甲磺酸培氟沙星車間工藝設(shè)計(jì)書

1、 年產(chǎn)260噸甲磺酸培氟沙星車間精制段工藝設(shè)計(jì)題 目 年產(chǎn)260噸甲磺酸培氟沙星車間精制成鹽工段工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 陳靜 學(xué) 號： 110150094 班 級： 化工與制藥1103 所在院(系): 化工與材料工程學(xué)院 指導(dǎo)教師: 周莉莉 完成日期: 2015年3月4日 年產(chǎn)260噸甲磺酸培氟沙星車間甲化段工藝設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)260噸甲磺酸培氟沙星甲基化甲基化車間工藝設(shè)計(jì)。甲基化工段是以諾氟沙星作為起始原物料，甲醛、甲酸、乙醇、氨水和活性炭作為輔料，生成培氟沙星。本設(shè)計(jì)確定生產(chǎn)260噸甲磺酸培氟沙星的生產(chǎn)工藝流程；完成本工段的全部工藝計(jì)算（物料衡算，熱量衡算），根據(jù)衡算結(jié)果選取適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)

2、設(shè)備尺寸型號；繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、生產(chǎn)車間平面布置圖、生產(chǎn)車間立面布置圖和甲基化反應(yīng)釜裝配圖。本設(shè)計(jì)方案操作簡單、原料廉價(jià)易得、能耗低、對環(huán)境的污染也較小、且“三廢”易處理，是目前國內(nèi)生產(chǎn)甲磺酸培氟沙星最成熟的合成路線。關(guān)鍵字：甲磺酸培氟沙星甲基化；諾氟沙星；工藝設(shè)計(jì)THE SALT SEGMENT TECHNOLOGICAL DESIGN FOR ANNUAL OUTPUT OF 260 TONS MESYLATE PEFLOXACINABSTRACTThis work is about to salt segment process design of an annual 400 t

3、ons pefloxacin mesylate. The process use methyl salt as starting raw materials, methane sulfuric acid, ethanol, and activated carbon as accessories, generating mefloquine crude. The production of 350 tons designed to determine pefloxacin mesylate production process; complete this section in full pro

4、cess calculation (material balance, heat balance), according to the accounting results, the appropriate equipment size models was selected; layout, technology flow diagram and the methylation reactor assembly drawing were carried out. The design is simple, cheap raw materials, low energy consumption

5、 less environmental pollution, and the three wastes easy to handle, is the current domestic production of pefloxacin mesylate most sophisticated synthetic routes.Keywords: pefloxacin mesylate;salt reaction; mefloquine; technological design目 錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)1前言21 產(chǎn)品概述21.1產(chǎn)品名稱、化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)21.1.1產(chǎn)品名稱31.1.2化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量

6、31.1.3理化性質(zhì)31.2臨床用途41.3固體原料的密度、熔點(diǎn)42 產(chǎn)品工藝簡介42.1本設(shè)計(jì)采用的工藝路線42.1.1甲基化42.1.2中和42.1.3成鹽42.1.4精制52.1.5 工藝路線53 工藝設(shè)計(jì)依據(jù)63.1設(shè)計(jì)任務(wù)依據(jù)63.2工藝路線的的主要依據(jù)63.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)73.4 包裝規(guī)格要求及貯藏83.4.1 成品的包裝規(guī)格83.4.2貯藏83.5 原輔料、包裝材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格84 物料衡算94.1 計(jì)算方法與原則94.1.1 物料衡算的目的94.1.2 物料衡算的依據(jù)94.1.3 物料衡算基準(zhǔn)94.1.4 甲磺酸培氟沙星收率與所用原料物性工藝參數(shù)104.2 物料平衡總線114.2

7、.1正批生產(chǎn)114.2.2回收生產(chǎn)12 4.3精制工段的物料衡算134.3.1脫色134.3.2壓濾144.3.3冷凍結(jié)晶154.3.4離心甩料154.4甲基回收工段的物料衡算164.4.1精母液中和回收釜的物料衡算165 能量衡算175.1 各物質(zhì)物化參數(shù)的查取與計(jì)算175.1.1 原料比熱的計(jì)算與查取175.1.2液體原料比熱的計(jì)算與查取185.1.3部分原料燃燒熱的計(jì)算和查取195.2精制工段能量衡算205.2.1精制反應(yīng)階段235.2.2精制重結(jié)晶階段245.3回收系統(tǒng)能量衡算245.3.1精母液的回收246 設(shè)備選型（一）256.1 選型方法和機(jī)理256.1.1 設(shè)備選型的目的256

8、.1.2 設(shè)備選型的依據(jù)256.1.3 設(shè)備選型基準(zhǔn)256.1.4 假設(shè)或經(jīng)驗(yàn)工藝參數(shù)256.1.5 主要崗位的操作周期256.2 常規(guī)設(shè)備的選型266.2.1精制罐的選型266.2.2重結(jié)晶罐的選型296.2.3精母液蒸餾釜的選型306.2.4中和釜的選型306.3冷凝器的選型計(jì)算317 設(shè)備選型（二）中和反應(yīng)釜的選型計(jì)算367.1反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)377.1.1 反應(yīng)釜主要參數(shù)377.2罐體幾何尺寸計(jì)算377.2.1確定筒體內(nèi)徑377.2.2確定封頭尺寸387.2.3確定筒體的厚度Hi397.3夾套幾何尺寸計(jì)算397.4夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算397.4.1按內(nèi)壓對圓筒和封頭進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算397.

