制藥工藝流程圖課件

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,一、工藝流程的設(shè)計(jì)和選擇,一般制藥生產(chǎn)過程包括三個(gè)階段:,原料預(yù)處理化學(xué)反應(yīng)分離純化產(chǎn)品制劑藥,生產(chǎn)同一種產(chǎn)品多數(shù)情況下可采用多種不同的生產(chǎn)路線，即使采用相同的原料路線，具體的,工藝安排或操作指標(biāo),也有差別，到底采用哪種生產(chǎn)路線，必須對(duì)路線進(jìn)行,經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分

2、析,，找到技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品成本低，收率高，投資少，能耗低，同時(shí)又完全,環(huán)保,的工藝路線（即可對(duì)各方案進(jìn)行比較，找到,經(jīng)濟(jì),安全,環(huán)保,生產(chǎn)工藝路線,）。,1、工藝流程設(shè)計(jì)中的方案比較,例：混酸硝化苯制備硝基苯,混酸組成：,HNO,3,5%、H,2,SO,4,65%、H,2,O 30%,；苯與混酸中,HNO,3,的摩爾配比為,1:1.1,，反應(yīng)壓力：,0.46MPa；反應(yīng),溫度：,130,；反應(yīng)后的硝化液進(jìn)入連續(xù)分離器，分離出的酸性硝基苯和廢酸的溫度約為,120,；酸性硝基苯經(jīng)冷卻、堿洗、水洗等處理工序后送精制工段。,方案,1,：間接水冷常壓濃縮方案,方案,2,：原料預(yù)熱閃蒸濃縮方案,方案1與方案

3、2的比較:,酸性硝基苯的顯熱的利用不同:,方案1:,酸性硝基苯Q,放,Q,冷卻水,浪費(fèi)熱量和消耗冷卻水,方案2:設(shè)間接換熱器,酸性硝基苯Q,放,加熱原料苯回收,Q,節(jié)省,冷卻水,和,加熱苯的蒸汽,但增加一臺(tái)換熱器,廢酸濃縮方法不同:,方案1:采用常壓濃縮,消耗大量低壓蒸汽,方案2:采用閃蒸濃縮,用抽真空降低壓力,使T,水蒸發(fā),主要靠廢酸本身放出的熱蒸發(fā)水,節(jié)省,低壓蒸汽,但增加一臺(tái)真空泵并耗電,結(jié)論,從單位能耗為標(biāo)準(zhǔn),方案2比方案1適宜,2、以單元操作或單元反應(yīng)為中心,完善工藝流程,藥品生產(chǎn)過程由一系列,單元操作,或,單元反應(yīng)過程所組成。在工藝流程設(shè)計(jì)中，常以單元操作或單元反應(yīng)為中心，建立與之

4、相適應(yīng)的工藝流程,例如,設(shè)計(jì)和完善工藝流程時(shí):,#,常以單元操作或單元反應(yīng)為中心,標(biāo)明進(jìn)料和出料的名 稱、數(shù)量、組成和工藝條件,#,根據(jù)單元操作或單元反應(yīng)過程的,T、Q,效應(yīng),等,確定傳熱設(shè)備和載能介質(zhì)的技術(shù)規(guī)格,#,根據(jù)單元操作或單元反應(yīng)過程的參數(shù)顯示和控制方式,確定儀表和自動(dòng)控制方案,#,根據(jù)單元操作或單元反應(yīng)過程的,燃燒、爆炸、毒害情況,確定響應(yīng)的安全、技術(shù)措施,#,根據(jù)單元操作或單元反應(yīng)過程,所產(chǎn)生的污染物,確定相應(yīng)的污染治理方案,例,工業(yè)生產(chǎn)中，硝化混酸的配制常在間歇攪拌釜中進(jìn)行，試以攪拌釜為中心，完善,硝化混酸配制過程,的工藝流程,在實(shí)驗(yàn)室非常簡(jiǎn)單,將水、硫酸、硝酸 按一定的配比和

