化学中间体的合成-连续工艺和未来工厂
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新的工艺窗 口 新的产品 工艺强化
新的供应链
未来生产 工艺
全面的过程设计
全连续工艺
开发优化的未来生产工艺需要对 整个生产价值链进行分析与优化
不断变化与 不同地区的 市场
新的工程方 法
创新的工具 与技术
Page 8
BTS组织架构 – 整合专业资源以提供最佳解决方案
BTS流动化学产品:
硬件与装置
• • • 模块化、标准化 实验室与生产设备 完整的系统 • • • •
金属制造，精确，耐用
生产规模:
No. of channels: 10-1000 Channel size: 18 x 3…120 x 3 mm
中试规模:
No. of channels: 3-100 Channel size: 12 x 1.5 mm & 18 x 3 mm Throughput: 10-300 L/h
化学中间体的合成 - 连续工艺和未 来工厂
科技创造美好生活 刘涛，2012-09-25 拜耳技术工程（上海）有限公司 工艺开发事业部
Page 1
拜耳公司
科技创造美好生活
员工总数：11.2 万* 年销售额：365 亿欧元 研发投入：29 亿欧元
*2011-12-31数据
拜耳 – 组织架构
控股公司
管理委员会
开发与咨询
工艺开发与放大 新工艺路线 中试生产 工程化 • • •
创新
展示新生产技术 建立交流与合作 的平台 培训与研讨
拜耳技术工程（上海）有限公司 （BTES）
page 9
创新的技术与设备 – 微反应技术 – 工艺理念的变革
• 流动化学工艺与微结构设备将使工艺设计完全按
照化学反应的要求进行
• 极大提高过程的质量和热量传递（几个数量级的
在小规模下朝连续化迈进 – 模块化微反应技术
原料1 原料2
无管化连接使反应装置的组装简单、 灵活、方便。 产物
创新的技术与设备 – 微分离装置
conventional column
液体 蒸汽/ 气体
高效微结构气液接触器
易于通过数量增 加进行工艺放大
模块化系统
移动生产
吸收柱水平放置
流体工艺 - 单元操作 - 热力学 - 物理性质
计算与模拟科学 - 系统生物学与药理学 - 复杂系统
应用分析技术 - 分析技术 - 筛选 - 检测
产品设计 - 配方 - 加工 - 纳米材料
Page 5
化学中间体的生产
特征 品种多，批量小，市场变化快，产品生命周期短
生产
典型设备 优点
多用途工厂
间歇/半间歇搅拌釜 结构简单，加工方便；操作条件可控范围较广， 操作灵活性高，便于更换品种，能适应多样化的 生产。 一个生产周期包括加料，反应，出料，清洗等多 个步骤，装料、卸料等辅助操作时间长，设备利 用率不高、产品质量不稳定，劳动强度大。
缺点
“To my own surprise, it isn‘t the biggest, nor the strongest, nor the fastest, but it is the fittest that will survive!“
Charles Darwin
如何使我们的生产符合未来的需要？
• • • •
微反应技术 流动化学 连续下游工艺及技术 方案 新的配方与产品….
模块化工艺 设备 容器 F³ 工厂
为高难度的产品提供 新的，经济的生产 路线
活性原料药的连续 生产及其下游处理 (F³ 工厂中的项目) 位于勒沃库森化学园的 “Invite“ 研究中心。
Page 16
模块化的理念在什么时候是有利的？
拜耳公司 公司总部
业务领域 拜耳医药保健（BHC） 拜耳作物科学 （BMS） 拜耳材料科学（BCS） 拜耳商务服务 （BBS） 拜耳技术服务 （BTS）
服务领域
科伦塔（CURRENTA）
拜耳技术服务公司 (BTS)
年销售额：
员工总数： 客户领域： 服务范围：
4.6 亿欧元
2,700
（2011年）
（2011-12-31）
技术进步开始于小规模装置
单位生产成本
传统设计随工厂规模增大具有 规模效应 模块化提供了灵活性，但损失了规模 效应
世界级
小规模
模块化放大
规模
模块化放大在小规模和中等规模生产中具有经济可行性 模块化，标准化，连续化的工艺和设备将改变化学中间体生产的未来！
Miprowa®微反应器
用于化学工业的高效中试和生产单元 简单可靠的放大 方便应用于多种用途 容易拆装和维护
填充
液体
蒸汽/ 气体
A Company
Page 13
在小规模下朝连续化迈进 – 连续化工艺开发
目标： 提高选择性（低温，活泼中间体，多步反应…） 提高安全性（危险化学品，快反应，强放热…) 新的操作条件（原料，浓度，温度，压力…） 连续化 （产品品质，可重复性，经济性…） 典型实例：快速强放热反应 反应快、放热量高，使得常规批次反应危险性高， 放大难以实现， 采用小型/微结构的反应器进行高效的换热与混合
医药保健，农作物科学，材料和高分子，化学品 化学品生产的全生命周期
技术开发 项目管理与工程 运营支持与安全
Page 4
BTS卓越的技术能力与领先的应用技术
催化 - 催化剂开发 - 过程开发
