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1 目 錄 1 總論 1 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 1 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 1 3 設(shè)計(jì)原則 1 1 4 設(shè)計(jì)思路與說(shuō)明 2 1 4 1 設(shè)計(jì)思路 2 1 4 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明 2 1 5 設(shè)計(jì)規(guī)模 4 1 6 產(chǎn)品介紹 4 1 6 1 硫辛酸 4 1 6 2 依非韋倫 5 1 6 3 纈沙坦 6 2 工藝說(shuō)明 8 2 1 硫辛酸 8 2 1 1 生產(chǎn)方法 8 2 1 2 工藝特點(diǎn) 8 2 1 3 各步生產(chǎn)流程 8 2 1 4 工藝流程方框圖 9 2 1 5 化學(xué)方程式 9 2 1 6 工藝路線敘述 9 2 2 依非韋倫 11 2 2 1 生產(chǎn)方法 11 2 2 2 工藝特點(diǎn) 12 2 2 3 各步生產(chǎn)流程 12 2 2 4 工藝流程方框圖 13 2 2 5 化學(xué)方程式 13 2 2 6 工藝路線敘述 14 2 3 纈沙坦 17 2 3 1 生產(chǎn)方法 17 2 3 2 工藝特點(diǎn) 17 2 3 3 各步生產(chǎn)流程 17 2 3 4 工藝流程方框圖 17 2 3 5 化學(xué)方程式 17 2 3 6 工藝路線敘述 18 3 生產(chǎn)制度 20 3 1 生產(chǎn)線數(shù)目比較 20 3 1 1 一條生產(chǎn)線 20 3 1 2 兩條生產(chǎn)線 20 3 1 3 生產(chǎn)線優(yōu)化結(jié)果 20 2 3 2 班次確定 21 3 3 時(shí)間安排表 21 3 3 1 硫辛酸生產(chǎn)批次時(shí)間排班 22 3 3 2 依非韋倫生產(chǎn)批次時(shí)間排班 23 3 3 3 纈沙坦生產(chǎn)批次時(shí)間排班 24 4 物料衡算和能量衡算 25 4 1 物料衡算概述 25 4 2 物料衡算基本理論 25 4 3 物料衡算基準(zhǔn) 25 4 4 衡算方法和步驟 26 4 5 硫辛酸物料衡算 26 4 5 1 衡算過(guò)程 27 4 5 2 硫辛酸物料平衡框圖 30 4 6 依非韋倫 32 4 6 1 衡算過(guò)程 32 4 6 2 依非韋倫物料平衡框圖 35 4 7 纈沙坦 38 4 7 1 衡算過(guò)程 38 4 7 2 纈沙坦物料平衡框圖 40 4 8 熱量衡算依據(jù) 42 4 9 熱量衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算和查取 43 4 9 1 比熱容的計(jì)算 43 4 9 2 狀態(tài)熱的計(jì)算 45 4 9 3 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 46 4 10 硫辛酸熱量衡算 48 4 10 1 物料數(shù)據(jù) 48 4 10 2 計(jì)算過(guò)程 48 4 10 3 硫辛酸能量衡算一覽表 52 4 11 依非韋倫能量衡算 53 4 11 1 物料數(shù)據(jù) 53 4 11 2 計(jì)算過(guò)程 53 4 11 3 依非韋倫能量衡算一覽表 58 4 12 纈沙坦能量衡算 59 4 12 1 物料數(shù)據(jù) 59 4 12 2 計(jì)算過(guò)程 59 4 12 3 纈沙坦能量衡算一覽表 61 5 工藝設(shè)備設(shè)計(jì)選型與相應(yīng)說(shuō)明 62 5 1 選型概述 62 5 2 工藝設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的任務(wù) 62 5 3 選型計(jì)算依據(jù) 62 5 4 主要生產(chǎn)設(shè)備選型設(shè)計(jì) 63 5 4 1 稱重配液罐 63 3 5 4 2 反應(yīng)釜 65 5 4 3 過(guò)濾設(shè)備 71 5 4 4 離心機(jī)設(shè)備 72 5 4 5 真空干燥機(jī) 73 5 5 6 過(guò)濾洗滌干燥三合一設(shè)備 75 5 5 屏蔽泵 76 5 6 斗式提升機(jī) 77 5 7 設(shè)備一覽表 78 6 公用工程 79 6 1 供水 79 6 1 1 純化水制備工藝 79 6 1 2 公共用水量 83 6 2 排水 83 6 3 供電系統(tǒng) 84 6 3 1 車間供電系統(tǒng) 84 6 4 凈化空調(diào)系統(tǒng) 86 6 4 1 概述 86 6 4 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 86 6 4 3 空調(diào)系統(tǒng)類別選擇 87 6 4 4 除塵排風(fēng) 88 6 4 5 空調(diào)凈化系統(tǒng)流程 88 6 4 6 風(fēng)量計(jì)算 89 6 5 冷凍鹽水系統(tǒng) 90 6 5 1 概述 90 6 5 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 90 6 5 3 冷卻循環(huán)系統(tǒng)工藝流程 90 6 5 4 系統(tǒng)流程工藝說(shuō)明 91 6 6 供氣系統(tǒng) 91 6 6 1 概述 91 6 6 2 系統(tǒng)流程 91 6 6 3 氮?dú)庀到y(tǒng) 92 6 6 4 氫氣供給 93 7 管道設(shè)計(jì) 94 7 1 設(shè)計(jì)概述 94 7 2 相關(guān)規(guī)范 94 7 3 管道布置說(shuō)明 94 7 4 管道選型計(jì)算 95 7 4 1 反應(yīng)釜清洗用水管道選型 96 7 4 2 工藝用水的管道選型 96 7 4 3 乙酸乙酯管道選型 97 7 4 4 丙酮管道選型 97 7 4 5 其他工藝液體管道選型 98 4 7 4 6 反應(yīng)物料輸送管道選型 98 7 4 7 廢水管道選型 99 7 4 8 壓縮空氣 氮?dú)馀c氫氣管道選型 99 7 4 9 熱水循環(huán)管道冷凍鹽水管道選型 100 7 4 10 回收套用管道選型 101 7 5 閥門選擇 101 8 車間布置 103 8 1 設(shè)計(jì)概述 103 8 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 103 8 3 車間布置設(shè)計(jì)遵循的原則 103 8 4 車間布置設(shè)計(jì) 104 8 4 1 設(shè)計(jì)思路 104 8 4 2 車間組成說(shuō)明 105 8 4 3 各樓層車間布置 105 8 4 4 設(shè)備平面布局說(shuō)明 108 8 5 人 物流設(shè)置情況 110 8 6 生產(chǎn)區(qū)域潔凈級(jí)別劃分 112 8 7 車間布置特點(diǎn) 114 9 行政法規(guī)執(zhí)行措施 116 9 1 消防設(shè)計(jì)措施 116 9 1 1 概述 116 9 1 2 相關(guān)規(guī)范 116 9 1 3 車間安全疏散 116 9 1 4 生產(chǎn)過(guò)程的防火防爆 119 9 1 5 廠房消火栓的設(shè)置 119 9 1 6 穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng) 120 9 1 7 其它滅火系統(tǒng) 120 9 2 環(huán)境保護(hù)措施 120 9 2 1 污染源及污染物 120 9 2 2 污染物處理措施 121 9 2 3 環(huán)境監(jiān)測(cè) 122 9 3 勞動(dòng)安全衛(wèi)生措施 122 9 3 1 概述 122 9 3 2 相關(guān)規(guī)范 123 9 3 3 安全保護(hù)措施 123 9 4 節(jié)能措施 125 9 4 1 