5、程序加入燒杯中,并用玻璃棒攪拌均勻即可,但工業(yè)混酸的配置:,首先，配制混酸需有一臺(tái)帶有夾套的攪拌釜,其次，混酸配制采用間歇操作，是間歇過程。為保證硫酸與硝酸的配比，應(yīng)設(shè)置,硫酸計(jì)量罐,和,硝酸計(jì)量罐,第三，在工業(yè)生產(chǎn)中，要配制一定濃度的混酸，通常并不加水調(diào)節(jié)，而是用硝化后回收的,廢酸來調(diào)節(jié),還應(yīng)設(shè)置,廢酸計(jì)量罐,第四,要設(shè)置,硫酸貯罐、硝酸貯罐,和,廢酸貯罐,第五，在配制工業(yè)混酸時(shí)需考慮將硫酸、硝酸和廢酸由貯罐送入計(jì)量罐的方式。如采用泵輸送時(shí)，則應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的,送料泵,此外，在計(jì)量罐和貯罐之間應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的,溢流管,第六，為了貯存配制好的硝化混酸，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的,混酸貯罐,最后設(shè)計(jì)出工業(yè)混酸配制過程

6、的工藝流程如圖所示,圖 混酸配制過程的工藝流程示意圖,例,在合成抗菌藥諾氟沙星,的生產(chǎn)中，以對(duì)氯硝基苯,為原料制備對(duì)氟硝基苯的反應(yīng)方程式為,反應(yīng)擬在間歇釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，試以反應(yīng)器為中心，完善反應(yīng)過程的工藝流程,對(duì)氯硝基苯與氟化鉀的反應(yīng)為,固液,兩相反應(yīng),需要帶攪拌的釜式反應(yīng)器,T,反,高,需要加熱裝置,夾套,;又 T,反,=170-180,加熱介質(zhì):,中壓蒸汽或栽熱體(導(dǎo)熱油:聯(lián)笨混合物),T反高,物系中低沸物蒸發(fā),既造成浪費(fèi)又污染環(huán)境,反應(yīng)器上部設(shè),回流冷凝器,用冷卻水冷卻,回收易揮發(fā)組分,固液非均相反應(yīng),反應(yīng)液冷卻后,其中的固體應(yīng)濾除在反應(yīng)器下部設(shè),過濾器,溶劑等沸點(diǎn)較高,可采用,真空過

7、濾,圖4-15 氟化反應(yīng)過程的工藝流程示意圖,3、工藝流程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的技術(shù)問題,生產(chǎn)方式的選擇,連續(xù)生產(chǎn),產(chǎn)品的生產(chǎn)方式,間歇生產(chǎn),聯(lián)合生產(chǎn)方式,提高設(shè)備利用率,產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都是由一系列單元操作或單元反應(yīng)過程所組成的，在工藝流程設(shè)計(jì)中，保持各單元操作或單元反應(yīng)設(shè)備之間的,能力平衡，提高設(shè)備利用率，,是設(shè)計(jì)者必須考慮的技術(shù)問題,其原則如下：,1.,反應(yīng)中間產(chǎn)物不易變質(zhì)時(shí)，工藝流程采用不同生產(chǎn)能力的容器，在兩步反應(yīng)中間增設(shè)貯槽，使整個(gè)工藝生產(chǎn)連續(xù)化；,2.,反應(yīng)中間產(chǎn)物易變質(zhì)時(shí)，工藝流程采用相同生產(chǎn)能力的容器，實(shí)行生產(chǎn)周期長(zhǎng)的多釜生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短的少釜生產(chǎn)的原則；,物料的回收與利用,在工藝流程

8、設(shè)計(jì)中，充分考慮物料的回收與再利用，以降低原輔材料消耗，提高產(chǎn)品收率，是降低產(chǎn)品成本的重要措施。,例,1,：,混酸硝化氯苯制備混合硝基氯苯,混酸組成：,HNO,3,47%、H,2,SO,4,49%、H,2,O 4%；氯苯與混酸中HNO,3,的摩爾配比為1:1.1，硝化溫度：80；硝化時(shí)間：3h；硝化廢酸中含硝酸1.6%，含混合硝基氯苯為獲得混合硝基氯苯量的1%。,反應(yīng)特點(diǎn)：氯苯、硝基氯苯與混酸不互溶。反應(yīng)結(jié)束兩相分層，混酸中尚有少量硝基氯苯及未完全反應(yīng)的,硝酸,；同時(shí)，廢酸中含有大量不參加反應(yīng)的H,2,SO,4,；,如何充分利用未反應(yīng)的硝酸及回收混酸層中的硝基氯苯和,H,2,SO,4,是決定合

