年產(chǎn)25噸無(wú)菌化學(xué)原料藥美羅培南車間工藝設(shè)計(jì)

第一章設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 11.1設(shè)計(jì)概述 1 1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 3 1.3設(shè)計(jì)原則 31.4設(shè)計(jì)思路與步驟 4第二章工藝說(shuō)明 62.1美羅培南 6 11 3.1設(shè)計(jì)概述 133.2設(shè)計(jì)原則 133.3年工作時(shí)間分配 13 第一章設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 11.1設(shè)計(jì)概述 1 1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 3 1.3設(shè)計(jì)原則 31.4設(shè)計(jì)思路與步驟 4第二章工藝說(shuō)明 62.1美羅培南 6 2.1.5帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 11 3.1設(shè)計(jì)概述 133.2設(shè)計(jì)原則 133.3年工作時(shí)間分配 13 3.6防護(hù)服 18 3.5生產(chǎn)方式 193.6生產(chǎn)班制 19第四章物料衡算 204.1物料衡算 204.1.1美羅培南物料衡算過(guò)程 20 5.1所用熱力學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算 325.2操作單元熱量衡算 35第六章工藝設(shè)備設(shè)計(jì)選型與相應(yīng)說(shuō)明 416.1選型概述 416.2工藝設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的任務(wù) 426.3選型計(jì)算原則及依據(jù) 42 2 26.4生產(chǎn)主要設(shè)備選型設(shè)計(jì) 43還原型合成產(chǎn)區(qū)設(shè)備選 43 6.5公用系統(tǒng)及輔助設(shè)備選型 526.5.1純化水設(shè)備選型原則及過(guò)程 53 第七章氫化反應(yīng)釜設(shè)計(jì) 59 3.6防護(hù)服 18 3.5生產(chǎn)方式 193.6生產(chǎn)班制 19第四章物料衡算 204.1物料衡算 204.1.1美羅培南物料衡算過(guò)程 20原工序物料衡算 21 315.1所用熱力學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算 325.2操作單元熱量衡算 35第六章工藝設(shè)備設(shè)計(jì)選型與相應(yīng)說(shuō)明 416.1選型概述 416.2工藝設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的任務(wù) 426.3選型計(jì)算原則及依據(jù) 42 2 26.4生產(chǎn)主要設(shè)備選型設(shè)計(jì) 436.4.1還原型合成產(chǎn)區(qū)設(shè)備選 43 6.5公用系統(tǒng)及輔助設(shè)備選型 526.5.1純化水設(shè)備選型原則及過(guò)程 53 第七章氫化反應(yīng)釜設(shè)計(jì) 59 .2筒體直徑和高度的確定 60 1 3 附表一多功能反應(yīng)釜相關(guān)技術(shù)指標(biāo) 70附表二搪玻璃開(kāi)式攪拌容器技能特性表 71附圖一搪玻璃開(kāi)式攪拌容器主要尺寸 73附圖二開(kāi)式攪拌容器管口尺寸及方位圖 74第八章丙酮精餾塔設(shè)計(jì) 758.1物料衡算 758.2操作條件 768.3塔徑計(jì)算 788.4塔高計(jì)算 838.5壓降計(jì)算 838.6液體分布器計(jì)算 848.7接管管徑計(jì)算 85第九章車間布置設(shè)計(jì) 879.1概述 87 1.2筒體直徑和高度的確定 607.1.3換熱元件的選擇與計(jì)算 61 7.1.5內(nèi)筒及夾套的受力計(jì)算 63 附表一多功能反應(yīng)釜相關(guān)技術(shù)指標(biāo) 70附表二搪玻璃開(kāi)式攪拌容器技能特性表 71附圖一搪玻璃開(kāi)式攪拌容器主要尺寸 73附圖二開(kāi)式攪拌容器管口尺寸及方位圖 74第八章丙酮精餾塔設(shè)計(jì) 758.1物料衡算 758.2操作條件 768.3塔徑計(jì)算 788.4塔高計(jì)算 838.5壓降計(jì)算 838.6液體分布器計(jì)算 848.7接管管徑計(jì)算 85第九章車間布置設(shè)計(jì) 879.1概述 87的依據(jù) 