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1 1 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18M 12 1 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 M 12 2 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 M 12 3 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 M M 12 4 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 M M 12 5 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 M 12 6 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 M M M 12 7 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 M 12 8 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 P 0101A B V 0104 V 0105 P 0102A B 12 9 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 V 0106 P 0102A B V 0107 P 0102A B 12 10 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 V 0108 P 0102A B V 0108 P 0102A B 12 11 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 V 0109 P 0102A B V 0107 P 0102A B 12 12 09 10 09 12 09 14 09 16 09 18 V 0108 P 0102A B V 0109 P 0102A B 目錄 1 車間工藝設(shè)備平面布置圖 2 張 2 凈化區(qū)域劃分及人流物流流向圖 2 張 3 帶控制點工藝流程圖 13 張 4 車間 三維 效果 圖 6 張 C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 111 P P C J h Q h 9 JLO 1 hL0 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 M C J J 1 O1 0 A O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1211 P P C J h Q h 9 JLO 8 d Lf 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 9 8X 6 3 Z5 0 M 9 8X 9 8X7I 1 2 A 9 8X 6 3 0 C 2 B 0 6D 6D C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1221 P P C J h Q h 9 JLO2 fLf 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 M r L 9 8X 3 Z5 0 3 0 1 2 6 C 2 B 0 9 8X 6D C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1231 P P C J h Q h 9 JLO Lf 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 M 0 A 9 8X 6 3 Z5 0 M 9 8X 9 8X7I 1 2 A 9 8X 6 3 0 C 2 B 0 C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1241 P P C J h Q h 9 JLO 8Lf 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 M 0 A 9 8X 6 3 Z5 0 M 9 8X 9 8X7I 1 2 A 9 8X 6 3 0 C 2 B 0 Y In9 C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1251 P P C J h Q h 9 JLO2 fLf 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 M r L 9 8X 3 Z5 0 3 0 1 2 6 C 2 B 0 9 8X 6D C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1261 P P C J h Q h 9 JLO R FF Lf 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 M 9 A 9 8X 6 3 Z5 0 9 8X 6D M M 9 8X 9 8X 6 3 0 C 2 B 0 7I 7I Y In9 C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1271 P P C J h Q h 9 JLO2 fLf 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 M r L 9 8X 3 Z5 0 3 0 1 2 6 C 2 B 0 9 8X 6D C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1281 P P C J h Q h 9 JLO 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18P 0101A B V 0104 9 8X W D Lb V 0105 P 0102A B 5 V f C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 1291 P P C J h Q h 9 JLO 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 5 V f W D Lb V 0106 P 0102A B W D Lb V 0107 P 0102A B C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 12101 P P C J h Q h 9 JLO 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 5 V f W D Lb V 0108 P 0102A B W D Lb V 0108 P 0102A B C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 12111 P P C J h Q h 9 JLO 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 5 V f W D Lb V 0109 P 0102A B W D Lb V 0107 P 0102A B C J J 1 O1 O A A N A A Lf f A A 1 6 CS W 12121 P P C J h Q h 9 JLOA G 5 09 10 M A A J BR N 09 1209 1409 1609 18 W D Lb V 0108 P 0102A B W D Lb V 0109 P 0102A B 第四屆 國藥工程杯 全國大學生制藥工程設(shè)計競賽 化學原料藥多功能車間設(shè)計 設(shè)計說明書 團隊名稱 湘潭大學康普藥業(yè)隊 團隊隊長 團隊成員 完成時間 20 xx 年 10 月 