Реактор для проведення процесу синтезу біологічно активних сполук

Предлагаемое изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано при проведении процессов синтеза биологически активных веществ (в фармацевтических производствах). Прототипом предлагаемого изобретения является реактор, состоящий из несущей оболочки из конструкционных сталей с антикоррозионным покрытием, включающим тугоплавкие металлы. Реакторы со стеклоэмалевыми покрытиями обычно эксплуатируются с достаточно высокой надежностью при умеренных температурах (от -20 до 150°C) и небольших значениях теплоперепадов. Их нагрев в процессе эксплуатации допускается производить без опасности повреждения покрытия со скоростью до 2° в мин. В то же время имеется ряд химикофармацевтических процессов, при которых стеклоэмалевые покрытия не обеспечивают длительную и надежную работу оборудования. Например, задержка передачи тепла через стеклоэмалированное покрытие из-за низкого коэффициента теплопередачи стеклоэмалевых слоев не позволяет проводить в эмалированных реакторах быстропротекающие процессы синтеза лекарственных препаратов, а также экзотермические процессы. Основным недостатком стеклоэмалевых покрытий является их хрупкость и чувствительность к механическим и термическим ударам. Задачей, которую решает данное изобретение, является повышение коррозионной стойкости и увеличение срока службы реакторов, используемых в химико-фармацевтической промышленности, при термических и механических ударах. Это достигается благодаря тому, что в реакторе, содержащем несущую оболочку из стали с антикоррозионным покрытием, включающим тугоплавкие металлы, покрытие выполнено двухслойным, в котором под слоем тугоплавкого металла (например, расположен слой никеля при отношении его толщины к наружному слою 0,1 0,2. Существо предлагаемого изобретения состоит в следующем. Покрытия из тугоплавких металлов защищают несущую оболочку реактора, изготовленного из конструкционных сталей, от коррозионного и механического воздействия и обеспечивают более высокую теплопередачу, чем стеклоэмалевые покрытия. Дополнительный слой никеля, расположенный между покрытием и поверхностью реактора, обеспечивает высокое сцепление покрытия с основой и повышает стойкость реактора с покрытием к тепловым и механическим ударам. Следует подчеркнуть, что при нанесении покрытия из никеля и тугоплавкого металла необходимо обеспечить газоплотность покрытия и прочное сцепление между основой (сталью) и слоем никеля, а также между слоем никеля и слоем тугоплавкого металла. Высокая стойкость к тепловым и механическим ударам в двухслойном покрытии никель - тугоплавкий металл связана с тем, что никель имеет достаточно высокую пластичность и образует непрерывные твердые растворы с железом (основным компонентом сталей), что обеспечивает снижение напряжений в покрытиях и способствует улучшению сцепления покрытия с основной. Наибольший эффект по стойкости двухслойного покрытия никель - тугоплавкий металл достигается в случае, если отношение внутреннего слоя (никеля) к внешнему равно 0,1 - 0,2 при оптимальной толщине основного слоя (100 -300мкм). В таблице приведены среднестатиче-ские данные по стойкости к термическим и механическим ударам образцов (диаметром 18мм и высотой 3мм) и реакторов (объемом 4,5л) с однослойными и двухслойными покрытиями из тугоплавких металлов, а также приведены данные по коррозионной стойкости двухслойных покрытий при синтезе анаприлина, хлорацетопирокатехина и хлортрианизена. Подслои из наносили вакуумным электродуговым методом. Покрытие наносили путем термического разложения карбонилов и водородного восстановления хлоридов и фторидов соответствующих металлов. Вначале на образцы или реакторы наносили слой никеля, а затем слой тугоплавкого металла. Толщина подслоя составляла 10 - 15мкм, толщина слоя тугоплавкого металла 100 - 300мкм. Испытание покрытий на удар проводили методом свободного падения металлического бойка. Определение термостойкости покрытий проводили путем повторения теплосмен (нагрев образца с покрытием со скоростью 15°/с и его резкое охлаждение в воде при температуре 20°C) до достижения температуры нагрева, при которой происходит нарушение целостности покрытия. Коррозионные испытания двухслойных покрытий проводили при синтезе анаприлина, хлорацетопирокатехина и хлортрианизена в соответствии с регламентом их производства. Выбор указанных выше препаратов обусловлен тем, что сырье для их производства, а также продукты, полученные на отдельных стадиях их синтеза, обладают высокой коррозионной активностью. В качестве основной характеристики коррозионной стойкости покрытий принята скорость коррозии, выражения в миллиметрах в год. Как видно из таблицы, покрытия, полученные нами, имеют высокую коррозионную стойкость. Скорость коррозии их при синтезах анаприлина и хлорацетопирокатехина не превышает 1 × 102 мм/год. При синтезе хлортрианизена скорость коррозии защитных покрытий из вольфрама и молибдена несколько повышается и составляет 6 × 10-2 и 1 × 10-1мм/год соответственно. Согласно классификации покрытий в соответствии с ГОСТом 24000 - 80 данные покрытия по коррозионной стойкости относятся к высшему классу. Качество анаприлина, хлорацетопирокатехина, хлортрианизена, синтезированных в стальных реакторах с требованиям НТД. Коррозионная покрытиями, стойкость соответствует покрытий не обнаруживает зависимости от материала подложки, что свидетельствует об отсутствии сквозной пористости в покрытиях. Скорость коррозии покрытий постоянна во времени и не зависит от количества проведенных синтезов. Из таблицы также видно, что двухслойные покрытия с подслоем из никеля при соотношении его толщины к наружному слою тугоплавкого металла 0,1 - 0,2 более устойчивы к термическим и механическим ударам, а также имеют лучшие термомеханические свойства, чем однослойные покрытия из Двухслойные покрытия с никелевыми подслоями по своим эксплуатационным характеристикам могут быть рекомендованы для защиты химико-фармацевтического оборудования, работающего при больших перепадах температуры и ударных нагрузках, а также в средах с высоким абразивным износом. Использование предложенных покрытий позволит повысить надежность работы химикофармацевтического оборудования, улучшить технологию производства и качество препаратов медицинского назначения.