一種制備藥用氫氧化鋁的方法與流程

本發(fā)明屬于化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種制備藥用氫氧化鋁的方法。

背景技術(shù)：

撞擊流的概念首先是由Elperin提出，此后Elperin和Tamir進(jìn)行了一系列基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，其特點(diǎn)是可顯著強(qiáng)化系統(tǒng)相間的熱、質(zhì)傳遞過程。撞擊流也就是兩股或多股從噴嘴噴射出來的流體在空間某點(diǎn)相互碰撞、混合，混合特征尺寸還有幾個(gè)或幾百個(gè)微米，所以分子擴(kuò)散長度被大大地縮短，在短時(shí)間內(nèi)能實(shí)現(xiàn)良好的微觀混合。

氫氧化鋁通常為白色粉末，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐熱、無味無毒、不揮發(fā)、不吸潮等特點(diǎn)。氫氧化鋁是典型且常用的抗酸藥，具有抗酸、吸著、局部止血和保護(hù)潰瘍面等作用。其與胃內(nèi)的胃酸起中和或緩沖的化學(xué)反應(yīng)，但對(duì)胃酸的分泌沒有直接影響，其抗酸作用緩慢而持久。

現(xiàn)有的氫氧化鋁的制備方法有工業(yè)制備方法(拜耳法和燒結(jié)法)、水熱法、溶膠凝膠法、碳分法、微乳液法、酸堿法、均相沉淀法、離子膜電解法、鋁鹽水解法等，其中工業(yè)制備方法(拜耳法和燒結(jié)法)合成的氫氧化鋁產(chǎn)物粒度大，主要作為制備鋁鹽的重要原料。而通過水熱法、溶膠凝膠法、碳分法、微乳液法等合成的氫氧化鋁粒度細(xì)，白度高，且容易控制。

目前利用撞擊流反應(yīng)制備藥用氫氧化鋁的方法未見報(bào)道，且目前常用的藥用氫氧化鋁的生產(chǎn)方法多是間歇式生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低下。

中國專利申請200410067540.8公開了一種納米氫氧化鋁的制備方法，屬無機(jī)化合物制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法主要包括有均相沉淀法合成法和非均相沉淀共沸蒸餾法，該方法的特點(diǎn)是采用鋁鹽溶液和堿性溶液為原料，添加少量高分子保護(hù)劑如聚乙二醇或聚乙烯醇，在均質(zhì)乳化反應(yīng)器中發(fā)生均相沉淀反應(yīng),根據(jù)所需產(chǎn)物粒徑調(diào)節(jié)攪拌速度，得到的氫氧化鋁懸濁液經(jīng)冷卻、陳化、抽濾，洗滌，將所得濾餅加入正丁醇共沸溶劑的溶液，進(jìn)行共沸蒸餾，烘干所得氫氧化鋁膠體，最后制得納米氫氧化鋁粉體。該方法工藝流程簡單，易于操作，但是該方法制得的氫氧化鋁成品純度較低，且未能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低。

因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，有必要提供一種生產(chǎn)效率高，且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)的制備工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備藥用氫氧化鋁的方法，以解決以上缺陷，該制備方法可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)氫氧化鋁，經(jīng)該制備方法得到的氫氧化鋁具有純度高，雜質(zhì)少，制酸力高的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供了一種制備藥用氫氧化鋁的方法，包括以下步驟：

A)將硫酸鋁溶液和碳酸鈉溶液分別通過第一、第二定量泵同時(shí)引入液液反應(yīng)器中，二者經(jīng)第一、第二壓力霧化噴嘴霧化后，在液液反應(yīng)器中進(jìn)行撞擊流反應(yīng)，并設(shè)置反應(yīng)溫度為40～50℃，反應(yīng)時(shí)間為40～45min；

B)反應(yīng)生成的氣體經(jīng)液液反應(yīng)器中部的氣液分離器進(jìn)行氣液分離后再經(jīng)氣液分離器上部的絲網(wǎng)除沫器除去泡沫，最后從液液反應(yīng)器的頂部排出；

C)將余下的反應(yīng)生產(chǎn)物從液液反應(yīng)器的底部經(jīng)管道引入到剪切乳化機(jī)Ⅰ中，通過在線pH計(jì)Ⅰ監(jiān)測反應(yīng)生成物的pH，使乳化后的反應(yīng)生成物pH為6～6.5時(shí)停止乳化并啟動(dòng)混合罐，將反應(yīng)生成物引入混合罐中，其中，剪切乳化機(jī)Ⅰ的轉(zhuǎn)速為2000～2500rpm/min；