1 目錄 第一章 緒論 1 1 1 項目概述 1 1 2 項目設(shè)計依據(jù)及設(shè)計基礎(chǔ) 1 1 3 設(shè)計原則 2 1 4 設(shè)計規(guī)模及方案 2 1 4 1 產(chǎn)品簡介 2 1 4 2 設(shè)計規(guī)模 3 1 4 3 確定產(chǎn)品組合方案 3 1 5 項目建設(shè)意義 3 1 6 輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用 4 第二章 工藝說明 5 2 1 工藝概述 5 2 1 1 工藝流程設(shè)計的原則 5 2 1 2 工藝流程設(shè)計的任務(wù) 5 2 2 工藝流程簡介 6 2 2 1 工藝路線 6 2 3 工藝流程敘述 8 2 3 1 硫辛酸 8 2 3 2 依非偉倫 10 2 3 3 纈沙坦 12 第三章 物料能量衡算 15 3 1 物料衡算 15 3 1 1 物料衡算的意義 15 3 1 2 物料衡算的任務(wù) 15 3 1 3 物料衡算遵循的原則 15 3 2 系統(tǒng)物料衡算 16 3 2 1 硫辛酸物料衡算過程 16 3 2 2 依菲偉倫物料衡算過程 19 3 2 3 纈沙坦物料衡算過程 25 3 3 能量衡算 29 3 3 1 能量衡算的目的和意義 29 3 3 2 熱量衡算依據(jù) 29 3 3 3 能量衡算可以解決的問題 29 3 3 4 設(shè)備的熱量平衡方程式 30 3 3 5 熱量衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計算和查取 31 3 3 6 硫辛酸計算過程 36 3 3 7 依菲偉倫計算過程 49 3 3 8 纈沙坦計算 62 第四章 工藝設(shè)備選型 71 2 4 1 設(shè)備選型概述 71 4 1 1 工藝設(shè)備設(shè)計的目的和意義 71 4 1 2 工藝設(shè)備設(shè)計與選型的任務(wù) 71 4 1 3 設(shè)備選型與設(shè)計的原則 71 4 2 生產(chǎn)車間主要設(shè)備選型 72 4 2 1 反應(yīng)釜的選型 72 4 2 2 萃取設(shè)備的選型 74 4 2 3 壓濾機的選型 74 4 2 4 濃縮 結(jié)晶釜的選型 76 4 2 5 離心機選型 77 4 2 6 真空干燥器選型 78 4 3 精制車間主要設(shè)備選型 79 4 3 1 脫色釜 79 4 3 2 過濾機 79 4 3 3 結(jié)晶釜 80 4 3 4 離心機 80 4 3 5 真空干燥器 80 4 4 輔助設(shè)備選型 81 4 4 1 冷凝回收釜 81 4 4 2 離心母液與餾出液接液貯罐 82 4 4 3 儲罐 83 4 4 4 配料罐 84 4 4 5 計量罐 85 4 4 6 換熱器的選型 88 4 4 7 萃取設(shè)備的選型 89 4 4 8 主要泵的選型 89 4 5 工藝設(shè)備一覽表 90 第五章 公用工程 91 5 1 主要原輔材料消耗量 91 5 1 1 主要原輔材料消耗量 91 5 1 2 公藝用工程消耗量 92 5 2 公用工程和輔助設(shè)施 97 5 2 1 供配電系統(tǒng) 97 5 2 2 通信系統(tǒng) 97 5 2 3 給排水系統(tǒng) 98 5 2 4 采暖通風系統(tǒng) 99 5 2 5 空調(diào)系統(tǒng) 99 第六章 車間布置 101 6 1 多功能車間概況 101 6 1 1 車間布置的重要性和目的 101 6 1 2 車間布置設(shè)計規(guī)范和規(guī)定 101 6 1 3 車間組成 101 6 1 4 車間布置設(shè)計的內(nèi)容 102 3 6 2 多功能車間布置設(shè)計 102 6 2 1 多功能車間的特點 102 6 2 2 多功能車間的設(shè)計規(guī)則 103 6 2 3 本多功能車間的設(shè)計規(guī)則 103 6 2 4 本多功能車間的布置說明 104 6 3 原料藥 精烘包 工序布置設(shè)計 105 6 3 1 總體設(shè)計 105 6 3 2 原料藥 精烘包 生產(chǎn)環(huán)境潔凈等級 105 6 3 3 工藝布局及土建要求 105 6 3 4 設(shè)備和管道 106 6 3 5 車間通風要求 107 6 4 車間設(shè)備布置設(shè)計原則 107 6 4 1 滿足 GMP 要求 107 6 4 2 滿足工藝要求 108 6 4 3 滿足建筑要求 108 6 4 4 滿足安裝和檢修要求 109 6 4 5 滿足安全和衛(wèi)生要求 109 6 5 本多功能車間設(shè)備布置方案 109 第七章 管道布置 111 7 1 管道布置概述 111 7 1 1 管道設(shè)計的作用和目的 111 7 1 2 管道布置依據(jù) 111 7 1 3 管道設(shè)計的條件 111 7 1 4 管道布置的基本要求 112 7 2 管道及閥門材質(zhì) 112 7 2 1 管道及閥門材質(zhì)選用原則 112 7 2 2 本多功能車間管道及閥門材質(zhì)選擇 114 7 3 管徑計算 114 7 4 管道布置規(guī)則 116 7 5 工藝管道及儀表流程圖 PID 117 第八章 行政法規(guī)執(zhí)行措施 118 81 消防設(shè)計專篇 118 8 1 1 防火安全 118 8 1 2 消防措施 120 8 2 環(huán)境保護專篇 125 8 2 1 三廢 的產(chǎn)生 125 8 2 2 治理方法 126 8 3 勞動安全衛(wèi)生專篇 129 8 3 1 公司管理模式 129 8 3 2 三種藥品時間分配 130 8 3 3 車間組織機構(gòu) 132 8 3 4 生產(chǎn)班制 134 4 8 4 節(jié)能專篇 137 8 4 1 項目節(jié)能措施 137 8 4 2 能源管理措施 140 8 4 3 節(jié)能措施效果評估 141 8 4 4 節(jié)能措施經(jīng)濟性評估 141 8 4 5 本章評估小結(jié) 142 第九章 自動控制系統(tǒng) 143 9 1 概況 143 9 1 1 項目總述 143 9 1 2 自控水平 143 9 1 3 控制系統(tǒng)的選擇 144 9 1 4 總線系統(tǒng) 145 9 1 5 控制方案的選擇 145 9 1 6 安全及保護措施 146 9 2 儀表選型的確定 146 9 2 1 選型原則 146 9 2 2 現(xiàn)場儀表 147 9 3 控制系統(tǒng) 148 9 3 1 簡單控制系統(tǒng) 148 9 3 2 程序控制統(tǒng) 148 9 4 動力供應(yīng) 148 9 4 1 儀表電源 148 9 4 2 儀表氣源 149 9 5 設(shè)備控制方案 149 9 5 1 泵的基本控制方案 149 9 5 2 換熱器的基本控制方案 151 9 5 3 反應(yīng)器的基本控制方案 155 9 6 緊急停車系統(tǒng) ESD 156 第十章 潔凈廠房布置 158 10 1 設(shè)計依據(jù) 158 10 2 設(shè)計范圍 158 10 3 潔凈平面布置原則 158 10 3 1 總則 158 10 3 2 布置的一般原則 158 10 4 總體布置 159 10 4 1 潔凈廠房的位置選擇 159 10 4 2 潔凈區(qū)布置方案 160 10 4 3 布置說明 160 10 4 4 人流與物流 164 10 4 5 設(shè)備布置 167 10 4 6 建筑安全設(shè)計 167 第十一章 主要建筑材料 171 5 11 1 潔凈廠房建筑材料選擇相關(guān)章程 171 11 2 防火與建筑材料 171 11 2 1 吊頂與隔墻 172 11 2 2 隔墻的性能也是影響火勢蔓延的重要因素 172 11 2 3 其他裝修材料 172 11 3 地面材料 172 11 3 1 雙層地面 173 11 3 2 水磨石地面 173 11 3 3 涂料地面 173 11 3 4 卷材板材地面 173 11 3 5 耐酸瓷板地面 174 11 