中南大學(xué)-非零隊 化學(xué)原料藥多功能車間設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】

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目 錄 第一章 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計基礎(chǔ) 1 1.1 設(shè)計內(nèi)容及要求 1 1.2設(shè)計依據(jù) 2 1.3設(shè)計原則 2 1.4 工藝概述 3 1.5 設(shè)計內(nèi)容 3 第二章 工藝流程設(shè)計與工藝流程 4 2.1工藝流程設(shè)計 4 2.1.1 硫辛酸環(huán)合水解工段的工藝流程框圖 5 2.1.2 依非韋倫加成工段的工藝流程框圖 6 2.1.3 依非韋倫環(huán)合工段的工藝流程框圖 7 2.1.4 纈沙坦氫化還原工段的工藝流程框圖 8 2.2工藝流程 9 2.2.1硫辛酸工藝流程 9 2.2.2依非韋倫工藝流程 10 2.2.3纈沙坦工藝流程 11 第三章 生產(chǎn)制度 13 3.1年生產(chǎn)時間 13 3.1.1硫辛酸 13 3.1.2依非韋倫 17 3.1.3纈沙坦 21 3.2 生產(chǎn)班制 23 3.2.1設(shè)計原則 23 3.2.2生產(chǎn)任務(wù)排班 24 第四章 物料衡算 25 4.1 物料衡算基準(zhǔn)和方法 25 4.1.1 概述 25 4.1.2 設(shè)計任務(wù) 26 4.2 硫辛酸的物料衡算 26 4.2.1 環(huán)合工序的物料衡算 26 4.2.2 水解工序的物料衡算 28 4.2.3 精制粉篩的物料衡算 31 4.3 依非韋倫的物料衡算 34 4.3.1 加成工序的物料衡算 34 4.3.2 環(huán)合工序的物料衡算 37 4.3.3 精制粉篩的物料衡算 40 4.4 纈沙坦的物料衡算 42 4.4.1 氫化還原的物料衡算 42 4.4.2 精制粉篩的物料衡算 45 第五章 熱量衡算 48 5.1 熱量衡算目的 48 5.2 熱量衡算依據(jù) 48 5.2.1 設(shè)備的熱量平衡方程式 48 5.3 熱量衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計算和查取 49 5.3.1 比熱容的計算 49 5.3.2 狀態(tài)熱的計算 51 5.3.3 化學(xué)反應(yīng)熱的計算 52 5.4硫辛酸能量衡算 54 5.4.1 Cp計算 54 5.4.2標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 56 5.4.3熱量計算 57 5.5 依非韋倫能量衡算 60 5.5.1的計算 60 5.5.2熱量計算 61 5.6纈沙坦能量衡算 63 5.6.1氫化工段熱量衡算 63 第六章 設(shè)備選型與計算 65 6.1總述 65 6.2設(shè)計原則 65 6.2.1設(shè)備選型原則 65 6.2.2設(shè)備選材依據(jù) 65 6.2.3設(shè)計先進(jìn)性說明 66 6.3主要工藝設(shè)備選型 67 6.3.1硫辛酸 67 6.3.2依非韋倫 74 6.3.3纈沙坦 81 6.3.4其他設(shè)備選型 87 6.4共用工藝設(shè)備說明 88 第七章 原材料消耗量 94 7.1主要原材料消耗量 94 7.1.1 硫辛酸原材料消耗量 94 7.1.2 依非韋倫原材料消耗量 96 7.1.3 纈沙坦原材料消耗量 98 第八章 車間布置設(shè)計 99 8.1設(shè)計依據(jù) 99 8.1.1常用的設(shè)計規(guī)范和規(guī)定 99 8.1.2基礎(chǔ)資料 100 8.2車間布置 100 8.2.1布置原則 100 8.2.2布置說明 101 第九章 行政法規(guī)執(zhí)行措施 117 9.1消防設(shè)計專篇 117 9.1.1消防給排水系統(tǒng) 117 9.1.2土建工程 119 9.1.3電氣設(shè)備 121 9.2環(huán)境保護(hù)專篇 122 9.2.1 環(huán)境狀況簡介 122 9.2.2 污染物來源 122 9.2.3 治理方法 123 第十章 GMP專篇 124 10.1潔凈區(qū)域劃分和空氣潔凈度等級說明 124 10.1.1潔凈區(qū)域劃分 124 10.1.2空氣潔凈度說明 125 10.2車間人流物流設(shè)施說明 125 10.3空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置、除塵及局部排風(fēng)說明 126 10.3.1空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置說明 126 10.3.2除塵及局部排風(fēng)說明 126 10.4凈化裝修說明 127 10.4.1地面裝飾 127 10.4.2墻面裝飾 127 10.4.3吊頂裝飾 128 10.4.4門 128 10.4.5窗 128 10.4.6.屋頂 129 10.5工藝設(shè)備選型說明 129 10.6公用系統(tǒng)設(shè)施符合GMP要求的說明 130 第十一章 工藝存在問題及建議 131 iv 第一章 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計基礎(chǔ) 1.1 設(shè)計內(nèi)容及要求 本次設(shè)計內(nèi)容為化學(xué)原料藥多功能車間設(shè)計，產(chǎn)品包括硫辛酸、依非韋倫和纈沙坦。 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(rèn)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(hù)作用。 該車間擬生產(chǎn)上述三個藥品預(yù)計生產(chǎn)規(guī)模如表1-1： 表1-1 產(chǎn)品預(yù)計生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品名稱 設(shè)計規(guī)模 含量 其他 硫辛酸 25 非無菌原料藥 依非韋倫 25 非無菌原料藥 纈沙坦 25 非無菌原料藥 由于本次設(shè)計是原料藥多功能車間設(shè)計，生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠在國內(nèi)銷售，故相關(guān)設(shè)計必須符合中國的GMP規(guī)范要求，并具有一定的擴(kuò)大生產(chǎn)的能力。 