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目 錄
第一章 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 1
1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1
1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 2
1.3設(shè)計(jì)原則 2
1.4 工藝概述 3
1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容 3
第二章 工藝流程設(shè)計(jì)與工藝流程 4
2.1工藝流程設(shè)計(jì) 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(shí)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(jì)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(jì)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(jì)算和查取 49
5.3.1 比熱容的計(jì)算 49
5.3.2 狀態(tài)熱的計(jì)算 51
5.3.3 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 52
5.4硫辛酸能量衡算 54
5.4.1 Cp計(jì)算 54
5.4.2標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 56
5.4.3熱量計(jì)算 57
5.5 依非韋倫能量衡算 60
5.5.1的計(jì)算 60
5.5.2熱量計(jì)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(jì)算 65
6.1總述 65
6.2設(shè)計(jì)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(jì)先進(jìn)性說(shuō)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(shuō)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(jì) 99
8.1設(shè)計(jì)依據(jù) 99
8.1.1常用的設(shè)計(jì)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(shuō)明 101
第九章 行政法規(guī)執(zhí)行措施 117
9.1消防設(shè)計(jì)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(jiǎn)介 122
9.2.2 污染物來(lái)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(jí)說(shuō)明 124
10.1.1潔凈區(qū)域劃分 124
10.1.2空氣潔凈度說(shuō)明 125
10.2車間人流物流設(shè)施說(shuō)明 125
10.3空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置、除塵及局部排風(fēng)說(shuō)明 126
10.3.1空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置說(shuō)明 126
10.3.2除塵及局部排風(fēng)說(shuō)明 126
10.4凈化裝修說(shuō)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(shuō)明 129
10.6公用系統(tǒng)設(shè)施符合GMP要求的說(shuō)明 130
第十一章 工藝存在問(wèn)題及建議 131
iv
第一章 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為化學(xué)原料藥多功能車間設(shè)計(jì)，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(jià)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(shí)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(zhǎng)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(duì)心腦腎有較好的保護(hù)作用。
該車間擬生產(chǎn)上述三個(gè)藥品預(yù)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模如表1-1：
表1-1 產(chǎn)品預(yù)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模
產(chǎn)品名稱
設(shè)計(jì)規(guī)模
含量
其他
硫辛酸
25
非無(wú)菌原料藥
依非韋倫
25
非無(wú)菌原料藥
纈沙坦
25
非無(wú)菌原料藥
由于本次設(shè)計(jì)是原料藥多功能車間設(shè)計(jì)，生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠在國(guó)內(nèi)銷售，故相關(guān)設(shè)計(jì)必須符合中國(guó)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(shí)間，全年生產(chǎn)時(shí)間為300天。車間設(shè)計(jì)參照中國(guó)《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》最新版對(duì)原料藥車間設(shè)計(jì)的要求，包括生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)的設(shè)計(jì)。本車間設(shè)計(jì)采用優(yōu)化的工藝路線，配以先進(jìn)的自動(dòng)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(jì)依據(jù)
（1）《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》
（2）《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》
（3）國(guó)家藥品管理法
（4）制藥工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定
（5）國(guó)家經(jīng)濟(jì)、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策
（6）本設(shè)計(jì)組編制的可行性報(bào)告
1.3設(shè)計(jì)原則
(1)工藝流程設(shè)計(jì)在能滿足生產(chǎn)要求的前提下參考國(guó)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(jì)量系統(tǒng)、小批量使用的溶煤采用獨(dú)立的桶泵計(jì)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(guó)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(guó)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(guò)程的要求，主要設(shè)備布置均根據(jù)工藝過(guò)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(jì)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(guò)程中的事故處理系統(tǒng)；
(5)車間區(qū)域布置遵循流程短、無(wú)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(jí)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(yàn)室，以利于對(duì)生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)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(dòng)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(jì)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(guò)程制得；依非韋倫生產(chǎn)以環(huán)丙基乙炔鋰、4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺為原料，經(jīng)加成、環(huán)合、結(jié)晶等過(guò)程制得；纈沙坦是以 N-正戊酰基纈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(jí)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(guò)濾，結(jié)晶，洗滌，干燥，得到的半成品，通過(guò)粉篩，半成品再進(jìn)行內(nèi)包、外包，最后入庫(kù)。
1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求主要包括：
1、工藝流程設(shè)計(jì)：
（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(jì)
（1）設(shè)備選型計(jì)算，公用系統(tǒng)設(shè)備單元的配置說(shuō)明
（2）編制設(shè)備一覽表
3、車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)
（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(jì)；
4、設(shè)計(jì)說(shuō)明書編制
編寫《設(shè)計(jì)說(shuō)明書》
第二章 工藝流程設(shè)計(jì)與工藝流程
2.1工藝流程設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝的操作方式采用的是間歇操作，整個(gè)工藝采用三個(gè)藥物依次生產(chǎn)得到。硫辛酸通過(guò)環(huán)合，水解，酸化得到粗品;依非韋倫通過(guò)加成，環(huán)合得到粗品;纈沙坦通過(guò)氫化還原和濃縮回收得到粗品;再通過(guò)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(guò)程。以方框和圓框分別表示單元過(guò)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(jì)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(wú)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(guò) 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(guò) 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(wú)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(guò) 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(shí)；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(shí)），加熱回流，反應(yīng)8 小時(shí)，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(shí)。
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(guò)程耗時(shí)約1.5 小時(shí)）。
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(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)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(shí)，脫碳過(guò)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(yàn)合格后，進(jìn)行內(nèi)包、外包、入庫(kù)。
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(shí)），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(shí)），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(shí)），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(shí)），將混合溶液Ⅰ緩慢加入加成反應(yīng)釜中（約2 小時(shí)）。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(shí)），并維持體系溫度在0~5 ℃，反應(yīng)（約1.5 小時(shí)）。再將混合溶液Ⅲ緩慢加入加成反應(yīng)釜中（約3小時(shí)），并維持體系溫度40℃，反應(yīng)（約2 小時(shí)），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(shí)）。
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(guò)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(shí)）。