3 6 玻璃鋼地面 174 11 3 7 環(huán)氧地面 174 11 4 墻體材料 176 11 5 天棚材料 177 11 5 1 潔凈室內(nèi)墻壁和頂棚的裝修 177 11 5 2 一般的天花板材料 178 11 6 墻面 178 11 6 1 涂料 179 11 6 2 板材 179 11 6 3 卷材 179 11 7 門 179 11 7 1 鋼門 180 11 7 2 鋁合金門 180 11 7 3 鋼板門 180 11 7 4 蜂窩貼塑門 180 11 8 窗 180 11 9 嵌填用密封材料 180 11 9 1 使用條件與性能要求 181 11 9 2 常用的密封嵌縫材料 181 第十二章 設(shè)計不足及建議 183 12 1 說明書存在的不足及原因分析 183 12 1 1 關(guān)于設(shè)備選型 183 12 1 2 能量衡算 183 12 1 3 關(guān)于三廢處理 183 12 1 4 關(guān)于循環(huán)系統(tǒng) 183 12 1 5 其他 183 12 2 建議 184 12 2 1 纈沙坦氫化階段 184 12 2 2 依菲偉倫加成工序 184 12 3 本項設(shè)計的創(chuàng)新點 184 附錄 187 附錄一設(shè)備選型一覽表 187 6 附錄二管道選型一覽表 189 附錄三物料衡算框圖 191 附錄四公用工程相關(guān)一覽表 198 參考文獻 204 1 第一章 緒論 1 1 項目概述 此項目為生產(chǎn)化學原料藥硫辛酸 依非韋倫和纈沙坦的多功能車間設(shè)計 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展 中國企業(yè)在世界經(jīng)濟舞臺上扮演的角色越來越 重要 中國的各種產(chǎn)品大量出口到世界各地 其中 制藥行業(yè)的發(fā)展尤為迅速 越來越多的制藥公司大量從中國采購原料藥 尤其是美歐國家 這些交易的主 要特點為產(chǎn)品年交易噸位較少 但是品種較多 往往是一系列的產(chǎn)品 主要方 式是制劑公司委托化學原料藥生產(chǎn)廠 按照嚴格的質(zhì)量標準和議定書 為其生 產(chǎn)原料藥或中間體 產(chǎn)品專供委托方制劑公司 合同生產(chǎn)廠商不得自行上市 這種方式的合作較為長期穩(wěn)定 傳統(tǒng)的原料藥生產(chǎn)方式產(chǎn)品單一 生產(chǎn)操作有 固定的工藝規(guī)程 且產(chǎn)品的年產(chǎn)量較大 往往是幾百噸甚至幾千噸 面對原料 藥生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢 傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足需要 多功能車間的概 念隨之產(chǎn)生了 原料藥多功能車間不同于傳統(tǒng)的原料藥車間 它可以同時或分期生產(chǎn)不同 品種的多種原料藥 這些原料藥之間需要有一定的相似性 例如 具有相近的 生產(chǎn)工藝 所用的設(shè)備多數(shù)可以通用等等 多功能車間的建設(shè)可以滿足小批量 多品種的生產(chǎn)要求 應(yīng)對市場的迅速變化 大大提高整個過程的綜合經(jīng)濟效益 在當代需求下本項目具有重要的意義 1 2 項目設(shè)計依據(jù)及設(shè)計基礎(chǔ) 第四屆 國藥工程杯 全國大學生制藥工程設(shè)計競賽 設(shè)計任務(wù)書 藥品 GMP 指南 中國醫(yī)藥科技出版社 本組編制的可行性報告 制藥工程設(shè)計 化學工業(yè)出版社 化工工藝設(shè)計手冊第四版 化學工業(yè)出版社 國家經(jīng)濟 建筑 環(huán)保等相關(guān)政策 2 1 3 設(shè)計原則 1 認真貫徹落實國家基本建設(shè)的有關(guān)政策 法規(guī) 合理安排建設(shè)周期 2 嚴格控制工程建設(shè)項目的生產(chǎn)規(guī)模和投資 3 嚴格遵循現(xiàn)行消防 安全 衛(wèi)生 勞動保護等有關(guān)規(guī)定 規(guī)范 保障 4 生產(chǎn)安全順利進行和操作人員的安全 5 產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量指標符合國家及地方頒發(fā)的各項相關(guān)標準 6 注重環(huán)境保護 設(shè)計中選用清潔生產(chǎn)工藝 在生產(chǎn)過程中減少 三廢 7 排放 同時采用行之有效的 三廢 治理措施 嚴格執(zhí)行 三廢 治理 三同時 的方針 8 堅持體現(xiàn) 社會經(jīng)濟效益 環(huán)保效益和企業(yè)經(jīng)濟效益并重 的原則 9 按照國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的長遠規(guī)劃 行業(yè) 地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃 在項 目調(diào)查 選擇中對項目進行詳細全面的論證 1 4 設(shè)計規(guī)模及方案 1 4 1 產(chǎn)品簡介 1 硫辛酸 硫辛酸又名二硫辛酸 屬于維生素 B 類化合物 是人體內(nèi)不可缺少的抗氧 化劑 具有極高的醫(yī)用價值及抗衰老潛能 其制劑在臨床上主要用于治療糖尿 病的微血管病變 自 1983 年硫辛酸作為一種高效的抗氧化劑被認識后 日益受 到人們的青睞 成為提高生活質(zhì)量 抵抗衰老 延長壽命不可或缺藥品 2 依非韋倫 依非韋倫是抗艾滋病感染的藥物 屬人類免疫缺陷病毒 1 型的選擇性非核 苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑 3 纈沙坦 纈沙坦是血管緊張素受體拮抗劑 可用于各種類型高血壓 并對心腦腎有 3 較好的保護作用 1 4 2 設(shè)計規(guī)模 表 1 1 產(chǎn)品名稱與設(shè)計規(guī)模 產(chǎn)品名稱 設(shè)計規(guī)模 t a 含量 包裝規(guī)格 其他 硫辛酸 25 99 5 紙板桶 25kg 桶 非無菌原料藥 依非偉倫 25 99 5 紙板桶 25kg 桶 非無菌原料藥 纈沙坦 25 99 5 紙板桶 25kg 桶 非無菌原料藥 1 4 3 確定產(chǎn)品組合方案 表 1 2 產(chǎn)品生產(chǎn)能力及分配方案 周期耗時 h 產(chǎn)品名稱 生產(chǎn)部分 精制部分 天數(shù)分配 d 周期產(chǎn)量 kg 總產(chǎn)量 kg 31 6 32 5 10 硫辛酸 依菲偉倫 纈沙坦 23 5 9 110 85 105 229 70 297 68 242 04 25037 25005 25172 1 5 項目建設(shè)意義 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展 中國企業(yè)在世界經(jīng)濟舞臺上扮演的角色越來越 重要 中國的各種產(chǎn)品大量出口到世界各地 其中 制藥行業(yè)的發(fā)展尤為迅速 越來越多的制藥公司大量從中國采購原料藥 尤其是美歐國家 這些交易的主 要特點為產(chǎn)品年交易噸位較少 但是品種較多 往往是一系列的產(chǎn)品 主要方 式是制劑公司委托化學原料藥生產(chǎn)廠 按照嚴格的質(zhì)量標準和議定書 為其生 產(chǎn)原料藥或中間體 產(chǎn)品專供委托方制劑公司 合同生產(chǎn)廠商不得自行上市 這種方式的合作較為長期穩(wěn)定 傳統(tǒng)的原料藥生產(chǎn)方式產(chǎn)品單一 生產(chǎn)操作有 固定的工藝規(guī)程 且產(chǎn)品的年產(chǎn)量較大 往往是幾百噸甚至幾千噸 面對原料 藥生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢 傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足需要 多功能車間的概 4 