年產(chǎn)15噸的替米沙坦原料藥車間工藝設(shè)計

摘要本設(shè)計為年產(chǎn)15噸的替米沙坦車間工藝設(shè)計。在本設(shè)計中，我采用4-甲基-2-正丙基-1H-苯并咪唑-6-甲酸和N-甲基鄰苯二胺為原料經(jīng)過環(huán)縮合反應(yīng)后，與4’-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯發(fā)生取代反應(yīng)，最后經(jīng)過水解反應(yīng)生成替米沙坦粗品的過程。該設(shè)計的主要步驟為環(huán)縮合、取代反應(yīng)、和水解反應(yīng)，產(chǎn)率依次為71.2%、82%和86%。根據(jù)任務(wù)書要求，設(shè)定301天為基準(zhǔn)，替米沙坦的年產(chǎn)量為15噸。在本設(shè)計中，我們先是通過查閱文獻(xiàn)資料對替米沙坦和及其原輔料中間產(chǎn)品各種物性參數(shù)進(jìn)行了查詢和記錄，然后，了解了它的臨床用途、不良反應(yīng)和各種藥理毒理反應(yīng)。然后根據(jù)設(shè)計繪制了工藝流程框圖。其次，我們以反應(yīng)釜為單位進(jìn)行了物料衡算，并且列出了反應(yīng)釜的進(jìn)出物料平衡表。在以上基礎(chǔ)上，完成物料衡算和設(shè)備選型，并繪制了帶控制點的工藝流程圖［1］。然后根據(jù)《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范》等，并依據(jù)設(shè)計實際情況，進(jìn)行了詳細(xì)的勞動人員安排。最后根據(jù)生產(chǎn)中的廢棄物的性質(zhì)和排出量，制定了合理利用和“三廢處理”辦法。【關(guān)鍵詞】年產(chǎn)15噸的替米沙坦；物料衡算；熱量衡算AbstractThedesignof15tonsoftelmisartanworkshopprocessdesign.Inthisdesign,Iuseis4-methyl-2-propylbenzeneand1h-imidazole-6-formicacidandN-methylo-phenylendiamineasrawmaterialafterringcondensationreaction,and-brominebiphenyl,4'-2-methylformatesubstitutionreaction,finallyafterhydrolysisreactionofalcoholtelmisartanprocess.Themainstepsofthedesignforthecycliccondensation,substitutionreaction,hydrolysisreaction,andtheyieldwas71.2%,82%and86%inturn.Accordingtothespecificationrequirements,setfor301daysasabenchmark,telmisartanoutputof15tons.Inthisdesign,wefirstthroughtheliteraturedataoftelmisartananditsrawmaterialsofvariousphysicalparametersinthequeryoftheintermediateproductsandtherecords,then,tounderstanditsclinicaluse,adversereactions,andallkindsofpharmacologyandtoxicology.Thenaccordingtothedesigndrawingtheprocessflowdiagram.Second,weinthereactionkettlehascarriedonthematerialbalance,andliststhereactionkettleinandoutofthematerialbalance.Onthebasisofabove,completethematerialbalanceandequipmenttypeselection,anddrawaprocessflowchartwithcontrolpoints.Thenaccordingtothecodeforthepharmaceuticalproductionmanagement,etc.,andaccordingtothedesignoftheactualsituation,hascarriedonthedetailedlaborpersonnelarrangement.Finally,accordingtothenatureofthewasteintheproductionanddischarge,formulatemeasuresforreasonableutilizationand"threewastes".【keyword】Annualoutputof15tonsoftelmisartan;Materialbalance;HeatbalanceTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要IAbstractII\o"CurrentDocument"第一章產(chǎn)品概述11.1基本信息、化學(xué)結(jié)構(gòu)、性狀與規(guī)格11.1.1產(chǎn)品名稱1\o"CurrentDocument"1.1.2化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子式、分子量1\o"CurrentDocument"1.1.3性狀與規(guī)格1\o"CurrentDocument"1.2產(chǎn)品藥理毒理2\o"CurrentDocument"1.3適應(yīng)癥與不良反應(yīng)2\o"CurrentDocument"1.4用法用量3\o"CurrentDocument"1.5禁忌3\o"CurrentDocument"第二章生產(chǎn)工藝5\o"CurrentDocument"2.1生產(chǎn)工藝路線52.2生產(chǎn)工藝操作過程5\o"CurrentDocument"2.2.1環(huán)縮合反應(yīng)式及操作步驟52.2.2取代反應(yīng)式及操作步驟62.2.3水解反應(yīng)式及操作步驟6\o"CurrentDocument"2.2.4包裝7\o"CurrentDocument"2.3工藝流程框圖72.4“三廢”處理及綜合利用7廢氣7\o"CurrentDocument"廢水7\o"CurrentDocument"廢渣7\o"CurrentDocument"第三章產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測8\o"CurrentDocument"3.1原料及中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)83.1.1原料的各項標(biāo)準(zhǔn)83.1.2中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)8\o"CurrentDocument"3.2產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)9\o"CurrentDocument"3.2.1技術(shù)指標(biāo)9\o"CurrentDocument"第四章物料衡算94.1計算方法與原則104.1.1物料衡算的目的10\o"CurrentDocument"4.1.2物料衡算的依據(jù)10\o"CurrentDocument"4.1.3物料衡算基準(zhǔn)10\o"CurrentDocument"4.1.4替米沙坦合成工藝收率及所有原材料物性工藝參數(shù)10\o"CurrentDocument"4.1.5替米沙坦合成工藝年產(chǎn)量及工作日124.2各工段和崗位物料衡算124.2.1環(huán)合工段物料衡算12\o"CurrentDocument"4.2.2取代反應(yīng)工段物料衡算14\o"CurrentDocument"4.2.3水解工段物料衡算15\o"CurrentDocument"4.2.4粉碎包裝工序的物料衡算17\o"CurrentDocument"4.3物料流程框圖17\o"CurrentDocument"第五章能量衡算175.1計算方法與原則185.1.1能量衡算的目的及意義18\o"CurrentDocument"5.1.2能量衡算的依據(jù)及必要條件18\o"CurrentDocument"5.1.3能量衡算基準(zhǔn)185.2化合物比熱的推算185.2.1固體原料比熱的推算185.2.2液體有機化合物比熱的推算195.2.3物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱估算（卡拉奇法）215.2.4物質(zhì)溶解熱估算22\o"CurrentDocument"5.2.5各工段各物質(zhì)參數(shù)匯總22\o"CurrentDocument"5.3各工段熱量衡算：24\o"CurrentDocument"5.3.1環(huán)縮合工序：255.3.2取代反應(yīng)崗位：27\o"CurrentDocument"5.3.3水解工段：28\o"CurrentDocument"第六章設(shè)備選型316.1選型方法和原理316.1.1設(shè)備選型的目的31\o"CurrentDocument"6.1.2設(shè)備選型的依據(jù)31\o"CurrentDocument"6.1.3設(shè)備選型基準(zhǔn)31\o"CurrentDocument"6.1.4假設(shè)或經(jīng)驗工藝參數(shù)316.2主要設(shè)備的選型316.2.1化合物2合成崗位的設(shè)備選型316.2.2化合物3合成崗位設(shè)備選型346.2.3替米沙坦合成崗位設(shè)備選型36\o"CurrentDocument"6.3帶控制點的工藝流程圖38\o"CurrentDocument"6.4平立面布置圖38\o"CurrentDocument"第七章車間布置形式39\o"CurrentDocument"7.1車間布置的方法與原理39\o"CurrentDocument"7.1.1廠房布置39\o"CurrentDocument"7.1.2車間設(shè)備布置40\o"CurrentDocument"7.1.3潔凈區(qū)的布置407.2車間人員配置417.2.1人員總體配置41\o"CurrentDocument"7.2.2各單元定員417.3生產(chǎn)崗位操作要求427.3.1環(huán)縮合崗位42\o"CurrentDocument"7.3.2取代反應(yīng)崗位42\o"CurrentDocument"7.3.3水解反應(yīng)崗位427.4車間安全427.4.1車間安全生產(chǎn)原則42\o"CurrentDocument"7.4.2個人防護守則43\o"CurrentDocument"7.4.3動火規(guī)定43\o"CurrentDocument"7.4.4安全用電43\o"CurrentDocument"7.4.5動力使用437.5GMP車間布置圖43\o"CurrentDocument"小結(jié)44\o"CurrentDocument"致謝46\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)47附錄1設(shè)備一覽表48附錄2工藝流程框圖附錄3物料流程圖附錄4帶控制點的工藝流程圖附錄5平立面布置圖附錄6GMP車間布置圖第一章產(chǎn)品概述替米沙坦為白色或類白色結(jié)晶性粉末；無臭，無味。適用于I期和II期高血壓。替米沙坦（telmisartan）是一種血管緊張素II型受體（ATI），它可以通過與ATI跨膜區(qū)內(nèi)的氨基酸相互作用，占據(jù)血管緊張素II和ATI結(jié)合的空間，從而阻斷二者的結(jié)合，在受體水平阻斷了血管緊張素II的效應(yīng)。在臨床上主要用于治療高血壓和動脈粥樣硬化等心血管疾病，并在改善卒中引起的認(rèn)知功能下降和改善抑郁等情緒障礙等疾病的作用成為歷年來的關(guān)注焦點。本品是長效、高效、低毒的新型AT拮抗劑，與其它類抗高血壓藥物相比，具有受體作用的專一性、抗高血壓作用顯著、具有良好的利尿作、能改善心肌狹窄障礙。1.1基本信息、化學(xué)結(jié)構(gòu)、性狀與規(guī)格1.1.1產(chǎn)品名稱中文名稱：替米沙坦中文別名：4-（［2-正丙基-4-甲基-6-（1-甲基苯并咪唑-2-基）苯并咪唑-1-基］甲基｝聯(lián)苯基-2-羧酸英文名稱：TelmisartanCAS號：144701-48-4分子式：C33H30N4O2分子量：514.63密度：1.162g/cm3沸點：780.446°Cat760mmHg閃點：425.798°C蒸汽壓：OmmHgat25°C1.1.2化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子式、分子量分子式：C33H30N4O2分子量：514.631.1.3性狀與規(guī)格本藥為白色或類白色結(jié)晶性粉末。片劑：50mg/片。第1頁共55頁1.2產(chǎn)品藥理毒理替米沙坦是一種特異性血管緊張素II受體（ATI型）拮抗劑。替米沙坦替代血管緊張素II受體與ATI受體亞型（已知的血管緊張素II作用位點）高親和性結(jié)合1］。替米沙坦在ATI受體位點無任何部位激動劑效應(yīng)，替米沙坦選擇性與ATI受體結(jié)合，該結(jié)合作用持久⑵。替米沙坦對其他受體（包括AT2和其它特征更少的AT受體）無親和力［3］。上述其它受體的功能尚未可知，由于替米沙坦導(dǎo)致血管緊張素11水平增高，從而可能引起的受體過度刺激效應(yīng)亦不可知［4］替米沙坦不抑制人體血漿腎素，亦不阻斷離子通道［5］。替米沙坦不抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶II，該酶亦可降解緩激肽作用增強導(dǎo)致的不良反應(yīng)。在人體給予80mg替米沙坦幾乎可完全抑制血管緊張素II引起的血壓升高。抑制效應(yīng)持續(xù)24小時，在48小時仍可測到。首劑替米沙坦后3小時內(nèi)降壓效應(yīng)逐漸明顯。在治療開始后4周可獲得最大降壓效果，并可在長期治療中維持。替米沙坦治療如突然中斷，數(shù)天后血壓逐漸恢復(fù)到治療前水平，而不出現(xiàn)反彈性高血壓。在直接比較兩種高血壓藥物的臨床試驗研究中，替米沙坦治療組的患者干咳發(fā)生率顯著低于血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑治療組。1.3適應(yīng)癥與不良反應(yīng)替米沙坦臨床上用于：治療原發(fā)性高血壓。不良反應(yīng)：①全身反應(yīng)：后背痛（如坐骨神經(jīng)痛）、胸痛、流感樣癥狀、感染癥狀（如泌尿道感染包括膀胱炎）；②中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)：眩暈；胃腸道系統(tǒng)：常見：腹痛、腹瀉、消化不良、胃腸功能紊亂；肌肉骨骼系統(tǒng)：關(guān)節(jié)痛、腿痙攣或腿痛、肌痛；神經(jīng)系統(tǒng)：焦慮；皮膚和附件系統(tǒng)：皮膚異常如濕疹。另外，自替米沙坦上市后，個別病例報告發(fā)生紅斑、瘙癢、暈厥、失眠、抑郁、