9、4.2按外壓對筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度校核407.4.3夾套厚度計(jì)算407.4.4水壓試驗(yàn)校核計(jì)算417.5中和反應(yīng)釜反應(yīng)釜的攪拌裝置417.5.1攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)427.5.2 攪拌軸設(shè)計(jì)427.6反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置437.6.1 常用電機(jī)及其連接437.6.2 釜用減速機(jī)類型，標(biāo)準(zhǔn)及其選用437.6.3 凸緣法蘭437.6.4 安裝底蓋447.6.5 機(jī)架447.6.6 聯(lián)軸器447.6.7離心機(jī)447.7反應(yīng)釜的軸封裝置447.8反應(yīng)釜的其他附件457.8.1 支座457.8.2人孔457.8.3 設(shè)備接口457.8.4 其余設(shè)備選型487.8.5 管件選擇以及剩余設(shè)備選型

10、計(jì)算497.9設(shè)備選型一覽表518 車間布置與管道設(shè)計(jì)538.1 車間布置538.1.1車間布置概述538.1.2廠房布置558.1.3車間設(shè)備布置568.1.4 GMP潔凈區(qū)的設(shè)計(jì)568.2 管道設(shè)計(jì)608.2.1 基本要求608.2.2 車間管道系統(tǒng)和工藝管道系統(tǒng)619 生產(chǎn)控制與工時(shí)安排629.1 各崗位操作要點(diǎn)629.1.1精制崗位629.1.2蒸餾崗位629.2 操作工時(shí)與生產(chǎn)周期629.2.1精制崗位6210 勞動(dòng)組織6410.1 人員總體配置6410.2 各單位定員6511 勞動(dòng)保障和安全生產(chǎn)6611.1 安全保障措施6611.1.1車間安全生產(chǎn)原則6611.1.2個(gè)人防護(hù)守則6

11、611.1.3動(dòng)火規(guī)定6711.1.4安全用電6711.1.5動(dòng)力使用6711.1.6環(huán)境衛(wèi)生6711.2 危險(xiǎn)品的注意事項(xiàng)6811.2.1甲酸6911.2.2甲醛6911.2.3氨水6911.2.4甲磺酸7011.2.5乙醇7112 “三廢”處理與綜合利用7212.1 “三廢”的處理7212.1.1廢氣的處理7212.1.2廢水的處理7212.1.3廢渣的處理7212.2回收利用7313 工程經(jīng)濟(jì)7413.1原料消耗定額7413.2能源消耗定額7413.3經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)75 總結(jié)76 參考文獻(xiàn)78 致謝80 附錄81課程設(shè)計(jì)任務(wù)一 設(shè)計(jì)題目諾氟沙星精制成鹽過程工藝設(shè)計(jì)二 工藝條件 表0-1原料

12、參數(shù)一覽表原料名稱配料比（重體比）原料規(guī)格諾氟沙星1含量98.0%乙 醇0.8680.50%甲 酸1.83含量85.0%甲 醛1.0836.9%活 性 炭0.05Kg針用767型氨 水31315(自取)設(shè)產(chǎn)品的年產(chǎn)量為260噸，終產(chǎn)品諾氟沙星甲基化物的純度為95%，諾氟沙星投料富余系數(shù)為1.05，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率均為100%，甲基化收率99.5%，總收率為85.89%，用活性炭抽濾時(shí)，活性炭損失為20%（重量比），假設(shè)其它中間體及最終產(chǎn)品均無損失。已知條件：1、年工作日按300天計(jì)算，286天的正批生產(chǎn)，14天的回收處理；成鹽收率為92%，精制收率為89%。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)并選擇較為合理的工藝

13、路線、完成反應(yīng)機(jī)理；2.進(jìn)行物料衡算和能量衡算、工藝條件的確定；3.寫出較為完整的課程設(shè)計(jì)說明。四、設(shè)計(jì)要求1.在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)內(nèi)容前 言 在本次設(shè)計(jì)內(nèi)容中，我所采用的工藝是以諾氟沙星為原料，與甲醛、甲酸甲基化生工序較短，其生產(chǎn)條件對反應(yīng)條件，反應(yīng)設(shè)備不會(huì)是很高，而且其生產(chǎn)成本比較的低，非常適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的?？偸章蔬_(dá)85.89%。再經(jīng)過回收和精制等工序，可以得高很好的產(chǎn)品。關(guān)于這次課程，我主要負(fù)責(zé)對甲磺酸培氟沙星精制工段的車間工藝設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)完成之后，與其它兩位同學(xué)一合并了整個(gè)工藝的設(shè)計(jì)。而且部分共同崗位的設(shè)計(jì)由我們共同完成。在前面的開題報(bào)告中，我已經(jīng)把粗略的工藝流程圖設(shè)計(jì)好了,甲