87 9.2車間布置 87 9.3生產(chǎn)區(qū)的布置設(shè)計(jì)說(shuō)明 89 9.4輔助生產(chǎn)區(qū)的布置設(shè)計(jì)說(shuō)明 92 9.5潔凈區(qū)域的劃分 929.6人員凈化用室、生活用室的布置 939.7物料凈化用室的布置 939.8車間內(nèi)人物流向說(shuō)明 94第十章公用工程及公用工程的消耗量 94 10.2設(shè)計(jì)依據(jù)及原則 95 10.3公用工程的消耗量 96 10.4給排水系統(tǒng) 98 10.5供電系統(tǒng) 102 第一章第一章設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 11.1設(shè)計(jì)概述 1 1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 3 1.3設(shè)計(jì)原則 31.4設(shè)計(jì)思路與步驟 4第二章工藝說(shuō)明 62.1美羅培南 6 10.9凈化空氣系統(tǒng) 108 1概述 11511.2管道布置依據(jù) 11611.3管道布置原則 116 11.5管道計(jì)算 11811.6管道布置中考慮到的問(wèn)題 123 安裝操作和檢修 125 .8潔凈廠房?jī)?nèi)的管道設(shè)計(jì) 12611.7車間主管平面布置 128第十二章消防安全 12812.1設(shè)計(jì)概論 12812.2設(shè)計(jì)依據(jù) 12812.3消防危險(xiǎn)性物質(zhì)概述 12812.3.1生產(chǎn)美羅培南危險(xiǎn)性物質(zhì) 129 12.4建筑防火設(shè)計(jì) 131 12.4.5給排水及工藝設(shè)備消防設(shè)計(jì) 13312.5消防給水 134 10.9凈化空氣系統(tǒng) 108 1概述 11511.2管道布置依據(jù) 11611.3管道布置原則 116 11.5管道計(jì)算 11811.6管道布置中考慮到的問(wèn)題 123 安裝操作和檢修 125 .8潔凈廠房?jī)?nèi)的管道設(shè)計(jì) 12611.7車間主管平面布置 128第十二章消防安全 12812.1設(shè)計(jì)概論 12812.2設(shè)計(jì)依據(jù) 12812.3消防危險(xiǎn)性物質(zhì)概述 12812.3.1生產(chǎn)美羅培南危險(xiǎn)性物質(zhì) 129 12.4建筑防火設(shè)計(jì) 131 12.4.5給排水及工藝設(shè)備消防設(shè)計(jì) 13312.5消防給水 134 12.6消防滅火系統(tǒng) 135 5 第十三章環(huán)境保護(hù) 13713.1設(shè)計(jì)概念 13713.2設(shè)計(jì)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 13713.3主要污染源的分析及污染物 138 13.3.6主要污染源及主要污染物匯總 13913.4環(huán)境保護(hù)措施 140 13.5環(huán)境環(huán)境監(jiān)測(cè)制度及環(huán)境管理規(guī)劃 142 第十四章勞動(dòng)安全 14314.1設(shè)計(jì)概念 14314.2設(shè)計(jì)依據(jù) 14314.3安全防范措施 144 12.6消防滅火系統(tǒng) 135 5 第十三章環(huán)境保護(hù) 13713.1設(shè)計(jì)概念 13713.2設(shè)計(jì)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 13713.3主要污染源的分析及污染物 138 13.3.6主要污染源及主要污染物匯總 13913.4環(huán)境保護(hù)措施 140 13.5環(huán)境環(huán)境監(jiān)測(cè)制度及環(huán)境管理規(guī)劃 142 第十四章勞動(dòng)安全 14314.1設(shè)計(jì)概念 14314.2設(shè)計(jì)依據(jù) 14314.3安全防范措施 144 爆安全 145 14.3.8拆卸過(guò)程的防護(hù) 14714.4儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程危險(xiǎn)因素分析 14714.4.1儲(chǔ)存過(guò)程火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)因素分析 14714.4.2裝卸過(guò)程危險(xiǎn)因素分析 14814.5意外自然災(zāi)害 14814.6廠區(qū)綠化 149第十五章節(jié)能專篇 15015.1設(shè)計(jì)概念 15015.2設(shè)計(jì)依據(jù) 