工艺设计 - 工艺简化 - 工艺开发 - 工艺分析
合成 - 流动化学和动力学 - 新溶剂 - 新工艺窗口
生物技术 - 发酵 - 生物催化 - 细胞培养与分离
改变） 过程强化
• 微结构设备为开发新型可持续工艺打开了新的窗
口
• 从小试wk.baidu.com究到中试开发再到生产规模，快速放大
缩短了产品面世时间
在小规模下朝连续化迈进 – 模块化微反应技术
模块种类多（混合、反应、换热，显示，控制） 应用范围广 （压力、温度、流量、介质） 易拆装，易清洗
Page 11
Throughput: 300-10.000 L/h
实验室规模:
No. of channels: 1-8 Channel size: 12 x 1.5 mm Throughput: 3-10 L/h
Page 18
总结
中小型化学中间体产品未来将使用集成的模块化装置进 行定制生产，特别是： 精细化学品、特种化学品 医药和农药活性组分 大宗化学品的生产仍将保持最经济的生产方式 即使是大宗化学品，在某些情况下（例如市场开发阶 段）一个小规模的模块化工厂也有可能是值得考虑的。
Page 19
谢谢!
E-mail: tao.liu@bayer.com 电话：021-6146-5254
Page 20
NO2
Li
X Y
RLi
X Y
E+
E
R R2
R1
R R2
R1
X Y
连续工艺技术使棘手目标分子的合成难题迎刃而解。
page 14
模块化、连续化的未来生产理念 – 研究、展示和培训
Page 15
未来工厂 – 创新, 标准化, 应用
工艺创新
技术与开发
标准化的平台
开发与放大
应用
材料: 在快速发展的 新兴市场，快速形成 产能。
新的供应链
未来生产 工艺
全面的过程设计
全连续工艺
开发优化的未来生产工艺需要对 整个生产价值链进行分析与优化
不断变化与 不同地区的 市场
新的工程方 法
创新的工具 与技术
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BTS组织架构 – 整合专业资源以提供最佳解决方案
BTS流动化学产品:
硬件与装置
• • • 模块化、标准化 实验室与生产设备 完整的系统 • • • •
金属制造，精确，耐用
生产规模:
No. of channels: 10-1000 Channel size: 18 x 3…120 x 3 mm
中试规模:
No. of channels: 3-100 Channel size: 12 x 1.5 mm & 18 x 3 mm Throughput: 10-300 L/h
化学中间体的合成 - 连续工艺和未 来工厂
科技创造美好生活 刘涛，2012-09-25 拜耳技术工程（上海）有限公司 工艺开发事业部
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拜耳公司
科技创造美好生活
员工总数：11.2 万* 年销售额：365 亿欧元 研发投入：29 亿欧元
*2011-12-31数据
拜耳 – 组织架构
控股公司
管理委员会
开发与咨询
工艺开发与放大 新工艺路线 中试生产 工程化 • • •
创新
展示新生产技术 建立交流与合作 的平台 培训与研讨
拜耳技术工程（上海）有限公司 （BTES）
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创新的技术与设备 – 微反应技术 – 工艺理念的变革
• 流动化学工艺与微结构设备将使工艺设计完全按
照化学反应的要求进行
• 极大提高过程的质量和热量传递（几个数量级的
在小规模下朝连续化迈进 – 模块化微反应技术
原料1 原料2
无管化连接使反应装置的组装简单、 灵活、方便。 产物
创新的技术与设备 – 微分离装置
conventional column
液体 蒸汽/ 气体
高效微结构气液接触器
易于通过数量增 加进行工艺放大
模块化系统
移动生产
吸收柱水平放置
流体工艺 - 单元操作 - 热力学 - 物理性质
计算与模拟科学 - 系统生物学与药理学 - 复杂系统
应用分析技术 - 分析技术 - 筛选 - 检测
产品设计 - 配方 - 加工 - 纳米材料
Page 5
化学中间体的生产
特征 品种多，批量小，市场变化快，产品生命周期短
生产
典型设备 优点
多用途工厂
间歇/半间歇搅拌釜 结构简单，加工方便；操作条件可控范围较广， 操作灵活性高，便于更换品种，能适应多样化的 生产。 一个生产周期包括加料，反应，出料，清洗等多 个步骤，装料、卸料等辅助操作时间长，设备利 用率不高、产品质量不稳定，劳动强度大。
缺点
“To my own surprise, it isn‘t the biggest, nor the strongest, nor the fastest, but it is the fittest that will survive!“
Charles Darwin
如何使我们的生产符合未来的需要？
• • • •
微反应技术 流动化学 连续下游工艺及技术 方案 新的配方与产品….