14、磺酸培氟沙星的合成工藝還是比較復(fù)雜，而其精制工段涉及到脫色、結(jié)晶、加氨中和階段、蒸餾、離心甩料階段，各個(gè)階段的物料衡算、能量衡算都要核算，加上設(shè)備選型、車間和管道設(shè)計(jì)等等，因此設(shè)計(jì)的任務(wù)對于本科生來說非常的重。這樣要求我們要有扎實(shí)的專業(yè)理論知識，包括化工機(jī)理，傳熱學(xué)，化工設(shè)備等。而且還要一些實(shí)踐生產(chǎn)能力，這關(guān)系到這些設(shè)備是否真真實(shí)用。而我在大學(xué)期間的生產(chǎn)實(shí)習(xí)給了我這方面能力在這次設(shè)計(jì)的過程中我們要學(xué)會(huì)自己掌握時(shí)間與節(jié)奏來完成設(shè)計(jì)任務(wù)。其中包括了工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算、工藝設(shè)備選型計(jì)算、設(shè)計(jì)說明書的撰寫。而且對于一些設(shè)計(jì)上面的概念我們不會(huì)僅要理解，然且要非常的熟悉，對一些公式更是要有扎

15、實(shí)的運(yùn)用能力。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們在老師所提供的任務(wù)書的指導(dǎo)下，按照其上面所說的要求圓滿完成了任務(wù)。但是由于本人畢竟是初次負(fù)責(zé)生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中肯定會(huì)存在不會(huì)足之處，誠請老師給予指出和修正。1 產(chǎn)品概述甲磺酸培氟沙星是法國Roger Bellon公司開發(fā)的第三代氟喹諾酮類抗菌藥，具有廣譜的抗菌功能，自1979年上市以來世界上已經(jīng)有20多個(gè)國家參與生產(chǎn)，我國于1993年開始生產(chǎn)此類藥物，主要的藥劑形式是片劑、注射劑和膠囊劑。本品及其代謝物主要經(jīng)腎臟排泄，所以對泌尿系統(tǒng)感染引發(fā)的疾病治療效果較好，由于使用甲磺酸培氟沙星后組織內(nèi)血藥濃度多為血漿中的數(shù)倍，因而利于組織深部感染的疾病治療，如骨髓

16、炎、骨和關(guān)節(jié)腔內(nèi)的感染，心內(nèi)膜炎癥和心肌炎等。其具體信息如下：1.1產(chǎn)品名稱、化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)1.1.1產(chǎn)品名稱1：中文名 甲磺酸培氟沙星2：拉丁名 PEFLOXACIN MESYLATE3：英文名 pelfoxaein mesylate4：化學(xué)名 1-乙基-6-氟-1、4-二氫-7-（4-甲基-1-哌嗪）-4-氧-3-喹啉羧甲磺酸鹽1.1.2化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量1：分子式 2：結(jié)構(gòu)式 3：分子量 465.491.1.3理化性質(zhì)本藥物為白色或微黃色結(jié)晶性粉末，無臭，味苦，在乙醇、氯仿和乙醚中幾乎不溶，在水中極易溶解，無須加入助溶劑，就可以制成高濃度的注射液，在強(qiáng)光照射下易降解。1.2 臨床用途本

17、品主要適用于腸桿菌科細(xì)菌及綠膿桿菌等格蘭氏陰性桿菌所致的各種感染，如支氣管及肺部感染、腎盂及復(fù)雜性尿路感染、前列腺炎、細(xì)菌性痢疾或其他腸道感染、傷寒及沙門菌屬感染和皮膚軟組織感染等，也可用于葡萄球菌感染病例。1.2.1 包裝規(guī)格和儲(chǔ)存要求表1.2.1 原料藥的包裝規(guī)格規(guī)格包裝形式扎口方式20Kg/桶雙層塑料膜真空包裝，外套牛皮紙遮光裝入紙筒封口 封簽25Kg/桶1.2.2 原料藥的儲(chǔ)藏儲(chǔ)藏方法儲(chǔ)藏溫度遮光，密封保存室溫陰涼處保存1.2.3 臨床用途本品主要適用于腸桿菌科細(xì)菌及綠膿桿菌等革蘭氏陰性桿菌所致的何種感染，如支氣管及肺部感染、腎盂及復(fù)雜性尿路感染、前列腺炎、細(xì)菌性痢疾或其他腸道感染、傷

18、寒及沙門菌屬感染和皮膚軟組織感染等，也可用于葡萄球菌感染病例。1.3固體原料的密度、熔點(diǎn)諾氟沙星（C16H18FN3O3）密度：1.344g/cm3 熔點(diǎn)：221 OC （221 OC222 OC）培氟沙星（C17H20FN3O3）密度：1.320g/cm3 熔點(diǎn)：273 OC （272 OC274 OC）甲磺酸培氟沙星（C18H24FSN3O6）熔點(diǎn)：282 OC （282 OC284 OC）第二章 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)2.1 生產(chǎn)工藝框圖 見附錄。2.2 生產(chǎn)工藝操作過程本設(shè)計(jì)采用的工藝路線輔助反應(yīng)：2.2.1 甲基化化學(xué)反應(yīng)式及操作步驟原料名稱規(guī)格含量（%）投料比（質(zhì)量）備注諾氟沙星藥用98.0