設(shè)計(jì)概述 125 9 4 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 125 9 4 3 建筑節(jié)能 126 9 4 4 水系統(tǒng)節(jié)能 126 9 4 5 蒸汽系統(tǒng)節(jié)能 127 9 4 6 供電系統(tǒng)節(jié)能 128 5 9 4 7 優(yōu)化配電系統(tǒng) 129 9 4 8 空壓系統(tǒng)節(jié)能 129 9 4 9 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能 129 10 GMP 專篇 131 10 1 潔凈區(qū)劃分和空氣潔凈說(shuō)明 131 10 1 1 潔凈區(qū)劃分 131 10 1 2 空氣潔凈說(shuō)明 131 10 1 3 GMP 要求 132 10 2 車間人物流設(shè)施說(shuō)明 133 10 3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置 局部排風(fēng)及除塵說(shuō)明 135 10 4 凈化裝修說(shuō)明 136 10 5 工藝選型設(shè)備說(shuō)明 137 10 6 公用工程設(shè)施符合 GMP 要求的說(shuō)明 138 11 存在問(wèn)題及建議 141 11 1 選型 141 11 2 生產(chǎn)線的確定 141 11 3 物料轉(zhuǎn)移的損失量 142 11 4 管道設(shè)計(jì)問(wèn)題 143 11 5 車間設(shè)計(jì) 143 12 結(jié)束語(yǔ) 145 附錄 147 1 1 總論 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 化學(xué)原料藥多功能車間設(shè)計(jì) 1 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 第四屆 國(guó)藥工程杯 全國(guó)大學(xué)生制藥工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 生物制藥工廠工藝設(shè)計(jì) 化學(xué)工業(yè)出版社 制藥工廠工藝設(shè)計(jì) 化學(xué)工業(yè)出版社 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 藥品生質(zhì)量管理規(guī)范 2010 年修訂版 工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范 管道布置設(shè)計(jì)手冊(cè) 腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊(cè) 化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè) 無(wú)機(jī)卷 有機(jī)卷 2010 版 GMP 實(shí)施指南 制藥工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定 國(guó)家經(jīng)濟(jì) 建筑 環(huán)保等相關(guān)政策 1 3 設(shè)計(jì)原則 1 產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量指標(biāo)符合國(guó)家各項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 2 使用合理 先進(jìn) 經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)工藝 充分利用資金 原輔 料 公用設(shè)施和人力資源 所選的設(shè)備和材料可靠 且盡可能使用 民族品牌 全程是可操作 可控制的 能滿足常規(guī)操作要求 3 嚴(yán)格遵守消防 衛(wèi)生 勞動(dòng)保護(hù)等有關(guān)規(guī)定 規(guī)范 保障 生產(chǎn)安全順利進(jìn)行 避免原料藥的產(chǎn)品污染 混淆與人為差錯(cuò)的發(fā) 生 并確保操作人員安全 4 注重環(huán)境保護(hù)和資源的節(jié)約 設(shè)計(jì)中選用清潔生產(chǎn)工藝 在生產(chǎn)過(guò)減少 三廢 排放 同時(shí)采取行之有效的 三廢 治理措施 嚴(yán)格執(zhí)行 三廢 治理 三同時(shí) 方針 5 堅(jiān)持體現(xiàn) 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 環(huán)保效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益并重 2 的原則 所選的技術(shù)方案是優(yōu)化方案 以最大程度減少投資 提高 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險(xiǎn)能力 6 安全第一 效益為 王 1 4 設(shè)計(jì)思路與說(shuō)明 1 4 1 設(shè)計(jì)思路 1 4 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明 1 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明 通過(guò)對(duì)生產(chǎn)能力 生產(chǎn)批量 生產(chǎn)批次和生產(chǎn)運(yùn)行模式的分析 3 確定生產(chǎn)作業(yè)方法和作業(yè)時(shí)間 從而確定設(shè)備生產(chǎn)能力和數(shù)量 本 設(shè)計(jì)采用兩條生產(chǎn)線同時(shí)產(chǎn)生 三班倒的工作方法 充分優(yōu)化人員 配置 理論上可以節(jié)省大量時(shí)間 而且可以使生產(chǎn)時(shí)間安排緊湊 生產(chǎn)靈活性大大增加 最大限度避免人員閑置 最大程度提高設(shè)備 利用率 2 設(shè)備選型說(shuō)明 根據(jù) 盡可能采用民族品牌設(shè)備 采用標(biāo)準(zhǔn)或改裝工藝設(shè)備 的 原則 運(yùn)用精益原則進(jìn)行車間布置及相關(guān)配套基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì) 最 大程度降低項(xiàng)目投資與運(yùn)行費(fèi)用 3 公共系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明 在滿足車間生產(chǎn)用水 用氣 汽 的要求下 車間的空調(diào)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)充分考慮人員舒適度要求 公共系統(tǒng)的設(shè)備選型 嚴(yán)格按照每 日的最大用水 用氣 汽 量進(jìn)行設(shè)計(jì) 并留有一定的擴(kuò)展生產(chǎn)能 力 公用系統(tǒng)的布局盡可能緊鄰生產(chǎn)工序中各個(gè)用水 用氣 汽 點(diǎn) 以減少輸送過(guò)程中的管道交叉和管道擁擠現(xiàn)象 方便管道的空 間布置 以實(shí)現(xiàn)布局的集成性和設(shè)備布局的經(jīng)濟(jì)性的方法 4 車間設(shè)計(jì)說(shuō)明 車間平面布置在 藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范 2010 年修訂 中 安全 防火等方面的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范條件下 盡可能做到人 物流 分開(kāi) 不返流 并注意布局的合理性 運(yùn)輸?shù)姆奖?