胃部不適、嘔吐、低血壓、心動過緩、心動過速、呼吸困難、嗜酸粒細(xì)胞增多癥、血小

板減少癥、虛弱、工作效率下降等癥狀。與其它血管緊張素II拮抗劑相似，極少數(shù)病例

報道出現(xiàn)血管性水腫、蕁麻癥和其它相關(guān)不良反應(yīng)。實驗室發(fā)現(xiàn)：與安慰劑相比，替米

沙坦治療組偶有發(fā)現(xiàn)血紅蛋白下降或尿酸升高。血肌酐或肝臟酶的升高替米沙坦和安慰

第2頁共55頁劑相似或低于安慰劑。以上所列的不良反應(yīng)是從臨床試驗中接受替米沙坦治療的5788名高血壓患者累計得到的。不良反應(yīng)按發(fā)生頻率分為：非常常見（＞1/10）;常見（＞1/100,V1/10）；少見（＞1/1000,V1/100）；罕見（＞1/10000,V1/1000）；非常罕見（＜1/10000）。不良事件的發(fā)生和劑量無相關(guān)性，與患者性別、年齡和種族亦無關(guān)。1.4用法用量成人：應(yīng)個體化給藥，常用初始劑量為40mg（1片），每日一次。在20-80mg劑量范圍內(nèi)，替米沙坦的降壓療效與劑量有關(guān)，若用藥后未達(dá)到理想血壓，可加大劑量，最大劑量為80mg（2片），每日一次。本品可與噻嗪類利尿藥如氫氯噻嗪合用，此類利尿藥與本品有協(xié)同降壓作用。因替米沙坦在用藥4至8周后才能發(fā)揮最大藥效，因此若欲加大藥物劑量時，應(yīng)對此予以考慮。腎功能不全的病人：輕或中度腎功能損害的病人，服用本品不需調(diào)整劑量。替米沙坦不能通過血液透析消除。肝功能不全的病人：輕或中度肝功能不全的病人，本品每日用量不應(yīng)超過40mg（1片）。老年人：服用本品不需調(diào)整劑量。兒童和青少年：對于兒童和18歲以下的青少年，本品的安全性及有效性數(shù)據(jù)尚未建立。1.5禁忌雙側(cè)腎動脈狹窄或單側(cè)功能腎腎動脈狹窄患者，導(dǎo)致嚴(yán)重低血壓和腎功能不全的危險性增高。腎功能不全的患者，使用本品期間，應(yīng)定期檢測血鉀水平及血肌酐值。強力利尿治療、限鹽飲食、惡心或嘔吐等引起血容量不足或/和血鈉水平過低的患者服用本品，可導(dǎo)致癥狀性低血壓。因而，在使用本品之前，應(yīng)先祛除病因并糾正血容量及血鈉水平。嚴(yán)重充血性心力衰竭或包括腎動脈狹窄的腎臟疾病患者，本品可引起急性低血壓，高氮血癥，少尿或罕見的急性腎功能衰竭。本品對原發(fā)性醛固酮增多癥的患者無效，因此不推薦用于該類患者。主動脈瓣或二尖瓣狹窄、阻塞性肥厚性心肌病患者使用本品應(yīng)特別謹(jǐn)慎。服用本品期間，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測血鉀水平，尤其腎功能不良和/或心力衰竭的患者。與保鉀類利尿藥、鉀離子補充劑、含鉀的鹽替代品或可升高血鉀水平的其它藥物（肝素等）合用可致血清鉀水平升高，因此與這些藥物合用應(yīng)謹(jǐn)慎。膽道阻塞性疾病或嚴(yán)重肝功障礙的患者，本品清除率可降低。該類患者服用本品應(yīng)慎重。本品含有山梨醇，遺傳性果糖耐受不良的患者不宜服用本品。本品的療效在黑人低于其它人種，這可能與黑人高血壓人群的低腎素狀態(tài)占較高優(yōu)勢有關(guān)。和其它抗高血壓藥物一樣，對于缺血性心臟病或缺血性心血管疾病的患者，過度降壓可以引起心肌梗塞或中風(fēng)。第二章生產(chǎn)工藝2.1生產(chǎn)工藝路線替米沙坦生產(chǎn)以4-甲基-2-正丙基-1H-苯并咪唑-6-甲酸（以下簡稱化合物1）、N-甲基鄰苯二胺、4’-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯等為原料，經(jīng)環(huán)合（中間產(chǎn)物4-甲基-2-正丙基-6-（1-甲苯-1H-苯并咪唑-2-基）-1H-苯并咪唑【以下簡稱化合物2】的制備）、取代（中間產(chǎn)物4-（【4-甲基-6-（1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基）-2-正丙基-1H-苯并咪唑-1-基】甲基｝聯(lián)苯-2-甲酸甲酯（以下簡稱化合物3）的制備）、水解（替米沙坦的制備）等過程制得。主要反應(yīng)式如下:2.2生產(chǎn)工藝操作過程2.2.1環(huán)縮合反應(yīng)式及操作步驟環(huán)縮合反應(yīng)式及操作步驟如表2-1：表2-1環(huán)縮合反應(yīng)式及操作步驟收率原輔料分子量純度密度（kg/l）71.20%N-甲基鄰苯二胺122.1798%1.075化合物1218.2598%1.261，2-丙二醇7690%1.04無水乙醇4699.50%0.79操作步驟：向反應(yīng)釜中加入N-甲基鄰苯二胺鹽酸鹽和化合物1，加入】，2一丙二醇，通氮氣5min后開始加熱至回流溫下反應(yīng)20h，反應(yīng)液呈墨綠色，反應(yīng)完后加入冰水，析出固體，過濾，固體用無水乙醇溶解，活性碳脫色，減壓蒸除乙醇，得到白色固體，產(chǎn)率71.2%。