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(wú)水硫酸鈉干燥（約4 小時(shí)），過(guò)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(shí)，脫碳過(guò)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%）。回收精制母液中的乙酸乙酯套用。
2.2.2.4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)。
2.2.3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(shí)，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乙酸乙酯分三次提取（R1204），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(shí)，脫碳過(guò)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(yàn)合格后，進(jìn)行內(nèi)包、外包、入庫(kù)。
第3章 生產(chǎn)制度
3.1年生產(chǎn)時(shí)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(shí)間為300天，本次多功能設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)溶液的總體積是最大的，由于反應(yīng)罐最大體積不得超過(guò)2000 L，此時(shí)環(huán)合液的比容約為,根據(jù)合理估計(jì)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(guò)硫化鈉與鹽酸反應(yīng)生成了硫化氫，對(duì)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(gè)范圍，取較小的那個(gè)數(shù)值，另外一個(gè)體積才不會(huì)超過(guò)最大反應(yīng)罐容積，故W=210.8 kg時(shí)，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(shí)間生產(chǎn)了，明顯不合理。故我們選取兩套設(shè)備同時(shí)生產(chǎn)，則時(shí)間減半，
=282/2=141 d
此時(shí)采用了兩個(gè)環(huán)合反應(yīng)罐，兩個(gè)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(shí)與生產(chǎn)周期表。
表3-1硫辛酸環(huán)合工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)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(jì)
770
770
表3-2硫辛酸水解工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)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(guò)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(jì)
945
945
表3-3硫辛酸精制工序工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)間（min）
精制工序
投料
40
460
加熱回流
120
脫碳過(guò)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(guò)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(gè)反應(yīng)罐，來(lái)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(shí)間為
=25000/230.4109 d
此時(shí)反應(yīng)采用了一個(gè)加成反應(yīng)罐，兩個(gè)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(shí)與生產(chǎn)周期表。
表3-4依非韋倫加成工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)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(guò)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(jì)
1220
1220
表3-5依非韋倫環(huán)合工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)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(guò)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(jì)
840
840
表3-6依非韋倫精制工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)間（min）
精制工序
投料
40
760
加熱回流
300
脫碳過(guò)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(guò)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(gè)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(shí)反應(yīng)使天數(shù)減半，則
=94.8/248 d
此時(shí)反應(yīng)采用了兩個(gè)氫化反應(yīng)罐，兩個(gè)濃縮反應(yīng)罐。
對(duì)于三個(gè)產(chǎn)品，我們采用依次生產(chǎn)的方式，即生產(chǎn)完一個(gè)產(chǎn)品再接著生產(chǎn)下一個(gè)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(jì)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(shí)與生產(chǎn)周期表。
表3-7纈沙坦氫化還原工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)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(jì)
1270
1270
表3-8纈沙坦的精制工序操作工時(shí)與生產(chǎn)周期
工序名稱
操作過(guò)程
時(shí)間（min）
總時(shí)間（min）
精制工序
投料
40
700
加熱回流
240
脫碳過(guò)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(jì)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(shí)間都很長(zhǎng)，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(shí)候，同時(shí)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(shí)同時(shí)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(duì)班次組合進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)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(guò)程可以降低生產(chǎn)頻度。
3.2.1設(shè)計(jì)原則
合理安排車間生產(chǎn)、清潔、維護(hù)時(shí)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(shí)間為二班制，每班工作八個(gè)小時(shí)。
由前面的年工作時(shí)間以及反應(yīng)罐的個(gè)數(shù)得知，環(huán)合工序需要雙罐同時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)生產(chǎn)，每班工作八個(gè)小時(shí)。
由前面的年工作時(shí)間以及反應(yīng)罐的個(gè)數(shù)得知，加成工序的時(shí)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(shí)，進(jìn)行加成工序，由于加成的工序時(shí)間長(zhǎng)，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(shí)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(shí)間為兩班制，每班8小時(shí)，共計(jì)16小時(shí)。
由前面的年工作時(shí)間以及反應(yīng)罐的個(gè)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(jì)需生產(chǎn)48d。設(shè)置每天七點(diǎn)投料開始，則可設(shè)計(jì)具體的生產(chǎn)崗位時(shí)間安排表如下（/代表不工作時(shí)間）：
注：本次工序采取兩班制，第二班輪崗時(shí)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(guò)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(lái)。
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(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。
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(gè)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(guò)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(shí)，上式可以寫為 ΣG1=ΣG2+ΣG3
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。
物料衡算的基準(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。
（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 。
4.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)
1、設(shè)計(jì)項(xiàng)目：多功能車間設(shè)計(jì)
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(jì)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(jì)算過(guò)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(jì)算過(guò)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(wú)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(jí)
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(wú)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?；?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(jì)算過(guò)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-(三氟乙酰基)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?；?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(jì)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(jì)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(wú)水硫酸鈉
142
99
52.56
52.03
乙酸乙酯
88
99
946.04
936.58
【計(jì)算過(guò)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(duì)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(jí)
36.06
【計(jì)算過(guò)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(guò)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-(三氟乙酰基)苯胺223.01kg
三廢1153.71kg
加成反應(yīng)罐
碳酸鈉247.15kg
無(wú)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?；i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(jì)算過(guò)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?；i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(jí)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(jì)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(duì)于有傳熱要求的設(shè)備，其熱量平衡方程式為：
Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5＋