模块化工艺 设备 容器 F³ 工厂
为高难度的产品提供 新的，经济的生产 路线
活性原料药的连续 生产及其下游处理 (F³ 工厂中的项目) 位于勒沃库森化学园的 “Invite“ 研究中心。
Page 16
模块化的理念在什么时候是有利的？
拜耳公司 公司总部
业务领域 拜耳医药保健（BHC） 拜耳作物科学 （BMS） 拜耳材料科学（BCS） 拜耳商务服务 （BBS） 拜耳技术服务 （BTS）
服务领域
科伦塔（CURRENTA）
拜耳技术服务公司 (BTS)
年销售额：
员工总数： 客户领域： 服务范围：
4.6 亿欧元
2,700
（2011年）
（2011-12-31）
技术进步开始于小规模装置
单位生产成本
传统设计随工厂规模增大具有 规模效应 模块化提供了灵活性，但损失了规模 效应
世界级
小规模
模块化放大
规模
模块化放大在小规模和中等规模生产中具有经济可行性 模块化，标准化，连续化的工艺和设备将改变化学中间体生产的未来！
Miprowa®微反应器
用于化学工业的高效中试和生产单元 简单可靠的放大 方便应用于多种用途 容易拆装和维护
填充
液体
蒸汽/ 气体
A Company
Page 13
在小规模下朝连续化迈进 – 连续化工艺开发
目标： 提高选择性（低温，活泼中间体，多步反应…） 提高安全性（危险化学品，快反应，强放热…) 新的操作条件（原料，浓度，温度，压力…） 连续化 （产品品质，可重复性，经济性…） 典型实例：快速强放热反应 反应快、放热量高，使得常规批次反应危险性高， 放大难以实现， 采用小型/微结构的反应器进行高效的换热与混合
医药保健，农作物科学，材料和高分子，化学品 化学品生产的全生命周期
技术开发 项目管理与工程 运营支持与安全
Page 4
BTS卓越的技术能力与领先的应用技术
催化 - 催化剂开发 - 过程开发
工艺设计 - 工艺简化 - 工艺开发 - 工艺分析
合成 - 流动化学和动力学 - 新溶剂 - 新工艺窗口
生物技术 - 发酵 - 生物催化 - 细胞培养与分离
改变） 过程强化
• 微结构设备为开发新型可持续工艺打开了新的窗
口
• 从小试wk.baidu.com究到中试开发再到生产规模，快速放大
缩短了产品面世时间
在小规模下朝连续化迈进 – 模块化微反应技术
模块种类多（混合、反应、换热，显示，控制） 应用范围广 （压力、温度、流量、介质） 易拆装，易清洗
Page 11
Throughput: 300-10.000 L/h
实验室规模:
No. of channels: 1-8 Channel size: 12 x 1.5 mm Throughput: 3-10 L/h
Page 18
总结
中小型化学中间体产品未来将使用集成的模块化装置进 行定制生产，特别是： 精细化学品、特种化学品 医药和农药活性组分 大宗化学品的生产仍将保持最经济的生产方式 即使是大宗化学品，在某些情况下（例如市场开发阶 段）一个小规模的模块化工厂也有可能是值得考虑的。
Page 19
谢谢!
E-mail: tao.liu@bayer.com 电话：021-6146-5254
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Li
X Y
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X Y
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连续工艺技术使棘手目标分子的合成难题迎刃而解。
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模块化、连续化的未来生产理念 – 研究、展示和培训
Page 15
未来工厂 – 创新, 标准化, 应用
工艺创新
技术与开发
标准化的平台
开发与放大
应用
材料: 在快速发展的 新兴市场，快速形成 产能。