該工廠每年根據(jù)節(jié)假日、設(shè)備維護(hù)時間，全年生產(chǎn)時間為300天。車間設(shè)計參照中國《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》最新版對原料藥車間設(shè)計的要求，包括生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)的設(shè)計。本車間設(shè)計采用優(yōu)化的工藝路線，配以先進(jìn)的自動化生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)行合理的平面布局，確保多功能車間的生產(chǎn)質(zhì)量。 1.2設(shè)計依據(jù) （1）《第四屆“國藥工程杯”全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計競賽設(shè)計任務(wù)書》 （2）《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》 （3）國家藥品管理法 （4）制藥工程設(shè)計相關(guān)規(guī)定 （5）國家經(jīng)濟(jì)、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策 （6）本設(shè)計組編制的可行性報告 1.3設(shè)計原則 (1)工藝流程設(shè)計在能滿足生產(chǎn)要求的前提下參考國內(nèi)外相關(guān)工藝給予優(yōu)化：如設(shè)置了專門的大宗溶煤集中定量計量系統(tǒng)、小批量使用的溶煤采用獨(dú)立的桶泵計量系統(tǒng)、固體物料采用垂直重力流或?qū)Ｓ玫恼婵丈狭舷到y(tǒng)； (2)工藝設(shè)備選型根據(jù)物料性質(zhì)選用國內(nèi)先進(jìn)的、成熟的且符合GMP要求的高質(zhì)量設(shè)備，部分關(guān)鍵設(shè)備則選用國內(nèi)技術(shù)一流且專有的設(shè)備； (3)車間平面布置充分考慮了反應(yīng)物料的性質(zhì)及工藝操作過程的要求，主要設(shè)備布置均根據(jù)工藝過程中的物料流向采取了重力流輸送的立體布局方式； (4)車間系統(tǒng)設(shè)計充分考慮環(huán)境保護(hù)的要求：設(shè)置了專門的廢液收集系統(tǒng)及反應(yīng)過程中的事故處理系統(tǒng)； (5)車間區(qū)域布置遵循流程短、無折返原則，相同功能區(qū)盡量集中布置，有潔凈度要求的生產(chǎn)區(qū)域嚴(yán)格按GMP規(guī)范要求設(shè)置與生產(chǎn)環(huán)境級別相適應(yīng)的潔凈區(qū)域； (6)生產(chǎn)車間的各區(qū)域都設(shè)置了一定面積的中間體貯存區(qū)和中間體檢驗室，以利于對生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時檢查和控制； (7)人員進(jìn)入不同區(qū)域采用不同程序的人凈措施，物料需經(jīng)物凈后由氣閘或傳遞窗進(jìn)出潔凈區(qū)； (8)生產(chǎn)車間充分考慮了勞動保護(hù)及人員的安全防護(hù)和保護(hù)措施； (9)生產(chǎn)車間有暢通的消防安全通道和可行的消防措施； (10)車間總體布置在滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的前提下，按功能分區(qū)布置。 1.4 工藝概述 硫辛酸生產(chǎn)以硫化鈉、硫磺、6,8-二氯辛酸乙酯等為原料，經(jīng)環(huán)合、水解、精制等過程制得；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；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。 原料在合成反應(yīng)區(qū)經(jīng)反應(yīng)釜反應(yīng)得到中間產(chǎn)物，粗濾并轉(zhuǎn)入下一級反應(yīng)釜得到粗品；濾出液經(jīng)濃縮回收，回收的溶劑套用，余下廢渣送至市政處理。粗品送至精制車間脫色，過濾，結(jié)晶，洗滌，干燥，得到的半成品，通過粉篩，半成品再進(jìn)行內(nèi)包、外包，最后入庫。 1.5 設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計內(nèi)容及要求主要包括： 1、工藝流程設(shè)計： （1）編制物料方框平衡圖 （2）提出工藝用公用工程消耗量 （3）繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖（AutoCAD制圖） 2、設(shè)備選型及設(shè)計 （1）設(shè)備選型計算，公用系統(tǒng)設(shè)備單元的配置說明 （2）編制設(shè)備一覽表 3、車間設(shè)備布置設(shè)計 （1）繪制車間工藝設(shè)備平面布置圖； （2）凈化區(qū)域劃分及人流物流流向圖； （3）采用三維模型設(shè)計； 4、設(shè)計說明書編制 編寫《設(shè)計說明書》 第二章 工藝流程設(shè)計與工藝流程 2.1工藝流程設(shè)計 本設(shè)計的生產(chǎn)工藝的操作方式采用的是間歇操作，整個工藝采用三個藥物依次生產(chǎn)得到。硫辛酸通過環(huán)合，水解，酸化得到粗品;依非韋倫通過加成，環(huán)合得到粗品;纈沙坦通過氫化還原和濃縮回收得到粗品;再通過離心分離、壓濾、脫色、水洗、干燥、結(jié)晶、溶劑回收等一系列單元過程。以方框和圓框分別表示單元過程及單元反應(yīng)，以箭頭表示物料和載能介質(zhì)流向，該設(shè)計的生產(chǎn)工藝流程框圖如圖2-1至圖2-4所示： 乙醇 純化水 6,8-二氯辛酸乙酯 硫磺粉 水合硫化鈉 2.1.1 硫辛酸環(huán)合水解工段的工藝流程框圖 乙醇 四丁基溴化銨 20%氫氧化鈉 環(huán) 合 水 解 餾出液 2mol/L鹽酸 濃 縮 減壓濃縮 廢液 乙酸乙酯 廢液 精 餾 廢液 廢液 離心母液 乙酸乙酯 精 餾 無水硫酸鎂 飽和食鹽水 硫酸鎂 餾出液 乙酸乙酯 乙酸乙酯 減壓濃縮 過 濾 結(jié) 晶 離 心 淋 洗 干 燥 洗滌分層 萃 取 調(diào)節(jié)PH 干 燥 圖2-1 硫辛酸環(huán)合水解工段的工藝流程框圖 粗 品 2.1.2 依非韋倫加成工段的工藝流程框圖 4-氯-2-（三氟乙?；┍桨? 