2.2.2取代反應(yīng)式及操作步驟表2-2取代反應(yīng)式及操作步驟收率原輔料分子量純度密度82%DMF73.1099%0.9445化合物2304.3889叔丁醇鉀112.2099%0.9104-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯305.166598%1.47二氯甲烷84.9399%1.325120.3698%2.66操作步驟：向反應(yīng)釜中加入二甲基甲酰胺(DMF)和化合物2,于冰水浴條件下加入叔丁醇鉀，攪拌30min后，加入4-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯，室溫下反應(yīng)10上倒入冷水中，攪拌后用二氯甲烷萃取，合并有機相，水洗有機相，無水MgSO4干燥，減壓除去二氯甲烷，得到白色固體，產(chǎn)率82%。2.2.3水解反應(yīng)式及操作步驟收率原輔料分子量純度密度86%甲醇32.0499.5%0.7918冷NaOH4010%2.130冷鹽酸36.4614%1.20化合物35281.203操作步驟：化合物3，甲醇和10%的NaOH冷溶液混合，加熱回流反應(yīng)2h，冷卻，過濾，減壓蒸除甲醇，用14%的冷鹽酸調(diào)節(jié)pH到5,析出大量白色絮狀沉淀，過濾，干燥，得到白色固體，產(chǎn)率86%[6]。2.2.4包裝操作步驟：將合格成品制成塊狀后，粉碎包裝或切片包裝入庫。2.3工藝流程框圖結(jié)合工藝描述，為了定性地表現(xiàn)工藝過程，繪制了工藝流程框圖，見附錄二。2.4“三廢''處理及綜合利用2.4.1廢氣由于生產(chǎn)過程會有乙醇蒸汽和甲醇蒸汽，一定要經(jīng)過冷凝回收利用。2.4.2廢水廢水主要為水解反應(yīng)產(chǎn)生的酸性廢水，主要酸性物質(zhì)為HCl，可將廢水集中到環(huán)保處理池，中和調(diào)節(jié)pH至7后排放。2.4.3廢渣本產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的廢渣產(chǎn)量很少，可直接交廢渣處理工廠處理。第三章產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測3.1原料及中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3.1.1原料的各項標(biāo)準(zhǔn)原料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如3-1：表3-1原料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱性狀檢測項目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)N-甲基鄰苯二胺白色結(jié)晶粉末熔點/°c22C主含量/%98%密度(g/cm3)1.075化合物1白色固體熔點/c300C主含量/%N99%水分/%<0.54-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯主含量/%N98%水分/%<0.5熔點/c56C3.1.2中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表3-2：表3-2中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱項目標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法中間體化合物2外觀白色固體含量N99%非水滴定法濕度<20%干燥失重法水分<0.5%熔點300C閃點儀化合物3外觀白色固體含量N99%非水滴定法水分<0.5%干燥失重法3.2產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品名：替米沙坦規(guī)格：40mg/片3.2.1技術(shù)指標(biāo)外觀：白色或類白色結(jié)晶性粉末含量：N99.5%水分：W0.5%密度：1.162g/cm3第四章物料衡算4.1計算方法與原則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，在由原料轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)品的過程中，要經(jīng)過哪些過程及設(shè)備，在圖中一般以橢園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、組分，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、進(jìn)行化工管路設(shè)計等各種設(shè)計項目的依據(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算的范圍，以指導(dǎo)設(shè)計計算既不遺漏，也不重復(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、總收率及各部收率等。本設(shè)計中物料衡算部分中的物料組成、含量及投料比主要來源于《替米沙坦及其類似物的合成和生物活性研究》。4.1.3物料衡算基準(zhǔn)本設(shè)計中的化工過程均屬間歇操作過程，其計算基準(zhǔn)是將車間所處理的各種物料量折算成以批數(shù)計的平均值，從起始原料的投入到最終成品的產(chǎn)出，按批數(shù)平均值計將恒定不變。由合成工藝?yán)锓磻?yīng)方程式各物質(zhì)的摩爾比進(jìn)行計算，以此為基礎(chǔ)就完成車間物料衡算。4.1.4替米沙坦合成工藝收率及所有原材料物性工藝參數(shù)各工段物質(zhì)參數(shù)見表4-1：表4-1各工段物質(zhì)參數(shù)工段收率原輔料分子量質(zhì)量比含量含雜質(zhì)密度Kg/lN-甲基鄰苯122.170.5698%2%環(huán)縮合71.20%二胺1.075化合物1218.25199%1%1.260第10頁共55頁1,2-丙二醇76.0918.4990%10%1.040無水乙醇46.078.7899.50%0.50%0.790活性炭12.01醫(yī)用級0.500符合藥典冰水18.0244.44標(biāo)準(zhǔn)1.000DMF73.0911.33499%1%0.945化合物2304.3911.234叔丁醇鉀112.200.4499%1%0.9104’-漠甲基聯(lián)苯-2-甲305.171.2198%2%取代反酸甲酯1.47082%應(yīng)二氯甲烷84.9379.599%1%1.325120.3698%2%2.660符合藥典冷水18.0220標(biāo)準(zhǔn)1.000符合藥典水18.0260標(biāo)準(zhǔn)1.000甲醇32.0423.75499.50%0.50%0.791冷NaOH40.0122.210%90%1.110水解86%冷鹽酸36.4614%86%1.068化合物3528.6411.203粉碎0.997包裝0.998總收率二單程收率二縮合工段收率X取代工段收率X水解工段總收率X粉碎包裝工段總收率二0.712X0.82X0.86X0.997X0.998X100%=49.96%替米沙坦產(chǎn)品的純度：0.995替米沙坦實際純品日產(chǎn)量二替米沙坦年產(chǎn)量X純度/（工作日-1）二15000X0.995X（301-1）=49.75kg注：由于第一天沒有出料，102天出料101批，所以計算實際產(chǎn)量時出料102-1=101批替米沙坦理論純品日產(chǎn)量二實際純品日產(chǎn)量/單程收率二49.75/0.4996=99.58kg4.1.5替米沙坦合成工藝年產(chǎn)量及工作日根據(jù)計算，年產(chǎn)量及工作日見表4-2。表4-2年產(chǎn)量及工作日表實際日產(chǎn)純品替米理論日產(chǎn)純品替米年產(chǎn)量（kg）工作日沙坦（kg）沙坦量（kg）1500030149.7599.584.2各工段和崗位物料衡算4.2.1環(huán)合工段物料衡算原料A即N-甲基鄰苯二胺，單位：kg環(huán)合工段物料衡算見表4-3。表4-3環(huán)合工段物料衡算進(jìn)料量化合物1純品投料量=日產(chǎn)理論替米沙坦量X化合物1分子量/替米沙坦分子量42.23TOC\o"1-5"\h\z化合物1投料量=化合物1純品投料量/含量=42.49化合物1中雜質(zhì)量=原料A投料量-原料A投料量（純）=0.25原料A投料量=化合物1投料量X質(zhì)量比=23.79原料A純品投料量=原料A投料量X含量=23.32原料A中的雜質(zhì)量=投料量-投料量（純）=0.481,2一丙二醇投料量=化合物1投料量X質(zhì)量比=785.581,2一丙二醇純品投料量=1,2一丙二醇投料量X含量=707.021,2一丙二醇中雜質(zhì)量=投料量-純量=78.56冰水投料量（純）=化合物1投料量X質(zhì)量比=1888.10無水乙醇投料量=化合物1投料量X質(zhì)量比=373.03無水乙醇純品投料量=無水乙醇投料量X含量=371.17TOC\o"1-5"\h\z無水乙醇中雜質(zhì)量=投料量-投料（純）=1.87出料量化合物1的反應(yīng)量=化合物1純品投料量X環(huán)合轉(zhuǎn)化率=30.07化合物1的殘留量=化合物1純品投料量-化合物1的反應(yīng)量=12.16原料A反應(yīng)量=化合物1反應(yīng)量X原料A分子量/化合物1分子量=16.83原料A殘留量=原料A純品的投料量-原料A反應(yīng)量=6.49化合物2生成量=化合物1反應(yīng)量X化合物2Mr/化合物1Mr=41.94水的生成量=化合物1反應(yīng)量X2X水Mr/化合物1Mr=4.97水的總量=冰水的投料量+水的生成量=1893.07環(huán)合段總雜質(zhì)量=化合物1中雜質(zhì)量+原料A中雜質(zhì)量+1,2一丙二醇中雜質(zhì)量+81.15無水乙醇中雜質(zhì)量=環(huán)合工段進(jìn)出料平衡通過計算，環(huán)合工段的各種物料進(jìn)出量見表4-4。