CN210752604U - S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种S‑4‑氯‑3‑羟基丁腈的合成装置，包括合成釜，合成装置还包括：第一原料进料管、第二原料计量罐和催化剂计量罐，均与合成釜的顶端连通；冷却单元，设置于合成釜的内部；保温夹套外套于合成釜上，用于控制合成釜内的温度；一级尾气吸收塔，其进气端通过尾气管与合成釜的顶端连通，其出液端通过回投管与合成釜的底端连通；其中，一级尾气吸收塔的底端依次与第一动力单元和第一制冷单元连接，第一制冷单元还连接至一级尾气吸收塔的的顶端，第一动力单元为一级尾气吸收塔和第一制冷单元提供工作动力，一级尾气吸收塔内设有水溶液。精确控制合成釜内的反应温度；能够回收再利用排放气体，避免排放气体带来危害。

Description

S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置

技术领域

本实用新型涉及化工合成设备技术领域，更具体地，涉及一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置。

背景技术

S-4-氯-3-羟基丁腈是一种重要的手性医药中间体，可用于制备降血压、降血脂药物阿托伐他汀和瑞舒伐他汀，可以手性的S-环氧氯丙烷与氢氰酸为原料，二乙胺为催化剂，进行亲核加成反应制得，其化学反应方程式如下：

然而，在合成S-4-氯-3-羟基丁腈的过程中，由于原料氢氰酸是剧毒化学品且沸点较低(25.7℃)，若在使用的过程中发生泄漏，则会对环境和人体产生巨大危害；并且由于氢氰酸的特殊性质，无法长期储存，长时间放置过程中容易发生聚合，因此，氢氰酸生产出来回后必须立即使用，且使用完毕后要将管道内残留的氢氰酸清理干净；此外，由于该反应为放热反应，需要随时移走反应热，并且当低于一定温度时，反应又很难发生。因此，生产过程中必须要严格控制反应温度，使其维持在一个最佳的温度区间，这就要求其合成装置必须既能够冷却降温，又能够升温加热。

因此，有必要开发一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其能够严格控制反应温度，保证反应效率，又能安全使用并回收多余的排放气体，既能满足生产需求，又能够满足安全环保的要求。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，通过合成装置的结构设计能够精确控制合成釜内的反应温度，并能回收再利用反应排放气体，成功避免酸性气体对人体及环境造成的危害和污染。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，包括合成釜，所述合成装置还包括：

第一原料进料管、第二原料计量罐和催化剂计量罐，所述第一原料进料管、所述第二原料计量罐和所述催化剂计量罐均与所述合成釜的顶端连通；

冷却单元，设置于所述合成釜的内部；

保温夹套，外套于所述合成釜上，用于控制合成釜内的温度；

一级尾气吸收塔，所述一级尾气吸收塔的进气端通过尾气管与所述合成釜的顶端连通，所述一级尾气吸收塔的出液端通过回投管与所述合成釜的底端连通；

其中，所述一级尾气吸收塔的底端依次与第一动力单元和第一制冷单元连接，所述第一制冷单元还连接至所述一级尾气吸收塔的顶端，所述第一动力单元为所述一级尾气吸收塔和所述第一制冷单元提供工作动力，所述一级尾气吸收塔内设有水溶液。

优选地，所述合成装置还包括：

二级尾气吸收塔，所述二级尾气吸收塔的进气端通过尾气管与所述一级尾气吸收塔的顶端连通；

其中，所述二级尾气吸收塔的底端依次与第二动力单元和第二制冷单元连接，所述第二制冷单元还连接至所述二级尾气吸收塔的顶端，所述第二动力单元为所述二级尾气吸收塔和所述第二制冷单元提供工作动力；