丙酮 環(huán)丙基乙炔鋰 丙酮 乙基鋅 丙酮 混合液I 混合液III 混合液II 丙酮 A B 加 成 丙酮 廢液 精 餾 廢液 離心母液 精 餾 硫酸鎂 餾出液 乙酸乙酯 減壓濃縮 過 濾 結(jié) 晶 離 心 淋 洗 水洗分層 減壓濃縮 濃 縮 干 燥 廢液 精 餾 餾出液 乙酸乙酯 乙酸乙酯 純化水 廢液 乙酸乙酯 丙酮 圖2-2 依非韋倫加成工段的工藝流程框圖 加成物 2.1.3 依非韋倫環(huán)合工段的工藝流程框圖 加成物 碳酸鈉 乙酸乙酯 氯甲酸甲酯 純化水 環(huán) 合 純化水 乙酸乙酯 水相 水洗分層 萃 取 廢液 精 餾 廢液 離心母液 精 餾 餾出液 減壓濃縮 結(jié) 晶 離 心 淋 洗 干 燥 有機(jī)相 廢液 合并有機(jī)相 無水硫酸鈉 圖2-3 依非韋倫環(huán)合工段的工藝流程框圖 粗 品 乙酸乙酯 乙酸乙酯 過 濾 乙酸乙酯 干 燥 Pd-C 氫氣 2.1.4 纈沙坦氫化還原工段的工藝流程框圖 醋酸異丁酯 N-正戊酰基纈氨酸甲酯 氫 化 Pd-C 壓 濾 醋酸異丁酯 廢液 精 餾 廢液 離心母液 精 餾 餾出液 減壓濃縮 結(jié) 晶 離 心 干 燥 水洗分層 濃 縮 乙酸乙酯 乙酸乙酯 圖2-4 纈沙坦氫化還原工段的工藝流程框圖 乙酸乙酯 水相 乙酸乙酯 萃 取 廢液 有機(jī)相 粗品 純化水 合并有機(jī)相 2.2工藝流程 2.2.1硫辛酸工藝流程 2.2.1.1硫辛酸環(huán)合工段 在環(huán)合反應(yīng)釜（R1104，R1105）中加入211.00 kg純化水、464.20 kg水合硫化鈉攪拌升溫至60 ℃，分批加入71.71 kg硫磺粉，反應(yīng)1.5 小時；分別加入844.00 kg乙醇（R1109）和37.98 kg四丁基溴化銨，升溫至75 ℃，緩慢滴加422.00 kg 6,8-二氯辛酸乙酯（V1101）（約2 小時），加熱回流，反應(yīng)8 小時，得環(huán)合液（環(huán)合液比容約為1000 kg/m3），冷卻至室溫待用。 2.2.1.2硫辛酸水解工段 在上述環(huán)合液（R1201,R1202）中，緩慢加入20% 的氫氧化鈉溶液（V1202），升溫至60 ℃，反應(yīng)3 小時。 將上述反應(yīng)液減壓濃縮除去乙醇，餾出液約為反應(yīng)液體積的1/2。將濃縮液降至室溫。然后緩慢加入適量2mol/L 鹽酸（V1203），調(diào)節(jié)體系pH 值至2（加入過程耗時約1.5 小時）。 用1055.00 kg乙酸乙酯（R1110）萃取上述酸化液，有機(jī)相用飽和食鹽水洗滌分層，再用無水硫酸鎂干燥，過濾（M1113），水相經(jīng)預(yù)處理后排至污水處理站。有機(jī)相減壓濃縮，餾出液約為上述有機(jī)相體積的1/2。 將濃縮液緩慢冷卻至10 ℃以下，結(jié)晶、離心（M1114），用42.40 kg乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）轉(zhuǎn)移至干燥器（M1115），在真空度≥0.08 MPa 條件下干燥，得淡黃色針狀粗品（粗品含量≥99%）。 回收離心母液和餾出液中的溶劑套用，回收率為90%，殘留物送至市政處理。 2.2.1.3精制工段 在脫色釜（R2101）中依次加入190.19 kg粗品、570.57 kg乙酸乙酯、19.02 kg活性炭，加熱回流2 小時，脫碳過濾（M2104）。 將濾液轉(zhuǎn)至結(jié)晶釜（R2103）中，緩慢冷卻至10 ℃，結(jié)晶。經(jīng)固液分離，在真空度≥0.08 MPa 條件下干燥（R2104），得淡黃色針狀硫辛酸精品（含量≥99.5%）?；厥漳敢褐械囊宜嵋阴ヌ子茫厥章蕿?0%，殘留物送至市政處理。 2.2.1.4粉碎包裝 按要求粉碎、待檢。檢驗合格后，進(jìn)行內(nèi)包、外包、入庫。 2.2.2依非韋倫工藝流程 2.2.2.1依非韋倫加成工段 將100.37 kg乙基鋅和100.37 kg丙酮(R1109)攪拌混合（約0.5 小時），控制溫度30 ℃，制得混合溶液Ⅰ（V1101）待用。 將87.85 kg環(huán)丙基乙炔鋰和100.37 kg丙酮(R1109)攪拌混合（約0.5 小時），控制溫度30℃，制得混合溶液Ⅱ（V1102）待用。 將225.26 kg4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺和225.26 kg丙酮(R1109)攪拌混合（約0.5 小時），控制溫度30 ℃，制得混合溶液Ⅲ（V11031）待用。 將450.52 kg丙酮（R1109）、15.77 kg的A、108.12 kg的B 加入加成反應(yīng)釜（R1104）中，攪拌冷卻至0 ℃（約1 小時），將混合溶液Ⅰ緩慢加入加成反應(yīng)釜中（約2 小時）。維持體系溫度28℃以下，再將混合溶液Ⅱ緩慢加入到加成反應(yīng)釜中（約2 小時），并維持體系溫度在0~5 ℃，反應(yīng)（約1.5 小時）。再將混合溶液Ⅲ緩慢加入加成反應(yīng)釜中（約3小時），并維持體系溫度40℃，反應(yīng)（約2 小時），得加成液（加成液比容約為950 kg/m3）。 將加成液減壓濃縮，餾出液約為加成液體積的3/4，餾出液送廠外回收處理。 加入675.78 kg乙酸乙酯（R1110），溶解濃縮物，再加入225.26 kg 冰水，控制溫度在0~5 ℃淬滅反應(yīng)（約1 小時）。 加入225.26 kg純化水洗滌靜置分層，水相經(jīng)預(yù)處理后排至污水處理站，有機(jī)相過濾、減壓濃縮，餾出液約為上述有機(jī)相總體積的1/2。濃縮液冷卻至10℃以下，結(jié)晶，離心（M1114），用22.53 kg乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）轉(zhuǎn)移至真空干燥器（M1115），在真空度≥0.08MPa 條件下干燥，得加成物（加成物含量≥99%）。 回收離心母液和餾出液中的乙酸乙酯套用，回收率90%，殘留物送市政處理。 2.2.2.2依非韋倫環(huán)合工段 將加成物加入環(huán)合釜（R1201，R1202），再加入780.48 kg乙酸乙酯，攪拌溶解，加入143.01kg 氯甲酸甲酯、247.15 kg 碳酸鈉和1300.80 kg 純化水制得的溶液，控制反應(yīng)溫度在35 ℃，快速攪拌反應(yīng)（約6 小時）。 用260.16 kg 純化水洗分層，水相再用156.10 kg 乙酸乙酯萃?。≧1204），合并有機(jī)相，用52.03 kg無水硫酸鈉干燥（約4 小時），過濾出硫酸鈉后（（M1113），濾液經(jīng)減壓濃縮（餾出液約為上述濾液總體積的1/2）、結(jié)晶、離心（M1114），用26.00 kg 乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）轉(zhuǎn)移至干燥器（M1115），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%）。 