念隨之產(chǎn)生了 原料藥多功能車間不同于傳統(tǒng)的原料藥車間 它可以同時或分期生產(chǎn)不同 品種的多種原料藥 這些原料藥之間需要有一定的相似性 例如 具有相近的 生產(chǎn)工藝 所用的設(shè)備多數(shù)可以通用等等 硫辛酸 Thioctic Acid 又名二硫辛酸 屬于維生素 B 類化合物 是人 體內(nèi)不可缺少的抗氧化劑 具有極高的醫(yī)用價值及抗衰老潛能 其制劑在臨床 上主要用于治療糖尿病的微血管病變 自 1989 年硫辛酸作為一種高效的抗氧 化劑被認識后 日益受到人們的青睞 成為提高生活質(zhì)量 抵抗衰老 延長壽 命不可或缺藥品 依非韋倫 Efavirenz 是抗艾滋病毒感染的藥物 屬人類免疫 缺陷病毒 1 型 HIV 1 的選擇性非核苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑 纈沙坦 是血管緊 張素受體拮抗劑 可用于各種類型高血壓 并對心腦腎有較好的保護作用 三種原料藥擁有廣闊的市場前景 而設(shè)計多功能車間則可以滿足小批量 多品種的生產(chǎn)要求 應(yīng)對市場的迅速變化 大大提高整個過程的綜合經(jīng)濟效益 在當代需求下本項目具有重要的意義 1 6 輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用 用 Auto CAD 進行化工制圖 用 Auto CAD Plant 3D 軟件進行三維配管 用 photoshop 進行封面等圖紙繪制 Microsoft office 進行文檔編輯 易算云進行管道內(nèi)徑計算 5 第二章 工藝說明 2 1 工藝概述 2 1 1 工藝流程設(shè)計的原則 1 保證產(chǎn)品質(zhì)量符合規(guī)定的標準 2 盡量采用成熟 先進的技術(shù)和設(shè)備 3 滿足GMP要求 4 使用盡可能少的能耗 5 盡量減少 三廢 排放量 6 具備開車 停車條件 易于控制 7 具有柔韌性 即在不同條件下 如進料組成和產(chǎn)品要求改變時 能夠正 常操作的能力 8 具有良好的經(jīng)濟效益 9 確保安全生產(chǎn) 以保證人身和設(shè)備的安全 2 1 2 工藝流程設(shè)計的任務(wù) 1 確定流程的組成 2 確定載能介質(zhì)的技術(shù)規(guī)格和流向 3 確定生產(chǎn)控制方案 4 確定 三廢 的治理方案 5 制定安全技術(shù)措施 6 繪制工藝流程圖 7 編寫工藝操作方法 6 2 2 工藝流程簡介 三種原料藥擁有廣闊的市場前景 而設(shè)計多功能車間則可以滿足小批量 多品種的生產(chǎn)要求 應(yīng)對市場的迅速變化 大大提高整個過程的綜合經(jīng)濟效益 固設(shè)計相對應(yīng)的多功能車間成為必須的要求 而多功能生產(chǎn)車間生產(chǎn)的原料藥 工藝路線有著相似之處 而工藝設(shè)備也基本相同 2 2 1 工藝路線 根據(jù)第四屆 國藥工程杯 全國大學生制藥工程設(shè)計競賽 設(shè)計任務(wù)書 確定三種原料藥的工藝路線如下 1 硫辛酸 硫辛酸生產(chǎn)主要經(jīng)過環(huán)合 水解 精制等過程制得 主要化學反應(yīng)方程式如下 1 二硫化鈉制備 Na2S 9H2O S Na2S2 9H2O 2 環(huán)合反應(yīng) 3 水解 酸化反應(yīng) 2 依非韋倫 依非韋倫生產(chǎn)以環(huán)丙基乙炔鋰 4 氯 2 三氟乙酰基 苯胺為原料 經(jīng)加成 環(huán)合 結(jié)晶等過程制得 主要化學反應(yīng)方程式如下 1 加成反應(yīng) 7 2 環(huán)合反應(yīng) 3 纈沙坦 纈沙坦是以N 正戊?；i氨酸甲酯為起始原料 經(jīng)加氫還原 精制而成 主要化學反應(yīng)方程式如下 8 2 3 工藝流程敘述 2 3 1 硫辛酸 1 環(huán)合水解工序 1 設(shè)備路線 2 流程敘述 首先通過分析反應(yīng)所需的原輔料準備相應(yīng)材料 然后進行各步反應(yīng) 在反應(yīng)釜 1和反應(yīng)釜2分別同時加入0 5W的純化水 啟動反應(yīng)釜攪拌并且 向夾套通入蒸汽加熱 在攪拌的同時經(jīng)過加料斗分別加入1 1W的水和硫化鈉 經(jīng)過約0 5小時反應(yīng)升溫至60 然后分別分批加入硫磺粉0 17W 持續(xù)攪拌反 應(yīng)1 5小時 在達到反應(yīng)要求的時間后 繼續(xù)向反應(yīng)釜1和反應(yīng)釜2分別先加入2W 乙醇 加料結(jié)束再分別加入0 09W的四丁基溴化銨 繼續(xù)攪拌加熱經(jīng)過約30mim 升溫至75 達到要求溫度后通過計量罐和管道的控制分別緩慢滴加1W6 8 二 氯辛酸乙酯 兩小時內(nèi)加料完畢 同時打開換熱器進行加熱回流 反應(yīng)8小時 得到環(huán)合液 此時改變夾套的載能介質(zhì)進入閥門 通入冷凍鹽水冷卻0 5h致環(huán)合液至 60 向反應(yīng)液的兩個反應(yīng)釜分別緩慢加入已配好的20 的20 氫氧化鈉溶液 并且再次改變載能介質(zhì)通入蒸汽對反應(yīng)釜1和反應(yīng)釜2進行加熱約0 5小時 使溫 度維持60 反應(yīng)持續(xù)3小時 上述反應(yīng)液得到后繼續(xù)在反應(yīng)釜1和反應(yīng)釜2中進 反應(yīng)釜 1 反應(yīng)釜 2 壓濾機 1 壓濾機 2 濃縮結(jié)晶釜 1 濃縮結(jié)晶釜 2 離心機 1 真空干燥機 1 9 行處理 通過氣閥的控制進行減壓濃縮約2 5小時 除去乙醇 餾出液通過換熱 器進行回收 回收處理約7小時 通過上面同樣的降溫方法通入冷凍鹽水將濃縮 液降至室溫 然后通過ph控制儀表對2mol L鹽酸的進料進行控制 從而實現(xiàn)將 體系ph調(diào)至2 操作時間為 小時 之后加入2 5W乙酸乙酯萃取 并且用現(xiàn)配的 飽和食鹽水洗滌分層 再加入無水硫酸鎂干燥 這洗滌干燥時間為 小時 2 精制工段 1 設(shè)備路線 2 流程敘述 在反應(yīng)釜1中依次加入1W粗品 3W乙酸乙酯 0 1W活性炭 同時對反應(yīng)釜進 行加熱 配套換熱器進行加熱回流2小時 之后進入壓濾機進行過濾 將濾液轉(zhuǎn) 至結(jié)晶釜 緩慢冷卻至10 進行冷卻結(jié)晶 冷卻結(jié)晶2小時后進入離心機進行 離心 經(jīng)固液分離后在在真空度 0 08MPa 條件下干燥 得淡黃色針狀硫辛酸 精品 用回收精餾釜加熱減壓蒸餾5小時回收母液中的乙酸乙酯套用 反應(yīng)釜 1 壓濾機 1 結(jié)晶釜 1 離心機 1 真空干燥機 1 10 2 3 2 依非偉倫 1 加成工序 1 設(shè)備路線 2 流程敘述 首先在配料罐內(nèi)進行三種混合溶液的配置 混合溶液I 將0 45W的乙基鋅和和0 45W 丙酮攪拌混合 約0 5 小時 控制溫度30 混合溶液II 將0 39W 環(huán)丙基乙炔鋰和0 5W 丙酮攪拌混合 約0 5 小時 控制溫度30 混合溶液III 將1W4 氯 2 三氟乙?；?