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                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品

                    更新時(shí)間:2024-05-15      點(diǎn)擊次數:313
                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品


                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品

                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品



                    讓我們一同了解,巴斯夫如何與康寧®Advanced-FlowTM反應器技術(shù)合作,成功地將農用化學(xué)品領(lǐng)域的一種創(chuàng )新型化學(xué)品,從實(shí)驗室階段順暢地過(guò)渡到中試規模,更在僅僅八周的時(shí)間里,就生產(chǎn)出了數百公斤的這種新穎化合物。

                    通過(guò)Corning新設立的業(yè)務(wù)部門(mén)AFPT,康寧團隊充分利用公司的服務(wù)優(yōu)勢,為巴斯夫提供了專(zhuān)業(yè)的化學(xué)制造、統計分析和連續流動(dòng)技術(shù)支持,不僅滿(mǎn)足了客戶(hù)的需求,更充分展示了AFR的性能。

                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品

                    近期,巴斯夫在其實(shí)驗室中,借助康寧的AFR低流量反應器,成功開(kāi)發(fā)了一種包含硝化步驟的新型化學(xué)合成工藝。在完成這一創(chuàng )新工藝的開(kāi)發(fā)后,巴斯夫期望能找到一種快速方案,以便在短短八周內快速實(shí)現工藝的規?;?,并生產(chǎn)出300公斤的新型化合物,為下游工藝和深入評估做好準備。

                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品


                    圖1 巴斯夫和康寧AFR合作, 為農化行業(yè)無(wú)縫放大生產(chǎn)一種新的化學(xué)品合成工藝



                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品


                    在短短四周內放大具有挑戰性的硝化工段

                    采用傳統的間歇釜式生產(chǎn)方法生產(chǎn)大量新型化合物可能具有不確定性,并且耗時(shí)較長(cháng),因為需要投入大量精力來(lái)全面優(yōu)化該流程,以確保能夠持續生產(chǎn)出與初步實(shí)驗室規模反應相匹配的高質(zhì)量產(chǎn)品。此外,生產(chǎn)過(guò)程中包含的硝化步驟需要極其精細的控制。硝化反應具有強烈的放熱性,需要在整個(gè)過(guò)程中對混合和溫度進(jìn)行精確管理——而流動(dòng)化學(xué)技術(shù)非常適合應對這些挑戰。


                    在四周內生產(chǎn)300公斤新型化合物

                    相較于傳統的批量生產(chǎn),流動(dòng)化學(xué)技術(shù)不僅采用了更為安全的技術(shù)手段,而且能夠在更短的時(shí)間內實(shí)現大量新型化合物的無(wú)縫放大生產(chǎn)。


                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品

                    為了更好地理解化學(xué)開(kāi)發(fā)過(guò)程,康寧AFR團隊在A(yíng)FR低流量反應器上重復了巴斯夫的初步結果。然后,該團隊制定了一個(gè)實(shí)驗設計(DOE)計劃,以在康寧G1反應器中優(yōu)化該新工藝。DOE優(yōu)化計劃旨在尋求停留時(shí)間、摩爾比和反應溫度優(yōu)化,這些因素都對最終化合物的產(chǎn)能和生產(chǎn)成本產(chǎn)生直接影響?;谶@些知識,康寧團隊開(kāi)發(fā)了一個(gè)數學(xué)模型并模擬了新的生產(chǎn)工藝。

                    憑借多年來(lái)從數百個(gè)已安裝的工業(yè)化生產(chǎn)系統中獲得的專(zhuān)業(yè)知識,該團隊為這一新工藝創(chuàng )建了一個(gè)優(yōu)化配置,該配置需要兩個(gè)康寧G1SiC流體模塊進(jìn)行反應,并需要一個(gè)額外的G1SiC流體模塊進(jìn)行快速淬滅。然后,康寧團隊使用巴斯夫認可的參數實(shí)時(shí)監控產(chǎn)品質(zhì)量。


                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品


                    圖2:最終裝置設置需要兩個(gè)康寧G1模塊用于反應和一個(gè)模塊用于快速淬滅。


                                    圖3:通過(guò)響應曲面法驗證了新工藝的全  面優(yōu)化




                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品

                    康寧與巴斯夫利用康寧的G1生產(chǎn)系統,在四周內高效交付了一個(gè)優(yōu)化工藝。聯(lián)合團隊利用這一優(yōu)化工藝生產(chǎn)了300公斤新型化合物以供評估,與實(shí)驗室規模的試驗相比,收率提高了約4%。與間歇釜式生產(chǎn)相比,使用AFR系統生產(chǎn)的最終化合物的純度要高出幾個(gè)百分點(diǎn),并且具有更好的穩定性。此外,AFR團隊通過(guò)數學(xué)模型驗證了優(yōu)化結果,還囊括了基于響應曲面法的統計分析??祵巿F隊能夠證明,數學(xué)模型對起始物料和產(chǎn)品的理論預測和實(shí)際結果差異小于1%,這直接實(shí)現了團隊的目標。

                    與實(shí)驗室開(kāi)發(fā)階段相比,利用本質(zhì)上更安全的連續流動(dòng)技術(shù),康寧按時(shí)生產(chǎn)了數百公斤巴斯夫的新型化合物,并且產(chǎn)量有所提高。盡管還有很多工作要做,但康寧和巴斯夫慶祝了這一成功,并正在共同努力探索更多合作機會(huì )。



                    康寧與巴斯夫攜手,八周快速擴大流動(dòng)化學(xué)工藝規模,成功產(chǎn)出數百公斤產(chǎn)品

                    康寧連續制藥和巴斯夫團隊合影



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