回收離心母液和餾出液中的乙酸乙酯套用，回收率90%，殘留物送市政處理。 2.2.2.3精制工段 向脫色釜（R2101）中加入458.66 kg 乙酸乙酯、240.40 kg 環(huán)合粗品、36.21 kg活性炭，加熱至回流5 小時，脫碳過濾（M2104）。 將濾液轉(zhuǎn)移至結(jié)晶釜（R2103），緩慢冷卻至5 ℃結(jié)晶，經(jīng)固液分離，用24.14 kg 乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）在真空度≥0.08 MPa 條件下干燥（R2104），得依非韋倫精品（依非韋倫精品含量≥99.5%）?；厥站颇敢褐械囊宜嵋阴ヌ子?。 2.2.2.4粉碎包裝 按要求粉碎、待檢。檢驗合格后，進(jìn)行內(nèi)包、外包、入庫。 2.2.3纈沙坦工藝流程 2.2.3.1纈沙坦氫化還原工段 在氫化反應(yīng)釜（R1106,R1107）中，依次加入2400.00 kg醋酸異丁酯（R1109)、600.00 kg的N-正戊?；i氨酸甲酯、6.00 kg Pd-c，加熱至70～75 ℃使其溶解（反應(yīng)液比容約為950 kg/m3），降溫通氫氣，控制溫度在38 ℃、壓力0.1～0.2 MPa，反應(yīng)8 小時，停攪拌，降至常溫，壓濾(M1113)，回收Pd-C。 濾液轉(zhuǎn)移至濃縮釜(R1201,1202)，減壓濃縮至干，回收醋酸異丁酯套用，回收率95%。 向濃縮釜中加入1200.00 kg乙酸乙酯(R1110)，溶解濃縮物，再加入600.00 kg水，進(jìn)行水洗分層，水相用900.00 kg乙酸乙酯分三次提?。≧1204），合并有機(jī)相。水相經(jīng)預(yù)處理后排至污水處理站。 將有機(jī)相減壓濃縮（餾出液約為上述有機(jī)相總體積的1/4）、冷卻降溫至5℃結(jié)晶，離心(M1114），濾餅（含濕量為20%）轉(zhuǎn)移至干燥器(M1115)，在真空度≥0.08MPa 條件下干燥，得纈沙坦粗品（纈沙坦粗品≥95%）。 回收母液和餾出液中乙酸乙酯套用，回收率90%，殘留物送至市政處理。 氫化還原收率為92%。 2.2.3.2精制工段 在脫色釜（R2101）中加入2311.64 kg丙酮、577.91 kg纈沙坦粗品、57.80 kg活性炭，加熱至回流4 小時，脫碳過濾。將濾液轉(zhuǎn)移至結(jié)晶釜（R2103），緩慢冷卻至5 ℃結(jié)晶，經(jīng)固液分離，在真空度≥0.08 MPa 條件下干燥（M2104），得纈沙坦精品（含量≥99.5%）。 回收母液中的丙酮套用，回收率為90%。 2.2.3.3粉碎包裝 按要求粉碎、待檢。檢驗合格后，進(jìn)行內(nèi)包、外包、入庫。 第3章 生產(chǎn)制度 3.1年生產(chǎn)時間 生產(chǎn)班次可分為三種情況：3 班制、2 班制及兩種班次組合。全年生產(chǎn)時間為300天，本次多功能設(shè)計我們采用2班制/天，每天工作16 h（7:00-23:00），每周工作7天； 生產(chǎn)方式：間歇式生產(chǎn)。 多功能車間三種藥物生產(chǎn)天數(shù)的估算： 3.1.1硫辛酸 3.1.1.1環(huán)合工序 在環(huán)合工序中，共計加入了，（W為6,8-二氯辛酸乙酯批投料質(zhì)量）的混合液，此時溶液的總體積是最大的，由于反應(yīng)罐最大體積不得超過2000 L，此時環(huán)合液的比容約為,根據(jù)合理估計裝料系數(shù)為0.8，故可知最大的投料量,則。 3.1.1.2水解工序 在水解工序中加入鹽酸調(diào)節(jié)PH值，，由于在反應(yīng)液中鹽酸相當(dāng)于中和了氫氧化鈉，而硫化鈉和過硫化鈉與鹽酸反應(yīng)生成了硫化氫，對于PH的影響不大，故可以不予考慮，由此根據(jù)氫離子可列出方程（x為鹽酸的量，W為6,8-二氯辛酸乙酯的質(zhì)量）： 求得x=2.21W kg 而20%氫氧化鈉的量=0.18W/0.2=0.9W kg 則水解液中的最大投料量= 而水解工序中的最大投料量又不得大于2000*0.8*1=1600 kg 故W210.8 kg 由以上兩步算的兩個范圍，取較小的那個數(shù)值，另外一個體積才不會超過最大反應(yīng)罐容積，故W=210.8 kg時，有最短的生產(chǎn)天數(shù)。 最終產(chǎn)物質(zhì)量=210.8*0.58*0.9*0.94*206/241=88.4 kg 由于要年產(chǎn)25 t，則最短天數(shù)T=25000/88.4282 d。 但是由于總天數(shù)只有300天，若硫辛酸生產(chǎn)就要282天，其他藥物就沒有時間生產(chǎn)了，明顯不合理。故我們選取兩套設(shè)備同時生產(chǎn)，則時間減半， =282/2=141 d 此時采用了兩個環(huán)合反應(yīng)罐，兩個水解反應(yīng)罐。 根據(jù)生產(chǎn)情況，我們制定了如表3-1至表3-3所示的操作工時與生產(chǎn)周期表。 表3-1硫辛酸環(huán)合工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 環(huán)合工序 反應(yīng) 投料升溫 30 770 投入硫磺 10 攪拌反應(yīng) 90 投料升溫， 緩慢滴加 120 加熱回流 480 冷卻待用 冷卻 40 合計 770 770 表3-2硫辛酸水解工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 水解工序 反應(yīng) 緩慢投料 20 240 升溫 40 攪拌反應(yīng) 180 調(diào)節(jié)PH 減壓濃縮 160 240 降溫 緩慢加入鹽酸 80 調(diào)節(jié)PH 提純結(jié)晶 乙酸乙酯萃取 20 240 洗滌分層 30 干燥 60 過濾 20 減壓濃縮 110 緩慢降溫 60 145 結(jié)晶 30 離心 甩料 25 水洗 35 甩料 出料 干燥 進(jìn)料入烘 60 80 出料 20 合計 945 945 表3-3硫辛酸精制工序工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 精制工序 投料 40 460 加熱回流 120 脫碳過濾 60 冷卻結(jié)晶 60 固液分離 30 干燥 120 篩粉 150 3.1.2依非韋倫 3.1.2.1加成工序 同樣的，我們根據(jù)工序最大體積不能超過反應(yīng)罐的最大裝料體積的原理進(jìn)行估算。 