采用双开环结构降低操作压力的模拟移动床色谱装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采用双开环结构降低操作压力的模拟移动床色谱装置。它由４根以上的填充柱首尾连接而成；每根填充柱的进口端分别通过四个旋转阀或四个开关阀与洗脱液入口管路、进样液入口管路、萃取液循环入口管路、残余液循环入口管路连接；每根填充柱的出口端分别通过二个旋转阀或二个开关阀与萃取液出口管路、残余液出口管路连接；萃取液出口管路的出口端分成两路，一路接入萃取液罐，另一路经萃取液循环泵后接入萃取液循环入口管路；残余液出口管路的出口端分成两路，一路接入残余液罐，另一路经残余液循环泵后接入残余液循环入口管路。它能显著降低装置的操作压力，有利于使用细填料和高流速来提高分离效率，尤其适用于手性药物拆分等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包含有以吸附剂来处理液体的工业制备色谱分离装置，尤其涉及一种可用于拆分手性药物的采用双开环结构降低操作压力的模拟移动床色谱装置。
技术介绍
美国食品药物管理局(FDA)在1992年3月发布了手性药物指导原则，提出了发展毒副作用更小的单一对映体药物的战略。因此，将外消旋体手性药物发展为高附加值的单一对映体药物，已成为全球制药行业不可回避且亟待解决的重大课题。近年来，人们将在石化与食品领域已成功应用的大型模拟移动床装置的设计思想，与制备色谱分离技术相结合，专利技术了具备固定相利用率高、流动相消耗量小、自动化连续生产、分离成本低等优势的模拟移动床色谱，并在手性药物的大规模拆分方面获得了成功的应用，如美国UOP、日本Daicel Chemical、比利时UCB Pharma等公司相继建成了吨级规模的模拟移动床色谱工业装置生产单一对映体手性药物。现有的模拟移动床色谱装置一般采用四分区完全直接连通的闭环结构。这种四分区闭环结构的装置，在流动相循环管路上需要配备工作流量与工作压力均周期性变化的高压循环泵，设备投资大，控制复杂，运行性能不够稳定可靠。针对上述问题，本专利技术的申请人申请的专利“开环结构的模拟移动床色谱装置”(ZL 01226160.2)，提出了一种四分区单开环结构的模拟移动床色谱装置，这种新型结构由于分区IV与分区I不连通，所以无需配备工作流量与工作压力均周期性变化的高压循环泵，节省了设备投资，运行性能稳定可靠。但是，不论是四分区闭环结构的模拟移动床色谱装置，还是四分区单开环结构的模拟移动床色谱装置，为了实现流动相的流动，必须克服所有四个分区流动阻力的总和，也就是说装置的操作压力是四个分区所有填充柱压力降的总和。最近，日本Daicel Chemical公司Nagamatsu等人采用四分区闭环结构的模拟移动床色谱装置分离手性新药中间体DOLE(Journal of Chromatography A，1999，83255-65)时，由于受到装置的泵、阀、填料、柱体、密封件等部件能够承受的压力上限的限制，不得不在较低的操作流速下工作，以减少流动阻力和压力降。他们发现低操作流速限制了装置生产能力的进一步提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用双开环结构降低操作压力的模拟移动床色谱装置，和现有的四分区闭环结构与四分区单开环结构的模拟移动床色谱装置相比，能够显著降低装置的操作压力，有利于使用细填料和高流速来提高生产效率，尤其适用于手性药物拆分等领域。本专利技术采用的技术方案是它包括4根以上的填充柱，由前一根填充柱的出口端与后一根填充柱的进口端经单向阀或开关阀依次连接，最后一根填充柱的出口端与第一根填充柱的进口端经单向阀或开关阀连接而成；其特征在于每根填充柱的进口端分别通过四个旋转阀对应流路口或四个对应开关阀与洗脱液入口管路、进样液入口管路、萃取液循环入口管路、残余液循环入口管路连接；每根填充柱的出口端分别通过二个旋转阀对应流路口或二个对应开关阀与萃取液出口管路、残余液出口管路连接；萃取液出口管路的出口端分成两路，一路接入萃取液罐，另一路经萃取液循环泵后接入萃取液循环入口管路；残余液出口管路的出口端分成两路，一路接入残余液罐，另一路经残余液循环泵后接入残余液循环入口管路；洗脱液罐依次经第一在线脱气机、洗脱液泵、第一过滤器后接入洗脱液入口管路；进样液罐依次经第二在线脱气机、进样液泵、第二过滤器后接入进样液入口管路。