Optimalisatie van reacties voor continue synthese

Abstract

Janssen Pharmaceutica wil overstappen van batch reactoren naar continue flowreactoren met als doel de productiecapaciteit te verhogen en de kosten te drukken. De uitdaging bij deze overstap is het behandelen van vast-vloeistof heterogene reactiemengsels die de reactor kunnen verstoppen. Daarnaast moet er bij continue reactoren ook rekening gehouden worden met verblijftijdsspreiding. In deze masterproef wordt een aminolysereactie behandeld waarbij het eindproduct en ammoniumchloride neerslaan. Het Centrum voor Industriële Procestechnologie, een onderzoeksgroep van de KU Leuven, ontwerpt een pilootschaalflowreactor voor heterogene reacties. Deze masterproef heeft als doel de optimale reactieomstandigheden voor in de flowreactor te bepalen, zodat deze niet verstopt geraakt. De invloed van de concentratie aan beginproduct en de temperatuur op de opbrengst van de reactie werd onderzocht in een microgolfreactor. Een opbrengst van 90% werd gehaald in 15 minuten op 265°C met een concentratie aan beginproduct van 0,25 mol/l. Bij 1,0 mol/l beginproduct werd dezelfde opbrengst bekomen bij slechts 250°C. Daarnaast werd de invloed van water op de opbrengst, druk en homogeniteit onderzocht. Water heeft geen negatieve invloed op de opbrengst, maar zorgt wel voor een drukstijging. Bij 0,25 mol/l beginproduct verliep de reactie volledig homogeen vanaf 12 vol% water. Verder onderzoek naar een minimale temperatuur en verblijftijd om 90% opbrengst te halen is nodig om de druk in het systeem te beperken en de productiecapaciteit te maximaliseren.