在加成液濃縮前，（W為4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺的質(zhì)量） =0.45W+0.45W+0.39W+0.5W+2W+1W+1W+0.07W+0.48W=6.34W kg 而在濃縮水洗之后， =1/4+3W+1W+1W=6.585W kg>6.34W kg 故反應(yīng)最大投料量為6.585W kg 而反應(yīng)罐最大容納質(zhì)量=2000*0.95*0.8=1520 kg 則6.585W1520 得W230.8 kg 所得中間產(chǎn)物的質(zhì)量為=W*289.5/223.5*90%=269.1 kg 3.1.2.2環(huán)合工序 W為加成批投料量 =W+3W+0.55W+0.95W+5W+1W+0.6W+0.2=12.3W kg 最大容積投料量=2000*1*0.8=1600 kg 則1600 得W130.1 kg 由加成工序中加成批投料量是環(huán)合的兩倍還多，故環(huán)合工序擬用兩個反應(yīng)罐，來反應(yīng)第一步產(chǎn)生的加成物，則 而工藝要求年產(chǎn)25t，所以生產(chǎn)的最短時間為 =25000/230.4109 d 此時反應(yīng)采用了一個加成反應(yīng)罐，兩個環(huán)合反應(yīng)罐。 根據(jù)生產(chǎn)情況，我們制定了如表3-4至表3-6所示的操作工時與生產(chǎn)周期表。 表3-4依非韋倫加成工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 加成反應(yīng) 反應(yīng) 制備混合液I 30 720 制備混合液II 制備混合液III 投料 60 攪拌冷卻 緩慢投入I 120 緩慢投入II 120 恒溫反應(yīng) 90 緩慢投入III 180 恒溫反應(yīng) 120 提純結(jié)晶 減壓濃縮 60 130 加料溶解 10 猝滅 60 水洗 30 235 靜置分層 40 過濾 15 減壓濃縮 120 結(jié)晶 30 離心出料 甩料 35 55 出料 干燥 進(jìn)料 60 80 入烘 出料 20 合計 1220 1220 表3-5依非韋倫環(huán)合工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 環(huán)合工序 反應(yīng) 投料溶解 30 420 投料控溫 30 攪拌反應(yīng) 360 提純結(jié)晶 水洗分層 60 305 萃取 60 投料干燥 20 過濾 15 減壓濃縮 120 結(jié)晶 30 離心 甩料 25 55 水洗 35 甩料 出料 干燥 進(jìn)料 60 80 入烘 出料 20 合計 840 840 表3-6依非韋倫精制工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 精制工序 投料 40 760 加熱回流 300 脫碳過濾 60 冷卻結(jié)晶 60 固液分離 30 干燥 120 篩粉 150 3.1.3纈沙坦 3.1.3.1氫化還原工序 氫化階段，在未濃縮前，最大投料量為：（W為N-正戊?；i氨酸甲酯質(zhì)量） =4W+1W+0.01W=5.01W kg 在濃縮后，最大投料量為： =1W+2W+1.5W=4.5W kg<5.01W kg 故氫化還原最大投料量為5.01W kg 而氫化反應(yīng)罐也不得超過2000 L的最大體積，反應(yīng)液中乙酸乙酯最多，合理估算氫化液密度為950，則最大容量=2000*0.8*0.95=1520 kg 則5.01W1520 得W303.5 kg 單反應(yīng)罐得到的最多產(chǎn)物質(zhì)量=303.4*0.92*0.94*434/432=263.3 kg 由于需要年產(chǎn)25 t產(chǎn)品，則需要的最短天數(shù)T=25000/263.3=94.8 d 但是由于三種藥品的總天數(shù)在300天左右，前兩種藥物已經(jīng)用了141+109=250 d，如果使用單個氫化罐和濃縮罐，天數(shù)超出太多，不符合工藝需求。故需要使用兩套反應(yīng)設(shè)施同時反應(yīng)使天數(shù)減半，則 =94.8/248 d 此時反應(yīng)采用了兩個氫化反應(yīng)罐，兩個濃縮反應(yīng)罐。 對于三個產(chǎn)品，我們采用依次生產(chǎn)的方式，即生產(chǎn)完一個產(chǎn)品再接著生產(chǎn)下一個產(chǎn)品，這樣都可以增加工作效率也可以減少交叉污染。 由以上可得，硫辛酸需生產(chǎn)141 d，依非韋倫需生產(chǎn)109 d，纈沙坦需生產(chǎn)48 d，總天數(shù)=141+109+48=298d，符合設(shè)計要求。 根據(jù)生產(chǎn)情況，我們制定了如表3-7至表3-8所示的操作工時與生產(chǎn)周期表。 表3-7纈沙坦氫化還原工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 氫化還原工序 反應(yīng) 依次投料 60 720 加熱溶解 30 降溫通氫 30 控溫反應(yīng) 480 降溫壓濾 120 提純結(jié)晶 減壓濃縮 120 400 投料溶解 30 水洗分層 40 三次提取 60 減壓濃縮 90 冷卻 30 結(jié)晶 30 離心 甩料 70 70 出料 干燥 進(jìn)料 60 80 入烘 出料 20 合計 1270 1270 表3-8纈沙坦的精制工序操作工時與生產(chǎn)周期 工序名稱 操作過程 時間（min） 總時間（min） 精制工序 投料 40 700 加熱回流 240 脫碳過濾 60 冷卻結(jié)晶 60 固液分離 30 干燥 120 篩粉 150 3.2 生產(chǎn)班制 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書可知生產(chǎn)班制有兩種：（1）2班制，從7：00~23：00；（2）三班制0:00~24:00。硫辛酸的環(huán)合工序13h和水解工序15.8h，時間都很長，我們采用分開生產(chǎn)的方式，即第一天只進(jìn)行環(huán)合工序，第二天在進(jìn)行水解工序的時候，同時進(jìn)行環(huán)合工序，精制和合成區(qū)分開的，所以完全不影響，采用2班制，工作天數(shù)為141d;依非韋倫加成工序需要20.5h，而環(huán)合工序只需14h，我們可以在生產(chǎn)加成中間產(chǎn)物時同時反應(yīng)上一批得到的加成物，由此可在一天反應(yīng)完畢采用3班制，工作天數(shù)為109d;纈沙坦氫化還原工序需要16h，故可兩班制。我們以此為初始條件對班次組合進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計及選擇。為了方便，本章節(jié)以最大生產(chǎn)能力為衡算基準(zhǔn)，實(shí)際生產(chǎn)過程可以降低生產(chǎn)頻度。 