路徑短捷 5 項(xiàng)目人員組成和分工詳細(xì)說(shuō)明 表 1 1 項(xiàng)目人員組成和分工說(shuō)明 4 成員 姓名 工作分工 隊(duì)長(zhǎng) 唐麗娟 工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)排班設(shè)計(jì) 物料衡算分析 設(shè)備選型分析 文檔整理 編制說(shuō)明書(shū)等 隊(duì)員 李慶 物料衡算分析 設(shè)備選型分析 編制說(shuō)明書(shū)等 隊(duì)員 李滔 能量衡算分析 編制說(shuō)明書(shū)等 隊(duì)員 馬楊豹 生產(chǎn)排班設(shè)計(jì) 車間工藝設(shè)備布局及分析 工藝設(shè)計(jì)等 隊(duì)員 曹麗玲 車間工藝設(shè)備布局及分析 車間布局設(shè)計(jì) 軟件支持 CAD 制圖等 隊(duì)員 許源 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 公共系統(tǒng)設(shè)計(jì) GMP 專篇等 1 5 設(shè)計(jì)規(guī)模 1 6 產(chǎn)品介紹 1 6 1 硫辛酸 1 結(jié)構(gòu)與說(shuō)明 CAS 登記號(hào) 62 46 4 1077 28 7 中文名稱 DL 硫辛酸 英文名稱 5 1 2 dithiolan 3 yl valeric acid Thiocitic Acid 分子式 C 8N14O2S2 分子量 266 33 2 藥理作用 硫辛酸多存在于肝 腎和心臟中 是作為丙酮酸的氧化脫酸酶的 輔酶而起作用 用作制劑的硫辛酸大部分是合成產(chǎn)品 多為外消旋體 產(chǎn)品名稱 設(shè)計(jì)規(guī)模 t a 含量 包裝規(guī)格 其他 硫辛酸 25 99 5 紙板桶 25kg 桶 非無(wú)菌原料藥 依非韋倫 25 99 5 紙板桶 25kg 桶 非無(wú)菌原料藥 纈沙坦 25 99 5 紙板桶 25kg 桶 非無(wú)菌原料藥 5 天然硫辛酸具有光學(xué)活性 屬左旋體 硫辛酸對(duì)急性肝炎 肝硬化 肝昏迷 脂肪肝等肝臟疾病的預(yù) 防和治療及對(duì)于治療肝病引起的營(yíng)養(yǎng)代謝失調(diào)等癥都有效果 作為 注射用藥 主要適用于治療 Leigh 綜合癥 亞急性壞死性腦脊髓炎 中 毒性 鏈霉素和卡那霉素引起的 和噪音性 職業(yè)性 內(nèi)耳重聽(tīng)癥 以及緩 解肌體過(guò)度疲勞等作用 此外 由于硫辛酸可極大的提高抗氧化能力 在美國(guó)的健康食品中得到廣泛使用 歐洲還用于抗糖尿食品 德國(guó)科 學(xué)家最近研究發(fā)現(xiàn) 硫辛酸藥物對(duì)于早期老年性癡呆癥 具有抑制效 果 1 6 2 依非韋倫 1 結(jié)構(gòu)與說(shuō)明 CAS 登記號(hào) 154598 52 4 中文名稱 4S 6 氯 4 環(huán)丙基乙炔基 1 4 氫 4 三氟甲基 2H 3 1 氧氮雜萘 2 酮 英文名稱 4S 6 chloro 4 cyclopropylethynyl 1 4 dihyd ro 4 trifluoromethyl 2H 3 1 benzo xazin 2 one 分子式 C 14H9ClF3NO2 分子量 315 68 6 2 藥理作用 依非韋倫是人類免疫缺陷病毒 1 型 HIV 1 的選擇性非核苷 類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑 作用于模板 引物或三磷酸核苷 兼有小部分 競(jìng)爭(zhēng)性的抑制作用 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)臨床治療劑量的依非韋倫對(duì) HIV 2RT 和人細(xì)胞 DNA 多聚酶 和 無(wú)抑制作用 依非韋倫與其他抗 HIV 藥物聯(lián)合應(yīng)用可以治療 HIV 1 感染 改 適應(yīng)正是基于兩個(gè)為期一年以上的臨床試驗(yàn) 證實(shí)藥物能夠長(zhǎng)期抑 制 HIV RNA 依非韋倫不能與特非那定 阿司米唑 西沙比利 三 唑侖及咪達(dá)唑侖合并使用 因?yàn)橐婪琼f倫競(jìng)爭(zhēng)性地利用 CYP3A4 能夠與抑制這些藥物的代謝 有可能造成嚴(yán)重的和威脅生命的不良 反應(yīng) 如心律失常 持續(xù)過(guò)度鎮(zhèn)靜或呼吸抑制 1 6 3 纈沙坦 1 結(jié)構(gòu)與說(shuō)明 CAS 登記號(hào) 127862 53 4 中文名稱 N 1 氧代戊基 N 2 1H 四唑 5 基 1 1 聯(lián)苯 4 基 甲基 L 纈氨酸 英文名稱 N 1 oxopentyl N 2 1H tetrazol 5 yl 1 1 biphenyl 4 yl methyl L valine 7 分子式 C24N29N5O3 分子量 435 53 2 藥理作用 纈沙坦作為一種血管緊張素 II AngII 受體抗結(jié)劑 可抗結(jié) AngII 的 ATI 受體亞型 能降低血壓 減輕心臟負(fù)荷 逆轉(zhuǎn)心肌和 血管壁平滑肌肥厚 降低腎小球內(nèi)壓 減少蛋白尿 延緩肝 腎間 質(zhì)纖維化的進(jìn)程 結(jié)論 纈沙坦除用于治療高血壓外 還可用于治 療心力衰竭 急性心肌梗 防止肝 腎纖維化 保護(hù)血管 減少糖 尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生 治療腎移植術(shù)后紅細(xì)胞增多癥和降低男生 高血壓患者性功能障礙的發(fā)生 8 2 工藝說(shuō)明 2 1 硫辛酸 2 1 1 生產(chǎn)方法 以 6 8 二氯辛酸乙酯為原料 乙醇與水做溶劑同水合硫化鈉 硫磺 乙醇和四丁基溴化銨進(jìn)行環(huán)合反應(yīng) 得硫辛酸乙酯 與氫氧 化鈉水解 加鹽酸 調(diào)節(jié)體系 得酸化液 經(jīng)萃取 洗滌分層 結(jié) 晶 離心 真空干燥 回收 精制得硫辛酸成品 2 1 2 工藝特點(diǎn) 由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知 以 6 8 二氯辛酸乙酯為原料 以乙醇和水 為溶劑 四丁基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑 均相合成目標(biāo)產(chǎn)物硫辛酸 中間體硫辛酸乙酯無(wú)需分離 可直接進(jìn)行水解 酸化得到硫辛酸 該方法簡(jiǎn)化了反應(yīng)操作 降低了生產(chǎn)成本 有利于工業(yè)化生產(chǎn) 2 1 3 各步生產(chǎn)流程 第一步 環(huán)合 以 6 8 二氯辛酸乙酯等為原料與水合硫化鈉 硫磺 乙醇 四丁基溴化銨 加熱回流 進(jìn)行環(huán)合反應(yīng) 得環(huán)合液 冷卻待用 第二步 水解 環(huán)合液加氫氧化鈉溶液進(jìn)行水解反應(yīng) 加鹽酸 酸化 得酸化液 而后經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng) 減壓濃縮 萃取 結(jié)晶 離心 真空干燥等 得硫辛酸粗品 第三步 精制 將硫辛酸粗品同乙酸乙酯 活加熱性炭加熱回 流 進(jìn)行脫色反應(yīng) 脫碳過(guò)濾后 結(jié)晶 離心 真空干燥得硫辛酸 精品 9 2 1 4 工藝流程方框圖 圖 2 1 硫辛酸生產(chǎn)流程圖 2 1 5 化學(xué)方程式 1 二硫化鈉制備NaS 9H2O SNa2S 9H2O 2 環(huán)合反應(yīng)ClH2C2HCl 2 4CO2H5Na2SS CH2 4OC2H52NaCl 3 水解 酸化反應(yīng)S CH2 4OC2H5NaOHClS CH2 4OH C2H5ONaCl 2 1 6 工藝路線敘述 1 環(huán)合 向密閉的環(huán)合反應(yīng)釜中加入計(jì)量的純化水 水合硫化鈉 然后 10 開(kāi)啟反應(yīng)釜夾套熱水和攪拌系統(tǒng) 加熱升溫 并控溫在 60 分批 加入計(jì)量的硫磺粉 反應(yīng) 1 5h 小時(shí) 反應(yīng)結(jié)束后 分別向反應(yīng)釜加入計(jì)量的乙醇和四丁基溴化銨 并控溫度在 75 向反應(yīng)釜中緩慢滴加 6 8 二氯辛酸乙酯 6 8 二 氯辛酸乙酯滴加 2h 結(jié)束后 開(kāi)啟加熱套熱水系統(tǒng)加熱至回流 回流 反應(yīng) 8h 后 得環(huán)合液 