苯胺和1W 丙酮攪拌混合 約0 5 小時 控制溫度30 在反應(yīng)釜1 和反應(yīng)釜2中分別加入2W 丙酮 0 07W 的A 0 48W 的B 攪拌 并夾套通冷凍鹽水冷卻至0 約1 小時 將混合溶液 通過計量罐分別緩慢 加入反應(yīng)釜1 2中 約2 小時 維持體系溫度 28 以下 再將混合溶液 通 過計量罐分別緩慢加入到反應(yīng)釜1 2中 約2小時 維持體系溫度在0 5 約1 5小時 再將混合溶液 分別緩慢加入反應(yīng)釜1 2中 約3小時 并 維持體系溫度40 反應(yīng) 約2 小時 得加成液 繼續(xù)在反應(yīng)釜1和反應(yīng)釜2 反應(yīng)釜 1 反應(yīng)釜 2 壓濾機 1 壓濾機 2 濃縮結(jié)晶釜 1 濃縮結(jié)晶釜 2 離心機 1 真空干燥機 1 11 中通過控制氣閥抽真空進行減壓濃縮 約1 5小時 餾出液通過回收釜回收 濃縮液中加入3W乙酸乙酯溶解濃縮物 再加入1W冰水 夾套通入冷凍鹽水1小時 使溶液降溫并控制溫度在0 5 淬滅反應(yīng) 再加入1W純化水水洗滌靜置分層 水相經(jīng)預(yù)處理 化學沉淀法處理金屬 鋅污染 后排至污水處理站 將有機相送至壓濾機進行過濾 濾液送至減壓濃 縮釜減壓濃縮 約1 5小時 餾出液通過換熱器回收 濃縮液冷卻至10 以下 進行結(jié)晶 約1小時 兩個流程的結(jié)晶混液送至同一離心機進行離心 用0 1W 乙酸乙酯淋洗 濾餅 含濕量為20 轉(zhuǎn)移至真空干燥器 在真空度 0 08MPa 條件下干燥 得 加成物 2 環(huán)合工序 1 設(shè)備路線 2 流程敘述 將加成物均分加入反應(yīng)釜1和反應(yīng)釜2 再分別加入3W 乙酸乙酯 攪拌溶解 然后分別加入0 55W 氯甲酸甲酯 0 95W 碳酸鈉和5W 純化水制得的溶液 控制 反應(yīng)溫度在35 C 快速攪拌反應(yīng) 約6 小時 用1W 純化水洗分層 水相再 用0 6W 乙酸乙酯萃取 合并有機相 用0 2W無水硫酸鈉干燥 約4 小時 分 反應(yīng)釜 1 反應(yīng)釜 2 壓濾機 1 壓濾機 2 濃縮結(jié)晶釜 1 濃縮結(jié)晶釜 2 離心機 1 真空干燥機 1 12 別送至對應(yīng)的壓濾機1和壓濾機2過濾出硫酸鈉 濾液經(jīng)減壓濃縮 餾出液約為 上述濾液總體積的1 2 濃縮時間為1小時 濃縮液在釜內(nèi)冷卻結(jié)晶1小時 合 并兩個生產(chǎn)線的結(jié)晶混液送至離心機1進行離心處理 將上步濃縮出來的餾出液 將與結(jié)晶出來的母液混合進入回收釜回收 回收時間為3小時 再用用0 1W 乙 酸乙酯淋洗濾餅 含濕量為20 之后濾餅轉(zhuǎn)移至干燥器 在真空度 0 08MPa 條件下干燥 得環(huán)合粗品 環(huán)合粗品含量 99 3 精制工序 1 設(shè)備路線 2 流程敘述 向反應(yīng)釜1中加入1 9W 乙酸乙酯 1W 環(huán)合粗品 0 15W 活性炭 加熱回 流 5小時 之后經(jīng)壓濾機脫碳過濾 將濾液轉(zhuǎn)移至結(jié)晶釜1 緩慢冷卻至5 結(jié)晶 冷卻結(jié)晶過程耗時約3小時 經(jīng)離心機1進行固液分離 離心母液通過換熱 器進行回收 時間約為5小時 濾餅用0 1W 乙酸乙酯淋洗 含濕量為20 之后濾餅在真空度 0 08MPa 條件下的真空干燥器中干燥 得依非韋倫精品 依非韋倫精品含量 99 5 2 3 3 纈沙坦 1 氫化還原工序 反應(yīng)釜 1 壓濾機 1 結(jié)晶釜 1 離心機 1 真空干燥機 1 13 1 設(shè)備流程 2 流程敘述 在反應(yīng)釜 1中依次加入4W 醋酸異丁酯 1W 的N 正戊?；i氨酸甲酯 0 01WPd c 夾套通蒸汽1小時加熱至70 75 使其溶解 反應(yīng)液比容約為 950kg m3 之后改變夾套閥門通入冷凍鹽水1小時降溫 控制溫度在38 壓 力0 1 0 2MPa 然后通氫氣 反應(yīng)8 小時 停攪拌 通冷卻介質(zhì)1小時使體系 降至常溫 送至壓濾機1進行壓濾 濾渣中處理回收Pd C 回收方法 用醋酸異 丁酯作溶劑洗滌幾次 然后用DMFC二甲基酰胺洗滌兩次 在真空條件下80 烘 干 注意放空時充氮氣保護 以防自燃 濾液送至濃縮釜 減壓濃縮至干 約5小時 餾出液通過回收釜回收套用 約6小時 濃縮液中加入2W 乙酸 乙酯 溶解濃縮物 再加入1W 水 進行水洗分層 水相用1 5W 乙酸乙酯分三 次提取 合并有機相 水相經(jīng)預(yù)處理后排至污水處理站 將有機相送至減壓濃縮釜進行減壓濃縮 餾出液約為上述有機相總體積 的1 4 濃縮過程約1 5小時 餾出液通過回收釜回收 回收時間約6小時 濃 縮液送至濃縮結(jié)晶釜2進行冷卻降溫至5 結(jié)晶 約2小時 之后結(jié)晶混液送至 反應(yīng)釜 1 壓濾機 1 濃縮結(jié)晶釜 1 濃縮結(jié)晶釜 2 離心機 1 真空干燥 1 14 離心機進行離心 離心母液通過換熱器回收 濾餅 含濕量為20 轉(zhuǎn)移至干燥 器 在干燥器真空度 0 08MPa 條件下干燥 得纈沙坦粗品 纈沙坦粗品 95 2 精制工序 1 設(shè)備流程 2 流程敘述 向反應(yīng)釜1中加入1 9W 乙酸乙酯 1W 環(huán)合粗品 0 15W 活性炭 加熱回流 5小時 之后經(jīng)壓濾機脫碳過濾 將濾液轉(zhuǎn)移至結(jié)晶釜1 緩慢冷卻至5 結(jié)晶 冷卻結(jié)晶過程耗時約3小時 經(jīng)離心機1進行固液分離 離心母液通過換熱 器進行回收 時間約為5小時 濾餅用0 1W 乙酸乙酯淋洗 含濕量為20 之后濾餅在真空度 0 08MPa 條件下的真空干燥器中干燥 得依非韋倫精品 依非韋倫精品含量 99 5 反應(yīng)釜 1 壓濾機 1 結(jié)晶釜 1 離心機 1 真空干燥機 1 15 15 第三章 物料能量衡算 3 1 物料衡算 3 1 1 物料衡算的意義 物料衡算是確定化工生產(chǎn)過程中物料比例和物料轉(zhuǎn)變的定量關(guān)系的過程 是化工工藝計算中最基本 最重要的內(nèi)容之一 在化學工程中 設(shè)計或改造工 藝流程和設(shè)備 了解和控制生產(chǎn)操作過程 核算生產(chǎn)過程的經(jīng)濟效益 確定主 副產(chǎn)品的產(chǎn)率 確定原材料消耗定額 確定生產(chǎn)過程的損耗量 便于技術(shù)人員 對現(xiàn)有的工藝過程進行分析 選擇最有效的工藝路線 確定設(shè)備容量 數(shù)量和 主要尺寸 對設(shè)備進行最佳設(shè)計以及確定最佳操作條件等都要進行物料核算 也就是說是本次設(shè)計具有重要意義 3 1 2 物料衡算的任務(wù) 通常物料衡算有兩種情況 一是對已有的生產(chǎn)設(shè)備或過程利用實測的數(shù)據(jù) 計算出另一些不能直接測定的物料量 俗稱生產(chǎn)查定 用此計算結(jié)果 對生產(chǎn) 進行分析 作出判斷 提出改進措施 二是設(shè)計一種新的設(shè)備或過程 由物料 衡算求出進出各設(shè)備的物料量 組成等 然后結(jié)合能量衡算 確定設(shè)備的工藝 尺寸 衡量此次設(shè)計的經(jīng)濟效益 對整個車間設(shè)計具有重要意義 3 1 3 物料衡算遵循的原則 物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定理 它是研究某一體系內(nèi)進出物料量及 組成的變化 進行物料衡算時 必須先確定衡算的體系 對一般體系 均可用 如下表示 系統(tǒng)中的積累 輸入 輸出 生成 消耗 在穩(wěn)定狀態(tài)下有 輸入 輸出 生成 消耗 特別地 當系統(tǒng)沒有化學反應(yīng)時 則可簡化為 輸入 輸出 16 3 2 系統(tǒng)物料衡算 3 2 1 硫辛酸物料衡算過程 1 設(shè)計任務(wù) 1 設(shè)計項目 多功能原料藥生產(chǎn)車間 2 產(chǎn)品名稱 硫辛酸原料藥 3 產(chǎn)品規(guī)格 純度 99 5 4 工作日 110 天 年 5 年生產(chǎn)能力 年產(chǎn) 25 噸硫辛酸原料藥周期產(chǎn)量 550kg 0 58 0 9 0 94 0 995 205 3 241 2 0 995 343 31kg 其中硫辛酸原料藥 341 6kg 99 5 雜質(zhì) 1 72kg 0 5 6 收率 環(huán)合工序 58 水解工序 90 精制收率 94 包裝收率 99 5 總收率 58 90 94 99 5 48 82 基準 物料衡算以周期計算 物料單位為千克 2 環(huán)合水解工序物料衡算計算過程 采用順推 逆推結(jié)合方法 順推過程 以投料 1W 的原料藥為標準 環(huán)合水解工序中除加入的鹽酸量和 飽和食鹽水量未知外 其他的都已知的情況下 我們暫時不將鹽酸和飽和食鹽 水算入總的物料衡算過程中去 事實上也無這個必要 因為鹽酸與飽和食鹽水 并沒有參與到反應(yīng)中去 并在整個過程中都可以算作水相中的物質(zhì) 跟產(chǎn)品所 處的有機相無關(guān) 則環(huán)合水解工序總物料量有 