入速度为1.2-1.5L/h，切换时间为50-35min；含有扑热息痛的溶液通入速度为1.5-2.0L/h，切换时间为35-20min。

出产品口排出的产品还经过活性炭脱色和结晶的步骤。

本发明的有益效果在于：

采用模拟移动床层分离系统，能够对含有扑热息痛的溶液进行高效分离，得到的产品中杂质含量少，分离效率高，对含有10-20g/L扑热息痛的溶液回收率在80％以上。分离后的吸附剂通过再生可以循环使用，节约资源。

附图说明

图1为本发明实施例2的模拟移动床色谱分离系统的流程图。

图中，1为进料口，2为进醋酸口，3为进水口，4为出废水口，5为出产品口，6为出稀酸口，7为出废液口。

具体实施方式

在本发明的实施例中，使用了以下交联树脂：大孔树脂D816(上海华震)、LS-200(西安蓝深)或SP20SS(三菱化学)。

现以以下最佳实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

将50L浓度为14.0g/L的扑热息痛母液加热至40℃，用硅藻土于60℃过滤杂质，得滤出液。

模拟移动床色谱分离系统采用12根柱，其中吸附区有6根，洗脱区有4根，再生区有2根柱。根柱均在上部设置有进料口、进水口、进醋酸口，在下部设置有出废水口、出产品口、出稀酸口、出废液口和控制阀。色谱分离柱填料为LS-200大孔吸附树脂，孔径0.1-0.2μm，填料量为1000mL，色谱分离柱的直径80mm，高径比4.5∶1。模拟移动床系统工作温度为30℃。将进料口、洗脱剂入口(进醋酸口)、及出产品口、出废水口周期性切换时间为35分钟，收集产品。切换是指通过调节进料液、洗脱剂、再生液的流量，使得各区的第一根柱子处理完全后，切换进入下一区，成为下一区的最后一根柱子，执行下一区流程。

将过滤后的含有扑热息痛的溶液以1.5L/h的速度通过进料口进入装有大孔吸附树脂的模拟移动床离交系统。乙酸浓度为50％，流速为0.20L/h，再生液水的流速为3.6L/h、温度20℃，水从进水口进入，对树脂进行再生后，从出水口排出。通过色谱分离柱连续吸附及稀酸洗脱后，得到的洗脱剂溶液中含扑热息痛45g/L，从出产品口排出，按照每100L溶液加0.5Kg活性炭进行脱色50min，脱色、浓缩、结晶后得到纯度为99.4％的对乙酰氨基苯酚580.5克。

实施例2

将100L浓度为12.0g/L的扑热息痛母液加热至45℃，用硅藻土于60℃过滤杂质，得滤出液。

见图1。模拟移动床系统采用12根柱，其中吸附区有4根，洗杂区有2根，洗脱区有4根，再生清洗区有2根柱。色谱分离柱填料为LS-200大孔吸附树脂，填料量为1000mL，色谱分离柱的直径80mm，高径比4.5∶1。模拟移动床系统工作温度为35℃。将进料口1、进醋酸口2、及出产品口5、出废水口4周期性切换时间为30min，收集洗脱液。周期性切换是指通过调节进料液、洗脱剂、再生液的流量，使得各区的第一根柱子处理完全后，切换进入下一区，成为下一区的最后一根柱子，执行下一区流程。

将过滤后的扑热息痛母液以1.6L/h的速度通过进料口1进入装有大孔吸附树脂的模拟移动床离交系统，被吸附后从出废液口7排出。乙酸浓度为55％，流速为0.25L/h，从进醋酸口2进入，对吸附剂大孔树脂上吸附的扑热息痛进行洗脱，符合产品要求的洗脱剂溶液从出产品口5排出；没有达到所需浓度的稀酸从出稀酸口6排出，可作为洗杂剂再次处理树脂；再生液水流速为3.4L/h，从进水口3进入。通过连续大孔树脂吸附及稀酸系统后，出产品口5得到的洗脱剂溶液含扑热息痛45g/L，按照每100L溶液加1Kg活性炭进行脱色40min，脱色、浓缩、结晶后得到纯度为98.5％的对乙酰氨基苯酚824.0克。