表4-4環(huán)合工段進(jìn)出料平衡進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量活性炭2.000.0006活性炭2.000.0006原料A23.790.0076殘原料A6.490.0021化合物142.490.0136殘化合物112.160.0039殘1,2-丙二1，2-丙二醇785.580.2522醇707.020.2270無水乙醇373.030.1198化合物241.940.0135冰水1888.100.6061水1893.070.6077無水乙醇371.170.1192雜質(zhì)81.150.0261合計3114.991合計3114.9914.2.2取代反應(yīng)工段物料衡算原料B即4-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯，單位：kg取代反應(yīng)工段物料衡算見表4-5。表4-5取代反應(yīng)工段物料衡算進(jìn)料量TOC\o"1-5"\h\z化合物2進(jìn)料量=41.94DMF投料量=化合物2進(jìn)料量X質(zhì)量比=475.30DMF純品投料量=DMF投料量X含量=470.55DMF雜質(zhì)量=DMF投料量-DMF純品投料量=4.75叔丁醇鉀投料量=化合物2進(jìn)料量X質(zhì)量比=18.45叔丁醇鉀純品投料量=叔丁醇鉀投料量X含量=18.27叔丁醇鉀雜質(zhì)量=叔丁醇鉀投料量-叔丁醇鉀純品投料量=0.18原料B投料量=化合物2進(jìn)料量X質(zhì)量比=50.74原料B純品投料量=原料B投料量X含量=49.73原料B雜質(zhì)量=原料B投料量-原料B純品投料量=1.01二氯甲烷投料量=化合物2進(jìn)料量X質(zhì)量比=3333.93二氯甲烷純品投料量=二氯甲烷投料量X含量=3300.59二氯甲烷中雜質(zhì)量=投料量-純量=33.34冷水投料量=化合物2進(jìn)料量X質(zhì)量比=838.72水的投料量=化合物2進(jìn)料量X質(zhì)量比=2516.17出料量化合物2的反應(yīng)量=化合物2進(jìn)料量X取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化率=34.39化合物2的殘留量=化合物2進(jìn)料量-化合物2的反應(yīng)量=7.55原料B反應(yīng)量=化合物2反應(yīng)量X原料B分子量/化合物2分子量=34.48原料B殘留量=原料B純品投料量-原料B反應(yīng)量=15.25化合物3生成量=化合物2反應(yīng)量X化合物3Mr/化合物2Mr=59.72漠化氫生成量=化合物2反應(yīng)量X漠化氫Mr/化合物2Mr=9.14水的總排出量=冷水投料量+水的投料量=3354.89二氯甲烷排出量二純二氯甲烷投料量=3300.59叔丁醇鉀排出量=純叔丁醇鉀投料量=18.27DMF排出量=純DMF投料量=470.55取代反應(yīng)工段總雜質(zhì)量=原料B中雜質(zhì)量+二氯甲烷中雜質(zhì)量+DMF雜質(zhì)量+叔丁39.29醇鉀雜質(zhì)量=③環(huán)合工段進(jìn)出料平衡通過計算，環(huán)合工段的各種物料進(jìn)出量見表4-6。表4-6取代反應(yīng)工段進(jìn)出料平衡進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量DMF475.300.0653水3354.890.4611化合物241.940.0058殘叔丁醇鉀18.270.0025水相叔丁醇鉀18.450.0025漠化氫9.140.0013原料B50.740.0070雜質(zhì)39.290.0054二氯甲烷3333.930.4583化合物359.720.0082冷水838.720.1153殘化合物27.550.0010水2516.170.3459有機相殘原料B15.250.0021殘二氯甲烷3300.590.4537殘DMF470.550.0647合計7275.261合計7275.2514.2.3水解工段物料衡算水解工段物料衡算見表4-7。表4-7水解工段物料衡算①進(jìn)料量單位：kg化合物3進(jìn)料量=59.72甲醇投料量=化合物3進(jìn)料量X質(zhì)量比=1418.6410%氫氧化鈉投料量=化合物3進(jìn)料量X質(zhì)量比=1325.84純甲醇投料量=甲醇投料量X含量=1411.55純氫氧化鈉投料量=10%氫氧化鈉投料量X含量=132.58氫氧化鈉中雜質(zhì)量=10%氫氧化鈉投料量-純氫氧化鈉投料量=1193.25甲醇中含有的雜質(zhì)量=甲醇投料量-純甲醇投料量=7.09中和反應(yīng)的純鹽酸量=純氫氧化鈉投料量X鹽酸的分子量/氫氧化鈉的分子量120.82調(diào)PH到5用鹽酸量=（甲醇中含有的雜質(zhì)量+10%氫氧化鈉投料量）*鹽酸密459.15度/1/（鹽酸物質(zhì)量濃度-1）純鹽酸的總投料量=（中和反應(yīng)的純鹽酸量+調(diào)PH到5用純鹽酸量X14%）=185.1014%鹽酸投料量=中和反應(yīng)的純鹽酸量/14%+調(diào)PH用鹽酸量=1322.17鹽酸中含有的雜質(zhì)量=14%鹽酸投料量-純鹽酸的總投料量=1137.07中和反應(yīng)的鹽酸量=中和反應(yīng)的純鹽酸量/14%863.02中和反應(yīng)的鹽酸中的雜質(zhì)量=中和反應(yīng)的鹽酸量-中和反應(yīng)的純鹽酸量=742.20②出料量化合物3的反應(yīng)量=化合物3進(jìn)料量X水解轉(zhuǎn)化率=51.36化合物3的殘留量=化合物3進(jìn)料量-化合物3的反應(yīng)量=8.36甲醇的產(chǎn)量=化合物3的反應(yīng)量X甲醇分子量/化合物3分子量=3.11甲醇的排出量=甲醇的產(chǎn)量+純甲醇投料量=1414.66氯化鈉生產(chǎn)量=純氫氧化鈉投料量X氯化鈉分子量/氫氧化鈉的分子量=193.68替米沙坦產(chǎn)量=化合物3的反應(yīng)量X替米沙坦分子量/化合物3的分子量=50.00水解工段總雜質(zhì)量=氫氧化鈉中雜質(zhì)量+鹽酸中的雜質(zhì)量+甲醇中的雜質(zhì)量=2337.41殘鹽酸的排出量=64.28080861水的產(chǎn)量=氯化鈉的生產(chǎn)量*水的分子量/氯化鈉的分子量-甲醇的產(chǎn)量*水的57.96320754分子量/甲醇的分子量=③水解工段進(jìn)出料平衡通過計算，環(huán)合工段的各種物料進(jìn)出量見表4-8。表4-8水解工段進(jìn)出料平衡進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量甲醇1418.640.3438殘化合物38.360.0020冷NaOH1325.840.3213殘甲醇1414.660.3428冷鹽酸1322.170.3204氯化鈉193.680.0469化合物359.720.0145替米沙坦50.000.0121鹽酸64.280.0156雜質(zhì)2337.410.5665水57.960.0140合計4126.371合計4126.3614.2.4粉碎包裝工序的物料衡算粉碎包裝工序物料衡算見表4-9。表4-9粉碎包裝工序物料衡算1.粉碎工段的物料衡單位：kg替米沙坦精品進(jìn)料，替米沙坦出料量=替米沙坦進(jìn)料量X收率=49.852.對包裝工段的物料衡算替米沙坦出料量=替米沙坦進(jìn)料量X收率=49.754.3物料流程框圖見附錄三。第五章能量衡算5.1計算方法與原則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)及工藝要求再選擇傳熱面的形式、計算傳熱面積、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用量也是以熱負(fù)荷的大小為依據(jù)而進(jìn)行計算的。5.1.2能量衡算的依據(jù)及必要條件能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律。能量衡算是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)行車間能量衡算的首要條件。其次還必須收集有關(guān)物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，例如比熱容、相變熱、反應(yīng)熱等。本設(shè)計還將涉及到的所有物料的熱力學(xué)數(shù)據(jù)匯總成一張表格，以便于計算。5.1.3能量衡算基準(zhǔn)能量衡算的基本方程為：由環(huán)境輸入到系統(tǒng)的能量二由系統(tǒng)輸出到環(huán)境的能量+系統(tǒng)內(nèi)積累的能量。5.2化合物比熱的推算5.2.1固體原料比熱的推算公式：C二一^￡^kJ/(kg?，C)M式中M——化合物的摩爾質(zhì)量；kg/kmol01——分子中i元素原子數(shù)；C——元素原子摩爾熱容；kJ/(kmol?C)元素原子的比熱容見表5-1。表5-1元素原子的比熱容元素固態(tài)的Ci液態(tài)的Ci鈉Na29.9-氮N10.88568-碳C7.5362411.72304