15015.3車間節(jié)能 151系統(tǒng)的節(jié)能 151 515.3.9工藝節(jié)能設(shè)計(jì) 1565.3.10其他節(jié)能措施 156第十六章GMP專篇 1571概述 15716.2潔凈區(qū)域劃分和空氣潔凈等級(jí)說(shuō)明 157 分及設(shè)置 158 爆安全 145 14.3.8拆卸過(guò)程的防護(hù) 14714.4儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程危險(xiǎn)因素分析 14714.4.1儲(chǔ)存過(guò)程火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)因素分析 14714.4.2裝卸過(guò)程危險(xiǎn)因素分析 14814.5意外自然災(zāi)害 14814.6廠區(qū)綠化 149第十五章節(jié)能專篇 15015.1設(shè)計(jì)概念 15015.2設(shè)計(jì)依據(jù) 15015.3車間節(jié)能 151調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能 151 515.3.9工藝節(jié)能設(shè)計(jì) 15615.3.10其他節(jié)能措施 156第十六章GMP專篇 1571概述 15716.2潔凈區(qū)域劃分和空氣潔凈等級(jí)說(shuō)明 157 分及設(shè)置 158 第一章設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)在人類過(guò)去，細(xì)菌感染曾嚴(yán)重威脅著人類的身體健康。自從弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素以來(lái)，不斷有新的抗生素問(wèn)世，但隨著抗生素被大量的毫不節(jié)制地應(yīng)用，耐藥性問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。目前，世界范圍內(nèi)的耐甲氧西林金黃色葡萄球MRSA耐青霉素肺炎鏈球菌(PRSP)、耐萬(wàn)古霉素的腸球菌(VRE)。等的出現(xiàn)，使現(xiàn)有許多抗生素對(duì)其引起的感染失效。因此，開(kāi)發(fā)對(duì)耐藥菌株敏感的新型抗生素已成為當(dāng)今醫(yī)藥科研工作者的主要任務(wù)。所以，本次設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)需求，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)開(kāi)展工程設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，圍繞“年產(chǎn)25噸無(wú)菌化學(xué)原料藥美羅培南車間工藝設(shè)計(jì)”展開(kāi)有關(guān)設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品采用間歇式生產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品名稱及規(guī)模如下表1-1所示:表1-1設(shè)計(jì)產(chǎn)品名稱及生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品名稱設(shè)計(jì)規(guī)模(t/a)含量包裝規(guī)模其他美羅培南99%鋁聽(tīng)5Kg/聽(tīng)無(wú)菌原料藥本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：1．工藝流程設(shè)計(jì)(1)編制物料及熱量平衡計(jì)算書(shū)；(2)繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖(要求體現(xiàn)控制方案)。2．設(shè)備選型及設(shè)計(jì)(1)設(shè)備選型及設(shè)計(jì)——編制計(jì)算說(shuō)明書(shū)；典型定型設(shè)備工藝設(shè)計(jì)；典型非標(biāo)設(shè)備——丙酮精餾塔的工藝設(shè)計(jì)。(2)編制設(shè)備一覽表。第一章設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)在人類過(guò)去，細(xì)菌感染曾嚴(yán)重威脅著人類的身體健康。自從弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素以來(lái)，不斷有新的抗生素問(wèn)世，但隨著抗生素被大量的毫不節(jié)制地應(yīng)用，耐藥性問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。