19、1重量甲酸工業(yè)85.51.5體積甲醛工業(yè)36.71體積乙醇工業(yè)80.51體積活性炭藥用0.5重量操作步驟：依次向甲基化罐（R1101）中加入諾氟沙星（藥用98%）176.95公斤、甲酸（85.5%）323.82公斤、甲醛（36.7%）191.11公斤，加熱至100，開始回流2小時(shí)；降溫至80加入活性炭8.85公斤，再升溫至100，回流半小時(shí)；降溫至60，加入乙醇（80.5%）152.18公斤，攪拌5分鐘后放料，趁熱壓濾至中和罐（R1102-2）。2.2.2 中和化學(xué)反應(yīng)式及操作步驟原料名稱規(guī)格含量（%）投料比（質(zhì)量）備注氨水自制12適量比緩慢添加操作步驟：接甲基化罐溶液，攪拌，冷卻，加入氨水（

20、12%）保持反應(yīng)溫度不超過45。當(dāng)反應(yīng)液pH值在7.0-7.5時(shí)，停止加氨水。靜止1小時(shí)，放料，用去離子水洗至pH值在6.06.5，后甩料3小時(shí)。檢驗(yàn)，保證收率99%以上，合格品待用。2.2.3 成鹽化學(xué)反應(yīng)式及操作步驟原料名稱規(guī)格含量（%）投料比（質(zhì)量）備注甲基化物自制97.01摩爾甲烷磺酸工業(yè)99.01.05摩爾乙醇工業(yè)82.54.65摩爾乙醇工業(yè)950.09重量活性炭藥用0.05重量操作步驟：在成鹽罐（R1201）中加入合格的甲基化物（含量97%，水分8%）140.41公斤，乙醇（82.5%）730.12公斤，然后加入甲烷磺酸（99.9%）42.68公斤。升溫至78，回流1小時(shí)；降溫至6

21、0，加入活性炭5.62公斤；升溫至78，回流1小時(shí)。出料，壓濾至結(jié)晶罐（V1205）。趁熱放料至桶中然后轉(zhuǎn)移至冷庫中使之冷卻結(jié)晶，后離心分離。用95%的乙醇洗滌，分離液回收至粗母蒸餾崗位。成品檢驗(yàn)，保證收率92%，合格品至精制崗位。2.2.4 精制操作步驟原料名稱規(guī)格含量（%）投料比（質(zhì)量）備注成鹽物自制98.01重量乙醇工業(yè)86.04.65重量乙醇工業(yè)95.00.36重量活性炭藥用0.05重量操作步驟：在精制罐（V1304）中加入乙醇（86.0%）497.08公斤，粗品升溫至45，至溶解；加入活性炭8.24公斤，升溫至78，回流30分鐘，壓濾至結(jié)晶罐（V2101）。趁熱放料至桶中然后轉(zhuǎn)移至冷

22、庫中使之冷卻結(jié)晶，后離心分離。用乙醇（95%）洗滌，分離液回收至精母蒸餾崗位，保證收率89%，濾渣送至“三廢”處理。合格后進(jìn)干燥室自然干躁，除濕得到產(chǎn)品，母液泵至精餾母液貯罐。2.2.5 粗品母液蒸餾操作步驟將粗品母液在蒸餾罐（V1209）加熱蒸餾，收集蒸餾物，當(dāng)溫度達(dá)到90時(shí)，停止加熱，10分鐘后將殘液收集到粗品母液儲(chǔ)罐。2.2.6 精品母液蒸餾操作步驟將精母液在蒸餾罐（V1307）加熱蒸餾，收集蒸餾物，當(dāng)溫度達(dá)到85時(shí)，停止加熱，10分鐘后，將殘液收集到儲(chǔ)罐。2.2.7 乙醇的蒸餾操作步驟在蒸餾罐（V1309）將95%的乙醇加熱蒸餾，收集蒸餾物，當(dāng)溫度達(dá)到82時(shí)停止加熱，殘液棄去。2.3

23、“三廢”的處理及綜合利用本生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的母液，主要含有甲酸銨、甲磺酸銨等銨鹽類化合物，常壓蒸餾濃縮出90%的水分后，室外堆放使其自然干燥，而后在燃料或者助燃材料的存在下，與壓濾渣一起，在“三廢”焚燒爐內(nèi)，全部焚燒，完成無害化處理工作。而對于生產(chǎn)中釋放出的甲醛等有害氣體，彩玉的處理方法主要是由強(qiáng)制通風(fēng)手段把甲醛空氣迅速排至室外吸收池內(nèi)吸收，并通過堿液處理以實(shí)現(xiàn)無害化處理。3 工藝設(shè)計(jì)依據(jù)3.1設(shè)計(jì)任務(wù)依據(jù)（1）長沙理工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；（2）城市建設(shè)用地規(guī)劃要求；（3）藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范實(shí)施指南（2001 年版，中國化學(xué)制藥工業(yè)協(xié)會(huì)，中國醫(yī)藥工業(yè)公司）；（4）工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)