D)往混合罐中注入純化水，并通過在線pH計(jì)Ⅱ監(jiān)測反應(yīng)生成物pH，使反應(yīng)生成物的pH為7～7.5時(shí)停止加注純化水并啟動(dòng)打料泵，將反應(yīng)生成物通過打料泵引入板框式過濾機(jī)中進(jìn)行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅；

E)將氫氧化鋁濾餅引入剪切乳化機(jī)Ⅱ中再次乳化，乳化后噴霧干燥，即得氫氧化鋁粉體；其中，剪切乳化機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速為1000～1500rpm/min，噴霧干燥的溫度為60～80℃，干燥時(shí)間為2.5～3h。

優(yōu)選地，所述硫酸鋁溶液中硫酸鋁的質(zhì)量百分濃度為20～40％，所述碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量百分濃度為15～20％。

優(yōu)選地，所述硫酸鋁溶液中硫酸鋁的質(zhì)量百分濃度為23.5％，所述碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量百分濃度為18.5％。

優(yōu)選地，所述步驟A)中第一、第二壓力霧化噴嘴的流速為0.150～0.195kg/s。

優(yōu)選地，所述步驟A)中設(shè)置反應(yīng)時(shí)間為45min，反應(yīng)溫度為45℃。

優(yōu)選地，所述步驟C)中調(diào)節(jié)乳化后的反應(yīng)生成物的pH為6.5，所述步驟D)中調(diào)節(jié)反應(yīng)生成物的pH為7.3。

優(yōu)選地，所述步驟C)中設(shè)置剪切乳化機(jī)Ⅰ的轉(zhuǎn)速為2300rpm/min，所述步驟E)中設(shè)置剪切乳化機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速為1200rpm/min。

優(yōu)選地，所述步驟E)中所述噴霧干燥溫度為70℃，干燥時(shí)間為2.5h。

本發(fā)明還提供了一種可連續(xù)化生產(chǎn)藥用氫氧化鋁的系統(tǒng)，其包括依次通過管道連接的原料儲(chǔ)罐、液液反應(yīng)器5、剪切乳化機(jī)Ⅰ6、混合罐8、板框式過濾機(jī)10以及剪切乳化機(jī)Ⅱ11，所述原料儲(chǔ)罐包括硫酸鋁儲(chǔ)罐以及碳酸鈉儲(chǔ)罐，所述硫酸鋁儲(chǔ)罐1、碳酸鈉儲(chǔ)罐2與所述液液反應(yīng)器之間分別設(shè)置有第一定量泵3、第二定量泵4，所述混合罐與所述板框式過濾機(jī)之間設(shè)置有一打料泵9，所述剪切乳化機(jī)Ⅰ、混合罐底部的出口端分別與一在線pH計(jì)7連接。

優(yōu)選地，所述液液反應(yīng)器包括圓柱形殼體501、設(shè)置于圓柱形殼體底部的出料口502、設(shè)置于圓柱形殼體頂部的氣體排放口503以及對(duì)稱設(shè)置于所述圓柱形殼體兩側(cè)側(cè)壁上的通過管道與外界連通的第一壓力霧化噴嘴504、第二壓力霧化噴嘴505，所述圓柱形殼體內(nèi)從上到下依次設(shè)有一絲網(wǎng)除沫器507和一氣液分離器506。

優(yōu)選地，所述絲網(wǎng)除沫器水平設(shè)置在所述圓柱形殼體內(nèi)，且所述絲網(wǎng)除沫器的直徑與所述殼體的直徑一致。

優(yōu)選地，所述殼體內(nèi)還設(shè)有一鐵絲網(wǎng)508，且使所述鐵絲網(wǎng)處于第一、第二壓力霧化噴嘴之間，優(yōu)選地，所述鐵絲網(wǎng)為圓形，且直徑與殼體一致，其水平設(shè)置在所述殼體內(nèi)。鐵絲網(wǎng)的設(shè)置有利于形成分散的超細(xì)液珠。該系統(tǒng)工作過程：啟動(dòng)第一、第二定量泵，將硫酸鋁儲(chǔ)罐以及碳酸鈉儲(chǔ)罐中的硫酸鋁溶液和碳酸鈉溶液計(jì)量泵入液液反應(yīng)器中，兩者經(jīng)第一、第二壓力霧化噴嘴霧化后，在液液反應(yīng)器中進(jìn)行撞擊流反應(yīng)，設(shè)置反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，反應(yīng)生產(chǎn)二氧化碳?xì)怏w、氫氧化鋁晶核和硫酸鈉。生成的二氧化碳?xì)怏w從液液反應(yīng)器中先經(jīng)液液反應(yīng)器中的氣液分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離后再通過氣液分離器上部的絲網(wǎng)除沫器除去泡沫(防止排氣管道被堵塞)，最后從管道經(jīng)液液反應(yīng)器的氣體排放口排放出去。剩下的反應(yīng)物在到達(dá)液液反應(yīng)器的最高允許液位時(shí)，啟動(dòng)剪切式乳化機(jī)Ⅰ，反應(yīng)物從液液反應(yīng)器的底部經(jīng)管道流入到剪切式乳化機(jī)Ⅰ，同時(shí)通過在線pH計(jì)Ⅰ監(jiān)測生成物的pH，當(dāng)反應(yīng)生成物pH為6～6.5時(shí)啟動(dòng)混合罐，將反應(yīng)生成物引入混合罐中。接著往混合罐中注入純化水，同時(shí)通過在線pH計(jì)Ⅰ監(jiān)測生成物的pH，當(dāng)反應(yīng)生成物的pH為7～7.5時(shí)啟動(dòng)打料泵，將反應(yīng)生成物通過打料泵引入板框式過濾機(jī)中進(jìn)行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅，最后再將氫氧化鋁濾餅引入剪切乳化機(jī)Ⅱ中再次乳化，乳化后噴霧干燥，即得氫氧化鋁粉體。在洗滌完濾餅后引入無菌壓縮空氣對(duì)板框式過濾機(jī)進(jìn)行吹掃，可避免物料殘留，影響下一批次。