其中，所述二级尾气吸收塔内设有碱液。

优选地，所述碱液通过进液管道输送至所述二级尾气吸收塔内。

优选地，所述第一制冷单元和所述第二制冷单元均为冷凝器，所述第一动力单元和所述第二动力单元均为循环泵。

优选地，所述冷却单元为沿着所述合成釜内壁设置的盘管，所述盘管的进水口与低温水进水管连通，所述盘管的出水口与低温水出水管连通。

优选地，所述保温夹套的进水口与高温水进水管连通，所述保温夹套的出水口与高温水出水管连通。

优选地，其特征在于，所述第一原料进料管上外套有冷却夹套，所述冷却夹套内设有冷却液。

优选地，其特征在于，所述第一原料进料管上设有第一开启阀门和第二开启阀门，第二开启阀门靠近所述合成釜，所述第一开启阀门两侧与吹扫管连通。

优选地，所述吹扫管内设有氮气。

优选地，所述合成釜内设有搅拌桨。

本实用新型的有益效果：通过冷却单元和保温单元的设置，精确控制合成釜内的反应温度；通过一级尾气吸收塔和二级尾气吸收塔的设置，能够回收再利用排放气体，避免排放气体带来危害。

本实用新型的合成装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置的示意图。

图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的第一原料进料管的示意图。

附图标记说明：

1、第一原料进料管；2、第二原料计量罐；3、催化剂计量罐；4、合成釜；5、一级尾气吸收塔；6、二级尾气吸收塔；7、冷凝器；8、循环泵；9、盘管；10、保温夹套；11、冷却夹套；12、第一开启阀门；13、第二开启阀门；14、吹扫管；15、搅拌桨；17、低温水进水管；18、低温水出水管；19、高温水进水管；20、高温水出水管。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型提供了一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，包括合成釜，合成装置还包括：

第一原料进料管、第二原料计量罐和催化剂计量罐，第一原料进料管、第二原料计量罐和催化剂计量罐均与合成釜的顶端连通；

冷却单元，设置于合成釜的内部；

保温夹套，外套于合成釜上，用于控制合成釜内的温度；

一级尾气吸收塔，一级尾气吸收塔的进气端通过尾气管与合成釜的顶端连通，一级尾气吸收塔的出液端通过回投管与合成釜的底端连通；

其中，一级尾气吸收塔的底端依次与第一动力单元和第一制冷单元连接，第一制冷单元还连接至一级尾气吸收塔的顶端，第一动力单元为一级尾气吸收塔和第一制冷单元提供工作动力，一级尾气吸收塔内设有水溶液。

其中，第一原料优选为氢氰酸，第二原料优选为环氧氯丙烷，催化剂优选为二乙胺。

具体地，第二原料计量罐和催化剂计量罐内均设有内嵌液位计，第一原料进料管内还安装有控制阀门，通过计量的方式控制反应程度和进入合成釜内的原料的用量。

冷却单元和保温单元使合成釜内的温度始终保持在20-22℃。

通过冷却单元和保温单元的设置，精确控制合成釜内的反应温度。

优选方案，冷却单元为沿着合成釜内壁设置的盘管，盘管的进水口与低温水的进水管连通，盘管的出水口与低温水的出水管连通。

进一步地，保温夹套的进水口与高温水进水管连通，保温夹套的出水口与高温水出水管连通。

当合成釜内的反应温度过高时通过内置盘管降温，当合成釜内的反应温度过低时通过保温夹套进行加热升温。

一级尾气吸收塔内的水溶液进行循环冷却，用于吸收合成釜内挥发的酸性气体，从而在一级尾气吸收塔内形成酸溶液，形成的酸溶液再通过回投管回投至合成釜内，进行循环利用。

其中，一级尾气吸收塔的回投管上设有开关阀，用于控制酸溶液的回投量。

作为优选方案，合成装置还包括：

二级尾气吸收塔，二级尾气吸收塔的进气端通过尾气管与一级尾气吸收塔的顶端连通；

其中，二级尾气吸收塔的底端依次与第二动力单元和第二制冷单元连接，第二制冷单元还连接至二级尾气吸收塔的顶端，第二动力单元为二级尾气吸收塔和第二制冷单元提供工作动力；