目前，世界范圍內(nèi)的耐甲氧西林金黃色葡萄球MRSA耐青霉素肺炎鏈球菌(PRSP)、耐萬(wàn)古霉素的腸球菌(VRE)。等的出現(xiàn)，使現(xiàn)有許多抗生素對(duì)其引起的感染失效。因此，開(kāi)發(fā)對(duì)耐藥菌株敏感的新型抗生素已成為當(dāng)今醫(yī)藥科研工作者的主要任務(wù)。所以，本次設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)需求，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)開(kāi)展工程設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，圍繞“年產(chǎn)25噸無(wú)菌化學(xué)原料藥美羅培南車間工藝設(shè)計(jì)”展開(kāi)有關(guān)設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品采用間歇式生產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品名稱及規(guī)模如下表1-1所示:表1-1設(shè)計(jì)產(chǎn)品名稱及生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品名稱設(shè)計(jì)規(guī)模(t/a)含量包裝規(guī)模其他美羅培南99%鋁聽(tīng)5Kg/聽(tīng)無(wú)菌原料藥本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：1．工藝流程設(shè)計(jì)(1)編制物料及熱量平衡計(jì)算書(shū)；(2)繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖(要求體現(xiàn)控制方案)。2．設(shè)備選型及設(shè)計(jì)(1)設(shè)備選型及設(shè)計(jì)——編制計(jì)算說(shuō)明書(shū)；典型定型設(shè)備工藝設(shè)計(jì)；典型非標(biāo)設(shè)備——丙酮精餾塔的工藝設(shè)計(jì)。(2)編制設(shè)備一覽表。13．車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)(3．車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)(1)繪制車間設(shè)備平、立面布置圖；(2)繪制車間主管平面布置圖；(3)鼓勵(lì)采用三維模型設(shè)計(jì)。4．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編制編寫(xiě)《初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》，用A4紙雙面打印，左側(cè)裝訂成冊(cè)。南2．英文名稱：Meropenem5．分子式：C17H25N3O5S8．產(chǎn)品用途:美羅培南(meropenem)是非腸道給藥的半合成碳青霉烯類抗生素，具有廣譜抗菌活性，對(duì)綠膿桿菌、腸桿菌、流感嗜血菌及厭氧菌具有強(qiáng)的抗菌活性，在臨床上可用于治療敏感菌引起的各種感染，如慢性支氣管急性惡化，下呼吸道感染、泌尿系統(tǒng)感染、腹腔感染、細(xì)菌性腦膜炎及敗血癥9．質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):美羅培南(三水化合物)為白色或微黃色結(jié)晶性粉末，含量99%，無(wú)菌檢查符合現(xiàn)行《中國(guó)藥典》有關(guān)規(guī)定。23．車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)(1)繪制車間設(shè)備平、立面布置圖；(2)繪制車間主管平面布置圖；(3)鼓勵(lì)采用三維模型設(shè)計(jì)。4．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編制編寫(xiě)《初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》，用A4紙雙面打印，左側(cè)裝訂成冊(cè)。南2．英文名稱：Meropenem5．分子式：C17H25N3O5S8．產(chǎn)品用途:美羅培南(meropenem)是非腸道給藥的半合成碳青霉烯類抗生素，具有廣譜抗菌活性，對(duì)綠膿桿菌、腸桿菌、流感嗜血菌及厭氧菌具有強(qiáng)的抗菌活性，在臨床上可用于治療敏感菌引起的各種感染，如慢性支氣管急性惡化，下呼吸道感染、泌尿系統(tǒng)感染、腹腔感染、細(xì)菌性腦膜炎及敗血癥9．