本發(fā)明制備方法中，兩相經(jīng)定量泵壓力輸送，在液液反應(yīng)器內(nèi)形成霧化液滴迎面對(duì)撞，利用霧化撞擊反應(yīng)區(qū)強(qiáng)化相間傳遞特性，相間或微團(tuán)間碰撞產(chǎn)生的剪切力可導(dǎo)致微團(tuán)破碎，增大接觸面積并促進(jìn)表面更新，從而提高反應(yīng)速率。

同時(shí)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將反應(yīng)后的生成物經(jīng)剪切式乳化機(jī)Ⅰ乳化破除氫氧化鋁凝膠可能產(chǎn)生的不完全反應(yīng)包漿(通過在線監(jiān)測PH檢測是否有完全破除)，然后送至混合罐中加注純化水稀釋乳化液(降低硫酸鈉濃度并最終調(diào)節(jié)PH值為7～7.5)，能夠大大提高后續(xù)洗滌過程中硫酸鈉的洗脫率，其無需對(duì)濾餅進(jìn)行多次打漿脫水，即能夠得到氫氧化鋁含量高達(dá)81.3～82.0％的成品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備方法具有以下優(yōu)勢：

1)本發(fā)明利用撞擊流反應(yīng)強(qiáng)化相間傳遞特性，液體霧化后通過快速撞擊進(jìn)行迅速反應(yīng)的過程不受傳質(zhì)限制，能夠快速生成大量細(xì)小晶核，其次液體霧化后相互反應(yīng)，增大了接觸面積，使液液反應(yīng)更加充分，提高了反應(yīng)的效率。

2)本發(fā)明制備方法，實(shí)現(xiàn)了氫氧化鋁的可連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)生產(chǎn)得到的氫氧化鋁具有純度高，雜質(zhì)少，制酸力高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明所述的一種可連續(xù)化生產(chǎn)藥用氫氧化鋁的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明液液反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

主要元件符號(hào)說明：硫酸鋁儲(chǔ)罐1；碳酸鈉儲(chǔ)罐2；第一定量泵3；第二定量泵4；液液反應(yīng)器5；殼體501；出料口502；氣體排放口503；第一壓力霧化噴嘴504；第二壓力霧化噴嘴505；氣液分離器506；絲網(wǎng)除沫器507；鐵絲網(wǎng)508；剪切乳化機(jī)Ⅰ6；在線在線pH計(jì)7；混合罐8；打料泵9；板框式過濾機(jī)10；剪切乳化機(jī)Ⅱ11。

具體實(shí)施方式：

以下通過具體實(shí)施方式的描述對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但這并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進(jìn)，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

A)硫酸鋁溶液的制備：取硫酸鋁100kg在攪拌狀態(tài)下，溶解于400kg 50±5℃的純化水中，加入針用活性炭脫色30min，趁熱經(jīng)袋式過濾器進(jìn)行一次過濾后經(jīng)0.45μm微孔過濾器進(jìn)行二次過濾，過濾完畢裝入精制硫酸鋁儲(chǔ)罐，并使溫度維持在45℃；

B)碳酸鈉溶液的制備：取碳酸鈉92.93kg在攪拌狀態(tài)下，溶解于407.07kg50±5℃的純化水中，加入針用活性炭脫色30min，趁熱經(jīng)袋式過濾器進(jìn)行一次過濾后經(jīng)0.45μm微孔過濾器進(jìn)行二次過濾,過濾完畢裝入精制碳酸鈉儲(chǔ)罐，并使溫度維持在45℃；