24、計(jì)規(guī)范GBJ87-85；（5）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3095-1996；（6）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996；（7）工業(yè)“三廢”排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GBJ4-73；（8）建筑工程消防監(jiān)督審核管理規(guī)定公安部第30號令；（9）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB500682001；（10）工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)TJ36-79；（11）化工工廠初步設(shè)計(jì)內(nèi)容深度的規(guī)定HG/206882000；（12）化工工藝設(shè)計(jì)施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定HG 20519-92；（13）關(guān)于出版醫(yī)藥建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告和初步設(shè)計(jì)內(nèi)容及深度規(guī)定的通知國藥綜經(jīng)字1995，第 397 號；（14）化工裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)規(guī)定HG 20546-9

25、2（15）中華人民共和國藥典（2010版）的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)境保護(hù)法等。3.2工藝路線的的主要依據(jù)本設(shè)計(jì)以諾氟沙星為原料，與甲醛、甲酸甲基化生成培氟沙星，再與甲烷磺酸成鹽，的甲磺酸培氟沙星，后精制得到產(chǎn)品。本路線工序較短，對反應(yīng)條件，反應(yīng)設(shè)備的要求也不會(huì)高，而且生產(chǎn)成本呢較低，最適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的。因此本次設(shè)計(jì)選擇原輔料廉價(jià)易得，能耗低，對自然生態(tài)污染較小，三廢易處理，最成熟的合成路線，符合工業(yè)化生產(chǎn)的要求。表3-1 產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號項(xiàng)目名稱優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)法定標(biāo)準(zhǔn)廠控標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)依據(jù)1性狀白色或類白色結(jié)晶粉末白色或微黃色結(jié)晶粉末白色或微黃色結(jié)晶粉末WS-375(X-322)-952鑒別應(yīng)呈正反應(yīng)

26、應(yīng)呈正反應(yīng)應(yīng)呈正反應(yīng)WS-375(X-322)-953酸度Ph3.5-4.53.5-4.53.5-4.5中國藥典2010版二部附錄VIH P384氯%4.0(干)3.5-4.13.5-4.1中國藥典2010版二部VD P58 （附）5有關(guān)物質(zhì)%0.51.01.0中國藥典2010版二部附錄VD P256干燥失重%8.28.58.2中國藥典2010版二部附錄L P587熾灼殘?jiān)?0.10.10.1中國藥典2010版二部附錄N P598重金屬%0.00100.00200.0020中國藥典2010版二部附錄H9含量測定%99.299.099.0WS-375(X-322)-9510溶液澄清度與顏色黃綠色

27、4號標(biāo)準(zhǔn)，溶液澄清黃綠色4號標(biāo)準(zhǔn)，溶液澄清黃綠色4號標(biāo)準(zhǔn)，溶液澄清中國藥典2010版二部附錄IA28 P3811鐵鹽%0.0030.0030.003中國藥典2010版二部附錄G P543.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品名：甲磺酸培氟沙星 規(guī)格：為20Kg/桶 為25Kg/桶 檢驗(yàn)依據(jù)：WS-375(X-322)-95 批準(zhǔn)文號：(95)衛(wèi)藥準(zhǔn)字X-277號 產(chǎn)品質(zhì)量的各項(xiàng)具體標(biāo)準(zhǔn)如上表3.4 包裝規(guī)格要求及貯藏3.4.1 成品的包裝規(guī)格數(shù)量：20Kg/桶 25Kg/桶 包裝：2層塑料裝 扎口方式：封口 包裝形式：紙桶 封口方法：封簽3.4.2貯藏貯藏方法：避光、密封保存貯藏溫度：室溫3.5 原輔料、包裝材料質(zhì)量

28、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格（包括水質(zhì)）表3.2 原輔料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格名稱性狀檢測項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 諾氟沙星 類白色或淡黃色結(jié)晶粉末氟（干品） 5.4%干燥失重5.0%有關(guān)物質(zhì)1.0%含量測定（干品）95.0%熔點(diǎn)218-224甲酸無色透明無懸浮液體色度（Pt-Co）20號含量85.5%氯化物0.020%硫酸鹽0.05%鐵（以Fe計(jì)）0.001%甲烷磺酸無色或淺黃色粘稠透明液體含量（%）99.0Fe（ppm）10Cl（ppm）500（ppm）250色度100號 4 物料衡算4.1 計(jì)算方法與原則 4.1.1 物料衡算的目的生產(chǎn)工藝流程框圖只是定性地表示，再有原料轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)品的過程中，要經(jīng)過哪些過程及設(shè)備，在圖中一

29、般以橢圓框表示化工過程及設(shè)備，用線條表示物料管線及公用系統(tǒng)管線，用方框表示物料。這種框圖只有定性的概念，沒有定量的概念，只有經(jīng)過車間的物料衡算，才能得出進(jìn)入與離開每一過程或設(shè)備的各種物料數(shù)量、組成，以及各組分的比例，這就是進(jìn)行物料衡算的目的。車間物料衡算的結(jié)果是車間能量衡算、設(shè)備選型、確定原材料消耗定額、金星化工管道設(shè)計(jì)等各種計(jì)算項(xiàng)目的依據(jù)。對于已經(jīng)投產(chǎn)的生產(chǎn)車間，通過物料衡算可以尋找出生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)生產(chǎn)、完善管理提供可靠的依據(jù)，并可以作為檢查原料利用率及三廢處理完善程度的一種手段。 4.1.2 物料衡算的依據(jù)在進(jìn)行車間物料衡算前，首先要確定生產(chǎn)工藝流程示意框圖，此圖限定了車間物料衡