实施例3

将150L浓度为12.5g/L的扑热息痛母液加热至50℃，用硅藻土于60℃过滤杂质，得滤出液。

模拟移动床系统采用12根柱，其中吸附区有5根，洗杂区1根，洗脱区有4根，再生清洗区有2根柱。色谱分离柱填料为弱酸性的交联树脂SP20SS，填料量为1000mL，柱子的直径80mm，高径比4.5∶1。模拟移动床系统工作温度为40℃。将进料液入口、洗脱剂入口、及出料液出口、废水出口周期性切换时间为25min，收集洗脱液。周期性切换是指通过调节进料液、洗脱剂、再生液的流量，使得各区的第一根柱子处理完全后，切换进入下一区，成为下一区的最后一根柱子，执行下一区流程。

将过滤后的扑热息痛母液以1.8L/h的速度进入装有大孔吸附树脂的模拟移动床离交系统。乙酸浓度为53％，流速为0.27L/h，再生液水流速为3.7L/h。通过连续大孔树脂吸附及稀酸洗脱后，得到的洗脱液经脱色、浓缩、结晶得到纯度为99.0％的对乙酰氨基苯酚1524.5克。

实施例4

所用模拟移动床色谱分离系统采用8根柱，其中吸附区有4根，洗脱区有2根，再生区有2根柱。其他条件同实施例1。扑热息痛母液以2.0L/h的速度进入装有大孔吸附树脂的模拟移动床离交系统。将进料液入口、洗脱剂入口、及出料液出口、废水出口周期性切换时间为20min。

实施例5

所用模拟移动床色谱分离系统采用20根柱，其中吸附区有6根，洗杂区有4根，洗脱区有6根，再生清洗区有4根柱。其他条件同实施例2。扑热息痛母液以1.2L/h的速度进入装有大孔吸附树脂的模拟移动床离交系统。将进料液入口、洗脱剂入口、及出料液出口、废水出口周期性切换时间为50min。

以上实施方式只是对本发明的描述，不应理解为对本发明范围的限制。在不偏离本发明精神的前提下，普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种分离扑热息痛的方法，其特征在于，采用模拟移动床色谱分离系统，其包括多个色谱分离柱，色谱分离柱内填充有吸附剂，所述色谱分离柱有8-20根，分为吸附区、洗杂区、洗脱区和再生区，分别由2-6根、0-4根、2-6根和2-6根色谱分离柱组成； 

每根柱均设置有进料口、进醋酸口、进水口、出废水口、出产品口、出稀酸口、出废液口和控制阀，所述模拟移动床层的进料口、进醋酸口、进水口、出废水口、出产品口、出稀酸口和出废液口通过控制阀的控制，在各色谱分离柱之间周期性切换且其相对位置不变； 

所述方法是将含有扑热息痛的溶液通入模拟移动床色谱分离系统，在吸附区被吸附去除扑热息痛，吸附了扑热息痛的吸附剂在洗杂区和洗脱区被洗杂液和洗脱剂洗去扑热息痛，洗去扑热息痛的吸附剂在再生区再生； 

洗脱区洗去扑热息痛的洗脱剂溶液进入洗杂区，洗脱剂溶液中的扑热息痛浓度随着流动而升高至40-50g/L时，从出产品口排出； 

所述吸附剂是交联树脂，所述交联树脂为弱酸性交联树脂； 

所述洗脱剂为30-70％质量含量的醋酸溶液，所述洗杂液是含有0-40.0g/L扑热息痛的醋酸溶液，用于再生的再生液为水；所述模拟移动床层温度为30-50℃；所述含有扑热息痛的溶液中扑热息痛的含量为10.0-20.0g/L，其中干物质含量为5-10％； 

其中，所述含有扑热息痛的溶液通入模拟移动床层的速度为1.2-2.0L/h；所述控制阀切换的时间与含有扑热息痛溶液的通入速度相关，含有扑热息痛的溶液通入速度为1.2-1.5L/h时，切换时间为50-35min；含有扑热息痛的溶液通入速度为1.5-2.0L/h时，切换时间为35-20min。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，出产品口排出的产品还经过活性炭脱色和结晶的步骤。