其中，二级尾气吸收塔内设有碱液。

在一级尾气吸收塔内未被吸收的酸性气体，再被二级尾气吸收塔内的冷却循环的碱液吸收，利用酸碱中和的方式吸收剩余的酸性气体，可将尾气完全处理，不需排除，更加环保。

其中，第一制冷单元和第二制冷单元均为冷凝器，第一动力单元和第二动力单元均为循环泵。

作为优选方案，碱液通过进液管道输送至二级尾气吸收塔内。

其中，进液管道上设有开关阀，用于控制二级尾气吸收塔中的pH值，进行中和反应。

通过一级尾气吸收塔和二级尾气吸收塔的设置，能够回收再利用排放气体，避免排放气体带来危害。

进一步地，第一原料进料管上外套有冷却夹套，冷却夹套内设有冷却液。

其中，冷却液优选为乙二醇水溶液。

进一步地，第一原料进料管上设有第一开启阀门和第二开启阀门，第二开启阀门靠近合成釜，第一开启阀门两侧与吹扫管连通。

通过冷却夹套的设置使第一原料进料管内的温度控制在-10～-12℃，同时开启第一开启阀门和第二开启阀门才能使第一原料进入合成釜内，能够严格把控进料速度和进料量。

其中，吹扫管内设有氮气。

每次进料结束后，容纳有氮气的吹扫管吹扫第一原料进料管内剩余的第一原料，避免残留的第一原料发生聚合堵塞管路，进而保证第一原料进料管的进料安全性。

作为优选方案，合成釜内设有搅拌桨。

搅拌桨能够将进入合成釜内的原料进行充分的搅拌融合，有利于快速地进行合成反应。

实施例1

利用本实用新型的合成装置进行S-4-氯-3-羟基丁腈的合成，本实施例中，箭头方向表示水或气的流动方向。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置的示意图。

如图1所示，本实用新型提供了一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，包括合成釜4，合成装置还包括：

第一原料进料管1、第二原料计量罐2和催化剂计量罐3，第一原料进料管1、第二原料计量罐2和催化剂计量罐3均与合成釜4的顶端连通；

冷却单元，设置于合成釜4的内部；

保温夹套10，外套于合成釜4上，用于控制合成釜4内的温度；

一级尾气吸收塔5，一级尾气吸收塔5的进气端通过尾气管与合成釜4的顶端连通，一级尾气吸收塔5的出液端通过回投管与合成釜4的底端连通；

其中，一级尾气吸收塔5的底端依次与第一动力单元和第一制冷单元连接，第一制冷单元还连接至一级尾气吸收塔5的的顶端，第一动力单元为一级尾气吸收塔5和第一制冷单元提供工作动力，一级尾气吸收塔5内设有水溶液。

其中，合成釜4内设有搅拌桨15。

搅拌桨15能够将进入合成釜4内的原料进行充分的搅拌融合，有利于快速地进行合成反应。

本实施例中，第一原料进料管1内为氢氰酸，第二原料计量罐2内为环氧氯丙烷，催化剂计量罐3内为二乙胺。

其中，第二原料计量罐2和催化剂计量罐3内均设有内嵌液位计，第一原料进料管1内还安装有控制阀门，第二原料计量罐2的出口和催化剂计量罐3的出口处设有控制阀门，通过计量的方式控制反应程度和进入合成釜4内的原料的用量。

本实施例中，冷却单元为沿着合成釜4内壁设置的盘管9，盘管9的进水口与低温水进水管17连通，低温水盘管9的出水口与低温水出水管18连通；保温夹套10的进水口与高温水进水管19连通，保温夹套10的出水口与高温水出水管20连通。

当合成釜4内的反应温度过高时通过盘管9降温，当合成釜4内的反应温度过低时通过保温夹套10进行加热升温，使合成釜4内的温度始终保持在20-22℃。

本实施例中，合成装置还包括：

二级尾气吸收塔6，二级尾气吸收塔6的进气端通过尾气管与一级尾气吸收塔5的顶端连通；

其中，二级尾气吸收塔6的底端依次与第二动力单元和第二制冷单元连接，第二制冷单元还连接至二级尾气吸收塔6的顶端，第二动力单元为二级尾气吸收塔6和第二制冷单元提供工作动力；

