CN1517655A - 包含n或氨基，铵或螺双环铵基团的聚合物的连续干燥方法 - Google Patents
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Abstract
一种包含N或氨基，铵或螺双环铵基团，包括阳离子含N基团，和合适的反荷离子的聚合物的干燥方法，该方法包括使用气体介质在正常压力或过压下，在流化床中连续干燥由聚合，交联和非必要地烷基化获得的凝胶化和洗涤的聚合物。
Description
本发明涉及包含N或氨基，铵或螺双环铵基团的聚合物的连续干燥方法，该聚合物例如在医药中用于通过胆汗酸或胆汗酸盐的结合降低胆固醇水平。
包含N或氨基，铵或螺双环铵基团的聚合物是含有阳离子基团和合适反荷离子的聚合物，它可非必要地包含疏水性基团。阳离子基团在此例如衍生自胺或铵基团。
疏水性基团例如是包含N或胺或铵基团的侧链或由化学反应与聚合物网络共价连接的烷基侧链。
合适的聚合物已经公开于现有技术，例如公开于WO 01/25291、WO 00/32656、WO 00/38664、WO 99/33452、W0 99/22721、WO 98/43653、WO 02/48209、WO 02/22695、US 5624963、US 5496545等。
与现有技术相似地，例如通过相应单体的聚合制备这些聚合物，在聚合期间通过向反应混合物中加入交联剂或在聚合反应之后进行交联。在合适的凝胶化时间之后，将获得的凝胶非必要地切碎或粉碎和洗涤。然后非必要地进行聚合物类似的反应，例如，以凝胶形式获得的聚合物的烷基化，然后将该聚合物依次在许多步骤中洗涤和最后干燥。
根据现有技术，例如通过接触干燥进行潮湿凝胶的干燥，该凝胶含有至多大约90％的结合水。在此变化方案中，通过产物与加热表面的直接接触传递用于水蒸发所必需的能量。对于干燥速率，在加热表面温度和产物温度之间的温度差在此是决定性的。在干燥期间，聚合物凝胶的体积极大地降低。这对产物/加热表面热传热具有不利的影响，因为依赖于干燥器的结构，整个加热表面不再可用于能量传递。为了较大程度地利用现有的加热表面，可以在干燥期间加入潮湿的凝胶和可因此将要干燥的材料体积保持恒定。然而，这要求在干燥器中的更长停留时间。更长的停留时间依次对产物质量具有不利的影响。此外在接触干燥器中的日产量相对低。
接触干燥器的进一步缺点在于在加热表面上发生产物结痂，由于该结痂的结果产物质量也不利地受较高的温度应力的影响。此外，传热随增加的结痂而恶化，由于该恶化，干燥效率下降。
从现有技术已知的聚合物凝胶的进一步干燥变化方案是在循环空气烘箱中干燥。也在此变化方案中，传热是不充分的。另外，循环空气烘箱(干燥腔)仅适用于实验室规模和不适用于在工业规模上的使用。
在迄今为止使用的干燥方法中，氧的存在也对产物质量具有不利的影响，因为容易发生凝胶的变色和杂质，例如癸胺或二癸胺的增加。
本发明的目的因此是找到一种包含N或胺，铵或螺双环铵基团的聚合物的合适干燥方法，该方法以简单方式保证高产物质量与同时的增加日产量。不可预料地，可以通过在流化床中连续干燥达到此目的。
本发明因此涉及一种包含N或氨基，铵或螺双环铵基团，包括阳离子含N基团，和合适反荷离子的聚合物的干燥方法，该方法包括使用气体介质在正常压力或高压下，在流化床中连续干燥由聚合，交联和非必要的烷基化获得的凝胶化和洗涤的聚合物。
在根据本发明的方法中，干燥包含N或胺，铵或螺双环铵基团的聚合物。
