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新技术改变传统制药行业的生产方式
点击次数:4515 发布时间:2019-10-10
  2019年10月10日南昌绿地国际博览中心彩旗飘扬,来自全国各地及海外的1800多展商迎来了第83届中国国际医药原料药/中间体/包装/设备交易会的开幕。记者就此采访了康宁反应器技术有限公司总裁兼总经理姜毅博士。
 
记者:本次展会,康宁给我们带来了什么产品?
 
  康宁高通量-微通道 Advanced-Flow® Reactor(AFR)技术为客户提供具有成本效益的解决方案,专业的工程支持,以及超过 160 年的材料和制程经验。康宁AFR的独特设计和系统集成,可实现从化学品的实验室可行性验证到工艺开发优化、再到工业级大批量生产之间的无缝对接,适用于医药、农药、精细化学品和特种化学品的合成生产。
 
  康宁公司自2002年开始了AFR的关键部件“微通道模块”应用普适性的全面开发,一直致力于向客户提供业内**的产品和服务,并持续投入反应器和系统集成技术的研发。经过17年的原始创新的积累,康宁拥有一系列覆盖反应器和系统的技术以及其应用的**,截止至2019年3月,康宁反应器技术在全球范围内申请了**224项,已授权157项,其中中国授权**34项。
 
  目前,康宁反应器技术可以为客户提供从研发到生产的系列微通道反应器和配套设备,为客户提供安全有效的解决方案。
 
  一、康宁G1一体化反应器系统
 
  康宁G1一体化反应器系统包括:康宁连续流反应器、分离器及NMR在线检测。使用康宁一体化平台可以开发釜式反应不能完成的一系列困难反应,产生新的知识产权,在激烈的市场竞争中保持竞争优势。同时可以大大缩短研发和工艺放大的时间,快速应对市场的变化。节省实验操作人员,减少人为的实验误差,将对传统的化学合成实验室产生巨大的影响。至今,康宁AFR在全球已安装了数百套实验室装置设备,覆盖全球**高校的教学、研究生培养以及各大医药企业的研发和小批量生产。
 
  二、康宁G3工业化光化学反应器
 
  G3光化学反应器是康宁**,专门用于光化学生产的先进连续流反应器。具有极好的化学耐用性、热控制性能和出色的混合性能,并配有LED照明面板。
 
  光化学应用可从小型康宁G1反应器扩展到新型G3反应器,实现从实验室应用到工业化批量生产的无缝转换。一台工业级反应器可实现每年几百吨的产能。G3反应器结构紧凑,占地面积小,便于平行安装,从而提高产能。康宁独特的光化学反应器给光化学合成和生产领域提供了有效的解决方案。
 
  三、康宁G4工业化反应器系统
 
  针对大规模合成生产装置的需求, 康宁反应器技术推出了高通量G4碳硅陶瓷反应器,G4陶瓷反应器作为生产装置可配套于现有工厂的公用工程作规模化生产。该系统具有以下特点:年液体通量*高达到2000吨/年,工厂环境紧密设计、进一步节省占地面积,反应管线无金属接触,可处理强酸、强碱和氢*酸,工艺处理量>300公斤/小时,可以从G1反应器等效放大到G4反应器。至今,康宁在全球已实施数十套不同应用领域的工业化连续生产装置,取得非常好的经济效益和社会效益。
 
  Ø康宁反应器技术有限公司总部设于中国,我们却拥有来自全球各地康宁团队的支持。常州总部集结了四大洲10多个国家的资源,以满足亚太地区客户的需求,确保交付产品;康宁将更加专注于实现客户价值,帮助现有客户用好康宁反应器研发平台,实现规模化生产,确保客户创新成果的及时转化并从中受益。康宁计划建立连续流技术培训学院,有计划、有目的的培养一批连续流化学合成技术专家。以连续流技术和创新思维培养为核心,为行业的高质量发展输送具有颠覆性创新意识的技术人才。同时加强产,学、研、政全面合作,推动微化工行业标准的建立和实施,为微化工行业高质量、可持续发展贡献力量。鼓励制药产业智能化绿色化发展,采用更先进、更、更安全的生产技术,进一步促进化学品智能研发和本质安全生产。康宁反应器技术有限公司将进一步加强与全球连续流行业创新团队的合作,打造医药研发和生产的智能化和全自动化平台技术,进一步扩展微反应技术在制药行业中的应用。
 
  记者:康宁的连续流反应器与传统的间歇式反应器有哪些显著优势,它的创新性又体现在哪儿?
 