30、算的范圍，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)計(jì)算既不會(huì)遺漏，也不會(huì)重復(fù)。其次要收集必需的數(shù)據(jù)、資料，如各種物料的名稱、組成及含量：各種物料之間的配比，主、副反應(yīng)方程式、主要原料的轉(zhuǎn)化率、總收率及各部分收率等。 4.1.3 物料衡算基準(zhǔn) 本設(shè)計(jì)中的化工過程均屬間歇操作過程，其計(jì)算基準(zhǔn)是將車間所處理的各種物料量折算成以天數(shù)計(jì)的平均值，從起始原料的投入到最終成品的產(chǎn)出，按天數(shù)平均值計(jì)將恒定不會(huì)變。有設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定的產(chǎn)品年產(chǎn)量及年工作日，計(jì)算出產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量，日產(chǎn)量確定后，再根據(jù)總收率可以折算出起始原料的日投料量，以此基礎(chǔ)就完成車間的物料衡算。表4-1 甲磺酸培氟沙星全合成工藝收率與所用原料物性工藝參數(shù)年產(chǎn)量（kg）工作日日

31、產(chǎn)精品藥物（kg）日產(chǎn)理論精品藥物（kg）2600002861201.4866.6667工段收率（%）甲基物回收率（%）原料名稱規(guī)格分子量投料比含量(%)含水(%)密度(kg/L)諾氟沙星藥用 319.3198.01.344甲基化甲酸工業(yè)46.031.8385.51.22099.50甲醛工業(yè)30.001.0836.70.820乙醇工業(yè)46.070.8680.50.790活性炭工業(yè)12.010.05氨水工業(yè)17.0334.00.880純化水自制18.021.000甲基物自制333.4197.08.01.320成鹽92.020甲烷磺酸工業(yè)96.110.30499.01.480乙醇工業(yè)46.075.

32、2082.50.790活性炭工業(yè)12.010.04純化水自制18.021.000甲氟粗品自制465.5198.05.0精制乙醇工業(yè)46.074.6586.00.79089.020活性炭工業(yè)12.010.09精品甲氟藥用465.599.05.0單程回收率：81.47% 總收率：85.89%4.1.4 假設(shè)或經(jīng)驗(yàn)工藝參數(shù) （1） 甲基化離心崗位中，20.00kg水能夠洗1.00kg甲基物； （2） 甲基化中和崗位中，77.94kg 12%氨水能中和60.00kg諾氟沙星； （3） 成鹽離心崗位中，0.94kg 95%乙醇洗10.00kg甲氟粗品； （4） 精致離心崗位中，25.00kg 95%乙醇

33、洗70.00kg甲氟精品； （5） 甲基物回收崗位中，11.6kg 12%氨水中和10.00kg甲基物； （6） 甲基物回收崗位中，25.00kg水能洗100.00kg物料； （7） 甲基物中和崗位中，40%甲酸可同水共沸蒸出且被回收，回收濃度為85%； （8） 甲基物回流崗位中，100%甲醛在回流中損失；無法回收； （9） 甲基化中和崗位中，80%乙醇可被回收，回收濃度95%； （10） 乙醇蒸餾崗位中，80%乙醇可被回收，回收濃度為95%； （11） 濾渣為活性炭投料量的25%； （12） 離心機(jī)可將物料離心至含水20%，而后物料可在空氣中干燥至含水5%。4.2物料平衡總線此次設(shè)計(jì)年總產(chǎn)量

34、260000KG甲磺酸培氟沙星為出廠的成品，折干折純后為：260000（18%）99%=236808kg一次單程的收率=0.9950.920.89=81.47%精餾粗母液以及精母液回收率為5%,故總收率為0.9950.970.89=85.90%4.3 成鹽工段物料衡算4.3.1 成鹽反應(yīng)釜的物料衡算公式進(jìn)料：甲基物投料量=甲基化崗位日產(chǎn)量=485.5060.921-8%=573.6129kg甲基物濕=573.6129kg 甲基物折干折純=485.506Kg水雜質(zhì)量=甲基物濕-甲基物折干折純=88.1069kg甲烷磺酸投料量=甲基物（折干折純）投料比=485.5060.304=147.59382

35、kg甲烷磺酸投料量純量=甲烷磺酸投料量含量=147.5938299%=146.117886kg甲烷磺酸中含水的量=甲烷磺酸投料量-純量=1.47593kg乙醇投料量=甲基物折干折純投料比=485.5065.2=2524.6312kg乙醇投料量純量=乙醇投料量含量=2524.63120.825=2082.82074kg乙醇中含水的量=乙醇投料量-純量=2524.6312-2082.82074=441.81046kg活性炭投料量=甲基物投料比=485.5060.04=19.42024kg總投料量=甲基物投料量+甲磺酸投料量+乙醇投料量+活性炭投料量=485.506+147.59382+2524.6

36、312+19.42024=3177.15126kg進(jìn)料含水的總量=甲基物中含水量+乙醇中含水量+甲烷磺酸中含水量=88.1069kg+1.47593kg+441.81046kg=531.39343kg出料：甲氟粗品=甲基物折干折純甲氟分子量甲基物分子量收率=485.506465.5333.492%=623.6437kg甲烷磺酸反應(yīng)量=甲基物折干折純甲磺酸分子量甲基物分子量=485.50696.11333.4=139.9580kg甲烷磺酸出釜量=甲烷磺酸純量-甲烷磺酸反應(yīng)量=146.117886-139.9580=6.1599kg水出釜量=甲基物的含水量+甲烷磺酸的含水量+乙醇的含水量=515.