質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):美羅培南(三水化合物)為白色或微黃色結(jié)晶性粉末，含量99%，無(wú)菌檢查符合現(xiàn)行《中國(guó)藥典》有關(guān)規(guī)定。23》《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50457-2008)》《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)》《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》《化工設(shè)備管道外防腐設(shè)計(jì)規(guī)定》《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》安全節(jié)能環(huán)保相關(guān)法規(guī)制深度規(guī)定》《制藥工程學(xué)》《制藥工程原理與設(shè)備》《藥廠反應(yīng)設(shè)備及車工藝設(shè)計(jì)》《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)(第四版)》《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》《化工基本過(guò)程與設(shè)備》《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》《腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊(cè)》《化工溶劑手冊(cè)》《溶劑萃取手冊(cè)》(1)美羅培南為無(wú)菌原料藥，美羅培南生產(chǎn)班制為兩班或三班，每班次8小時(shí)，共250天，工序具體生產(chǎn)班制按操作周期確定，生產(chǎn)方式為間歇式生(2)在滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求的前提下，盡可能的降低生產(chǎn)成本，如提高設(shè)4備利用率，部分物料采用重力流輸送以減少泵的能量消耗等。(3)為了達(dá)到潔凈度的要求，車間區(qū)域布置遵循流程短、無(wú)折返原則，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；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；人流、物流分開(kāi)設(shè)置，盡量減少或避免人流、物流之間的交叉和迂回，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)。(4)生產(chǎn)性質(zhì)相似的車間盡可能集中布置，工藝流程相聯(lián)系的車間靠近布(5)產(chǎn)塵和產(chǎn)生有害氣體的車間應(yīng)布置在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。(6)設(shè)備選型在考慮建設(shè)業(yè)主要求的前提下，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；(7)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)程中的物料流向部分采取了重力流輸送的立體布局方式，另一部分采用防爆泵輸送。在查閱了很多相關(guān)資料，也借鑒了經(jīng)典案例和前輩的經(jīng)驗(yàn)之后，團(tuán)隊(duì)考慮在設(shè)計(jì)初期，將項(xiàng)目工作計(jì)劃分成三個(gè)階段：物料衡算以及工藝設(shè)備確定；繪制PID圖及車間布置；后期三維制作及文檔整理。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)解讀本次任務(wù)書(shū)，本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的無(wú)菌操作是重中之重，后階段的設(shè)備選型、平面布置等均與其息息相關(guān)，是后續(xù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。車間全年工作時(shí)間為250天。在分析生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)最終確定生產(chǎn)瓶頸為美羅培南的氫化還原工序。與此同時(shí)，本設(shè)計(jì)以物料衡算為依據(jù)，輔以能量衡算，綜合考慮到本設(shè)計(jì)中設(shè)備的生產(chǎn)能力、功率消耗，參考設(shè)備價(jià)格、主要材質(zhì)以及日后生產(chǎn)能力的擴(kuò)大，我們最終確定了設(shè)備的選型。