9、成工藝的關(guān)鍵。,方案,1,：硝化分層方案,方案,2,：硝化分離萃取方案,既回收了,硝化廢酸中未反應(yīng)的硝酸，又提高了硝基氯苯的收率。,方案,3,：硝化分離萃取濃縮方案,濃縮工序 用回收的硫酸配制硝化混酸，從而大大降低了硫酸的單耗。,又如，,許多藥物合成反應(yīng)不能進(jìn)行得十分完全，且大多存在副反應(yīng)，產(chǎn)物也不能從反應(yīng)混合物中完全分離出來，故分離母液中常含有一定數(shù)量的,未反應(yīng)原料、副產(chǎn)物和產(chǎn)物,。,在這些藥物的工藝流程設(shè)計(jì)中，若能實(shí)現(xiàn),反應(yīng),母液,的循環(huán)套用,或經(jīng)適當(dāng)處理后套用，則不僅能降低原輔材料消耗，提高產(chǎn)品收率，而且能減少環(huán)境污染。,再如，,在藥品生產(chǎn)中經(jīng)常使用各種,有機(jī)溶劑,，在工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充

10、分考慮這些,溶劑的回收與套用。,若設(shè)計(jì)得當(dāng)，則可構(gòu)成溶劑的閉路循環(huán)，既降低了溶劑單耗，又減少了環(huán)境污染。,能量的回收與利用,在工藝流程設(shè)計(jì)中,，充分考慮能量的回收與利用，以提高能量利用率，降低能量單耗，是降低產(chǎn)品成本的又一重要措施。,如,在硝化混酸配制的工藝流程中,為減少輸送物料能耗,可將,計(jì)量罐布置在最上層,攪拌釜居中,貯罐布置在底層。,當(dāng)硫酸、硝酸和廢酸由泵輸送至相應(yīng)的計(jì)量罐后,可,借助重力,流入攪拌釜,配制好的混酸再借助重力流入混酸貯罐。,又如，,在混酸硝化苯制備硝基苯的工藝流程設(shè)計(jì)中，用,原料苯代替冷卻水,冷卻酸性硝基苯，以及用,閃蒸濃縮代替常壓濃縮,都是為了,回收物料的余熱,，以達(dá)到

11、降低能耗和產(chǎn)品成本的目的。,安全技術(shù)措施,在藥品生產(chǎn)中，所處理的物料常常是易燃、易爆和有毒的物質(zhì),安全問題十分突出。在工藝流程設(shè)計(jì)中，對(duì)所設(shè)計(jì)的設(shè)備或裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及開車、停車、檢修、停水、停電等非正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下可能產(chǎn)生的各種安全問題，應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真而細(xì)致的分析，制訂出切實(shí)可靠的安全技術(shù)措施。,報(bào)警裝置 事故貯槽,安全水封、安全閥或爆破片,溢流管 阻火器,設(shè)置排空閥 接地裝置,防雷裝置,二、工藝流程圖,初步設(shè)計(jì)階段：工藝流程框圖,(Block Flow Sheet),工藝流程示意圖,(Simplified Flow Sheet),工藝流程圖,(Process Flow Diagram,PFD),

12、物料流程圖,帶控制點(diǎn)工藝流程圖,(Process Control Diagram,PCD),施工圖設(shè)計(jì)階段：,帶控制點(diǎn)工藝流程圖,（又稱：,管道及儀表流程圖）,(Piping&Instrumentation Diagram,PID),工程設(shè)計(jì),1.,工藝流程框圖,工藝路線和生產(chǎn)方法確定后，物料衡算前繪制的一種定性圖紙，不編入設(shè)計(jì)文件中，主要為物料衡算計(jì)算方便。,主要內(nèi)容：,、,以方框表示單元過程，圓框表示單元反應(yīng)，并加注必要文字說明；,、以箭頭表示物料和載能介質(zhì)流向，并輔以文字注釋；,例:,阿司匹林工藝流程框圖,阿司匹林工藝流程框圖,.工藝流程示意圖,定性圖紙，內(nèi)容比框圖詳細(xì)，不編入設(shè)計(jì)文件。