37、4516kg雜質(zhì)=總進(jìn)料量-甲氟粗品-甲磺酸出釜量-乙醇純量-活性炭投料量-水的出釜量=3177.15126kg-623.6437kg-2082.82074kg-6.1599kg-19.42024kg-515.4516kg=17.17kg總出料量=甲氟粗品+甲烷磺酸出釜量+乙醇純量+活性炭投料量+水出釜量+雜質(zhì)=623.6437kg+2082.82074kg+6.1599kg+19.42024kg+515.4516kg+17.17kg=3177.15126kg進(jìn)料物質(zhì)投料量（kg）純量（kg）水或雜質(zhì)的質(zhì)量（kg）總進(jìn)料量（kg）甲基物573.6129485.50688.10693177.15

38、126甲烷磺酸147.59382146.1178861.47593乙醇2524.63122082.82074441.81046活性炭19.42024出料物質(zhì)反應(yīng)量或生成量（kg）出釜量（kg）總質(zhì)量（kg）甲氟粗品623.6437623.64373177.15126甲烷磺酸139.95806.1599乙醇2524.6312活性炭19.42024水515.4516雜質(zhì)17.174.3.2 成鹽壓濾器的物料衡算公式總進(jìn)料量=成鹽反應(yīng)釜總出料量=3177.15126kg濾渣量=活性炭投料量1+25%=19.42024kg1.25=24.2753kg濾液量=總進(jìn)料量-濾渣量=3152.87596kg進(jìn)

39、料量（kg）濾渣（kg）出料量（kg）3177.1512624.27533152.875964.3.3成鹽離心機(jī)的物料衡算進(jìn)料：95%冰乙醇洗液=甲氟粗品量折干折純0.094經(jīng)驗(yàn)值=623.64370.094=58.6225kg純量=乙醇洗液含量=58.622595%=55.6914kg95%冰乙醇的含水量=乙醇洗液-純量=58.6225-55.6914=2.9311kg甲氟粗品量折干=甲氟粗品量折干折純含量=623.643795%=656.4671kg水雜質(zhì)=濾液-甲烷磺酸出釜量-甲氟粗品量折干-乙醇投料量純=3152.87596-6.1599-656.4671-2082.82074=407

40、.4282kg總投料量=濾液+95%冰乙醇洗液=3152.87596+58.6225=3211.4985kg出料：甲氟粗品濕=甲氟粗品含量1-含水量=623.643798%1-8%=691.7077kg粗母液=總投料量-甲氟粗品濕=3211.4985-691.7077=2519.7908kg進(jìn)料物質(zhì)甲烷磺酸甲氟粗品量（折干）乙醇（純）水雜質(zhì)95%冰乙醇洗液進(jìn)料量（kg）6.1599656.46712082.82074407.428258.6225總質(zhì)量（kg）3211.4985出料物質(zhì)甲氟粗品量（濕）甲氟粗品量（折干折純）甲氟粗品量（折干）粗母液質(zhì)量691.7077623.6437656.46

41、712519.7908總質(zhì)量3211.49854.3.4粗母液蒸餾釜物料衡算總進(jìn)料量=粗母液量=2519.7908kg進(jìn)料中水總量=531.39343kg進(jìn)料中乙醇總量=2524.6312kg蒸餾出的乙醇總量純=粗母液中乙醇總量純80%經(jīng)驗(yàn)值=2082.8207480%=1666.2566kg蒸餾出的乙醇量=蒸餾出純乙醇量/回收得到的乙醇的濃度=1753.9543kg高沸物=總進(jìn)料量-蒸餾出的乙醇=2519.7908-1753.9543=765.8365kg進(jìn)料量（kg）粗母液2519.7908出料量（kg）乙醇1753.9543高沸物765.83654.4 精制工段物料衡算（收率89.5%）

42、 4.4.1精制反應(yīng)釜的物料衡算公式進(jìn)料： 甲氟粗品濕投料量=成鹽崗位產(chǎn)量= 691.7077kg 雜質(zhì)量=甲氟粗品（濕）甲氟粗品（折干折純）=691.7077-623.6437=68.064kg乙醇投料量=甲氟粗品濕投料比= 691.7077 4.65=3216.4408kg 乙醇投料量純量=乙醇投料量含量=3216.440886%=2766.1391kg乙醇中含水的量=乙醇投料量-純量=3216.4408-2766.1391=450.3017kg活性炭投料量=甲氟粗品濕投料比=691.70770.09=62.2537kg總投料量=甲氟粗品濕投料量+乙醇投料量+活性炭投料量=691.7077