其中，二级尾气吸收塔6内设有碱液。

其中，第一制冷单元和第二制冷单元均为冷凝器7，第一动力单元和第二动力单元均为循环泵8，碱液通过进液管道输送至二级尾气吸收6塔内。

本实施例中，一级尾气吸收塔5内的水溶液进行冷却循环用于吸收挥发的氢氰酸尾气形成氢氰酸水溶液，形成的氢氰酸水溶液再通过回投管回投至合成釜4内，进行循环利用，未被吸收的氢氰酸尾气由二级尾气吸收塔6吸收，与其内的碱液进行中和反应，吸收剩余的氢氰酸尾气。

本实施例中，进液管道内为30％碱液。

图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的第一原料进料管的示意图。

如图2所示，第一原料进料管1上外套有冷却夹套11，冷却夹套11内设有冷却液。

其中，第一原料进料管1上设有第一开启阀门12和第二开启阀门13，第二开启阀门13靠近合成釜4，第一开启阀门12两侧与吹扫管14连通。

本实施例中，吹扫管14内设有氮气。

具体地，用于输送氢氰酸的第一原料进料管1外附有冷却夹套11，冷却夹套11内循环为乙二醇水溶液，温度控制在-10～-12℃，使第一原料进料管1内的氢氰酸维持稳定的液体状态；此外，第一原料进料管1中安装有两个开启阀门，需同时开启两个阀门才能使用氢氰酸，可严格把控进料速度与进料量；其中，第一开启阀门12管路两侧均连通氮气吹扫管14，每次进料完毕后，用于吹扫第一原料进料管1中剩余的氢氰酸残液，避免第一原料进料管1中残留的氢氰酸发生聚合堵塞管线，保证氢氰酸的安全进料。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。

Claims (10)

1.一种S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，包括合成釜，其特征在于，所述合成装置还包括：

第一原料进料管、第二原料计量罐和催化剂计量罐，所述第一原料进料管、所述第二原料计量罐和所述催化剂计量罐均与所述合成釜的顶端连通；

冷却单元，设置于所述合成釜的内部；

保温夹套，外套于所述合成釜上，用于控制合成釜内的温度；

一级尾气吸收塔，所述一级尾气吸收塔的进气端通过尾气管与所述合成釜的顶端连通，所述一级尾气吸收塔的出液端通过回投管与所述合成釜的底端连通；

其中，所述一级尾气吸收塔的底端依次与第一动力单元和第一制冷单元连接，所述第一制冷单元还连接至所述一级尾气吸收塔的顶端，所述第一动力单元为所述一级尾气吸收塔和所述第一制冷单元提供工作动力，所述一级尾气吸收塔内设有水溶液。

2.根据权利要求1所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述合成装置还包括：

二级尾气吸收塔，所述二级尾气吸收塔的进气端通过尾气管与所述一级尾气吸收塔的顶端连通；

其中，所述二级尾气吸收塔的底端依次与第二动力单元和第二制冷单元连接，所述第二制冷单元还连接至所述二级尾气吸收塔的顶端，所述第二动力单元为所述二级尾气吸收塔和所述第二制冷单元提供工作动力；

其中，所述二级尾气吸收塔内设有碱液。

3.根据权利要求2所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述碱液通过进液管道输送至所述二级尾气吸收塔内。

4.根据权利要求2所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述第一制冷单元和所述第二制冷单元均为冷凝器，所述第一动力单元和所述第二动力单元均为循环泵。

5.根据权利要求1所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述冷却单元为沿着所述合成釜内壁设置的盘管，所述盘管的进水口与低温水进水管连通，所述盘管的出水口与低温水出水管连通。

6.根据权利要求1所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述保温夹套的进水口与高温水进水管连通，所述保温夹套的出水口与高温水出水管连通。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述第一原料进料管上外套有冷却夹套，所述冷却夹套内设有冷却液。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述第一原料进料管上设有第一开启阀门和第二开启阀门，第二开启阀门靠近所述合成釜，所述第一开启阀门两侧与吹扫管连通。

9.根据权利要求8所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述吹扫管内设有氮气。

10.根据权利要求1所述的S-4-氯-3-羟基丁腈的合成装置，其特征在于，所述合成釜内设有搅拌桨。

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