0 5 1 1 0 17 2 0 09 1 0 18 5 2 5 0 1 8 36W 以此為基礎(chǔ)可算出各加入量 所占原料百分比 如 原輔料 6 8 二氯辛酸乙酯量 1 8 36 100 11 96 以 17 此類推可得到所有加入物所占百分比 如環(huán)合物料圖環(huán)合釜所示 加入質(zhì)量總計有 10 76 的 20 的氫氧化鈉水溶液后環(huán)合釜中總有 68 89 的物質(zhì) 減壓蒸餾除去乙醇 乙醇總量有開始加入的 95 乙醇 即 23 92 0 95 22 73 加上水解反應(yīng)生成的乙醇 2 28 這里定二硫化鈉制備轉(zhuǎn) 化率為 96 且第一步環(huán)合產(chǎn)物中的硫辛酸乙酯在第二步水解反應(yīng)中全部轉(zhuǎn)化 為硫辛酸 且第一步的收率直接定為 58 由此可得出乙醇的生成量占整個質(zhì) 量的 2 28 所以這里假設(shè)餾出物全部為乙醇且質(zhì)量為 25 01 而一些雜質(zhì) 將主要設(shè)定在萃取 洗滌和結(jié)晶三步排出 這樣從環(huán)合釜經(jīng)濃縮后的物料質(zhì)量 百分比為 43 88 加入 2 5W 即 29 90 的乙酸乙酯進行萃取 萃取出來的雜質(zhì) 主要有水 舉例 0 5W 1 1W 162 240 0 18W 4 1 9625W 鹽酸 硫化鈉 0 0143W 硫化亞鈉 0 206W 硫粉 0 0292W 氯化鈉 0 296W 氫氧化鈉等 還 有一些有機物質(zhì)損失總計質(zhì)量百分比為 34 10 出來百分比有 39 68 經(jīng)過洗 滌分層過濾設(shè)排出雜質(zhì) 1 得濃縮前百分比為 38 38 滿足最終生成物百分比 質(zhì)量 5 37 2 5 8 36 35 3 又由數(shù)據(jù)濃縮餾出液為有機相體積的 1 2 最終 定餾出物百分比取 19 68 得結(jié)晶離心前質(zhì)量百分比為 19 逆推過程 對于環(huán)合水解階段最后生成的精品我們可以由收率這樣推 可 得到粗品質(zhì)量 1W 0 58 0 9 205 3 241 2 0 99 0 4443W 則粗品所占百分 比 0 4443 8 36 5 37 再由濾餅含濕量 20 可得到干燥前總量百分比為 6 71 即干燥出去的物質(zhì)質(zhì)量百分比為 1 34 再逆推到淋洗步驟 由于加入 了 0 1W 即百分比為 1 1 25 的乙酸乙酯作淋洗劑 所以這里直接假定淋出物總 有 1 41 這樣可得到結(jié)晶離心出來物料所占的百分比為 7 由于已知結(jié)晶前 百分比為 19 則離心出的物質(zhì)為 12 硫辛酸環(huán)合水解物料衡算如圖 3 1 示 18 圖 3 1 硫辛酸環(huán)合水解工序物料衡算方框平衡圖 10 76 25 01 68 89 5 37 43 88 38 68 19 00 7 00 39 68 58 13 6 71 硫辛酸粗品 酸化萃取 雜質(zhì) 1 34 1 洗滌 分層 食鹽水 雜質(zhì) 2 1 洗滌 分層 濃縮 乙酸乙酯 19 68 雜質(zhì) 3 12 00 雜質(zhì) 4 1 41 乙酸乙酯 1 34 結(jié)晶 離心 淋洗乙酸乙酯 1 12 淋洗 原料 質(zhì)量百分比 水 5 98 水和 硫酸 鈉 13 16 95 乙醇 23 92 硫粉 2 03 四丁 基溴 化銨 1 08 6 8 二氯 辛酸 乙酯 11 96 總計 58 13 原料 百分比 氫氧化鈉 2 15 水 8 61 合計 10 70 餾出物 百分比 溶劑乙醇 22 73 產(chǎn)物乙醇 2 28 合計 25 01 環(huán)合釜 濃縮 鹽酸 適量 乙酸乙 酯 29 90 19 3 精制過程物料 順推 逆推結(jié)合方法 順推過程 在精制階段 脫色釜中有 1W 粗品 3W 乙酸乙酯 0 1W 活性炭 總計有 4 1W 物質(zhì) 分別算出他們的質(zhì)量百分比有粗品 24 39 最終脫色釜中 百分比總和為 100 經(jīng)過脫炭過濾假設(shè)除了炭本身百分比 2 44 由環(huán)合液密度約為 1kg L 故環(huán)合體積約為 M P 540 4 86 1312L 取裝料系數(shù)為 0 7 故設(shè)備應(yīng)有體積 1312 0 7 1874 57L 符合 水解階段 水質(zhì)量約為 0 72W 加氫氧化鈉溶解體積 水解體積約為 230L 反應(yīng)階段 總體積 1542L 因為反應(yīng)溫度為 75 接近于乙醇的沸點 78 度 這里裝料系數(shù)選 用 0 7 比較合適 設(shè)備應(yīng)有體積 1542 0 8 1927L 符合 濃縮后體積約為濃縮前的二分之一 由物料衡算約有總質(zhì)量的 25 的乙醇 餾出 即乙醇質(zhì)量有 25 8 36 275 574 7kg 左右 餾出乙醇體積約為 574 7 0 79 727 5L 符合濃縮體積約為反應(yīng)液一半 771 濃縮液剩余體積為 1542 727 5 814 5L 加入 2 5W 乙酸乙酯 體積約為 2 5 275 0 897 766 44L 此時萃取液總體積為 814 5 766 4 1581L 還有 HCl 的體積 但絕不會超過 2000 所以 符合 2000L 的反應(yīng)釜大小 2 依菲偉輪 加成階段 濃縮前質(zhì)量約為 6 34w 對于單釜來說 w 145kg 總質(zhì)量 919kg 加成液 73 密度約為 0 95kg L 所以體積為 919 0 95 968L 算上裝料系數(shù) 0 8 所需反 應(yīng)釜體積應(yīng)為 968 0 8 1210L 2000L 故加成工序 2000L 反應(yīng)釜符合要求 濃縮后體積變?yōu)?968 1 4 242L 加上乙酸乙酯體積 3 145 0 897 485L 冰水體積 145L 很明顯體積有 242 485 145 872L 算上裝料系數(shù) 0 8 所需容積應(yīng)為 872 0 8 1090L 2000L 符合要求 環(huán)合階段 首先 單釜加成產(chǎn)物質(zhì)量約為 1W 0 9 289 5 223 5 0 99 1 18W 在環(huán)合工序操作過程中加入水 氯甲酸甲酯和乙酸乙酯的體積分別如下計 3w 乙酸乙酯體積 3 145 0 897 485L 5w 水體積 5 145 1 725L 0 55w 氯甲酸甲酯體積 0 55 145 1 22 66L 綜上 三種溶劑液體就有體積 725 485 66 1276L 在加上加成工序產(chǎn)物 和 0 95w 碳酸鈉 此時體積約為 1500L 算上填料系數(shù) 1500 0 8 1875 符合 萃取階段由于對填料系數(shù)沒有多大要求 故即使再加上 1w 的純化水和 0 6w 的乙酸乙酯總體積仍然會小于 2000L 所以符合 3 纈沙坦 氫化還原工序容積計算 以單釜 w 280kg 此工序中總原輔料質(zhì)量為 5 1 280 1428kg 由于其密度為 0 95kg L 故有 體積約為 1428 0 95 1503 2L 無鼓泡 無沸騰 裝料系數(shù)定為 0 8 所需容 器體積為 1583 0 8 1879L 符合容積為 2000L 的不銹鋼反應(yīng)釜 綜上 選取兩臺材質(zhì)為不銹鋼 316 反應(yīng)器容量為 2000L 的反應(yīng)釜 不銹鋼反應(yīng)釜規(guī)格如下 公稱容積 2000L 傳熱面積 8m2 公稱直徑 1200mm 總高度 槳式 3570mm 74 符合外壓 0 1 0 2MP 內(nèi)壓真空度 0 09MP 的設(shè)計 壁厚設(shè)定為 6mm 符合最大許應(yīng)用力的計算 先進性 采用兩個2000L不銹鋼反應(yīng)釜最大限度的提高了設(shè)備利用率 且充 分利用了 原則上反應(yīng)器不超過2000L的要求 采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼作為反應(yīng)釜的 材質(zhì)不僅能夠滿足加強堿反應(yīng)的需要 也為氫化反應(yīng)過程增加了安全系數(shù) 同 時 