  目前化学品的研发还处于人工操作,低效的阶段。一些新型材料和药物因为传统设备和环境的限制,不能取到很好的进展。化学品生产具有总量大、企业多、分布散的特点。 但总体规模小,设备老,环保不达标,安全管理不到位,是很多化工企业的通病。
 
  微通道反应器技术(又称“微反应技术”)被公认为是 21 世纪化学合成技术的革命性成果,在多个应用领域已经实现了化学品的连续合成生产。与传统的间歇反应釜合成工艺技术相比,微反应技术既能节省空间、人力、时间和成本,又能提升收率、纯度和产能。微反应器持液量极低,过程连续可控,自动化程度高,是一项本质安全的化学品生产技术,具有显著的经济效益和社会效益,是未来实现智能制造的重要技术之一。
 
  康宁是一家160多年创新性的公司,具有全球化视野和布局。一直以来,康宁与**科技持续公司密切合作,打造化工、医药企业的研发和生产的前瞻性可持续创新技术。康宁AFR创新价值主要体现在七个方面:(1)本质安全;(2)技术**;(3)无缝放大;(4)降低成本;(5)减少环境影响;(6)认证; (7)高品质服务
 
  【本质安全】:康宁反应器AFR除了和传统反应器相比,体积缩小了1000倍,极大地降低了事故发生时的危害性; 康宁反应器材质选用了康宁耐压、耐温、耐腐蚀的特种玻璃和化学稳定性的康宁Unigrain™ 碳化硅 (SiC),保证了AFR强有力的抗热冲击能力和非常低的爆炸冲击波(距离康宁G4生产型反应器60公分爆炸试验证明,其测到的冲击波程度在安全范围内)。
 
  【技术**】:康宁反应器既耐压又透明、可视的玻璃模块极大地提升了连续流工艺开发和优化的效率。康宁反应器模块化设计,可快速、灵活地组装成满足数千种不同化学反应需求的反应器。同时在反应器流程中可以安装多种在线监测探头设备(比如拉曼、红外、GC及NMR等),实现合成生产过程的实时监控,确保产品质量的一致性和稳定性。
 
  【无缝放大】:康宁反应器实验室设备研究出的工艺结果,可无缝放大到康宁大规模生产型反应器,确保反应安全性和性能重现性,消除中试环节,节省时间和投资,缩短产品上市时间。
 
  【降低成本】:微反应技术大幅度减少了占地面积和基础设施需求,整个过程自动化程度高,运行费用降低。康宁的玻璃和陶瓷材料所提供的超群的耐腐蚀性降低了维护成本,提高了反应设备的使用寿命。
 
  【减少环境影响】:微反应技术减少了化学品制造的环境影响,能够帮助企业实现“绿色”安全生产的目标。在某个中国制药集团成功安装运行近两年的万吨级年通量的AFR-G4连续生产系统,除了降低能耗,成功实现了绿色溶剂取代有害溶剂,同时将收率提高了7
 
  【认证】:康宁反应器技术在全球范围内已得到广泛的认可,其中包括:欧盟TÜV PED认证;中国特种设备制造SELO认证;美国ASME认证;韩国KGS压力容器认证;欧盟 ATEX防爆证书 (LF, G1, G2, G3, G4),FDA合规证书; cGMP支持材料;ISO 14000等。
 
  【高品质服务】:康宁反应器技术有着10年的工业化业绩,积累了大量工艺开发及工程放大经验,可有效地帮助客户实现这一革命性创新带来的价值。
 
  记者:这些产品的应用场景有哪些,应用到哪些领域?请举例介绍。
 
  一、解决安全问题
 
  自今年3月21日响水化工厂爆炸案以来,各级领导都把安全生产放到首要任务来抓。中国化工特别是精细化工起步晚,规模小,技术和设备相对比较落后。化学品生产过程中的一些危险反应,例如,硝化、加氢、氯化、磺化反应等,反应速度快,反应瞬间放热量大,如果反应器换热不及时,极易造成“飞温”、“冲料”现象,甚至发生爆炸事故。传统化工产能结构以反应釜体积为基础,产能扩张也意味安全风险增大。
 
  要想解决化工安全生产的难题,一方面需要法律法规的监督管理,另一方面需要加大对新技术的投入。而提升反应和分离速度实现反应器和分离器设备微型化,使得产能和反应器、分离器体积脱钩。变“批生产——动态操作”成“连续式——稳态运行”,可以提升产品质量,便于安全生产管理,微通道连续流技术正是化工发展应运而生的一项新的本质安全的创新技术。
 