这些聚合物是例如描述于如下文献的聚合物：WO 01/25291、WO 00/32656、WO 00/38664、WO 99/33452、WO 99/22721、WO 98/43653、WO 02/48209、WO 02/22695、US 5624963、US 5496545或PolymerPreprints2000，41(1)，753。
阳离子聚合物特别适于根据本发明的干燥方法。阳离子聚合物尤其包括那些包含胺N原子，例如伯胺、仲胺或叔胺基团或其盐，季铵基团和/或螺双环铵基团的聚合物。另外的阳离子基团包括脒基、胍基、亚氨基等。
阳离子聚合物显著之处在于它在生理pH下具有正电荷。
合适阳离子聚合物的例子包括聚乙烯基胺、聚烯丙胺、聚二烯丙胺、聚乙烯基咪唑、聚二烯丙基烷基胺、聚亚乙基亚胺等，和包括从以下文献已知的重复单元的聚合物：例如，WO 00/32656，7f.页、WO 98/43653，4f.页、US 5,496,545,2-4栏、US 5,624,963、WO 98/29107等。
可以非必要地将阳离子聚合物另外与如下文献所述的疏水性聚合物或疏水性组分结合：例如，WO 98/43653、WO 99/33452或WO 99/22721等。
采用的聚合物另外是交联的。在此交联可以早至在聚合期间或者仅在聚合之后进行。合适的交联剂包括从已经引用的参考文献已知的交联剂。这些交联剂的例子是环氧氯丙烷、琥珀酰氯、亚乙基二胺、甲苯二异氰酸酯、二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、亚甲基双丙烯酰胺、二氯乙烷、二氯丙烷等。
用于本发明方法的聚合物另外含有带负电的反荷离子。这些反荷离子可以是有机离子或无机离子或其结合。合适的反荷离子同样包括从已经引用的现有技术已知的反荷离子。合适无机离子的例子是卤根、特别是氯根、磷酸根、亚磷酸根、碳酸根、碳酸氢根、硫酸根、硫酸氢根氢氧根、硝酸根、过硫酸根、亚硫酸根和硫根。合适有机离子的例子是乙酸根、抗坏血酸根、苯甲酸根、乳酸根、富马酸根、马来酸根、丙酮酸根、柠檬酸根、柠檬酸二氢根、柠檬酸氢根、丙酸根、丁酸根、草酸根、琥珀酸根、酒石酸根、胆酸根等。
在聚合，交联和凝胶化时间之后，将相应的聚合物凝胶非必要地切碎或粉碎，非必要地烷基化和最终洗涤。
根据现有技术，例如描述于如下文献的现有技术制备聚合物：WO 99/33452、WO 99/22721、WO 98/43653、WO 02/48209、WO 02/22695、US 5624963、US 5496545或Polymer Preprints2000，41(1)，753。
然后可根据本发明干燥根据现有技术以凝胶形式获得的潮湿聚合物。
在根据本发明的干燥中，将气体介质，例如气态氮、空气或其混合物加热到40-250℃，优选100-160℃和通过在干燥器出口方向具有定向流的筛底部，优选Conidur底部(穿孔底部)注入流化床干燥器。然而，也可采用机械方式，例如通过震动器底部进行在干燥器出口方向在流化床中产物的运动。依赖于要干燥的聚合物凝胶的粒度和比重，在某些气体速度下，发生潮湿产物的松散化，流化床的形成，气体速率的进一步增加，产物排出。在这两点之间，即在松散化和排出之间，操作流化床，和依赖于粒径调节气体速度。粒子或粒径越重和越大，气体速度应当越高。
对于潮湿凝胶粒子(潮湿度85％)的粒径为例如，0.1mm-6mm的聚合物凝胶，根据本发明优选用于松散化(气体温度80℃)的气体速度为0.02m/sec-3.5m/sec和根据本发明的排出速率为0.29m/sec-13.5m/sec
优选，在根据本发明的干燥中，设定1-3m/sec，特别优选1.5-2.5m/sec的气体速度。
然后在流化床中形成大体恒定的流化床，在此可以通过引入的产物数量变化流化床的高度，其结果是影响流化床中的停留时间。引入的要干燥凝胶越多，流化床越高和干燥器中凝胶的停留时间越长。