43、+3216.4408+62.2537=4032.6558kg出料：甲氟精品折干折純=甲氟粗品折干折純收率=623.643789%=555.0429kg雜質(zhì)量=總投料量-甲氟精品-乙醇投料量純-活性炭投料量-水出釜量=4032.6558-555.0429-2766.1391198.-62.2537-450.3017=198.9184kg進(jìn)料物質(zhì)投料量（kg）純量（kg）水或雜質(zhì)的質(zhì)量（kg）總進(jìn)料量（kg）甲氟精品691.7077623.643768.0644032.6558乙醇3216.44082766.1391450.3017活性炭62.253762.2537出料物質(zhì)出釜量（kg）總質(zhì)量（k

44、g）甲氟精品555.04294032.6558乙醇2766.1391活性炭62.2537水450.3017雜質(zhì)198.91844.4.2 精制壓濾器的物料衡算公式總進(jìn)料量=反應(yīng)釜總出料量=4032.6558kg濾渣=活性炭投料量1+經(jīng)驗(yàn)值25%=62.25371+經(jīng)驗(yàn)值25%=77.8171kg濾液=總進(jìn)料量-濾渣=4032.6558-77.8171=3594.8387kg進(jìn)料量（kg）濾渣（kg）出料量（kg）4032.655877.81713594.83874.4.3 精制離心機(jī)的物料衡算公式進(jìn)料：95%冰乙醇洗液=精品甲氟量514經(jīng)驗(yàn)值=555.0429514經(jīng)驗(yàn)值=198.2296kg

45、乙醇純量=乙醇洗液含量=198.229695%=188.3181kg95%冰乙醇含水量=乙醇洗液-純量=198.2296-188.3181=9.9115kg甲氟精品折干=甲氟精品含量=555.042999%=560.6494kg水雜質(zhì)=濾液-甲氟精品折干-乙醇投料量純=3594.8387-560.6494-188.3181=2845.8712kg總投料量=濾液+95%冰乙醇洗液=3594.8387+198.2296=3793.0683kg出料：甲氟精品濕=甲氟精品含量1-含水量=691.707799%1-8%=759.4507kg精母液=總投料量-甲氟精品濕=3793.0683-759.450

46、7=3033.6176kg進(jìn)料物質(zhì)甲氟精品量（折干）乙醇（純）水雜質(zhì)95%冰乙醇洗液進(jìn)料量（kg）560.6494188.31812845.8712198.2296總質(zhì)量（kg）3793.0683出料物質(zhì)（kg）甲氟精品量（濕）甲氟精品量（折干）甲氟精品量精母液質(zhì)量（kg）759.4507560.6494656.46713033.6176總質(zhì)量（kg）3793.06834.4.4 精母蒸餾釜衡算公式總進(jìn)料量=精母液量=3033.6176kg蒸餾出的乙醇的量純=精母液中乙醇總量純80%經(jīng)驗(yàn)值=3216.440880%經(jīng)驗(yàn)值=2573.1526kg蒸餾出的乙醇的量=蒸出純乙醇的量回收得到乙醇的濃度

47、=2573.152695%=2708.5817kg高沸物=總進(jìn)料量-分餾出的乙醇=3033.6176-2708.5817=325.0359kg進(jìn)料量（kg）精母液3033.6176出料量（kg）乙醇2708.5817高沸物325.03594.5 甲基物回收工段物料衡算4.5.1 中和回收釜的物料衡算公式進(jìn)料：高沸物進(jìn)料量=粗母液中高沸物進(jìn)料量+精母液中高沸物進(jìn)料量=765.8365+325.0359=1090.8724kg粗母液中甲基物含量=成鹽工段甲基物投量折干折純1-收率=485.5061-92%=38.8405kg精母液中甲基物含量=甲氟粗品投量純1-精品收率甲基物分子量甲氟分子量=65

48、6.46711-89%333.4465.49=51.7203kg高沸物中甲基物含量=粗母液中甲基物含量+精母液中甲基物含量=38.8405+51.7203=90.5608kg中和需氨水量=高沸物中甲基物含量=124.46=127.09kg總進(jìn)料量=高沸物進(jìn)料量+氨水進(jìn)料量=2288.11+127.09=2415.19kg出料：回收甲基物量=甲基物投料量回收率=145.2420%=29.04kg水雜質(zhì)量=總進(jìn)料量回收甲基物量=2760.2229.04=2371.18kg進(jìn)料物質(zhì)氨水高沸物質(zhì)量(kg)127.092288.11總進(jìn)料量(kg)3258.84出料物質(zhì)回收甲基物水雜質(zhì)質(zhì)量(kg)25.

49、412389.78總出料量(kg)2415.014.5.2 離心機(jī)的物料衡算公式進(jìn)料：料液進(jìn)料量=中和回收釜總出料量=2415.01kg純化水=中和回收釜總出料量0.25經(jīng)驗(yàn)值=2415.010.25=603.7525kg總進(jìn)料量=料液進(jìn)料量+純化水進(jìn)料量=2415.01+603.7525=3018.7625kg出料：回收甲基物量濕=回收甲基物量純1-含水量=29.041-8%=31.5652kg廢液量=總進(jìn)料量-回收甲基物量濕=3018.7625-31.5652=2987.1999kg5 能量衡算5.1 計(jì)算方法與原則5.1.1 能量衡算的目的及意義能量衡算的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)及工藝要求在選擇傳熱面的形式、計(jì)算傳熱面積、確定設(shè)備的主要工藝尺寸。傳熱所需的加熱劑或冷卻劑的