關(guān)閉夾熱套熱水系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng) 冷卻至室 溫 待用 向反應(yīng)釜中緩慢滴加 20 氫氧化鈉溶液 開(kāi)啟夾套熱水 系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng) 加熱升溫 并控溫在 60 反應(yīng) 3h 此工段會(huì)產(chǎn) 生少量的硫化氫氣體 經(jīng)導(dǎo)管引出進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)處理后 通過(guò) 15 米高排氣筒高空排放 2 水解 酸化 反應(yīng)結(jié)束后 將環(huán)合液減壓濃縮 2h 減壓濃縮反應(yīng)完畢 將 餾出液經(jīng)回收塔減壓蒸餾回收乙醇套用 不凝氣體通過(guò) 15 米排氣筒 高空排放 開(kāi)啟循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 使?jié)饪s液降至室溫 然后向反應(yīng) 釜中緩慢加入適量 2mol L 鹽酸 1 5h 調(diào)節(jié) PH 體系至 2 得酸化 液 用計(jì)量的乙酸乙酯萃取上述酸化液 1h 除去水溶性鹽溶液 有機(jī)相用飽和食鹽水洗滌分層 1h 確保余相中沒(méi)有水溶性雜質(zhì) 向反應(yīng)釜中投入計(jì)量的無(wú)水硫酸鎂干燥 1h 用過(guò)濾器過(guò)濾 1h 過(guò)濾后的無(wú)水硫酸鎂經(jīng)烘干干燥后回收套 用 水相經(jīng)中和處理后排至污水處理站 將過(guò)濾后的有機(jī)相轉(zhuǎn)移至 濃縮釜 減壓濃縮 2h 開(kāi)啟反應(yīng)釜夾套冷凍鹽水系統(tǒng) 冷卻至 10 以下 攪拌結(jié)晶 4h 結(jié)晶畢 放料離心 3h 用計(jì)量的乙 11 酸乙酯淋洗濾餅 得濕物 放入真空干燥箱 在 0 08MPa 條件下干 燥 12h 淡黃色針狀粗品 母液和餾出液回收乙酸乙酯套用 加水 萃取分層 油相即乙酸乙酯 真空干燥排出的乙酸乙酯經(jīng)冷凝回收 殘留物送至市政處理 3 精制 向密閉的脫色釜加入計(jì)量的粗品 乙酸乙酯 活性炭 開(kāi)啟反 應(yīng)釜加熱套熱水系統(tǒng) 加熱回流 2h 反應(yīng)結(jié)束后 放料脫碳過(guò)濾 過(guò)濾產(chǎn)生的固廢 活性炭 作為危險(xiǎn)固廢送至市政處理 將濾液轉(zhuǎn) 至結(jié)晶釜 開(kāi)啟夾套冷凍鹽水系統(tǒng) 緩慢冷卻至 10 攪拌結(jié)晶 3h 放料 用斗式提升機(jī)將物料轉(zhuǎn)移至過(guò)濾洗滌干燥三合一設(shè)備 經(jīng)固液分離 在 0 08MPa 條件下真空干燥 三合一 12h 得淡黃 色針狀硫辛酸精品 離心母液抽入至回收罐 回收乙酸乙酯套用 加水萃取分層 油相即乙酸乙酯 真空干燥排出的乙酸乙酯經(jīng)冷 凝回收 殘留物送至市政處理 4 粉碎包裝 按要求粉碎 待檢 檢驗(yàn)合格后 進(jìn)行內(nèi)包 外包 入庫(kù) 2 2 依非韋倫 2 2 1 生產(chǎn)方法 以 4 氯 2 三氟乙?；?為原料 麻黃堿 乙基鋅和三氟乙醇 當(dāng)催化劑 與環(huán)丙基乙炔鋰加成反應(yīng)得加成物 加成物同氯甲酸甲 酯和碳酸鈉進(jìn)行環(huán)合 經(jīng)萃取 過(guò)濾 減壓濃縮 結(jié)晶 離心 真 空干燥得環(huán)合粗品 將其與乙酸乙酯 活性炭一齊加熱至回流 脫 12 碳過(guò)濾 濾液緩慢冷卻結(jié)晶 經(jīng)固液分離 用乙酸乙酯淋洗 濾餅 真空干燥 得依非韋倫精品 2 2 2 工藝特點(diǎn) 由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知 以 4 氯 2 三氟乙?；?苯胺為原料 合 成目標(biāo)產(chǎn)物依非韋倫 最優(yōu)條件下三步反應(yīng)的總收率穩(wěn)定在 80 且本方法具有成本低 環(huán)境友好 產(chǎn)物光學(xué)純度高等優(yōu)點(diǎn) 2 2 3 各步生產(chǎn)流程 第一步 加成 以 4 氯 2 三氟乙酰基 苯胺等為原料 與丙 酮 麻黃堿 三氟乙醇進(jìn)行加成反應(yīng) 得加成液 將其減壓濃縮 加入純化水靜置分層 有機(jī)相過(guò)濾 減壓濃縮 濃縮液冷卻結(jié)晶 離心 用乙酸乙酯淋洗 濾餅真空干燥 得加成物待用 第二步 環(huán)合 加成物與己酸乙酯 氯甲酸甲酯 碳酸鈉 純 化水混合得混合溶液 用純化水水洗分層 水相用乙酸乙酯萃取 合并有機(jī)相 用無(wú)水硫酸鈉干燥 過(guò)濾出硫酸鈉后 濾液經(jīng)減壓濃 縮 結(jié)晶 離心 用乙酸乙酯淋洗 濾餅真空干燥 得環(huán)合粗品 第三步 精制 將環(huán)合粗品同乙酸乙酯 活性炭加熱回流 進(jìn) 行脫色反應(yīng) 脫碳過(guò)濾后 轉(zhuǎn)至結(jié)晶釜緩慢冷卻結(jié)晶 經(jīng)固液分離 真空干燥得依非韋倫精品 13 2 2 4 工藝流程方框圖 圖 2 2 依非韋倫生產(chǎn)流程圖 2 2 5 化學(xué)方程式 1 加成反應(yīng) 2 環(huán)合反應(yīng) 14 2 2 6 工藝路線敘述 1 加成 將計(jì)量的乙基鋅和丙酮攪拌混合 約 0 5 小時(shí) 控制溫度 30 制得混合溶液 I 待用 將計(jì)量的環(huán)丙基乙炔鋰和丙酮攪拌混合 約 0 5 小時(shí) 控制溫度 30 制得混合溶液 II 待用 將 4 氯 2 三氟乙 ?；?苯胺和丙酮攪拌混合 約 0 5 小時(shí) 控制溫度 30 制得混 合溶液 III 待用 向密閉的加成釜反應(yīng)釜充入氮?dú)?置換反應(yīng)釜中的空氣后 在 常溫 常壓下依次向加成釜中加入計(jì)量的丙酮 麻黃堿 三氟乙醇 然后開(kāi)啟反應(yīng)釜夾套冷凍鹽水和攪拌系統(tǒng) 攪拌冷卻至 0 1h 從高位計(jì)量罐向反應(yīng)釜緩慢加入混合溶液 I 2h 體系維持溫度在 28 以下 從高位計(jì)量罐向反應(yīng)釜緩慢加入混合溶液 II 2h 并維 持體系溫度在 0 5 反應(yīng) 1 5h 反應(yīng)結(jié)束后 從高位計(jì)量罐向反應(yīng) 釜緩慢加入 3h 混合溶液 III 反應(yīng) 2h 加成液 將加成液 此工 段會(huì)產(chǎn)生少量的乙烷氣體 經(jīng)導(dǎo)管引出進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)處理后 通過(guò) 15 米高排氣筒高空排放 反應(yīng)結(jié)束后將加成液 開(kāi)啟夾套熱水和攪拌系統(tǒng) 減壓濃縮 2h 餾出液送產(chǎn)外回收處理 而后加入計(jì)量的乙酸乙酯 溶解濃縮物 15 再加入計(jì)量的冰水 0 5h 降溫 控制溫度 0 5 淬滅反應(yīng) 1h 使反應(yīng)不燃起來(lái) 反應(yīng)結(jié)束后 加入計(jì)量純化水靜置分層 1h 金 屬離子氫氧化鋅 氫氧化鋰 醇類等物質(zhì)溶在水中 水相經(jīng)中和后 排至污水處理站 有機(jī)相使用過(guò)濾器過(guò)濾 1h 后 過(guò)濾產(chǎn)生的固 廢 主要成分是生物堿 洗滌后回收套用 濾液轉(zhuǎn)濃縮 結(jié)晶 釜 開(kāi)啟夾套熱水和攪拌系統(tǒng) 減壓濃縮 2h 后 餾出液送至回收罐回 收 關(guān)閉夾套熱水系統(tǒng) 開(kāi)啟反應(yīng)釜冷凍鹽水系統(tǒng) 將濃縮液冷卻 至 10 以下 攪拌結(jié)晶 4h 結(jié)晶畢 放料離心 3h 甩干后用 計(jì)量的乙酸乙酯淋洗濾餅 得濕物 轉(zhuǎn)移至真空干燥箱 在 0 08MPa 條件下干燥 12h 得加成物 餾出液和離心母液送至回收罐進(jìn)行 回收套用 加水萃取 油相即為乙酸乙酯 真空干燥排出的乙酸乙 酯經(jīng)冷凝后回收 不凝氣體有組織排放 殘留物送至市政處理 2 環(huán)合 將加成物加入密閉的環(huán)合釜 再依次按計(jì)量加入乙酸乙酯 開(kāi) 啟攪拌 使溶解 將提前配好的溶液 計(jì)量的氯甲酸甲酯 