具有不對產(chǎn)品造成污染 內(nèi)壁光滑 外觀漂亮 易于清洗的優(yōu)點 4 2 2 萃取設(shè)備的選型 選型依據(jù) 除了在反應(yīng)釜進行了初次水洗分層外 在依菲偉倫的環(huán)合工序 和纈沙坦的氫化還原工序還需要對水相進行再萃取工作 防止浪費 所以這里 需要個專門的設(shè)備進行再一次萃取 這里針對水相萃取 決定采用往復(fù)篩板萃取塔 對水進行連續(xù)性的萃取操 作 且由題設(shè)的在釜中對水相用乙酸乙酯多次提取 實際上流程中說的就是靜 置分層萃取 這里改用萃取性能更好的往復(fù)篩板萃取塔因其效果好 打算只對 水相進行一次處理 從而達到了精簡設(shè)備的要求 并同時保證了生產(chǎn)質(zhì)量 這 樣可以有效地把水體中的低濃度的有機化合物分離萃取出來 具有處理能力大 日處理廢水 噸 連續(xù)性好 操作方便 設(shè)備投資少 萃取效率高等優(yōu) 點 可以一塔完成萃取的全過程 萃取效率達到三級以上 有著廣泛的應(yīng)用前 景 4 2 3 壓濾機的選型 選型依據(jù) 壓濾機作為過濾機的一種是起到過濾作用的 三種原料藥的生 產(chǎn)過程中都會使用到過濾這個單元操作 在過濾機中決定選用壓濾機的原因是 纈沙坦工業(yè)里有明確提到到壓濾這步來回收 Pd C 由此確定過濾機的類型 通 過計算過濾操作過程中的過濾液的體積確定壓濾機的大小 1 核算硫辛酸工藝 環(huán)合水解工序核算 75 在硫辛酸工藝從反應(yīng)釜反應(yīng)后經(jīng)過濃縮酸化萃取溶液體積變化如下 每個反應(yīng)釜 萃取前 1581L 萃取后 2 5W 乙酸乙酯 體積約為 2 5 275 0 897 766 44L 算 1W 原輔料質(zhì)量 密度為 1kg L 則 275L 即總有 1042L 左右的有機相 2 依菲偉倫壓濾機核算 加成工序核算 濃縮后體積變?yōu)?968 1 4 242L 加上添加溶劑 3w 乙酸乙酯體積為 3 145 0 897 485L 所以分層后有機相體積約為 242 485 727L 環(huán)合工序核算 水洗分層萃取后有機相溶劑液體就有體積 485 66 氯甲酸甲酯體積 551L 水相再次萃取乙酸乙酯體積約有 0 6 145 0 897 97L 總?cè)軇w積接近 為 551 97 648L 再加上加成粗品 有機相體積大小約為 800L 左右 3 纈沙坦 氫化還原工序核算 由前面計算 可知氫化還原反應(yīng)液體積 以每釜 w 280kg 計 體積約為 1503 2L 綜上 三個產(chǎn)品各個流程需要用到壓濾機容量大小取其最大值 應(yīng)以纈沙 坦為先壓濾機先型標準 所以選型如下 操作工時 1h 從硫辛酸反應(yīng)釜的選型可看出 周期處理批次量為 1503 2L 依據(jù) 化工工藝設(shè)計手冊 第四版 上 P557 選框內(nèi)容積為 1568 的板框壓濾機其主要參數(shù)如下 框內(nèi)尺寸 1250 1250 總過濾面積 100 型號 BM100 1250 30 框內(nèi)容量 1568 壓緊方式 液壓 工作壓力 0 5MP 76 外型尺寸 長 寬 高 5160 1700 1610 材料 聚丙烯 設(shè)備臺數(shù) 2 臺 先進性 采用兩臺容積為1568L板框壓濾機最大限度的提高了設(shè)備利用率能 滿足各個原料藥生產(chǎn)的 且采用塑料聚丙烯作為反應(yīng)釜的材質(zhì)不僅能夠滿足設(shè) 備強度的需要 也提高了其耐腐蝕性 4 2 4 濃縮 結(jié)晶釜的選型 本質(zhì)上是同一個釜的設(shè)計 他們的使用并不沖突 濃縮 結(jié)晶釜的使用取 決使用場合 在需要濃縮的情況下 夾套通飽和水蒸汽進行加熱 在需要冷卻 的時候 夾套通冷凍鹽水進行冷卻 設(shè)計依據(jù) 根據(jù)三種原料藥在生產(chǎn)過程中需要的最大反應(yīng)體積來確定釜的 容積大小及個數(shù)以滿足生產(chǎn)需求 即處理能力 kg h 來選型的 1 對于硫辛酸 萃取過濾后由物料圖衡算可知留下來的有機相約有 39 66 即質(zhì)量有 0 3966 8 36 275 911 78kg 若按密度為 1000kg L 計 有 911 78L 則經(jīng)過濃縮變?yōu)樵瓉淼亩种?約有 456L 左右的乙酸乙酯被餾出來 故 此時濃縮釜處理液有 456 0 897 309kg 2 對于依菲偉倫 加成工序第二階段濃縮 由壓濾機選型可知 分層后有機相體積約為 727L 兩釜總和為 1454L 此 次階段濃縮出來了總體積二分之一的乙酸乙酯 大約體積為 727 2 363L 即約 為 363 0 897 326kg 環(huán)合階段 同樣餾出液位二分之一 濃縮之前總體積接近于 800L 則兩釜體積為 77 1600L 則總體積二分之一為 400L 故餾出質(zhì)量約為 400 0 897 359kg 3 對于纈沙坦 氫化階段 第一階段濃縮釜要求為減壓濃縮至干 由設(shè)備走向圖可以看出一條生產(chǎn)線 由第一濃縮釜濃縮 而另一次則交給另一個濃縮釜由第二濃縮釜濃縮完成 在 第一濃縮釜中 醋酸異丁酯濃縮至干 氫化液總體積有 280 5 0 95 1473 7L 取 0 7 裝料系數(shù) 故選取容積為 2000L 的減壓濃縮釜 而第二次濃縮我們以設(shè) 計成經(jīng)過早已設(shè)計好的濃縮釜 所以關(guān)鍵是將第一次濃縮釜綜合好 而由上部 壓濾機選型可知濾液約有 1476 6L 綜上 應(yīng)以硫辛酸為標準 單釜濃縮液就有 911 8L 取裝料系數(shù)為 0 7 則 1824 0 7 1303L 故可選用如下兩臺容積為 2000L 型號為 ZN 2000 的真空濃 縮罐即可滿足以三種原料藥的濃縮過程 先進性 采用兩個2000L搪玻璃濃縮結(jié)晶釜最大限度的提高了設(shè)備利用率 且充分利用了 原則上反應(yīng)器不超過2000L的要求 采用搪玻璃作反應(yīng)器材質(zhì) 能降低生產(chǎn)成本 并在生產(chǎn)上也能滿足濃縮和結(jié)晶的要求 4 2 5 離心機選型 選型依據(jù) 是以其固液分離出來的濾餅 產(chǎn)品 溶劑 雜質(zhì) 最大質(zhì)量峰值作為 依據(jù)之一的 同時考慮到閃點易爆的特點 這里特別地選用防爆離心機進行離 心操作 1 對于硫辛酸 環(huán)合階段 由其物料衡算圖可知道 離心出來的濾餅質(zhì)量占總質(zhì)量的 6 95 6 71 0 24 6 95 故有 6 95 8 36 275 159 8kg 兩釜總離心濾 餅質(zhì)量為 319 6kg 2 對于依菲偉倫 78 加成階段 單個反應(yīng)流程中 產(chǎn)品質(zhì)量 145 0 9 289 5 223 5 0 99 170 7kg 含 濕量 20 則溶劑含量為 42 7kg 則濾餅總質(zhì)量約為 213 5kg 按 2 釜算則有 約 427kg 環(huán)合階段 環(huán)合后產(chǎn)物質(zhì)量約為 145 0 9 0 85 315 68 223 5 0 99 158 3kg 則 離心出來的物質(zhì)算上含濕量有 197 8kg 按兩釜算有 395 6kg 3 對于纈沙坦 單個反應(yīng)流程中 氫化階段產(chǎn)品質(zhì)量 300kg 0 92 0 99 278 8kg 同樣含 濕量 20 則濾餅總質(zhì)量為 348 5kg 綜上 選用一臺處理能力為 500kg h 材質(zhì)為不銹鋼的 SS 1100 密閉型 三足 式人工上部卸料防暴離心機 設(shè)備規(guī)格如下 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑 1800 550 裝機容量 500kg 有效容積 660 外形尺寸 2350 1800 1200 先進性 采用一個處理能力為 500kg h 的三足式上部卸料離心機 SB1100 充分提高了設(shè)備利用率和空間利用率 并采用村質(zhì)為不銹鋼的 SS 1100 密閉型防暴離心機提高了安全等級數(shù) 降低了操作風險 4 2 6 真空干燥器選型 選型依據(jù) 因與離心機組合一起 