氫H9.6296418.00324氧O16.747225.1208硫S23.027430.98232氯Cl25.9581633.4944其他兀素25.9581633.4944化合物的比熱容見表5-2：表5-2化合物的比熱容化合物比熱容（單位：KJ/Kg°C）活性炭C（固）0.6275無水硫酸鎂MgSO4（固）0.9636氫氧化鈉NaOH（液）1.8251鹽酸HCl（液）1.4124叔丁醇鉀KOBu-t（固）1.4217水H2O（液）3.3922漠化氫HBr（液）0.6365氯化鈉NaCl0.9557假設(shè)所有雜質(zhì)的比熱容3.3922假設(shè)所有副產(chǎn)物的比熱容1.20005.2.2液體有機化合物比熱的推算、,ZnC公式：C=i~~讓kJ/(kg?C)M式中M化合物的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；n——分子中i種基團的個數(shù)；C基團的摩爾熱容；kJ/（kmol?c）I有機化合物基團的比熱容見表5-3。表5-3有機化合物基團的比熱容

基團025溫度/°c5075100—H13.4014.7015.5016.7018.80—CH340.0041.7043.5045.9048.40—CH2—27.6028.3029.1029.8031.00—CH—23.9024.9025.8026.6028.10—C—8.408.408.408.40—CO—42.7043.5044.4045.2046.10—OH33.5044.0052.3061.8071.20—COOH74.1078.7083.7090.0094.20—NH258.6062.8067.00—CN56.5056.9056.94—CH65113.00117.20123.50129.80136.10—Cl29.3029.7030.1030.8031.40—O—29.3029.7030.1030.6031.00—COO—57.8059.0061.1063.2064.90—F24.3025.1026.0027.0028.30O=P—38.1039.0040.1041.0042.10—c=c—42.0042.0042.0042.0042.00—C=N—65.1066.0067.1068.0069.10—N—8.408.40有機化合物的比熱容見表5-4。表5-4有機化合物的比熱容溫度，°C物料名稱25化合物1C12H14N2O21.5450

N一甲基鄰苯二甲胺C7H10N21.52571,2一丙二醇C3H8O22.4484無水乙醇C2H6O2.4745DMFC3H7NO2.0523甲醇CH4O2.6748化合物2C19H20N41.0611化合物3C34H28N4O21.3141替米沙坦C33H30N4O21.30724’-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯C15H13BrO20.8081二氯甲烷1.03265.2.3物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱估算公式：Qc=109.07n+Ek^kJ/mol式中：k——分子中同樣取代基的數(shù)目n——化合物在燃燒時的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目△——取代基和鍵的熱量校正值查《化工工藝設(shè)計手冊》P2-884得如下表5-5：表5-5標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱誤差取代基和鍵的性質(zhì)結(jié)構(gòu)式熱量校正值△/(KJ/mol)羧基—COOH41.20芳族伯胺Ar—NH227.20脂肪族中的氯R—Cl-32.20脂肪族或方香族中的醚(Ar)R—O—R(Ar)81.60脂肪族的酯R—COOR69.04伯型脂基與羥基之間的鍵R—OH54.40仲型脂基與羥基之間的鍵RCH—OH227.20各物質(zhì)的燃燒熱見表5-6。表5-6各物質(zhì)的燃燒熱

物料名稱n值燃燒熱，KJ/mol化合物1667239.8200N一甲基鄰苯二甲胺465044.4200化合物211212215.84004’-漠甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲687416.7600酯化合物317619196.3200替米沙坦17419019.3800甲醇6708.8200假設(shè)氯化鈉的燃燒熱1500.00假設(shè)氯化氫的燃燒熱1000.00假設(shè)氫氧化鈉的燃燒熱2000.00假設(shè)漠化氫的燃燒熱1000.00假設(shè)純化水的燃燒熱1000.005.2.4物質(zhì)溶解熱估算溶質(zhì)溶解時不發(fā)生解離作用，溶劑與溶質(zhì)間無化學(xué)作用時，物質(zhì)溶解熱可按下述原則和公式進(jìn)行估算：溶質(zhì)是氣態(tài)，則溶解熱為其冷凝熱溶質(zhì)是固態(tài)，則溶解熱為其熔融熱溶質(zhì)是液態(tài)，如形成理想溶液，則溶解熱為0(假設(shè)都形成理想溶液)熔融熱計算公式：H=xgm*%單位：kJ/kgTm——熔點，K△

M摩爾質(zhì)量，kg/kmolK1——常數(shù)，無機物取6,有機物取125.2.5各工段各物質(zhì)參數(shù)匯總各工段各物質(zhì)參數(shù)匯總見表5-7。表5-7各工段各物質(zhì)參數(shù)匯總

M-J"岡位物質(zhì)比熱，KJ/(Kg.。C)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱，KJ/Kmol溶解熱(kj/kg)熔點(K)N-甲基鄰苯二1.52575044420.00121.38295.15胺化合物11.54507239820.00131.95573.15環(huán)縮合1,2-丙二醇2.4484無水乙醇2.4745活性炭0.6275冰水3.3922DMF2.0523化合物21.061112215840.0094.61573.15叔丁醇鉀1.4217118.70530.154’-漠甲基聯(lián)取代反應(yīng)苯-2-甲酸甲0.80817416760.0054.19329.15酯二氯甲烷1.0326MgSO40.9636水3.39221000000.00甲醇2.6748708820.00冷NaOH1.82512000000.00冷鹽酸1.41241000000.00水解化合物31.314119196320.0042.31445.15水3.39221000000.00氯化鈉0.95571500000.00替米沙坦1.307219019380.00假設(shè)或經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表5-8。表5-8假設(shè)或經(jīng)驗數(shù)據(jù)Q5+Q6=0.1Q總填料系數(shù)二0.75傳熱模系數(shù)二1080KJ/(m2?h?C)換熱面積=1m35.3各工段熱量衡算：能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Q1+Q2+Q3-Q4+Q5+Q6其中：Q1——物料帶入到設(shè)備的能量，KJ;Q2——加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的能量，KJ;Q3——過程熱效應(yīng)，KJ;Q4——物料離開設(shè)備所消耗的能量，KJ;Q5——加熱或冷卻設(shè)備所消耗的能量，KJ;Q6——設(shè)備向環(huán)境散失的能量，KJ;Q1(Q4)=Zmct(KJ)式中，m——輸入或輸出設(shè)備的物料質(zhì)量，kg;c——物料的平均比熱容，KJ/(kg?°C)；t——物料的溫度Q5=ZMC(t2-t1)KJ式中，M——設(shè)備各部件的質(zhì)量，kg;C——設(shè)備各部件的比熱容，KJ/(kg?C)；ti——設(shè)備各部件的初始溫度，C；12——設(shè)備各部件的最終溫度，C