3.2.1設(shè)計原則 合理安排車間生產(chǎn)、清潔、維護(hù)時間，提高設(shè)備利用率。在保障生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，最大程度節(jié)省人力、物力配置冗余，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最佳。 3.2.2生產(chǎn)任務(wù)排班 3.2.2.1硫辛酸 根據(jù)任務(wù)書要求，設(shè)定本車間工人的上班時間為二班制，每班工作八個小時。 由前面的年工作時間以及反應(yīng)罐的個數(shù)得知，環(huán)合工序需要雙罐同時反應(yīng)，水解工序需要13h完成反應(yīng)，水解工序需要15.8h完成反應(yīng)，精制工序可在第二天的粗品生產(chǎn)同時進(jìn)行，故在一天內(nèi)能夠完成一批次。生產(chǎn)班制的安排采用二班制。 3.2.2.2依非韋倫 根據(jù)任務(wù)書要求，設(shè)定本車間工人的上班時間為加成工序的三班制，環(huán)合工序兩班制。兩道工序可同時生產(chǎn)，每班工作八個小時。 由前面的年工作時間以及反應(yīng)罐的個數(shù)得知，加成工序的時間為20.5h，環(huán)合為14h，故采用三班制，第二天在進(jìn)行環(huán)合的同時，進(jìn)行加成工序，由于加成的工序時間長，是完全可以生產(chǎn)環(huán)合工序的，精制工序可在第二天的粗品生產(chǎn)同時進(jìn)行，故在一天內(nèi)能夠完成一批次。 3.2.2.3纈沙坦 根據(jù)任務(wù)書要求，設(shè)定本車間工人的上班時間為兩班制，每班8小時，共計16小時。 由前面的年工作時間以及反應(yīng)罐的個數(shù)得知，需用兩套反應(yīng)罐完成生產(chǎn)任務(wù)，單次反應(yīng)需要16h，共計需生產(chǎn)48d。設(shè)置每天七點(diǎn)投料開始，則可設(shè)計具體的生產(chǎn)崗位時間安排表如下（/代表不工作時間）： 注：本次工序采取兩班制，第二班輪崗時反應(yīng)還在進(jìn)行，即①和②是同一步反應(yīng)，并非兩步反應(yīng)。另在壓濾過后的濃縮回收是在濃縮釜中進(jìn)行的，已經(jīng)將物料從氫化釜中轉(zhuǎn)移出來。 第四章 物料衡算 4.1 物料衡算基準(zhǔn)和方法 4.1.1 概述 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，以生產(chǎn)過程或生產(chǎn)單元設(shè)備為研究對象，對其進(jìn)出口處進(jìn)行定量計算，稱為物料衡算。通過物料衡算可以計算原料與產(chǎn)品間的定量轉(zhuǎn)變關(guān)系，以及計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。 物料衡算的基本理論： 物料衡算的基礎(chǔ)是物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律，即進(jìn)入一個系統(tǒng)的全部物料量必等于離開系統(tǒng)的全部物料量，再加上過程中的損失量和在系統(tǒng)中的積累量。 ΣG1=ΣG2+ΣG3+ΣG4 ΣG1——輸入物料量總和 ΣG2——輸出物料量總和 ΣG3——物料損失量總和 ΣG4——物料累積量總和 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)物料累積量為零時，上式可以寫為 ΣG1=ΣG2+ΣG3 物料衡算是對所有工藝計算的基礎(chǔ)，通過物料衡算可以確定設(shè)備容積、臺數(shù)、主要尺寸，同時可進(jìn)行熱量衡算、管路尺寸計算等。 物料衡算的基準(zhǔn): （1）對于間歇式操作的過程，常采用一批原料為基準(zhǔn)進(jìn)行計算。 （2）對于連續(xù)式操作的過程，可以采用單位時間產(chǎn)品的數(shù)量或原料量為基準(zhǔn)進(jìn)行計算。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間所消耗的原材料量。制劑車間的消耗定額及消耗量計算時應(yīng)把原料、輔料及主要包裝原料一起算入 。 4.1.2 設(shè)計任務(wù) 1、設(shè)計項目：多功能車間設(shè)計 2、產(chǎn)品名稱：硫辛酸、依非韋倫、纈沙坦 3、產(chǎn)品規(guī)格：純度均99.5% 4、工作日： 300 天／年 5、年生產(chǎn)能力：年產(chǎn)硫辛酸、依非韋倫、纈沙坦各25噸／年 6、收率： 硫辛酸：環(huán)合工序收率為58％ 水解收率90% 精制以及粉篩包裝收率分別為94%和99.5% 總收率=58%*90%*94%*99.5%=48.822% 依非韋倫：加成工序收率為90% 環(huán)合工序收率為85% 精制以及粉篩包裝收率分別為95%和99.5% 總收率=90%*85%*95%*99.5%=72.312% 纈沙坦：氫化還原收率為92% 精制以及粉篩包裝收率分別為94%和99.5% 總收率=92%*94%*99.5%=86.048% 基準(zhǔn)：物料衡算以天計算,物料單位為千克。 4.2 硫辛酸的物料衡算 4.2.1 環(huán)合工序的物料衡算 【化學(xué)方程式】 二硫化鈉制備： 環(huán)合反應(yīng)： 表4-1 環(huán)合反應(yīng)進(jìn)料明細(xì)表 名稱 分子量 含量（%） 投料量（kg） 折純量（kg） 6,8-二氯辛酸乙酯 241 99 422.00 417.78 純化水 18 符合藥典標(biāo)準(zhǔn) 211.00 211.00 水合硫酸鈉 240 99 464.20 459.56 硫磺 32 99 71.74 71.02 四丁基溴化銨 322 99 37.98 37.60 95％乙醇 46 99 844.00 801.80 【計算過程】 4.2.1.1環(huán)合反應(yīng) 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，每天的投料量為422kg，環(huán)合工序的總收率為58%。 