碳酸鈉 純 hc 化水制得的溶液 從高位計(jì)量罐加入反應(yīng)釜 開(kāi)啟反應(yīng)釜夾 套熱水系統(tǒng) 溫控在 35 攪拌反應(yīng) 6h 反應(yīng)結(jié)束后 將環(huán)合液轉(zhuǎn) 入水洗萃取釜 加入計(jì)量的純化水水洗分層 1h 有機(jī)相轉(zhuǎn)移至濃 縮結(jié)晶釜 水相留在環(huán)合內(nèi) 用計(jì)量的乙酸乙酯萃取 1 5h 此時(shí)萃 取的有機(jī)相 產(chǎn)物 轉(zhuǎn)移至濃縮結(jié)晶釜 合并有機(jī)相 并投入計(jì)量 的無(wú)水硫酸鈉干燥 4h 過(guò)濾出硫酸鈉 1h 過(guò)濾產(chǎn)生的硫酸鈉 烘干干燥后回收套用 水相經(jīng)中和后排至污水處理站 16 將合并的有機(jī)相經(jīng)減壓濃縮 2h 開(kāi)啟反應(yīng)釜冷凍鹽水系統(tǒng) 攪拌結(jié)晶 3h 結(jié)晶畢 放料離心 3h 用計(jì)量的乙酸乙酯淋洗 濾餅 得濕物 放入真空干燥箱 0 08MPa 條件下干燥 8h 得 環(huán)合粗品 餾出液和離心母液送至回收罐進(jìn)行回收套用 加水萃取 油相即為乙酸乙酯 真空干燥排出的乙酸乙酯經(jīng)冷凝后回收 不凝 氣體有組織排放 殘留物送至市政處理 3 精制 向密閉的脫色釜加入計(jì)量的粗品 乙酸乙酯 活性炭 開(kāi)啟反 應(yīng)釜加熱套熱水系統(tǒng) 加熱回流 5h 反應(yīng)結(jié)束后 放料脫碳過(guò)濾 過(guò)濾產(chǎn)生的固廢 活性炭 作為危險(xiǎn)固廢送至市政處理 將濾液轉(zhuǎn) 至結(jié)晶釜 開(kāi)啟夾套冷凍鹽水系統(tǒng) 緩慢冷卻至 5 攪拌結(jié)晶 2h 放料 經(jīng)固液分離 用計(jì)量的乙酸乙酯淋洗濾餅 得濕物 放入真空干燥箱 在 0 08MPa 條件下真空干燥 三合一 10h 離 心放料 用斗式提升機(jī)將物料轉(zhuǎn)移至過(guò)濾洗滌干燥三合一設(shè)備 經(jīng) 固液分離 在 0 08MPa 條件下真空干燥 10h 得纈沙坦精品 離 心母液抽入至回收罐 回收乙酸乙酯套用 加水萃取分層 油相即 乙酸乙酯 真空干燥排出的乙酸乙酯經(jīng)冷凝回收 殘留物送至市政 處理 4 粉碎包裝 按要求粉碎 待檢 檢驗(yàn)合格后 進(jìn)行內(nèi)包 外包 入庫(kù) 17 2 3 纈沙坦 2 3 1 生產(chǎn)方法 以 N 正戊?；i氨酸甲酯為起始原料 經(jīng)加氫還原 精制而成 2 3 2 工藝特點(diǎn) 該工藝具有路線短 收率搞 成本低等優(yōu)點(diǎn) 是生產(chǎn)纈沙坦的 一種良好方法 適于工業(yè)化生產(chǎn) 2 3 3 各步生產(chǎn)流程 一步氫化反應(yīng) 以 N 正戊?；i氨酸甲酯等為起始原料 通入 氫氣 氫化反應(yīng)后 進(jìn)行減壓濃縮 結(jié)晶 離心 真空干燥后 得 纈沙坦成品 2 3 4 工藝流程方框圖 圖 2 3 纈沙坦生產(chǎn)流程圖 18 2 3 5 化學(xué)方程式 2 3 6 工藝路線敘述 1 氫化反應(yīng) 向密閉的氫化反應(yīng)釜中 加入計(jì)量的醋酸異丁酯 N 正戊?；?纈氨酸甲酯 5 Pd C 鈀碳 開(kāi)啟反應(yīng)釜夾套熱水系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng) 升溫至 70 75 使其溶解 0 5 通氫前檢查氫化釜防爆膜 開(kāi)關(guān)使 置于開(kāi)通狀態(tài) 然后打開(kāi)釜上通氫開(kāi)關(guān) 旋開(kāi)鋼瓶總閥 待總表壓 穩(wěn)定后 旋開(kāi)減壓閥緩緩充氫氣 調(diào)節(jié)分表壓力 使釜表壓保持在 0 1 0 2MPa 記錄總表壓 分表壓和時(shí)間 開(kāi)始?xì)浠磻?yīng) 反應(yīng)溫度 保持在 38 當(dāng)總表壓力恒定時(shí) 溫度保持在 38 反應(yīng) 8h 反 應(yīng)結(jié)束后 停止反應(yīng)釜加熱和攪拌系統(tǒng) 降至常溫 放料壓濾 1h 回收 Pd C Pd C 回收套用一般為 用過(guò)的 Pd C 以 95 乙醇洗滌除 雜 涼干 使用前再用適宜的有機(jī)溶劑洗滌兩次 一般可套用 4 次以上 濾液轉(zhuǎn)移至濃縮釜 此反應(yīng)釜為依非韋倫和硫辛酸生產(chǎn)中的環(huán) 合釜 減壓濃縮至干 2h 回收醋酸異丁酯套用 從高位計(jì)量罐向 反應(yīng)釜中加入計(jì)量的乙酸乙酯 開(kāi)啟攪拌 溶解濃縮物 加入計(jì)量 19 的水 溶解酯類的副產(chǎn)物 醇和酸 進(jìn)行水洗分層后 1h 有機(jī)相 轉(zhuǎn)移至減壓結(jié)晶釜 水相轉(zhuǎn)移至萃取釜里 用計(jì)量的乙酸乙酯分三 次提取 1h 水相中的產(chǎn)物 且將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至減壓結(jié)晶釜 合并有機(jī) 相 0 5h 水相經(jīng)中和后排至污水處理站 將有機(jī)相減壓濃縮后 2h 餾出液乙酸乙酯送至回收罐回收 開(kāi)啟反應(yīng)釜夾套冷凍鹽水系統(tǒng) 冷卻降溫至 5 結(jié)晶 4h 結(jié)晶 畢 放料離心 3h 將濾餅 含濕量 20 轉(zhuǎn)移至真空干燥器在 0 08MPa 條件下真空干燥 9h 得纈沙坦粗品 餾出液和離心 母液抽入至回收罐 回收母液和餾出液中的乙酸乙酯套用 加水萃 取分層 油相即乙酸乙酯 真空干燥排出的乙酸乙酯經(jīng)冷凝回收 不凝氣體有組織排放 殘留物送至市政處理 2 精制 向密閉的脫色釜里加入計(jì)量的丙酮 粗品 活性炭 開(kāi)啟反應(yīng) 釜夾套熱水系統(tǒng) 加熱回流 4h 反應(yīng)結(jié)束后 放料脫碳過(guò)濾 過(guò)濾 產(chǎn)生的固廢 活性炭 作為危險(xiǎn)固廢送至市政處理 將濾液轉(zhuǎn)至結(jié) 晶釜 開(kāi)啟夾套冷凍鹽水系統(tǒng) 緩慢冷卻至 5 攪拌結(jié)晶 4h 離 心放料 用斗式提升機(jī)將物料轉(zhuǎn)移至過(guò)濾洗滌干燥三合一設(shè)備 經(jīng) 固液分離 在 0 08MPa 條件下真空干燥 10h 得纈沙坦精品 離 心母液抽入至回收罐 回收母液中的丙酮套用 加水萃取分層 油 相即乙酸乙酯 真空干燥排出的丙酮經(jīng)冷凝回收 殘留物送至市政 處理 3 粉碎包裝 20 按要求粉碎 待檢 檢驗(yàn)合格后 進(jìn)行內(nèi)包 外包 入庫(kù) 21 3 生產(chǎn)制度 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求 三個(gè)產(chǎn)品不重疊 原則上各工序每套 設(shè)備每天處理一批物料 3 1 生產(chǎn)線數(shù)目比較 3 1 1 一條生產(chǎn)線 針對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模大 三種產(chǎn)品多規(guī)格的特點(diǎn) 一條生產(chǎn)線采 用全年三時(shí)段式生產(chǎn) 其中一種產(chǎn)品生產(chǎn)完成 再生產(chǎn)另一種產(chǎn)品 經(jīng)物料衡算在反應(yīng)器規(guī)格小于 2000L 的條件下 此方案需要在超出 安全裝料系數(shù)的情況下完成生產(chǎn) 且生產(chǎn)速度較慢 靈活性差 擴(kuò) 展能力較小 風(fēng)險(xiǎn)較大 設(shè)備易發(fā)生故障 生產(chǎn)需終止 3 1 2 兩條生產(chǎn)線 用并列兩條相同的生產(chǎn)線同時(shí)生產(chǎn)同一種產(chǎn)品 該方案能較好 地確保反應(yīng)器規(guī)格小于 2000L 的條件下 各工序每套設(shè)備每天處理 一批物料 三個(gè)產(chǎn)品不重疊生產(chǎn) 每次僅生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品 年實(shí)際工 作時(shí)間 270 天 