Q5+g=io%4假設(shè)所有物料在室溫下均二25°C假設(shè)物料所含雜質(zhì)比熱與純物料相同假設(shè)形成溶液均為理想溶液假設(shè)無機物反應(yīng)熱全都忽略不計物質(zhì)升溫(降溫)熱量計算公式：Q=Cxmxt式中：C物質(zhì)比熱，kJ/(kg?C)△m——物質(zhì)質(zhì)量，kg△t——升溫(降溫)前后溫差心八6必=Z(q)—Z(q)反應(yīng)熱計算公式：，c反應(yīng)物c產(chǎn)物qt=qe-(t-25)(乙nC.)式中：q標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱qt——不同溫度下反應(yīng)熱rq0標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱，kJ/molrt——反應(yīng)溫度，Cn——反應(yīng)方程式中化學(xué)計量數(shù)，反應(yīng)物為負(fù)，生成物為正式中：q標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱Cpi——反應(yīng)物或生成物在(25~t)C范圍內(nèi)的品均比熱容放熱為正，吸熱為負(fù)，此處忽略無機物的燃燒熱。5.3.1環(huán)縮合工序：、環(huán)縮合工段的熱量衡算表5-9化合物2合成反應(yīng)釜物料衡算比熱容，物料名稱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱溶解熱溫度(°C)質(zhì)量(kg)KJ/(Kg.。(KJ/Kg)(kj/kg)C)進(jìn)料原料A2523.321.525741290.17121.38

化合物12542.231.545033171.87131.951，2-丙二醇25707.022.4484無水乙醇25371.172.4745活性炭252.000.6275冰水01888.103.3922雜質(zhì)2581.153.3922活性炭252.000.6275殘原料A256.491.5257殘化合物12512.161.5450殘1,2-丙二醇25707.022.4484出料化合物22541.941.061140132.34水251888.103.3922無水乙醇25371.172.4745雜質(zhì)2581.153.3922生成的水254.973.392255493.90物料帶入熱量Q1的計算(KJ)Q1=75672.32過程熱效應(yīng)Q3的計算(KJ)Q=413511.343物料離開設(shè)備帶走的熱量Q4的計算(KJ)Q=235522.554Q5與Q6之和的計算(KJ)Q5+Q6=26169.17設(shè)備熱負(fù)荷Q2的計算(KJ)表5-10環(huán)縮合崗位熱量平衡計算結(jié)果熱量類型數(shù)量/KJ熱量類型數(shù)量/KJQ175672.32Q4235522.55Q2Q3-227491.94413511.34Q5+Q626取代反應(yīng)崗位：二:、取代反應(yīng)工段的熱量衡算表5-11化合物3合成反應(yīng)釜物料衡算物料名稱溫度（。C）質(zhì)量（kg）比熱容，標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱溶解熱KJ/（Kg.。（KJ/Kg）（kJ/kg）C）DMF25470.552.0523化合物22541.941.061140132.3494.61叔丁醇鉀2518.271.4217118.70原料B進(jìn)料冷水252549.73838.720.808124303.983.392254.19二氯甲烷253300.591.0326雜質(zhì)2539.293.3922DMF25470.552.0523殘化合物2出料叔丁醇鉀25257.5518.271.06111.4217殘原料B2515.250.8081化合物32559.721.314136312.41漠化氫259.140.636512359.41殘二氯甲烷253300.591.0326水25838.723.3922雜質(zhì)2539.293.3922物料帶入熱量Q1的計算(KJ)Q1=186574.56過程熱效應(yīng)Q3的計算(KJ)Q=618779.273物料離開設(shè)備帶走的熱量Q4的計算(KJ)Q4=187073.32Q5與Q6之和的計算(KJ)Q5+Q6=20785.92設(shè)備熱負(fù)荷Q2的計算(KJ)Q=-597494.582表5-12取代反應(yīng)工段熱量平衡計算結(jié)果熱量類型數(shù)量/KJ熱量類型數(shù)量/KJQ1186574.56Q4187073.32Q-597494.582Q+Q20785.92Q618779.275635.3.3水解工段：三、水解工段的熱量衡算表5-13替米沙坦合成反應(yīng)釜熱量衡算

物料名稱溫度（°C）質(zhì)量（kg）比熱容，KJ/(Kg.。C)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱（KJ/Kg）溶解熱(kJ/kg)甲醇251411.552.674822122.97冷NaOH25132.581.825149987.50進(jìn)料冷鹽酸25120.821.412427426.60化合物32559.721.314136312.4142.31雜質(zhì)253128.703.3922甲醇251411.552.674822122.97替米沙坦2550.001.307236957.39氯化鈉25193.680.955725664.10出料殘化合物3258.361.314136312.41水2557.963.392255493.90雜質(zhì)253128.703.3922甲醇產(chǎn)量253.112.674822122.97物料帶入熱量Q1的計算（KJ）Q=371996.541過程熱效應(yīng)Q3的計算（KJ）Q=2008500.7433物料離開設(shè)備帶走的熱量Q4的計算（KJ）Q=371378.464Q5與Q6之和的計算（KJ）Q5+Q6=41264.27308設(shè)備熱負(fù)荷Q2的計算（KJ）

Q=-1967854.552表5-14水解工段熱量平衡計算結(jié)果熱量類型數(shù)量/KJ熱量類型數(shù)量/KJQ1371996.54Q4371378.46Q2-1967854.55Q+Q41264.27Q3562008500.74第六章設(shè)備選型6.1選型方法和原理6.1.1設(shè)備選型的目的化工生產(chǎn)是原料通過一系列的化學(xué)、物理變化的過程，其變化的條件是化工設(shè)備提供的。因此，選擇適當(dāng)型號的設(shè)備、設(shè)計符合要求的設(shè)備，是完成生產(chǎn)任務(wù)、獲得良好效益的重要前提。6.1.2設(shè)備選型的依據(jù)設(shè)備的選擇是根據(jù)物料衡算、能量衡算的數(shù)據(jù)進(jìn)行的，根據(jù)物料衡算的數(shù)據(jù)可以從《化工工藝設(shè)計手冊》上查取并選擇所需的設(shè)備型號，在根據(jù)其所對應(yīng)的參數(shù)結(jié)合能量衡算的數(shù)據(jù)對所選設(shè)備進(jìn)行校核，使其經(jīng)濟上合理，技術(shù)上先進(jìn)，投資省，耗材料少，加工方便，采購容易，運行費用低，水電汽消耗少，操作清洗方便，耐用易維修。6.1.3設(shè)備選型基準(zhǔn)根據(jù)各單元操作反應(yīng)的周期，計算出生產(chǎn)批次，在由總體積計算出單批生產(chǎn)體積，以此數(shù)據(jù)查找《化工工藝設(shè)計手冊》，對設(shè)備進(jìn)行選擇。6.1.4假設(shè)或經(jīng)驗工藝參數(shù)表6-1假設(shè)或經(jīng)驗參數(shù)假設(shè)或經(jīng)驗數(shù)據(jù)：Q5+Q6=0.1Q總填料系數(shù)=0.75傳熱模系數(shù)=1080KJ/(m2?h?°C)換熱面積=1m36.2主要設(shè)備的選型6.2.1化合物2合成崗位的設(shè)備選型表6-2化合物2合成反應(yīng)釜進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L化合物142.4933.72第一次進(jìn)料原料A23.7922.13

1,2-丙二醇785.58755.36冰水1888.101888.10總進(jìn)量2739.962699.32化合物112.169.65原料A6.496.03第一次出料水1893.071893.071,2-丙二醇707.02679.83雜質(zhì)79.2979.29總出量2698.022667.87無水乙醇373.03472.19第二次進(jìn)料活性炭2.004.00總進(jìn)量375.03476.19無水乙醇373.03472.19第二次出料化合物241.9433.98總出量414.97506.18裝料系數(shù)0.75縮合反應(yīng)釜實際所需體積3599.09L溶解釜所需體積634.92L表6-3化合物2合成崗位設(shè)備選型1.縮合反應(yīng)釜搪玻璃K式反應(yīng)罐KF-4000容器體積4348L外形尺寸196*196*231cm3傳熱系數(shù)1080（KJ.m-2.。C-1.h-1）