C)將上述硫酸鋁溶液和碳酸鈉溶液分別通過第一定量泵、第二定量泵同時(shí)引入液液反應(yīng)器中，二者經(jīng)第一、第二壓力霧化噴嘴霧化后，在液液反應(yīng)器中進(jìn)行撞擊流反應(yīng)，并設(shè)置反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為45min；

D)反應(yīng)生成的氣體經(jīng)液液反應(yīng)器中部的氣液分離器進(jìn)行氣液分離后再經(jīng)氣液分離器上部的絲網(wǎng)除沫器除去泡沫，最后從液液反應(yīng)器的頂部排出；

E)將余下的反應(yīng)生產(chǎn)物從液液反應(yīng)器的底部經(jīng)管道引入到剪切乳化機(jī)Ⅰ中，通過在線pH計(jì)Ⅰ監(jiān)測反應(yīng)生成物的pH，使乳化后的反應(yīng)生成物pH為6.5時(shí)停止乳化并啟動(dòng)混合罐，將反應(yīng)生成物引入混合罐中，其中，剪切乳化機(jī)Ⅰ的轉(zhuǎn)速為2300rpm/min；

F)往混合罐中注入純化水，并通過在線pH計(jì)Ⅱ監(jiān)測反應(yīng)生成物pH，使反應(yīng)生成物的pH為7.3時(shí)停止加注純化水并啟動(dòng)打料泵，將反應(yīng)生成物通過打料泵引入板框式過濾機(jī)中進(jìn)行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅；

G)將氫氧化鋁濾餅引入剪切乳化機(jī)Ⅱ中再次乳化，乳化后噴霧干燥，即得氫氧化鋁粉體；其中，剪切乳化機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速為1200rpm/min，噴霧干燥的溫度為70℃，干燥時(shí)間為2.5h。

實(shí)施例2、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1所述制備方法，但步驟E)中調(diào)節(jié)乳化后的反應(yīng)生成物的pH為6.0，設(shè)置剪切乳化機(jī)Ⅰ的轉(zhuǎn)速為2000rpm/min；所述步驟F)中調(diào)節(jié)反應(yīng)生成物的pH為7.0；所述步驟G)中設(shè)置剪切乳化機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速為1000rpm/min，噴霧干燥的溫度為60℃，干燥時(shí)間為2.5h，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例1。

實(shí)施例3、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1所述制備方法，但步驟E)中調(diào)節(jié)乳化后的反應(yīng)生成物的pH為6.5，設(shè)置剪切乳化機(jī)Ⅰ的轉(zhuǎn)速為2500rpm/min；所述步驟F)中調(diào)節(jié)反應(yīng)生成物的pH為7.5；所述步驟G)中設(shè)置剪切乳化機(jī)Ⅱ的轉(zhuǎn)速為1500rpm/min，噴霧干燥的溫度為80℃，干燥時(shí)間為3.0h，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例1。

對(duì)比例1、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1所述制備方法，但所述步驟E)為將余下的反應(yīng)生產(chǎn)物從液液反應(yīng)器的底部經(jīng)管道引入混合罐中，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例1。

對(duì)比例1與實(shí)施例1的區(qū)別在于：去掉剪切乳化機(jī)Ⅰ乳化過程。

對(duì)比例2、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1所述制備方法，但所述步驟F)為將反應(yīng)生成物通過打料泵引入板框式過濾機(jī)中進(jìn)行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例1。

對(duì)比例1與實(shí)施例1的區(qū)別在于：去掉往混合罐中加入純化水調(diào)節(jié)pH過程。

對(duì)比例3、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復(fù)實(shí)施例1所述制備方法，但步驟G)中去掉再次乳化步驟，將氫氧化鋁濾餅直接噴霧干燥，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例1。

試驗(yàn)例一、質(zhì)量評(píng)價(jià)

取經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例1～3以及對(duì)比例1～3所述制備方法制備得到的氫氧化鋁粉體，按照《中藥藥典》2000版二部對(duì)其性狀、制酸力、氫氧化鋁含量等指標(biāo)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表1所示。

表1檢測結(jié)果

由表1所知，經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例1～3所述制備方法制備得到的樣品氫氧化鋁含量高達(dá)81.3～82.0％，其具有純度高，雜質(zhì)少，制酸力高的優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)對(duì)比例1～4所述制備方法制備得到的樣品各項(xiàng)指標(biāo)均比實(shí)施例1有所降低，尤其從對(duì)比例1～2的試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，在將反應(yīng)生成物進(jìn)行過濾、脫水和除鹽前先進(jìn)行乳化和稀釋處理有利于增加后續(xù)洗滌過程中硫酸鹽的洗脫率，從而提高樣品中氫氧化鋁的含量。