然而，也可使用具有不同气体速度的不同温度区操作流化床。因此，例如可以在干燥器进口设定较高的温度和较高的气体速度和在干燥器出口区域中设定较低的温度和较低的气体速度。
产物供应，即要干燥的聚合物凝胶的供应，聚合物可含有至多大约90％的结合水，和产物脱除，即干燥聚合物凝胶的脱除，根据本发明连续进行，在产物脱除期间必须考虑重量降低使得恒定数量的流化床处于干燥器中。因此，例如采用包含85％水分的凝胶，可以除去大约引入数量的七分之一。
在此例如可以通过双摆式翼板、通过毛坯下料机或含有转子的静筛进行产物的引入。
在流化床开始时，也可以引入已经干燥的材料作为基础层。
在正常压力下或在略微过压下进行根据本发明的流化床干燥。
由于良好的传热，水从潮湿凝胶粒子蒸发，其结果是气体冷下来和从产物引入(潮湿凝胶)到产物排出(干燥凝胶)形成20-40℃的温度降。
在干燥器出口，聚合物凝胶加热到60-120℃，优选加热到80-100℃。
然后干燥的聚合物凝胶具有大约2-5％的非常恒定水含量。
将潮湿废气与非必要地从流化床排出的细粒级分一起导引，用于通过安装于干燥器中的过滤器分离细粒级分。然而，分离也可通过含有串联连接的细粒过滤器的旋风分离器进行。可以非必要地再次将细粒级分加回到干燥器。
然后将温度大约为70-100℃潮湿废气通过冷凝器和冷却到5-35℃，优选冷却到10-30℃。然后再次将气体以100％饱和度加热到40-250℃，优选加热到100℃-160℃，和再导入流化床干燥器。
在干燥器中的聚合物停留时间依赖于流化床中的产物重量和在根据本发明的方法中，是5-12小时。
通过根据本发明的方法，可以干燥包含N或氨基，铵或螺双环铵基团的聚合物，与现有技术相比具有显著较低的停留时间和温度应力，具有显著增加的日产量，同时保证了高产物质量，即无副产物形成和无变色。
根据本发明的方法特别适用于这样聚合物的干燥，该聚合物是交联的和包含阳离子含N或胺，铵或螺双环铵基团，和合适的反荷离子。优选，然而该方法用于具有含N或胺，铵或螺双环铵基团的交联和烷基化聚烯丙胺和聚二烯丙胺的干燥。
实施例1：
确定在潮湿凝胶松散化时气体速度和排出速率对潮湿凝胶粒子粒度的依赖性。
为此，在80℃的热N2气体通过Conidur底部引入流化床干燥器，其中达到大约200-350W/°Km2的传热数。使用的要干燥凝胶是类似地根据Polymer Preprints2000，41(1)，753制备的考来维仑盐酸盐(ρ＝1050kg/m3)。
采用85％的潮湿度计算潮湿考来维仑HCl对干燥考来维仑HCl的体积收缩。
| D潮湿mm(直径) | V松散化m/sec | V排出m/sec | d干燥mm(直径) | V松散化m/sec | V排出m/sec |
| 0.119 | 0.042 | 0.291 | 0.063 | 0.012 | 0.096 |
| 0.236 | 0.156 | 0.824 | 0.125 | 0.046 | 0.316 |
| 0.471 | 0.480 | 1.926 | 0.250 | 0.17 | 0.89 |
| 0.94 | 1.016 | 3.77 | 0.5 | 0.52 | 2.05 |
| 1.88 | 1.68 | 6.53 | 1 | 1.07 | 3.98 |
| 3.77 | 2.52 | 10.46 | 2 | 1.74 | 6.83 |
| 5.64 | 3.12 | 13.41 | 3 | 2.22 | 9.02 |
实施例2：