換熱面積11.7m2反應(yīng)時間20h2.溶解反應(yīng)釜搪玻璃K式反應(yīng)罐KF-1000容器體積1250L外形尺寸148*148*310cm3傳熱系數(shù)1080（KJ.m-2.。C-1.h-1）換熱面積4.54m2反應(yīng)時間h【核算】物料進(jìn)口溫度二25°C蒸汽進(jìn)口溫度二150C物料出口溫度二25°C蒸汽出口溫度二100CAt=m97.88A=0.11<11.73.計量罐1,2-丙二醇體積1007.15L無水乙醇體積629.59L冰水2517.47L4.過濾器第一次出料3557.16L第二次出料674.90L5.抽濾器45.31L蒸餾罐進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料無水乙醇373.03472.19

化合物241.94總進(jìn)量414.9733.98506.18裝料系數(shù)0.75實際所需體積674.90LFK-1000高真空蒸餾罐TOC\o"1-5"\h\z設(shè)備規(guī)格1000L換熱面積4.5m26.2.2化合物3合成崗位設(shè)備選型表6-4化合物3合成反應(yīng)釜進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/LDMF475.30502.97第一次進(jìn)料化合物241.9433.98叔丁醇鉀18.4520.28第二次進(jìn)料原料B50.7434.52冷水838.72838.72第三次進(jìn)料二氯甲烷3333.932516.17總進(jìn)量4759.083946.64TOC\o"1-5"\h\z裝料系數(shù)0.75實際所需體積5262.19L表6-5化合物2合成工段設(shè)備選型搪玻璃F式反應(yīng)罐FF-5000容器體積6011L

外形尺寸190*190*463.3cm3傳熱系數(shù)1080（KJ.m-2.。C-1.h-1）換熱面積14.89m2反應(yīng)時間10h計量罐D(zhuǎn)MF670.62計量罐D(zhuǎn)MF670.62物料進(jìn)口溫度二25°C水進(jìn)口溫度二0C物料出口溫度二25°C水出口溫度二15CAt=m-16.37A=3.38<14.89蒸餾罐進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料二氯甲烷3333.932516.17化合物359.7249.64總進(jìn)量3393.652565.81裝料系數(shù)實際所需體積0.753421.09LK-5000高真空蒸餾釜設(shè)備規(guī)格5000L換熱面積13.63m2

二氯甲烷3354.89L冷水1118.30L抽濾器66.19L6.2.3替米沙坦合成崗位設(shè)備選型表6-6替米沙坦合成反應(yīng)釜進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料甲醇1418.641792.58冷NaOH1325.841194.45冷鹽酸120.82113.18化合物359.7249.64總進(jìn)量2925.033149.85裝料系數(shù)0.75實際所需體積4199.80L表6-7替米沙坦合成崗位設(shè)備選型搪玻璃F式反應(yīng)罐FF-5000容器體積6011L外形尺寸190*190*463.3cm3傳熱系數(shù)1080（KJ.m-2.。C-1.h-1）換熱面積14.89m2反應(yīng)時間5h【核算】物料進(jìn)口溫度二25°C蒸汽進(jìn)口溫度二50C物料出口溫度二25°C蒸汽出口溫度二65CAt=m31.91

A=11.42<14.89蒸發(fā)器進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料甲醇1414.661787.55替米沙坦50.0043.03水57.9657.96化合物38.366.95總進(jìn)量1530.991895.49裝料系數(shù)0.75實際所需體積2527.32LK-3000高真空蒸餾釜設(shè)備規(guī)格3000L換熱面積8.61m2計量罐甲醇2390.10L10%氫氧化鈉1592.60L14%鹽酸150.91L14%鹽酸573.49L過濾器4199.80L717.41L真空干燥器134.66LPH調(diào)制反應(yīng)釜質(zhì)量/kg體積/L