不包括設(shè)備停產(chǎn)檢修和節(jié)假日等 3 1 3 生產(chǎn)線優(yōu)化結(jié)果 通過(guò)比較 本設(shè)計(jì)采用第二種方案 兩條生產(chǎn)線同時(shí)生產(chǎn)同一 種產(chǎn)品 硫辛酸生產(chǎn)時(shí)間 120 天 依非韋倫生產(chǎn)時(shí)間 80 天 纈沙坦 生產(chǎn)時(shí)間 70 天 交替生產(chǎn) 此方案生產(chǎn)速度較快 生產(chǎn)時(shí)間較短 設(shè)備管道通用性較好 設(shè)備功能性多和綜合性較強(qiáng) 所用設(shè)備體積較小 所產(chǎn)生的化學(xué)反 應(yīng)放大效應(yīng)較小 操作靈活性高 22 擴(kuò)展生產(chǎn)能力較強(qiáng) 裝料系數(shù)較低 風(fēng)險(xiǎn)低 維修維護(hù)也較方便 故根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及優(yōu)化結(jié)果列下表 表 3 1 最終優(yōu)化結(jié)果 原料藥名稱 硫辛酸 依非韋倫 纈沙坦 年生產(chǎn)能力 25t 25t 25t 生產(chǎn)周期 h 24h 24h 24h 生產(chǎn)天數(shù) 120 天 80 天 70 天 生產(chǎn)批數(shù) 240 子批 160 子批 140 子批 說(shuō)明 兩條生產(chǎn)線實(shí)際工作時(shí)間為 270 天 另外 30 天 可作為 設(shè)備清洗維修 工人假期及換批次間歇時(shí)間等其他輔助時(shí)間 3 2 班次確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)生產(chǎn)班制有兩種 1 二班制 從 7 00 23 00 2 三班制 從 0 00 24 00 綜上 根據(jù)硫辛酸 依非韋倫 纈沙坦生產(chǎn)周期 我們選擇三 班倒的工作方式 3 3 時(shí)間安排表 23 3 3 1 硫辛酸生產(chǎn)批次時(shí)間排班 時(shí)間 環(huán)合釜 過(guò)濾器 濃縮結(jié)晶釜 2 離心機(jī) 干燥機(jī) 脫色釜 過(guò)濾器 結(jié)晶釜 干燥機(jī) 粉碎包裝 0 00 1 00 1 00 2 00 過(guò)濾 2 00 3 00 加料 加熱 回流 3 00 4 00 減壓 濃縮 過(guò)濾 物料 轉(zhuǎn)移 4 00 5 00 5 00 6 00 6 00 7 00 7 00 8 00 結(jié)晶 結(jié)晶 8 00 9 00 9 00 10 00 10 00 11 00 離心 淋洗 11 00 12 00 12 00 13 00 加料 升溫 攪 拌 混合 得環(huán) 合液 13 00 14 00 14 00 15 00 15 00 16 00 16 00 17 00 17 00 18 00 物料轉(zhuǎn)移 真空干燥 18 00 19 00 加料 減壓濃縮 得酸化液 19 00 20 00 20 00 23 00 23 00 24 00 萃取 洗滌分層 硫酸鎂干燥 物料轉(zhuǎn) 移 真 空干燥 粉碎 待檢 內(nèi)包 外包 24 3 3 2 依非韋倫生產(chǎn)批次時(shí)間排班 時(shí)間 加成釜 過(guò)濾器 濃縮結(jié)晶釜 1 離心機(jī) 干燥機(jī) 環(huán)合釜 濃縮結(jié)晶釜 2 過(guò)濾器 干燥機(jī) 脫色釜 過(guò)濾器 結(jié)晶釜 干燥機(jī) 粉碎包裝 0 00 1 00 1 00 2 00 2 00 3 00 3 00 4 00 減壓濃縮 4 00 5 00 5 00 6 00 加料 加熱 回流 6 00 7 00 過(guò)濾 7 00 8 00 結(jié)晶 8 00 9 00 加料 加 熱 回流 得環(huán)合液 水洗分層 水相萃取 9 00 10 00 10 00 11 00 離心 淋洗 轉(zhuǎn)移 合 并有機(jī)相 結(jié)晶 11 00 12 00 12 00 13 00 13 00 14 00 14 00 15 00 加料 升 溫 攪拌 混合 得 加成液 加硫酸鈉 干燥 15 00 16 00 16 00 17 00 轉(zhuǎn)移 過(guò)濾 17 00 18 00 18 00 19 00 淋洗 真空干 燥 19 00 20 00 減壓濃縮 淬滅 靜 置分層 20 00 23 00 23 00 24 00 提取有 機(jī)相 轉(zhuǎn)移 過(guò)濾 物料轉(zhuǎn) 移 真 空干燥 真空 干燥 內(nèi)包 外包 25 3 3 3 纈沙坦生產(chǎn)批次時(shí)間排班 時(shí)間 氫化反應(yīng)釜 過(guò)濾器 環(huán)合釜 濃縮結(jié)晶釜 2 離心機(jī) 干燥機(jī) 脫色釜 過(guò)濾器 結(jié)晶釜 干燥機(jī) 粉碎包裝 0 00 1 00 1 00 2 00 2 00 3 00 3 00 4 00 4 00 5 00 5 00 6 00 6 00 7 00 7 00 8 00 8 00 9 00 9 00 10 00 加料 通氫氣 升溫 氫化反應(yīng) 得氫化液 10 00 11 00 過(guò)濾 11 00 12 00 物料轉(zhuǎn) 移 真 空干燥 物料轉(zhuǎn)移 真空干燥 12 00 13 00 減壓濃縮 13 00 14 00 分層水相萃取 14 00 15 00 合并有機(jī)相 15 00 16 00 粉碎 待檢 內(nèi)包 外包 16 00 17 00 減壓濃縮 17 00 18 00 加料 加熱回 流 18 00 19 00 19 00 20 00 結(jié)晶 過(guò)濾 20 00 23 00 23 00 24 00 離心 結(jié)晶 26 4 物料衡算和能量衡算 4 1 物料衡算概述 根據(jù)質(zhì)量守恒定律 以生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)單元設(shè)備為研究對(duì)象 對(duì)其進(jìn)出口處進(jìn)行定量計(jì)算 稱為物料衡算 通過(guò)物料衡算可以計(jì) 算原料與產(chǎn)品間的定量轉(zhuǎn)變關(guān)系 以及計(jì)算各種原料的消耗量 各 種中間產(chǎn)品 副產(chǎn)品的產(chǎn)量 損耗量及組成 4 2 物料衡算基本理論 物料衡算的基礎(chǔ)是物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律 即進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全 部物料量必等于離開(kāi)系統(tǒng)的全部物料量 再加上過(guò)程中的損失量和 在系統(tǒng)中的積累量 1 2 3 4 輸入物料量總和 1 輸出物料量總和 2 物料損失量總和 3 物料累積量總和 4 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)物料累積量為零時(shí) 上式可以寫為 1 2 3 物料衡算是對(duì)所有工藝計(jì)算的基礎(chǔ) 通過(guò)物料衡算可以確定設(shè) 備容積 臺(tái)數(shù) 主要尺寸 同時(shí)可進(jìn)行熱量衡算 管路尺寸計(jì)算等 4 3 物料衡算基準(zhǔn) 1 對(duì)于間歇式操作的過(guò)程 常采用一批原料為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 27 2 對(duì)于連續(xù)式操作的過(guò)程 可以采用單位時(shí)間產(chǎn)品的數(shù)量或 原料量為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 物料衡算的結(jié)果應(yīng)列成原材料消耗定額及 消耗量表 耗定額是指每噸產(chǎn)品或以一定量的產(chǎn)品 如每千克針劑 每萬(wàn) 片藥片等 所消耗的原材料量 而消耗量是指每年或每日等時(shí)間所 消耗的原材料量 制劑車間的消耗定額及消耗量計(jì)算時(shí)應(yīng)把原料 輔料及主要包 裝原料一起算入 4 4 衡算方法和步驟 1 明確衡算目的 2 