  二、解决低效率、高能耗、高三废的难题
 
  目前精细化工生产大多采用传统间歇式搅拌釜工艺,各工段单独操作,费时、费力,也造成高能耗。反应不完全,给后处理带来麻烦和增加三废。
 
  微通道连续流技术能够组织多种连续化单元技术,结合各自技术的专长,打造系统集成的优势。不仅仅是实现连续化流动反应,而且能够进行上下游反应-分离-在线分析的连续系统集成。自动化程度高的连续化生产可以节省占地,减少操作人员,降低三废,提高亩均效益。
 
  三、开发产品,形成优势产业
 
  目前国内精细化工规模小,同质化生产,竞争力差。微化工是一项颠覆性创新技术, 希望有关部门领导真正重视这项新技术。改变传统的研发思维模式,结合大数据,发展智能化化学合成研发平台,扩大全球化交流,不断开发产品。提高自身的研发实力和工程化经验。只有工艺、设备和经验达到一定的程度,工业化的应用才能大步向前,形成优势,在激烈的市场竞争中保持**地位。
 
  四、可持续绿色化发展,让化工更美丽
 
  现状:目前谈化色变,认为化工污染重,工作环境差,老百姓不愿去化工厂上班,大学生不愿学化工,化工的可持续绿色化发展已迫切需要新技术。江苏缺乏微通道连续流工业化示范案例。一些感兴趣的企业,因为政策等原因,一直徘徊观望,实施力度不够。
 
  方案:微通道连续流是化工可持续绿色化发展的重要技术之一。连续流微反应技术在全球均有很多成功工业化案例。世界各大医药公司均有连续化生产基地,取得非常好的经济效益。康宁反应器技术有限公司就为客户实施了多套年通量超过万吨的连续装置。例如,浙江某医药企业在采用康宁G4工业化设备的基础上,经过两年的稳定运行,又继续投资2套G4工业化反应器系统,年通量超过万吨级。该装置与传统反应器相比,收率提高了7%,在厂房配套,人员及自动化方面取得了非常好的经济效益和社会效益。又如山东某炼化企业,新建工艺比较危险的硝化项目。传统方法存在很大的安全风险,采用康宁工业化反应器系统,年通量上万吨,开车一年来,运行平稳,自动化程度高,减少厂房及人员配置90%,整体项目费用减少了20% 以上。这些工业化案例给康宁积累了丰富的经验,这对于江苏化工的连续流工业化实施提供了宝贵的借鉴。
 
  五、耐心投资出成效
 
  康宁微通道反应器技术经过18年耐心投资、10年的工业化实践、2000个化学反应的验证,已在全球建立数百套多功能平台,数十套工业化装置。在微反应器领域,康宁拥有160项**授权。今天康宁反应器技术已在国内的医药和精细化工两个重要领域都分别建成了万吨级年通量本质安全连续流动大生产装置,成功连续稳定运行超过600天,实现了巨大的经济和社会效益。2013年西班牙Medichem原料药厂商采用康宁AFR技术开发和放大连续合成工艺。2014年康宁工业化G4试生产成功。目前拥有多功能-可移动G4生产装置,可在两个工厂进行API和中间体的连续生产。Medichem拥有康宁多功能G1平台和多功能可移动G4平台组合,可为客户提供连续流工艺开发和放大业务。意大利医药公司Angeline金属有机反应案例:从实验室自制到康宁G1研发平台再到康宁G4工业化生产的过程。实验室和高校合作自制设备阶段花费了很多时间,结果还行,但无法放大。在康宁的帮助下,从康宁G1研发到G4 生产,完全无放大效应,项目周期1年, 3批验证非常成功,仅1年就收回投资。紧接着又成功开发了二硝化反应案例以及重氮化反应案例,使用康宁G4反应器都成功实现了工业化生产。浙江某医药集团药物中间体-年通量万吨级连续制造,采用康宁G4数增并行组合。自2017年运行至今,实现远程监控24/7 连续化稳定运行生产,完全无放大效应,实现既定经济目标。山东某精细化工企业采用康宁G4多组并联实现万吨级年通量“反应+分离”全连续生产;配套先进的自控系统和安全仪表实现装置自动化、零放大效应、端到端全流程连续、远程监控、现场无人值守。
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