将类似地根据Polymer Preprints2000，41(1)，753制备的，最大粒度为4mm和水含量为85％的300kg/h潮湿考来维仑盐酸盐连续引入流化床干燥器。将N2气体加热到130℃和从底部在正常压力下，在1.5-2.5m/sec的速度下注入干燥器。在流化床中，形成具有流化床恒定数量为300-400kg/m2Conidur底部面积(Conidur底部面积2.5m2)的大体恒定流化床。从产物引入到产物排出的温度降是30℃。除去45kg/h的干燥考来维仑HCl。
干燥考来维仑HCl的温度是85-90℃和水含量是2-5％。
停留时间是6.6h-8.8h。
将温度为80-85℃和水含量为40-60g/m3的潮湿废气通过冷凝器和冷却到25℃。在冷凝器之后的水含量是17-30g/m3。然后将气体以100％饱和度再次加热及注入干燥器。
日产量：1080kg。
对比例：潮湿考来维仑HCl在两个4m3锥形干燥器中的干燥
在第一锥形干燥器中，进行约10,000kg潮湿考来维仑(约15m3的体积)的干燥直到体积至多为4m3。
将加热温度调节到120-130℃和在30-50mbar真空下进行干燥。在此产物温度增加到约45℃。
干燥时间是85小时。
首先，将大约2000kg的潮湿产物引入干燥器。然后在70-80小时期间进行剩余8000kg潮湿产物的进一步加入。
在体积降低到＜4m3之后，结束第一干燥器中的干燥和将产物转移到第二干燥器。
在那里不加入潮湿产物而进行干燥到约4％的水含量。
在开始时的加热护套温度是120-130℃和到干燥结束时降低到约70℃，以避免考来维仑HCl的过热。在干燥期间的真空是50-100mbar和依赖于干燥期间的过滤器清洁。
干燥时间80-90小时。因此获得约400kg干燥考来维仑HCl/每天的干燥效率。
Claims (9)
1.一种包含N或氨基，铵或螺双环铵基团，包括阳离子含N基团，和合适反荷离子的聚合物的干燥方法，该方法包括使用气体介质在正常压力或过压下，在流化床中连续干燥由聚合，交联和非必要的烷基化获得的凝胶化和洗涤的聚合物。
2.权利要求1的方法，其中将气体介质加热到40-250℃和通过在干燥器出口方向具有定向流的筛底部注入流化床干燥器。
3.权利要求2的方法，其中采用0.02m/sec-3.5m/sec的速度将气体介质注入流化床。
4.权利要求2的方法，其中将聚合物凝胶连续引入流化床干燥器，该凝胶含有至多大约90％结合水，因此由于注入的气体介质，发生潮湿产物的松散化和然后形成恒定流化床，最后在5-12h的停留时间之后，将水含量为2-5％的足够干燥的聚合物凝胶从流化床干燥器连续除去，使得在干燥器中保持恒定的流化床数量。
5.权利要求4的方法，其中在干燥器出口将聚合物凝胶加热到60-120℃。
6.权利要求4的方法，其中将温度为70-100℃的潮湿氮气废气与从流化床排出的任何聚合物凝胶细粒一起导引，用于通过位于干燥器中的过滤器或通过含有串联连接的细粒过滤器的旋风分离器进行细级分分离，然后通过冷凝器，冷却到5-35℃和然后以100％饱和度再次加热到40-250℃和再次导入流化床干燥器。
7.权利要求4的方法，其中在干燥器中建立具有不同气体速度的各个温度区。
8.权利要求4的方法，其中通过双摆式翼板、通过毛坯下料机或含有转子的静筛进行产物的引入。
9.权利要求4的方法，其中将干燥的产物作为基础层引入干燥器。
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Granted publication date: 20081210 |
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