明確衡算對(duì)象 劃定衡算范圍 繪出物料衡算示意圖 并 在圖上標(biāo)注與衡算有關(guān)的已知合未知的數(shù)據(jù) 3 收集與衡算有關(guān)的計(jì)算數(shù)據(jù) 包括生產(chǎn)規(guī)模和年日生產(chǎn)量 原輔料 中間體及產(chǎn)品的規(guī)格 有關(guān)的定額和消耗指標(biāo) 有關(guān)的物 理化學(xué)常數(shù) 4 選定衡算基準(zhǔn) 5 列出物料平衡方程式 進(jìn)行物料衡算 6 編制物料平衡表 4 5 硫辛酸物料衡算 工作日 120 天 年生產(chǎn)能力 25t 年 28 生產(chǎn)周期 24h 批 基準(zhǔn) 物料衡算以批為單位 物料單位千克 批次 兩條生產(chǎn)線共 240 批 每條生產(chǎn)線各產(chǎn) 120 批 批產(chǎn)量 千克25104 7 純品 千克4 793 65 4 5 1 衡算過(guò)程 1 環(huán)合工序 其中 環(huán)合收率為 0 58 水解收率為 0 90 精制收率為 0 94 為 6 8 二氯辛酸乙酯質(zhì)量a M1 為 6 8 二氯辛酸乙酯相對(duì)分子質(zhì)量 M2 為硫辛酸相對(duì)分子質(zhì)量 由質(zhì)量守恒定律得 210 589 409513 6aM 6 8 二氯辛酸乙投料量 4 36 千 克 由 6 8 二氯辛酸乙酯一批的投料量和 6 8 二氯辛酸乙酯與各原 料的質(zhì)量比可以算出各原料一批的投料量 表 4 1 環(huán)合工序原料用量表 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 6 8 二氯辛酸乙酯 99 1 0 248 36kg 227 85L 純化水 符合藥典標(biāo)準(zhǔn) 0 5 124 18kg 124 18L 水合硫化鈉 99 1 1 273 20kg 硫磺 99 0 17 42 23kg 四丁基溴化銨 99 0 09 22 36kg 95 乙醇 工業(yè) 2 0 496 72kg 629 57L 29 硫磺與水和硫化鈉反應(yīng) NaS 9H2O SNa2S 9H2O 硫磺有剩余 為 5 81kg 生成水 184 4kg 環(huán)合反應(yīng)ClH2C2HCl 2 4CO2H5Na2SS CH2 4OC2H52NaCl 硫辛酸乙酯 為 139 13kg 氯化鈉 為 76 84kg 環(huán)合液 水的總量 乙醇 6 8 二氯辛酸乙酯 1166 0L 2 水解工序S CH2 4OC2H5NaOHClS CH2 4OH C2H5ONaCl 工業(yè)上氫氧化鈉 97 為固體 首先要配制質(zhì)量分?jǐn)?shù) 20 的氫 氧化鈉溶液 N0 1824 36097 0 2aOHm 水 得 m 水 172 13kg 餾出液 1 乙醇 其他 NaOH 16 7 369 0722L 環(huán) 合 液 將 36 的鹽酸配成 2mol L 的鹽酸4 79 0V 36L12 酸 酸 酸 水 V517水 酸化液 669 07 2mol L 鹽酸 669 07 90 36 351 75 1111 18L 酸化液用乙酸乙酯萃取總體 1111 18 569 625 1680 81L 有機(jī)相 569 625 669 07 1238 70L2 5 w乙 酸 乙 酯 濃 縮 液 查表的 在常溫下 100 克的能溶解 36 克的氯化鈉 得飽和的食 30 鹽水 則在配制滿足該工序飽和的食鹽水時(shí) 純化水的用量為 V 34 32L10 36 5248 36V 水相 氯化鈉 鹽酸 二硫化鈉等無(wú)機(jī)物 V 932 46L 餾出液 2 主要乙酸乙酯 1238 70 69 5L有 機(jī) 相 結(jié)晶離心 111 38kg 離心母液 乙酸乙酯 其他雜質(zhì) 0 1w 619 35 27 624 72 L 有 機(jī) 相 乙 酸 乙 酯 80 表 4 2 水解工序原料用量表 3 精制 由純品硫辛酸 千克 可知 104 795103 6 硫辛酸精品 47 kg 硫辛酸粗品 粗品為 111 38kg 95m 粗 品 精 品 回收離心液 371 07L 表 4 3 精制工序原料用量表 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 氫氧化鈉 工業(yè) 0 18 44 71kg 純化水 符合藥典標(biāo)準(zhǔn) 適量 124 18Kg 124 18L 36 精致鹽酸 工業(yè) 適量 90 36L 乙酸乙酯 99 2 6 645 74kg 717 09L 食鹽 工業(yè) 0 05 12 41g 無(wú)水硫酸鎂 工業(yè) 0 05 12 41g 31 4 5 2 硫辛酸物料平衡框圖 純化水 124 18kg 124 18L 硫化鈉 273 20kg 硫磺粉 42 23kg 95 乙醇 496 72kg 629 57L TABA 22 36kg 6 8 二氯辛酸乙酯 248 36kg 227 85L 環(huán)合液 1166 0L 20 NaOH172 13 kg 餾出液 669 07L HCl 90 36L 乙酸乙酯 569 625L 水相經(jīng)預(yù)處理送至污水處理站 有機(jī)相 1238 70L NaCL12 41g 水 124 18Kg 124 18L 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 粗品 99 1 111 38kg 乙酸乙酯 99 3 0 334 14kg 371 07L 活性炭 醫(yī)用級(jí) 0 05 5 57Kg 減壓濃縮 萃取 環(huán)合 32 MgSO4 12 41kg 廢渣 餾出液 619 35L 回收乙酸乙酯 1244 02L 離心母液 624 67L 乙酸乙酯 645 74kg 717 09L 硫辛酸粗品 111 38kg 乙酸乙酯 111 38kg 活性炭 5 57Kg 廢渣 洗滌分層 干燥 離心 減壓濃縮 冷卻結(jié)晶 真空干燥 過(guò)濾 過(guò)濾 脫色 33 濾液 回收乙酸乙酯 337 96L 硫辛酸精品 104 7kg 圖 4 1 硫辛酸物料方框圖 4 6 依非韋倫 工作日 80 天 年生產(chǎn)能力 25t 年 生產(chǎn)周期 24h 批 基準(zhǔn) 物料衡算以批為單位 物料單位千克 批次 兩條生產(chǎn)線共 160 批 每條生產(chǎn)線各產(chǎn) 80 批 批產(chǎn)量 千克25106 25 依非韋倫純品 千克 91 46 4 6 1 衡算過(guò)程 1 加成工序 其中 加成收率為 0 92 環(huán)合收率為 0 85 精制收率為 0 94 為 4 氯 2 三氟乙?；?苯胺a M 4 氯 2 三氟乙?；?苯胺相對(duì)分子質(zhì)量 M1 為中間體相對(duì)分子質(zhì)量 冷卻結(jié)晶 真空干燥 過(guò)濾 34 M2 為依非韋倫相對(duì)分子質(zhì)量 由質(zhì)量守恒定律得 210 94 50915 46a b M 0 91 4 氯 2 三氟乙酰基 苯胺投料量 152 3a 千 克 加成物 中間體 b 177 56 千克 由 4 氯 2 三氟乙?；?苯胺一批的投料量和 4 氯 2 三氟乙 ?；?苯胺與各原料的質(zhì)量比可以算出各原料一批的投料量 表 4 4 加成工序原料用量表 混合溶液 I 197 76L 混合溶液 II 219 73L 混合溶液 III 439 45L 說(shuō)明 此混合液 I II III 的體積為兩條生產(chǎn)線所需 配液的總體積 加成液 中間產(chǎn)物 雜質(zhì) V 丙酮 B 828 81L 餾出液 1 主要成分為丙酮 B 382 16 4L 加 成 液 濃縮物 LiOH 中間產(chǎn)物 A 鋅化物 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 4 氯 2 三氟乙?；?