進(jìn)料替米沙坦50.0043.03化合物38.366.95水57.9657.96冷鹽酸459.15430.12總進(jìn)量575.47538.06裝料系數(shù)0.75實際所需體積717.41L搪玻璃K式反應(yīng)罐K-1000容器體積1250L外形尺寸148*148*310cm3傳熱系數(shù)1080（KJ.m-2.。C-1.h-1）換熱面積4.54m2反應(yīng)時間h6.3帶控制點的工藝流程圖見附錄四。6.4平立面布置圖見附錄五。第七章車間布置形式7.1車間布置的方法與原理車間布置是車間工藝設(shè)計設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，是工藝專業(yè)向其他非工藝專業(yè)提供開展車間設(shè)計的基礎(chǔ)資料之一。車間布置設(shè)計的任務(wù)；第一是確定車間的火災(zāi)危險類別，爆炸與火災(zāi)危險性場所等級及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；第二是確定車間建筑（構(gòu)筑）物和露天場所的主要尺寸，并對車間的生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和行政生活-區(qū)域位置做出安排；第三是確定全部工藝設(shè)備的空間位置。一個布置不合理的車間，基礎(chǔ)建設(shè)時候工程造價高，施工安裝不便，車間建成后又會帶來生產(chǎn)和管理的問題，造成人流和物流紊亂，設(shè)備維護和檢修不便，增加輸送物料的能耗，且容易發(fā)生事故。因此，車間布置設(shè)計時應(yīng)遵守設(shè)計程序，按照布置設(shè)計的基本原則，進(jìn)行細(xì)致而周密的考慮。因此本設(shè)計在車間布置時嚴(yán)格遵守如下設(shè)計規(guī)范和規(guī)定：GBJ16-87建筑設(shè)計防火規(guī)范（1987年）YJ36-79工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（1979年）GB50073潔凈廠房設(shè)計規(guī)范（2001年）HGJ21-89化工企業(yè)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力設(shè)計規(guī)程（化學(xué)工業(yè)部，1989年）中華人民共和國爆炸危險場所安全規(guī)程（1987年，試行）藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（衛(wèi)生部，1988年）藥品生產(chǎn)管理規(guī)范（中國醫(yī)藥工業(yè)公司，1985年）本設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)過程中使用、產(chǎn)生和貯存的物質(zhì)的火災(zāi)危險性大小，按上述設(shè)計規(guī)范確定了車間火災(zāi)危險性類別，屬甲級。也分別根據(jù)生產(chǎn)類別、層數(shù)和防火區(qū)內(nèi)的占地面積，確定了廠房的耐火等級；同時確定了“精、烘、包”工段的潔凈級別。在確定以上級別以及車間建筑（構(gòu)筑）物、露天場所的主要大小尺寸和全部工藝設(shè)備的空間位置后，對車間進(jìn)行了如下布置。7.1.1廠房布置由于生產(chǎn)過程中大量使用了無水乙醇、甲醇等易揮發(fā)的可燃性液體，所以為了保證安全和潔凈的需求，把生產(chǎn)部分和“精、烘、包”工序放在兩棟廠房里，前后平行布置?？紤]到本車間的防爆要求，也綜合考慮到利用率和建設(shè)費用等因素，設(shè)計采用了長方形單層廠房。本車間的生產(chǎn)規(guī)模較小，各工段的生產(chǎn)特點（主要指防火、防爆等級和生產(chǎn)毒害程度等）無顯著差異，廠區(qū)面積不大，地勢平坦，在符合設(shè)計規(guī)范的條件下，采用了集中型布置，將車間的生產(chǎn)部分、輔助生產(chǎn)部分和行政、生活部分集中在一起?？紤]到單層廠房的工藝設(shè)備作四層放置，所占空間很高，所以其他非生產(chǎn)部分采用兩層建設(shè)，底層為機修室、動力室等，上層為行政、生活場所。7.1.2車間設(shè)備布置行政、生活部分包括辦公室、會議室、男女更衣室、浴室和廁所；輔助生產(chǎn)部分包括動力室、配電房、化驗室、實驗室、機修室和原、輔料及成品的倉庫等。其中對采光、采暖和通風(fēng)要求較高的辦公室、化驗室布置在南面，而對這些要求相對較低的更衣室、廁所、浴室則布置在北面，其他輔助生產(chǎn)部分布置在底層，兼顧了廠區(qū)供電、供水、供熱和管理方便的各方面要求，因而使之成為一個有機的整體。生產(chǎn)部分包由基化工段、中和工段、成鹽工段、回收工段和“精、烘、包”工段五個部分組成，還包括了控制室和儲罐區(qū)等。生產(chǎn)部分的設(shè)備采用單面布置，工人背光操作。布置設(shè)備儀器時盡量符合了工藝的順序，保證了水平方向和垂直方向上的連續(xù)性。對于有壓差的設(shè)備，充分利用高位差，采用上下層布置方法，充分利用其高位差。所以，廠房總體布置時采用了把計量罐放置在最上層，換熱器安放在第二層，主要設(shè)備（如反應(yīng)罐）水平布置在中間層（第三層），離心機、過濾機、貯槽等布置在最底層（地面）的布置方法。另外，對于相同或同類型的設(shè)備、操作性質(zhì)相似的設(shè)備，盡可能的放置在一起。在安全生產(chǎn)和合理布局的前提下，為了最大限度縮短設(shè)備間的管道長度，我們按工藝流程先后順序把工藝設(shè)備（主要是反應(yīng)罐）安排在一起，全部靠墻直線排列，保證了車間內(nèi)部的緊湊和美觀。在布置過程中考慮到需要盡量節(jié)約建筑面積和土建工程成本，減少土建設(shè)投資，而且在設(shè)備安裝、檢修方便，車間內(nèi)通風(fēng)、采暖、排毒效果良好以及便于以后改建、擴建等各方面綜合要求的前提下，對于某些設(shè)備則采用了設(shè)備露天布置的方案，如水沖真空泵，離子交換器和部分大型儲罐等等。7.1.3潔凈區(qū)的布置“精、烘、包”工序是直接影響成品質(zhì)量的關(guān)鍵之一，車間平面布置在滿足生產(chǎn)的條件下，要使物流路線短，不返流。由于存在大量使用易燃易爆物乙醇，車間生產(chǎn)類別按要求為丙類，耐火等級為二級，保證溫度18?26OC，相對濕度45%?65%；潔凈區(qū)設(shè)紫外燈，并設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)和應(yīng)急照明設(shè)施。在空氣潔凈程度不同的區(qū)域之間保持510Pa的壓差，并安裝測壓裝置，嚴(yán)格按照這一要求對“精、烘、包”部分進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃和布置。該產(chǎn)品的生產(chǎn)潔凈級別D級，只需一次穿潔凈衣，為了避免人流、物流的交叉，在布置晾干、烘干、粉碎、過篩、內(nèi)包裝時，把這些崗位布置在了同一側(cè)。內(nèi)包裝室和外包裝室之間用傳遞窗傳遞物料，內(nèi)包裝材料在進(jìn)入潔凈區(qū)前先經(jīng)過緩沖。7.2車間人員配置7.2.1人員總體配置1、整個車間共包括辦公室、化合物2合成工段、化合物3合成工段、替米沙坦合成工段、泵房組、“三廢”處理組，共六個單元；2、車間設(shè)值班主任一人，負(fù)責(zé)當(dāng)班的生產(chǎn)任務(wù)、勞動考勤及處理應(yīng)急事件；3、各工段設(shè)正工段長一名、副工段長兩名，負(fù)責(zé)組織本工段內(nèi)的工作，掌控各崗位的生產(chǎn)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)，并負(fù)責(zé)設(shè)備和工具的管理；4、全車間設(shè)技術(shù)員7名，負(fù)責(zé)指揮生產(chǎn)；5、車間按三班倒編制生產(chǎn)，全車間實行80%人員生產(chǎn)，20%人員休息制，生產(chǎn)人員倒班采用三班生產(chǎn)，一班換休，非倒班人員采取每周休息一天，20%的休息人員采取一次脫離三個月集中休息，生產(chǎn)人員與輪休人員定期輪換。7.2.2各單元定員表7-1各單位定員生產(chǎn)人輔助人管理人操作班輪休人序號單元名稱員（每班）員（每班）員數(shù)員合計1縮合反應(yīng)工段52136212取代反應(yīng)工段31136163水解反應(yīng)工段31134144化驗工段41133215動力崗位41132186消防衛(wèi)生3113315合計1057.3生產(chǎn)崗位操作要求7.3.1環(huán)縮合崗位（1）加熱時應(yīng)控制溫度（2）注意加熱時間以及料液顏色7.3.2取代反應(yīng)崗位（1）控制水浴溫度，以及注意反應(yīng)必須在室溫下進(jìn)行（2）分三次加入二氯甲烷，緩慢攪拌，然后靜置（3）水洗有機相液分三次，緩慢攪拌，然后靜置（4）棄水相，保留有機層7.3.3水解反應(yīng)崗位（1）加熱時控制溫度，冷卻后過濾時一定要充分（2）調(diào)pH時緩慢攪拌7.4車間安全7.4.1車間安全生產(chǎn)原則1、本車間使用原料多為易燃易爆或有強腐蝕性物質(zhì)，需要定點存放，妥善管理；2、防止摩擦和撞擊產(chǎn)生火花，藥品運轉(zhuǎn)保持潤滑；3、車間嚴(yán)禁煙火，嚴(yán)禁攜帶火種及各種易燃品進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域，車間周圍嚴(yán)禁堆放各種易燃品；4、防止電火花產(chǎn)生，應(yīng)對電氣設(shè)備和線路定期檢修，為防止靜電產(chǎn)生火花，所有設(shè)備應(yīng)接地；5、不準(zhǔn)在設(shè)備、機械、管理或其他生產(chǎn)設(shè)施和生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)晾曬衣物及堆放與生產(chǎn)無關(guān)的物品；6、不準(zhǔn)在工作時間內(nèi)做與工作無關(guān)的事情；7、不準(zhǔn)未經(jīng)請示動用明火，動火檢修嚴(yán)格按有關(guān)手續(xù)辦理；8、本車間職工定期進(jìn)行身體檢查，禁止班前、班后8小時飲酒；9、消防器材定點存放，人人均需掌握使用方法。7.4.2個人防護守則1、工人上崗前必須接受三次安全教育（包括消防知識、自救、保護意識）方可上崗；2、操作人員換崗、上崗必須經(jīng)過技術(shù)安全培訓(xùn)工作，同時進(jìn)行考核后方可獨立操作；3、操作時必須穿戴工作服、手套及其他有關(guān)防護品；4、工作服等防護用品必須經(jīng)常清潔，不得穿回宿舍（家）中；5、對原料和中間產(chǎn)物，禁止直接接觸；6、每班及時清理工作崗位衛(wèi)生，凡有毒物品或腐蝕性原料撒落時應(yīng)及時清理干凈；7、班后洗澡，防止有毒物品影響自己和他人。7.4.3動火規(guī)定如需動火，由車間向保衛(wèi)科提出書面申請，保衛(wèi)科到現(xiàn)場檢查，提出動火意見，車間根據(jù)提出的動火意見進(jìn)行動火前準(zhǔn)備工作：1、動火部位及周圍必須清理，易燃物品需存放到安全地點；2、設(shè)備管道動火前需清理干凈，與其他設(shè)備管道不得串通；3、動火時，室內(nèi)打開窗戶，設(shè)備打開人孔，并準(zhǔn)備好有效的消防器材；4、動火時車間必須有專人監(jiān)護，動火后也必須專人檢查無隱患后方可離開7.4.4安全用電車間職工要熟悉本崗位各種電氣設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和操作程序，能正確使用和進(jìn)行動手操作，并能熟練掌握在生產(chǎn)異常情況時采取應(yīng)急措施。7.4.5動力使用1、壓料按規(guī)定壓力，保護壓力穩(wěn)定，開啟緩慢，關(guān)閉先關(guān)空壓后開排氣。2、受壓容器及管道等設(shè)備，需裝壓力表，安全閥并經(jīng)常檢查靈敏度，裝有防爆片的應(yīng)按規(guī)定試壓及更換。3、節(jié)約蒸汽，使用蒸汽設(shè)備，管道應(yīng)裝疏水器，曖汽應(yīng)連在回汽上。4、用汽時慢慢開蒸汽閥，按規(guī)定壓力使用，開啟時需預(yù)防燙傷，停工必須吹盡管路的設(shè)備內(nèi)積水，防止凍裂