康宁颠覆式创新:连续流技术

《中国化工报》(CCIN)将康宁AFR评为中国“十三五”规划的典范之一,展示了康宁在过去五年取得的成就和对中国经济增长的价值。

本文基于《中国化工报》2020年12月28日刊发的一篇中文文章。

创新是康宁成功的核心,也是康宁在中国发展的重要基石。回顾康宁丰富的创新历史——从为托马斯·爱迪生发明的灯泡提供玻璃外壳,到低损耗光纤带来的通信革命;从千家万户使用的显示技术,到高质量、创新的生命科学产品,使改变生活的药物和治疗的生产和交付成为可能:康宁通过创新不断促进技术的开发和应用,以改善人们的生活。

康宁先进流反应器技术有限公司总裁兼总经理蒋毅博士表示,康宁先进流™反应器(AFR)技术是本就更安全的化工生产可持续发展的重要创新之一。目前,康宁先进流反应器技术已经在中国的制药和精细化工两个重要领域建立了内在更安全的连续流生产设备系统,年流量吞吐量达1万吨。这些系统连续成功运行了三年多,为用户带来了巨大的经济和社会效益。

创新基因:康宁先进流堆技术获得信任

基于公司在先进材料和加工技术方面的专业知识,康宁将微反应技术的概念扩展到精细化工和制药化学品的研发和生产。康宁独特的通道设计为客户提供了全新的智能合成技术,具有固有的更安全、更优越的性能和更低的能耗。

易说,自2002年康宁首次研究“微通道模块”以来,公司一直致力于微通道连续流技术的创新。截至2020年5月,康宁AFR技术在全球已申请227项专利,获批170项专利,其中33项在中国。

康宁AFR技术包括产品线的不断改进和应用的不断扩展。自2008年第一台年流量吞吐量80吨/年的反应器投入工业应用以来,康宁AFR在危险化学反应处理方面的优势较批式反应器技术有了明显提升。精细化工加工业中有很多危险的化学反应,如硝化、加氢、氯化、磺化、氟化等。反应速度快,热量释放快。传统的间歇堆往往存在“温度失控”、“物料碰撞”、甚至爆炸事故的潜在风险。针对精细化工和制药工艺的现状,为解决安全、效率和产能问题,康宁先后推出了创新的先进流量反应器(advance - flow Reactor)产品,每个反应器年流量吞吐量分别为250吨、1000吨、2000吨、3500吨和10000吨。

其中,最关键的是康宁反应器的持液能力低,加工过程连续可控,自动化程度高,可实现无缝放大。这是一种本质上更安全的化学研发和生产技术,可以从一开始就降低反应过程的风险。通过多年的创新和实践,康宁提供了各种连续单元技术和系统集成所需的技术专长。自动化程度高的连续生产不仅可以减少制造足迹,还可以减少人工、浪费和提高单位空间的盈利能力。

推广应用:经济效益和社会效益显著

产品创新以应用为基础。康宁多年来一直在推广先进流动反应器技术,致力于帮助客户实现持续制造的价值和效益。

2018年,康宁AFR团队与山东亿丰生化有限公司紧密合作,建成了全自动AFR硝化生产系统,年总流量吞吐量10000吨。与传统工厂相比,单位面积平均产量提高10倍,总占地面积减少90%,运营成本降低20%以上。

2019年,在浙江卫华新材料科技有限公司,(卫华)康宁的新G5反应器用于重氮化和水解反应过程,每个反应器年流量吞吐量为1万吨。通过使用康宁公司的G5反应器,不仅实现了整个过程的全自动连续,而且大大提高了收率,缩短了反应时间,减少了浪费、人工和空间占用等。

在过去的一年里,康宁AFR团队在多个省份帮助企业进行了本质上更安全的危险化学品生产技术改造,特别是在存在安全隐患、急需改造的硝化生产工厂。这些成功的工业应用案例,一方面使客户能够应用新技术,实现更加环保的生产过程,更加自动化和内在安全的生产,同时在实际生产中为客户带来可观的经济和社会效益。另一方面,由于使用了康宁与生俱来的更安全技术,一些受安全和环保限制的危险化学品的生产获得了许可证,确保了化学品供应链的完整性。

近年来,制药行业面临着许多挑战,包括开发速度、生产成本、产品质量、供应可靠性等。现阶段,新冠肺炎疫情的爆发加速了新药的研发,药品生产需要更加快速和灵活。因此,康宁及其客户获得了美国食品和药物管理局(FDA)的支持,在制药行业创新应用和开发连续制造技术。康宁独特的模块化、多功能、连续流合成生产平台可以满足FDA严格的合规标准。此外,康宁的反应堆技术和所有系统组件都符合安全、环境和经济要求的高标准。2017年,康宁与浙江医药集团共同建设了全连续流水生产装置,年流水吞吐量10000吨维生素中间体。连续连续生产成功实现了三年多的稳定运行。该装置不仅产品质量稳定,而且产率提高了几个百分点以上,同时大大减少废液,实现了内在的安全、清洁生产,为客户带来了显著的经济效益和社会效益。

连续流技术正成为世界制药集团和CDMO的战略投资领域。辉瑞(Pfizer)、礼来(Eli Lilly)、葛兰素史克(GlaxoSmithKline)和安进(Amgen)等大型国际制药集团已将连续流技术应用于药物的研发和生产。在大型制药和CDMO中,如浙江药业、天津药业、齐鲁药业、无锡药明康德、浙江九州药业、阿西美等大型制药和CDMO中,连续流反应器技术已成为研发和生产平台的关键方法。

康宁的创新技术不仅应用于精细化工和制药行业,而且在农用化学品、香精香料、高性能材料、生物技术和高端生命营养产品等领域的应用也在不断扩大。康宁致力于新领域的应用,使客户能够享受到连续流技术的好处,包括固有的更安全的生产、连续性、高效率、稳定的质量和降低成本。

立足优势,培养人才

易教授认为,连续流技术的蓬勃发展需要大量的专业技术人才。自2009年以来,康宁与全球50多所大学开展了不同层次的教学和科研合作。通过产业界和学术界的合作,可以尽快实现研究院和高校开发的具有连续流技术的新产品的技术转化。在人才培养方面,康宁有了长足的发展康宁星云™教育套件并与高校教授和学生一起不断流动教学课程,取得了显著的效果。康宁学院和麻省理工学院化学工程系的流动化学课程被评为该校2018年最佳课程。

10月28日,康宁化学化工教学平台在福州大学揭幕,开启研究生连续流教学课程。此外,康宁与常州工程技术职业学院共同建立了“固有安全技术研究院”。

康宁依托康宁AFR技术优势、全球科研团队、上下游配套合作伙伴,努力为全球客户提供连续流工艺开发、工业自动化生产、人才培养等全方位技术服务,构建全球连续流技术生态链。

创新必将使康宁在新时代谱写高质量发展的新篇章。

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