苯胺 99 1 0 152 3 丙酮 99 3 95 601 63kg 762 52L A 生物堿 99 0 07 10 66kg B 醇類物質(zhì) 99 0 48 83 51kg 66 29L 乙基鋅 99 0 45 68 54kg 環(huán)丙基乙炔鋰 99 0 39 59 41kg 乙酸乙酯 99 3 1 472 17kg 524 34L 純化水 符合藥典標(biāo)準(zhǔn) 2 0 304 62kg 304 62L 35 濃縮物與水的固液混合物 1 4 30 62 L加 成 液 w水 乙 酸 乙 酯7 57 4109 2 水相 無(wú)機(jī)鹽 鋅化物等 304 62L 有機(jī)相 乙酸乙酯 少量丙酮 雜質(zhì) 1 714 89L4加 成 液 3w乙 酸 乙 酯 餾出液 2 主要成分是乙酸乙酯 714 89 35 2L有 機(jī) 相 結(jié)晶離心 177 56kg 離心母液 主要為乙酸乙酯 0 1w 357 4 1 235 7 162 L 有 機(jī) 相 乙 酸 乙 酯 7 60 2 環(huán)合工序 表 4 5 加成工序原料用量表 環(huán)合液 0 55w 氯甲酸甲酯 3w 乙酸乙酯 6w 純化水 1636 90L 合并有機(jī)相 乙酸乙酯 產(chǎn)品 雜質(zhì)等 0 55w 氯甲酸甲酯 3 6w 乙酸乙酯 1145 4L 餾出液 主要成分是乙酸乙酯 572 L 有 機(jī) 相 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 加成物 中間體 1 0 177 56kg 氯甲酸甲酯 99 0 55 97 66kg 80 04L 碳酸鈉 99 0 95 168 69kg 無(wú)水硫酸鈉 99 0 2 35 52kg 乙酸乙酯 99 3 7 656 98kg 729 57L 純化水 符合藥典標(biāo)準(zhǔn) 6 0 1065 36kg 1065 36L 36 離心母液 主要成分是乙酸乙酯 0 1w 572 163 0257 42 L 有 機(jī) 相 乙 酸 乙 酯 6 310 3 精制 表 4 6 精制工序原料用量表 依非韋倫純品 千克156 20915 46 依非韋倫精品 7 kg 依非韋倫粗品 粗品為 165 31kg0 95m 粗 品 精 品 離心母液 2w3671 4839 57L 乙 酸 乙 酯 15 4 2 4 6 2 依非韋倫物料平衡框圖 配置三種混合溶液待用 丙酮 601 63kg 762 52L A 麻黃堿 10 66kg B 三氟乙醇 83 51kg 66 29L 197 76L 219 73L 439 45L 加成液 828 81L 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 粗品 99 1 165 31kg 乙酸乙酯 99 2 0 330 62kg 367 16L 活性炭 醫(yī)用級(jí) 0 05 8 27kg 加成 37 餾出液 621 61L 廠外回收 冰水 152 31L 乙酸乙酯 507 42L 純化水 306 42L 有機(jī)相 714 89L 濾渣 餾出液 357 45L 回收乙酸乙酯 337 16L 離心母液 177 56kg 乙酸乙酯 34 62kg 38 45L 加成物 177 56kg 乙酸乙酯 656 98kg 729 57L 氯甲酸甲酯 97 66kg 80 04L 碳酸鈉 168 69kg 減壓濃縮 洗滌分層 過(guò)濾 減壓濃縮 結(jié)晶 離心 真空干燥 淬滅 污水處理 38 純化水 1065 36kg 1065 36L 乙酸乙酯 水相 有機(jī)相 1 97 66kg 80 04L 有機(jī)相 2 1065 36L 合并有機(jī)相 1145 4L 無(wú)水硫酸鈉干燥 75 71kg 濾渣 濾液 餾出液 572 7L 回收乙酸乙酯 1130 1L 離心母液 557 40L 環(huán)合粗品 165 31kg 水洗分層 真空干燥 過(guò)濾 萃取 減壓濃縮 結(jié)晶 離心 環(huán)合 39 乙酸乙酯 330 62kg 367 16L 活性炭 8 27kg 廢渣 濾液 回收乙酸乙酯 依非韋倫精品 157 04kg 圖 4 1 硫辛酸物料方框圖 4 7 纈沙坦 工作日 70 天 年生產(chǎn)能力 25t 年 生產(chǎn)周期 24h 批 基準(zhǔn) 物料衡算以批為單位 物料單位千克 批次 兩條生產(chǎn)線共 140 批 每條生產(chǎn)線各產(chǎn) 70 批 批產(chǎn)量 千克251078 54 纈沙坦純品 千克 91 68 4 7 1 衡算過(guò)程 1 氫化還原 其中 氫化還原收率為 0 92 精制收率為 0 94 為 6 8 二氯辛酸乙酯質(zhì)量a 結(jié)晶 過(guò)濾 真空干燥 脫色 40 M1 為 N 正戊?；i氨酸甲酯相對(duì)分子質(zhì)量 M2 為纈沙坦相對(duì)分子質(zhì)量 且 M1 M2 由質(zhì)量守恒定律得 210 94 957 68a N 正戊?；i氨酸甲酯投料量 20 a千 克 由 N 正戊?；i氨酸甲酯一批的投料量和 N 正戊?；i氨酸甲 酯與各原料的質(zhì)量比可以算出各原料一批的投料量 表 4 7 氫化還原工序原料用量表 氫化液 產(chǎn)物 其他雜質(zhì) 930 74L 濾液 產(chǎn)物 少量醋酸異丁酯等其他物質(zhì) 合并有機(jī)相 乙酸乙酯 少量醋酸異丁酯 798 57L 餾出液 主要成分是乙酸乙酯 1 798 5 1 64L 有 機(jī) 相 離心母液 19 6 3 2 有 機(jī) 相 8 02 3 精制 純品纈沙坦 千克 可知 178 50917 68 纈沙坦精品 4 kg 纈沙坦粗品 粗品為 189 89kg0 95m 粗 品 精 品 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 N 正戊?；i氨酸甲酯 99 1 0 205 46kg 純化水 符合藥典標(biāo)準(zhǔn) 1 0 205 46kg 205 46L 醋酸異丁酯 99 4 0 821 84kg 930 74L 乙酸乙酯 99 3 5 719 11kg 798 57L 5 Pd C 工業(yè) 0 01 2 06kg 41 回收母液丙酮 722 02L 表 4 8 精制工序原料用量表 4 7 2 纈沙坦物料平衡框圖 醋酸異丁酯 821 84kg 930 74L N 正戊?；i氨酸甲酯 205 46kg 通氫氣 22 4L 回收 Pd C 1 98kg 濾液 回收醋丁酸乙酯套用 乙酸乙酯 456 33L 溶解濃縮物 純化水 205 46kg 205 46L 乙酸乙酯 342 24L 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 投料量 批 粗品 99 1 189 89kg 丙酮 99 3 0 569 67kg 722 02L 活性炭 醫(yī)用級(jí) 0 05 9 5kg 壓濾 減壓濃縮 水洗分層 氫化 42 合并有機(jī)相 798 57L 餾出液 199 65L 回收套用 離心母液 161 68L 纈沙坦粗品 189 89kg 丙酮 569 67kg 722 02L 活性炭 9 5kg 活性炭 8 0kg 纈沙坦精品 179 48kg 圖 4 3 纈沙坦物料框圖 結(jié)晶 減壓濃縮 離心 提取 真空干燥 過(guò)濾 結(jié)晶 過(guò)濾 真空干燥 污水處理 脫色 43 4 8 熱量衡算依據(jù) 熱量衡算主要依據(jù)是能量守恒定律 以車間物料衡算的結(jié)果為 基礎(chǔ) 所以車間物料衡算是首要條件 當(dāng)內(nèi)能 動(dòng)能 勢(shì)能的變化 量可略且無(wú)軸功 輸入系統(tǒng)的熱量與離開(kāi)系統(tǒng)的熱量平衡 得傳熱 設(shè)備的熱量平衡式為 654321QQ 式中 物料帶入到設(shè)備的熱量 kj 1Q 加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的熱量 kj 2 過(guò)程的熱效應(yīng) kj 3 物料離開(kāi)設(shè)備所帶走的熱量 kj 4Q 加熱或冷卻所消耗的熱量 kj 5 設(shè)備向環(huán)境散失的熱量 kj 6 1 和14 和 均可用下式計(jì)算 Q4 1Q4 20dTPCG 式中 G 輸入或輸出的設(shè)備的物料量 kg 基準(zhǔn)溫度 0T 物料實(shí)際溫度 2PC 物料的定壓比熱 1kj Cg 2 的計(jì)算3Q 過(guò)程的熱效應(yīng)有物理變化和化學(xué)變化熱兩部分組成 即 CP 3 式中 Q 物理變化熱 kj 包括相變熱和濃度變化熱 積分溶 劑熱和積分稀釋熱 44 CQ 化學(xué)變化熱 kj 3 和 的確定56 根據(jù)工藝操作的確定 一般為 的 5 5Q64Q56 10 只需算出 就可以確定 從而可