理論產(chǎn)量： 實(shí)際產(chǎn)量： 6,8-二氯辛酸乙酯消耗量： 6,8-二氯辛酸乙酯剩余量： 氯化鈉生成量： 二硫化鈉消耗量： 表4-2環(huán)合反應(yīng)出料明細(xì)表 名稱 數(shù)量（Kg） 6,8-二氯辛酸乙酯 175.48 環(huán)合物 235.27 氯化鈉 117.64 水合硫化鈉 218.25 硫磺 38.85 95％乙醇 844 水 373.88 四丁基溴化銨 37.60 雜質(zhì) 9.95 4.2.1.2二硫化鈉制備 水合硫化鈉消耗量： 水合硫化鈉剩余量： 硫磺消耗量： 硫磺剩余量： 水生成量： 4.2.2 水解工序的物料衡算 【化學(xué)方程式】 表4-3 水解反應(yīng)進(jìn)料明細(xì)表 名稱 分子量 含量（%） 投料量（kg） 折純量（kg） 環(huán)合液 —— —— 2050.92 —— 氫氧化鈉 40 工業(yè) 75.96 73.68 【計算過程】 產(chǎn)量： 20％氫氧化鈉溶液投料量： 20％氫氧化鈉溶液消耗量： 20％氫氧化鈉溶液剩余量： C2H5OH生成量： 環(huán)合物消耗量： 環(huán)合物剩余量： 表4-4 水解反應(yīng)出料明細(xì)表 名稱 數(shù)量（Kg） 6,8-二氯辛酸乙酯 175.48 環(huán)合物 23.53 氯化鈉 117.64 水合硫化鈉 218.25 硫磺 38.85 95％乙醇 887.81 水 516.47 四丁基溴化銨 37.60 20％氫氧化鈉 198.83 生成鹽 206.31 雜質(zhì) 9. 95 A 水解反應(yīng)母液： 見輸出表 B濃縮液： C餾出液： A濃縮液： 乙酸乙酯： 飽和食鹽水： 無水硫酸鎂： 假設(shè)需要加入2mol/L的鹽酸xKg, 則， 解得 B有機(jī)相： C水相： 硫酸鎂： A有機(jī)相： B濃縮液： C餾出液： A濃縮液： 乙酸乙酯： B濾餅： C離心母液： A離心所得濾餅： B含量大于99%的硫辛酸粗品： C乙酸乙酯等雜質(zhì)： 4.2.3 精制粉篩的物料衡算 表4-5 精制粉篩進(jìn)料明細(xì)表 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量（kg） 硫辛酸粗品 ≥99% 190.19 乙酸乙酯 ≥99% 570.57 活性炭 醫(yī)用級 19.02 A 活性炭 B 硫辛酸粗品 C 乙酸乙酯 結(jié)晶物及濾液 A結(jié)晶物及濾液 B硫辛酸精品： C乙酸乙酯及雜質(zhì)： A硫辛酸精品： B包裝后產(chǎn)品質(zhì)量： C雜質(zhì)及損失： 圖4-1 硫辛酸物料平衡框圖 硫辛酸 活性炭19.20kg 廢液602.08kg 乙酸乙酯570.57kg 食鹽20.89kg 乙酸乙酯1086.23kg 2mol/L鹽酸932.62kg 三廢4315.12kg 氫氧化鈉72.82kg 純化水364.1kg 無水硫酸鎂20.89kg 硫磺71.02kg 水和硫酸鈉459.56kg 6,8-二氯辛酸乙酯417.78kg 純化水211.00kg 四丁基溴化銨37.60kg 95%乙醇810.80kg 精制區(qū)間 水解反應(yīng)罐 環(huán)合反應(yīng)罐 4.3 依非韋倫的物料衡算 4.3.1 加成工序的物料衡算 【化學(xué)方程式】 表4-6 加成反應(yīng)進(jìn)料明細(xì)表 名稱 分子量 含量（%） 投料量（kg） 折純量（kg） 4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺 223.5 99 225.26 223.01 丙酮 58 99 889.79 880.89 A — 99 15.77 15.61 B __ 99 108.12 107.04 乙基鋅 — 99 101.36 100.35 環(huán)丙基乙炔鋰 71.9 99 87.85 86.97 【計算過程】 由估算可知，反應(yīng)得到加成物260.16kg。由于收率為90% 故理論產(chǎn)量==289.07kg 則4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺的投料量為289.07*=223.01kg 反應(yīng)消耗了260.16*=200.78 剩余4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺=233.01-200.78=22.23kg 環(huán)丙基乙炔鋰的投料量=289.07*=86.97kg 反應(yīng)消耗了260.16*=64.68kg 剩余環(huán)丙基乙炔鋰=86.97-64.68=22.29kg 氫氧化鋰的產(chǎn)量=260.16*=21.47kg 則 氫氧化鋰的剩余量=21.47kg 表4-7 加成反應(yīng)出料明細(xì)表 名稱 質(zhì)量（kg） 4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺 22.23 環(huán)丙基乙炔鋰 22.29 加成物 260.16 丙酮 880.89 氫氧化鋰 21.47 乙基鋅 100.35 雜質(zhì) 120.76 A加成反應(yīng)的母液 含量99%的乙酸乙酯698.31kg 純化水450.53kg B結(jié)晶析出產(chǎn)物 包括加成產(chǎn)物260.16kg，以及乙酸乙酯等一些雜質(zhì)264.02kg C反應(yīng)餾出液 包括各種雜質(zhì)，共計2052.81kg A前面結(jié)晶所得母液 B濾餅 包括加成物260.16kg，以及雜質(zhì)42.74kg C濾出物 包括乙酸乙酯，丙酮等共計221.28kg A離心所得產(chǎn)物 22.3kg的乙酸乙酯 B含雜質(zhì)99%的加成產(chǎn)物262.76kg C揮發(fā)物 4.3.2 環(huán)合工序的物料衡算 【化學(xué)方程式】 表4-8 環(huán)合反應(yīng)進(jìn)料明細(xì)表 名稱 分子量 含量（%） 投料量（kg） 折純量（kg） 加成物 289.5 99 260.16 — 氯甲酸甲酯 94.5 99 144.54 143.09 碳酸鈉 106 99 249.65 247.15 純化水 18 符合藥典 — 1560.96 無水硫酸鈉 142 99 52.56 52.03 乙酸乙酯 88 99 946.04 936.58 【計算過程】 由于加成物的投料量為260.16kg。