在上述所有填充柱的内部强制流体按照填充柱依次连接的顺序向同一个方向流动，沿着流体流动方向，通过控制旋转阀的流路选择状态或开关阀的开关状态，依次设置洗脱液入口位置、萃取液出口位置、萃取液循环入口位置、进样液入口位置、残余液出口位置、残余液循环入口位置，从而把所有的填充柱分成了四个分区，各个分区至少包含一根填充柱，在经过了一个给定的时间周期后，通过计算机控制系统或可编程控制器等自动改变旋转阀的流路选择状态或开关阀的开关状态，使洗脱液入口位置、萃取液出口位置、萃取液循环入口位置、进样液入口位置、残余液出口位置、残余液循环入口位置分别沿着流体流动的方向向下一根填充柱推移，同样四个分区也随之向下一根填充柱推移，形成流动相与填充柱填料向相反方向移动的效果，使强保留组分从萃取液出口位置连续采出、弱保留组分从残余液出口位置连续采出，从而实现分离过程的自动化连续运行。上述四个分区分别完成不同的功能。位于洗脱液入口位置与萃取液出口位置之间的填充柱属于分区I，主要作用是将强保留组分完全洗脱并富集到萃取液中；位于萃取液循环入口位置与进样液入口位置之间的填充柱属于分区II，主要作用是将强保留组分吸附，置换出弱保留组分并送入分区III；位于进样液入口位置与残余液出口位置之间的填充柱属于分区III，主要作用是将弱保留组分洗脱并富集到残余液中；位于残余液循环入口位置与洗脱液入口位置的填充柱属于分区IV，主要作用是将弱保留组分完全吸附，确保弱保留组分不会进入分区I。萃取液出口位置与萃取液循环入口位置通过单向阀或开关阀隔断，两者之间没有填充柱。残余液出口位置与残余液循环入口位置通过单向阀或开关阀隔断，两者之间没有填充柱。因此，上述四个分区形成了两个相对独立的开环结构。其中一个开环结构是液体经萃取液循环泵加压后从分区II的入口输入，在分区III的入口与进样液汇合后，从分区III的常压出口流出。另外一个开环结构是液体经残余液循环泵加压后从分区IV的入口输入，在分区I的入口与洗脱液汇合后，从分区I的常压出口流出。本专利技术具有的有益的效果是装置所配备的四个泵中，洗脱液泵的工作压力为分区I的流动阻力压降，进样液泵的工作压力为分区III的流动阻力压降，萃取液循环泵的工作压力为分区II与分区III的流动阻力压降之和，残余液循环泵的工作压力为分区IV与分区I的流动阻力压降之和。比较分区II+III开环结构的压降与分区IV+I开环结构的压降，两者之中较大的压降就是整个装置的操作压力。而现有的四分区闭环结构与单开环结构的模拟移动床色谱装置的操作压力则为所有四个分区压降的总和。因此，在完全相同的操作条件下，本专利技术与现有装置相比，操作压力降低了一半左右。由于填充柱压降与操作流速成正比关系，因此如果维持相同的操作压力，则本专利技术可以将操作流速增加一倍左右，生产能力将接近现有装置的两倍。此外，填充柱压降还与填料颗粒粒径的平方成反比关系，因此如果维持相同的操作压力，则本专利技术可以采用更细、更高效的填料，从而显著提升分离的效率。总之，本专利技术可以实现以较低的操作压力获得较高的生产能力，是一种更为高效的模拟移动床色谱新型装置，特别适用于以细颗粒手性固定相作为填充柱填料，并以较高流速操作，进行大规模高效拆分手性药物外消旋体的制药领域。附图说明图1是基于旋转阀与八根填充柱的双开环结构模拟移动床色谱装置的结构示意图；图2是基于开关阀与八根填充柱的双开环结构模拟移动床色谱装置的结构示意图；图3是基于旋转阀与四根填充柱的双开环结构模拟移动床色谱装置的结构示意图；图4是基于开关阀与四根填充柱的双开环结构模拟移动床色谱装置的结构示意图；图5是双开环结构模拟移动床色谱装置的操作压力与现有的四分区闭环结构、单开环结构模拟移动床色谱装置的操作压力进行对比的示意图。图中1、洗脱液入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用双开环结构降低操作压力的模拟移动床色谱装置，它包括４根以上的填充柱，由前一根填充柱的出口端与后一根填充柱的进口端经单向阀或开关阀依次连接，最后一根填充柱的出口端与第一根填充柱的进口端经单向阀或开关阀连接而成；其特征在于：每根填充柱的进口端分别通过四个旋转阀对应流路口或四个对应开关阀与洗脱液入口管路、进样液入口管路、萃取液循环入口管路、残余液循环入口管路连接；每根填充柱的出口端分别通过二个旋转阀对应流路口或二个对应开关阀与萃取液出口管路、残余液出口管路连接；萃取液出口管路的出口端分成两路，一路接入萃取液罐，另一路经萃取液循环泵后接入萃取液循环入口管路；残余液出口管路的出口端分成两路，一路接入残余液罐，另一路经残余液循环泵后接入残余液循环入口管路；洗脱液罐依次经第一在线脱气机、洗脱液泵、第一过滤器后接入洗脱液入口管路；进样液罐依次经第二在线脱气机、进样液泵、第二过滤器后接入进样液入口管路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢建刚，施英姿，
申请(专利权)人：卢建刚，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]