13、,內(nèi)容：,、以幾何圖形表示設(shè)備示意圖，設(shè)備之間的豎向關(guān)系；,、反映全部原料、中間體和三廢的名稱及流向；,例：阿司匹林工藝流程示意圖,阿司匹林工藝流程示意圖,.物料流程圖,以圖形和表格相結(jié)合的形式反映設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果的圖樣，編入正規(guī)設(shè)計(jì)文件中。,內(nèi)容：,圖形中包括裝置方塊或設(shè)備輪廓圖形、物料流程線等；,標(biāo)注過程 裝置名稱或設(shè)備位號(hào)、名稱；流程中原料、中間體、輔助材料和三廢等的代號(hào)，說明等；,物料衡算表 物料代號(hào)、物料名稱、物料組成、流量、壓力、溫度狀態(tài)及來源去向等；,標(biāo)題欄：圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)階段等。,例：氯苯硝化物料流程圖,在工藝流程示意圖中表示的物料流程圖,序號(hào),物料名稱,流量,/kg,h,-1,

14、HNO,3,H,2,SO,4,H,2,O,氯苯,硝基氯苯,總計(jì),1,補(bǔ)充硫酸,2.4,0.2,2.6,2,硝酸,230,4.7,234.7,3,回收廢酸,237.6,14.7,252.3,4,配制混酸,230,240,19.6,489.6,5,萃取氯苯,403.4,18.7,422.1,6,硝酸損失,2.3,2.3,7,硝化液,909.4,8,粗硝基苯,2.4,0.2,6.1,569.3,578.0,9,分離廢酸,5.2,237.6,82.9,5.7,331.4,10,氯苯,416.8,416.8,11,萃取廢酸,237.6,84.4,4.1,326.1,12,濃縮蒸汽,73.8,13,冷凝,

15、液,73.8,14,廢水,69.7,69.7,15,回收氯苯,4.1,4.1,用框圖繪制物料流程圖,按確定的工藝路線畫出流程示意圖，,反應(yīng)及過程名稱,用雙框圖表示，同時(shí)標(biāo)注過程名稱、流程號(hào)；,流程圖左邊為,原料和中間體,的物衡表，包括物料名稱、組成、數(shù)量、物料的流向；,流程圖右邊為主要,副產(chǎn)品及三廢,的物衡表，標(biāo)注名稱、組成、數(shù)量、去向等；,物料的流向用粗實(shí)線表示，其它用細(xì)實(shí)線表示。,尚未進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)，,設(shè)備的外形不必精確，,用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備表示方法簡(jiǎn)化繪制，不要求嚴(yán)格按比例繪制,4.,帶控制點(diǎn)工藝流程圖,亦稱管道及儀表流程圖（,PID,），反映某個(gè)過程中所有設(shè)備、物料之間的各種聯(lián)系，是化工工

16、程設(shè)計(jì)的主要依據(jù)；是生產(chǎn)、檢修管理、考核的指南；是人員培訓(xùn)、實(shí)習(xí)的指導(dǎo)教材，是最權(quán)威、最系統(tǒng)、最重要的圖紙。,(1),兩階段帶控制點(diǎn)工藝流程圖的區(qū)別,初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段都要繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，但兩者的要求和深度是不同的。,帶控制點(diǎn)的工藝流程圖是表示全部工藝設(shè)備、物料管路、閥門、設(shè)備附件以及工藝和自控儀表的圖例、符號(hào)等的一種內(nèi)容較為詳細(xì)的工藝流程圖。,施工階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖則是根據(jù)初步設(shè)計(jì)的審查意見，對(duì)初步設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖進(jìn)行修改和完善，并充分考慮施工要求設(shè)計(jì)而成的。,(2),基本要求,（,1）,表示出生產(chǎn)過程中的全部工藝設(shè)備，包括設(shè)備圖例、位號(hào)和名稱。,（2）,表示出生產(chǎn)過程中的全部工藝物料和載能介質(zhì)的名稱、技術(shù)規(guī)格及流向。,（,3,）表示出全部物料管道和各種輔助管道（如水、冷凍鹽水、蒸汽、壓縮空氣及真空等管道）的代號(hào)、材質(zhì)、管徑及保溫情況。,（4）,表示出生產(chǎn)過程中的全部工藝閥門以及阻火器、視鏡、管道過濾器、疏水器等附件，但無需繪出法蘭、彎頭、三通等一般管件。,（,5,）表示出生產(chǎn)過程中的全部?jī)x表和控制方案，包括儀表的控制參數(shù)、功能、位號(hào)以及檢測(cè)點(diǎn)和