環(huán)合收率為85% 則理論依非韋倫粗品的產(chǎn)量=260.16*=284.00kg 實(shí)際產(chǎn)量為284.00*0.85=241.40kg 則反應(yīng)消耗的加成物=241.40*=221.5kg 加成物剩余質(zhì)量=260.16-221.5=48.66kg 反應(yīng)消耗的碳酸鈉質(zhì)量=241.40*=81.10kg 碳酸鈉的剩余量=247.15-81.10=166.05kg 反應(yīng)消耗的氯甲酸甲酯的量=241.40*=72.30kg 氯甲酸甲酯剩余的量=143.09-72.30=70.78kg 反應(yīng)生成對的MeOH質(zhì)量=241.40*=24.48kg 反應(yīng)生成的氯化鈉質(zhì)量=241.40*=44.76kg 反應(yīng)生成的碳酸氫鈉的質(zhì)量=240.16*=64.27kg 表4-9 環(huán)合反應(yīng)出料明細(xì)表 名稱 數(shù)量（kg） 加成物 48.66 碳酸鈉 166.05 氯甲酸甲酯 70.78 氯化鈉 44.76 碳酸氫鈉 64.27 甲醇 24.48 硫酸鈉和水 1612.99 乙酸乙酯 936.58 粗品 241.40 雜質(zhì) 9.94 A環(huán)合反應(yīng)的母液 B依非韋倫241.40kg 氯甲酸甲酯，乙酸乙酯等雜質(zhì)559.06kg C餾出物 包括水1560.96kg，溶解有鈉鹽，雜質(zhì)等共858.5kg A前面結(jié)晶所得母液 B粗品240.40kg 雜質(zhì)33.08kg C餾出物總重525.98kg A離心所得產(chǎn)物，26.02kg的乙酸乙酯 B含雜質(zhì)99%的加成產(chǎn)物242.82kg C揮發(fā)物 4.3.3 精制粉篩的物料衡算 表4-10精制粉篩投料明細(xì)表 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量（kg） 環(huán)合粗品 中間體 240.40 乙酸乙酯 ≧99% 480.80 活性炭 醫(yī)用級 36.06 【計算過程】 A活性炭36.06kg 環(huán)合粗品240.40kg 乙酸乙酯480.80kg B粗品276.32kg a、純品240.40kg b、雜質(zhì)35.92kg C濾渣480.94kg A結(jié)晶所得產(chǎn)物 B精制終產(chǎn)物，含量99%的依非韋倫240.00kg C揮發(fā)物 通過粉篩，收率為99.5%，得到產(chǎn)品質(zhì)量為133.81kg。環(huán)丙基乙炔鋰86.97kg 乙基鋅100.35kg 醇類物質(zhì)B107.04kg 生物堿A15.61kg 丙酮880.89kg 4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺223.01kg 三廢1153.71kg 加成反應(yīng)罐 碳酸鈉247.15kg 無水硫酸鈉52.03kg 純化水1560.96kg 乙酸乙酯962.59kg 氯甲酸甲酯143.09kg 三廢2724.42kg 環(huán)合反應(yīng)罐 圖4-2 依非韋倫物料平衡框圖 依非韋倫 乙酸乙酯482.80kg 廢液520.41kg 活性炭36.21kg 精制區(qū)間 4.4 纈沙坦的物料衡算 4.4.1 氫化還原的物料衡算 【化學(xué)方程式】 表4-11 氫化還原投料明細(xì)表 名稱 分子量 含量（%） 投料量（kg） 折純量（kg） N-正戊酰基纈氨酸甲酯 432 99 600 594 醋酸異丁酯 --- 99 2400 2376 5%Pd-C --- 工業(yè) 6 --- H2 2 --- 2.53 乙酸乙酯 --- 99% 2100 2079 純化水 18 符合藥典 --- 600 【計算過程】 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，每天的投料量為600kg，氫化工序的總收率為92%。 假設(shè)離心收率為99.9%，干燥收率為99.9%，則氫化收率為： 理論產(chǎn)量：Kg 實(shí)際產(chǎn)量： 消耗N-正戊酰基纈氨酸甲酯的量： 剩余N-正戊?；i氨酸甲酯的量：594-547.55=46.45kg 消耗H2的量： A 加成反應(yīng)母液： 醋酸異丁酯2376kg N-正戊?；i氨酸甲酯46.45kg 加成物550.08kg 雜質(zhì)30kg B 濃縮剩余物：3008.53-6-2257.2=745.33kg C 醋酸異丁酯： A 濃縮物745.33kg，乙酸乙酯2100kg，純化水600kg B 有機(jī)相：745.33+2100=2845.33kg C 水相：600kg A 有機(jī)相2845.33kg B 結(jié)晶物以及殘留液2845.33-711.33=2134.00kg C餾出液711.33kg A 上一步的結(jié)晶物及殘留液 B 濾餅723.10kg，包括纈沙坦和部分溶劑 C 離心母液2134-723.10=1410.9kg A 離心所得濾餅 B 含量大于95%的纈沙坦粗品577.91kg C 乙酸乙酯等雜質(zhì)723.10-577.91=145.19kg 表4-12氫化還原工段出料明細(xì)表 名稱 數(shù)量（kg） 纈沙坦粗品 577.91 醋酸異丁酯 2257.20 水相 600 餾出液 711.33 離心母液 1410.90 乙酸乙酯等雜質(zhì) 145.19 4.4.2 精制粉篩的物料衡算 表4-13 精制粉篩進(jìn)料明細(xì)表 原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量（kg） 纈沙坦粗品 中間體 577.91 丙酮 ≥99% 2311.64 活性炭 醫(yī)用級別 57.80 A 活性炭57.80kg 纈沙坦粗品577.91kg B 結(jié)晶物及濾液2889.85kg C 丙酮2311.64kg 活性炭 57.80kg A 結(jié)晶物及濾液 B 丙酮及雜質(zhì)2370.97kg C纈沙坦精品518.88kg A 纈沙坦精品 B 最終得到產(chǎn)品的質(zhì)量為 表4-14精制工段出料明細(xì)表： 名稱 質(zhì)量（kg） 活性炭 57.80 丙酮及雜質(zhì) 2370.97 產(chǎn)品 516.29 49 醋酸異丁酯2376kg 氫氣2.75kg Pd-C5.94kg 回收Pd-C5.94kg N-正戊酰基纈氨酸甲酯594kg 環(huán)合反應(yīng)罐 純化水594kg 乙酸乙酯891kg 乙酸乙酯1188kg 廢液5067.84kg 濃縮反應(yīng)罐 活性炭57.80kg 廢液2428.47kg 丙酮2311.64kg 精制區(qū)間 圖4-3 纈沙坦物料平衡框圖 纈沙坦 第五章 熱量衡算 5.1 熱量衡算目的 熱量衡算得主要目的是為了確定設(shè)備的熱負(fù)荷，根據(jù)設(shè)備熱負(fù)荷的大小、所處理物料的性質(zhì)及工藝要求再選擇傳熱面的型式、計算傳熱面積、確定設(shè)備的主要工藝尺寸。 5.2 熱量衡算依據(jù) 熱量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)而進(jìn)行的,所以，車間物料衡算表是進(jìn)行車間熱量衡算的首要條件。 5.2.1 設(shè)備的熱量平衡方程式 對于有傳熱要求的設(shè)備，其熱量平衡方程式為： Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5＋