故真空干燥器的選型應(yīng)與離心機生產(chǎn)線 上的處理能力相適 從離心機里經(jīng)淋洗后的物質(zhì)會轉(zhuǎn)移到真空箱中去 故選型應(yīng)與離心機生產(chǎn) 能力搭配 選用一臺搪玻璃雙錐回轉(zhuǎn)型真空干燥器 規(guī)格為 1000L 即可 先進性 采用雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器 使藥品在干燥箱內(nèi)邊干燥邊轉(zhuǎn)動 對整批藥物的均一性有良好的保證 此設(shè)備操作簡單 間歇生產(chǎn) 易于調(diào)節(jié) 79 可以進行在線清洗和在線滅菌 4 3 精制車間主要設(shè)備選型 精制車間的流程包括加熱回流 脫炭過濾 冷卻結(jié)晶 離心分離 干燥幾 個操作 所以其主要設(shè)備包括有 脫色釜 過濾機 結(jié)晶釜 離心機 干燥器 4 3 1 脫色釜 選型依據(jù) 取三種原料藥精制過程中需要最大處理料液容積最大峰值為設(shè) 計標準來選擇反應(yīng)器的大小 1 硫辛酸精制階段 1W 原輔料經(jīng)過環(huán)合水解最終能得到如下量的粗產(chǎn)品 1W 0 58 0 9 205 3 241 2 0 99 0 449W 則兩釜生產(chǎn)出的粗品總量為 0 898W 一個 2000L 反應(yīng)釜即可完成任務(wù) 2 依菲偉倫精制階段 1W 原輔料最終會得以粗品 1 09W 則需要 1 9 1 09 2 071W 則乙酸乙酯 體積有 2 071 145 0 897 335L 加上粗品總體積約為 500L 生產(chǎn)工藝中兩條路 線大約 1000L 3 纈沙坦精制階段 單釜氫化階段所生成的產(chǎn)物量有 1W 435 52 43 52 0 92 0 95 0 973W 故此時脫色釜總量為 5 1 0 973 280 1389 4kg 定此時 密度為 1kg L 即此時有 1389L 由裝料系數(shù)為 0 7 則所需容積大小為 1389 0 7 1985L 綜上 一臺容積大小為 2000L 的搪玻璃回流反應(yīng)釜即可滿足要求 先進性 遵循制藥生產(chǎn)中搪玻璃材質(zhì)為主 不銹鋼為輔的原則 充分節(jié) 省了成本 且適用性廣 80 4 3 2 過濾機 選型依據(jù) 精制階段過濾機主要用于脫碳過濾 以處理液體體積為標準來 進行選型 以纈沙坦最大處理液體積為標準 由脫色釜選型計算中 知選取一 臺容積為 1568L 型號為 BM100 1250 30 的板框式壓濾機即可滿足生產(chǎn)要求 4 3 3 結(jié)晶釜 選型依據(jù)及先進性 以從過濾機出來的料液體積大小來確定結(jié)晶釜的大小 這樣不僅能滿足生產(chǎn)要求還節(jié)省了成本 同進選用精制階段結(jié)晶釜材質(zhì)為不銹 鋼能 具有不對產(chǎn)品造成污染 內(nèi)壁光滑 外觀漂亮 易于清洗等優(yōu)點 由于過濾液最多不會超過 1389L 取裝料系數(shù)為 0 8 則所需容積大小為 1389 0 8 1736L 故選取一臺容積大小為 2000L 公稱直徑為 1300mm 的不銹鋼結(jié)晶釜 4 3 4 離心機 選型依據(jù)及先進性 離心機的選型是以其濾餅 產(chǎn)品 溶劑 雜質(zhì) 最大質(zhì) 量峰值為來參考選型的 仍采用防爆式離心機來提高安全等級 降低操作風險 1 對于硫辛酸精制階段 精制產(chǎn)品質(zhì)量約有 550 0 58 0 9 0 94 205 3 241 2 0 995 5 4 288 6kg 2 對于依菲偉倫精制階段 離心物質(zhì)量約有 197 8 0 95 0 99 0 995 5 4 233 7kg 3 對纈沙坦精制階段 離心階段質(zhì)量約有 280kg 0 92 0 94 435 52 433 52 0 995 5 4 305 6kg 綜上 選取一臺型號為 SS1500 N 三足式上部卸料防爆離心機 81 4 3 5 真空干燥器 從離心機里經(jīng)淋洗后的物質(zhì)會轉(zhuǎn)移到真空箱中去 故選型應(yīng)與離心機生產(chǎn) 能力搭配 選用一臺搪玻璃雙錐回轉(zhuǎn)型真空干燥器 規(guī)格為 750L 4 4 輔助設(shè)備選型 4 4 1 冷凝回收釜 選型依據(jù)及先進性 依據(jù)生產(chǎn)過程中需要處理的餾出液的體積大小最大峰 值為主要選型依據(jù) 確保 釜對釜 式對應(yīng)回收 達到專釜專用的目的 更好 地能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)控 以滿足三種原料藥中各溶劑回收要求 同時 采用反應(yīng)釜的 一般使用材質(zhì) 搪玻璃 更好地能夠節(jié)省成本 在硫辛酸單條線生產(chǎn)工藝中主要是要處理兩種溶劑 乙醇和乙酸乙酯 對于乙醇 粗略估算約有 2W 的乙醇將被餾出來 即 2 275 0 79 696 3L 左右 對于乙酸乙酯 粗略估算有近 2 6W 左右的乙酸乙酯 即 2 6 275 0 897 797L 精制過程中有相對于 1W 粗品 3 倍的乙酸乙酯 即約有 0 45 3 275 0 897 413 9L 當然 這只是粗略估計 還有相當一部分有損失 如濾餅含濕量就夾帶一定量的乙酸乙酯 在依菲偉倫單條線生產(chǎn)工藝中主要處理的是丙酮 乙酸乙酯兩種溶劑 對于丙酮 粗略估計丙酮體積有 0 45 0 5 1 2 145 0 8 716L 對于乙酸乙 酯 首先加成環(huán)合工序粗略估算有 3 3 6 145 0 897 1067L 精制過程中每 1W 原輔料最終會生成 1 09W 粗品 所以在脫色回流過程中約有 1 09 1 145 1 9 0 897 335L 在纈沙坦單條線生產(chǎn)車間生產(chǎn)工藝中主要處理的主要是溶劑 醋酸異丁 酯 乙酸乙酯和丙酮 對于醋酸異丁酯 粗略估算有 4 280 0 883 1268 4L 對于乙酸乙酯 粗略估算有 3 5 280 0 897 1092 6L 對于丙酮 主要體現(xiàn)在 精制過程中 粗略估計約有 4 0 7829 280 0 8 1020 6L 綜上分析 生產(chǎn)車間和精制車間應(yīng)該總設(shè)置三種物質(zhì)的回收流程 生產(chǎn)車 間一般包括兩種物質(zhì)的餾出液和離心液 所以應(yīng)設(shè)兩個物質(zhì)的回收流程 精制 82 車間只有一種物質(zhì)的離心母液回收 只需設(shè)一個回收流程能滿足精制生產(chǎn) 2 生產(chǎn)車間 乙酸乙酯為專釜專用 三個流程中都需要用到 比較各流程中各工序乙 酸乙酯最大用量 即依菲偉倫中的 1092 6L 乙酸乙酯 取裝料系數(shù)為 0 7 則 有 1092 6 0 7 1560 8L 故設(shè)兩冷凝釜容積為 2000L 的開式搪玻璃釜 即可滿 足回收要求原則各工序各設(shè)備每天處理一批物料 另一釜應(yīng)以纈沙坦醋酸異丁酯作標準 取裝料系數(shù)為 0 7 則 1268 4 0 71812 可選取一臺容積為 2000L 的冷凝回收釜 材質(zhì)均為開式搪玻璃 精制車間 由于僅一個釜 總設(shè)一個回收釜即可 分析可知 應(yīng)仍以纈沙坦中的丙酮 作標準 取 0 7 為裝料系數(shù)有 1020 6 0 7 1458L 選取容積大小為 1500L 的開 式搪玻璃攪拌容器 綜上 回收釜總共有五個 第一階段與反應(yīng)釜配置的回收釜有兩個 容積 大小均為 2000L 第二階段濃縮有兩個 容積 2000L 第三階段精制部分選取容 積為 1500L 的攪拌容器作為蒸餾釜 4 4 2 離心母液與餾出液接液貯罐 1 生產(chǎn)車間設(shè)兩個接液貯罐 選型依據(jù) 在回收系統(tǒng)中 與回收釜相搭配的必有個接液貯罐 根據(jù)三個 反應(yīng)的流程 針對生產(chǎn)過程中兩種溶劑的回收在生產(chǎn)車間單線設(shè)兩個接液貯罐 以及精制過程中一種溶劑的回收在精制車間單線設(shè)一個接液貯罐 通過計算接 液預(yù)計出現(xiàn)在最大體積峰值來確定接液罐的容積大小 乙酸乙酯緩沖罐 綜合考慮三種原料藥