根據(jù)GMP廠房設(shè)計(jì)要求以及所選設(shè)備的大小，我們確定了每個(gè)生產(chǎn)工序布置的面積和技術(shù)夾層的高度。5556第二章工藝說(shuō)明本工程以縮合物、四氫呋喃、鈀炭、甲醇、氫氣等為原料，經(jīng)加氫還原得美羅培南三水化合物(收率95%)，然后再經(jīng)過(guò)濾洗滌減壓濃縮后經(jīng)大孔樹(shù)脂吸附洗脫(收率95%),再經(jīng)濃縮析晶過(guò)濾洗滌干燥得美羅培南三水化合物粗品 (析晶收率98%)，最后再經(jīng)精制得含量為98%淡黃色結(jié)晶性粉末美羅培南三水化合物(收率98%)。其生產(chǎn)全過(guò)程包括：氫化還原工段，過(guò)濾洗滌工段，真空減壓濃縮工段，大孔樹(shù)脂吸附、洗滌、解吸工段，溶媒結(jié)晶工段，脫色工段，脫碳過(guò)濾工段，過(guò)濾、洗滌、干燥工段。其中氫化還原工段在氫化反應(yīng)釜中進(jìn)行操作，過(guò)濾洗滌工段在過(guò)濾機(jī)中操作，真空減壓濃縮工段在真空減壓濃縮釜中操作，大孔樹(shù)脂吸附、洗滌、解吸工段在大孔樹(shù)脂中操作，溶媒結(jié)晶工段在結(jié)晶釜中操作，脫色工段在脫色釜中操作，過(guò)濾、洗滌、干燥工段在過(guò)濾洗滌干燥一體機(jī)中操作。本工程美羅培南生產(chǎn)的工段劃分為:氫化還原工段，過(guò)濾洗滌工段，真空減壓濃縮工段，大孔樹(shù)脂吸附、洗滌、解吸工段，溶媒結(jié)晶工段，脫色工段，脫碳過(guò)濾工段，析晶工段，過(guò)濾、洗滌、干燥工段。其工藝特點(diǎn)是:工藝特總收率高，達(dá)86.5%，在所查文獻(xiàn)中最高；原料便宜易得，所用原料為常見(jiàn)工業(yè)原料，價(jià)格較為便宜；反應(yīng)步驟較少，只需一步即可值得美羅培南；操作條件較為溫和，反應(yīng)最高溫度為40℃。本工程美羅培南原料藥生產(chǎn)的主要化學(xué)反應(yīng)式如下：過(guò)濾其生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)述如下:1.還原工序過(guò)濾其生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)述如下:1.還原工序工藝流程圖如圖2-1所示：鈀炭丙磺酸緩沖液濃縮液7縮合物縮合物氫化還原氫化還原鈀炭過(guò)濾洗滌洗滌減壓蒸餾減壓蒸餾吸附樹(shù)脂柱吸附樹(shù)脂柱縮合物縮合物氫化還原氫化還原鈀炭過(guò)濾洗滌洗滌減壓蒸餾減壓蒸餾吸附樹(shù)脂柱吸附樹(shù)脂柱其生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)述如下:1.還原工序還原工段生產(chǎn)工藝流程圖如圖2-1所示：四氫呋喃四氫呋喃四氫呋喃丙磺酸緩沖液丙磺酸緩沖液丙磺酸緩沖液廢鈀炭廢鈀廢鈀炭丙磺酸緩沖液有機(jī)溶劑對(duì)外銷售有有機(jī)溶劑對(duì)外銷售濃縮液7純化水濃縮蒸餾美羅培南(高效液相色譜儀)流水液異純化水濃縮蒸餾美羅培南(高效液相色譜儀)流水液異丙醇圖2-1還原工段設(shè)計(jì)流程圖結(jié)晶液8洗滌純化水洗滌解析解析(高效液相色譜儀)丙酮丙酮異丙醇析晶過(guò)濾丙酮洗滌洗滌干燥美羅培南三水化合物粗品干燥美羅培南三水化合物粗品過(guò)濾析晶丙酮洗滌純化水洗滌解析解析(高效液相色譜儀)丙酮丙酮異丙醇析晶過(guò)濾丙酮洗滌洗滌干燥美羅培南三水化合物粗品干燥美羅培南三水化合物粗品過(guò)濾析晶丙酮?dú)埩粼跇?shù)脂中的部分雜質(zhì)殘留在樹(shù)脂中的殘留在樹(shù)脂中的部分雜質(zhì)6%異丙醇水溶液6%6%異丙醇水溶液美羅培南收集收收集流水液濃縮蒸餾結(jié)晶液圖2-1還原工段設(shè)計(jì)流程圖81mol原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比(W)≥99%1氫氣鈀炭10%(W)3-1mol原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比(W)≥99%1氫氣鈀炭10%(W)3-(N-嗎啡啉)丙磺酸異丙醇工業(yè)工業(yè)≥99%工業(yè)工業(yè)*注：W為縮合物批投料質(zhì)量在氫化反應(yīng)釜中，將縮合物加至含四氫呋喃、0.1mol3-(N-嗎啡啉)丙，。22~、。，吸附樹(shù)脂柱(每毫升樹(shù)脂對(duì)美羅培南的吸附量為70mg，樹(shù)脂每月應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化再生一次)，以0.5BV/h(BV為床體積)的流速進(jìn)行樹(shù)脂吸附處理，吸附結(jié)束后用14BV純化水以1BV/h的流速進(jìn)行洗滌以除去殘存在樹(shù)脂中的部分雜質(zhì)然后使用6%異丙醇水溶液以1BV/h的流速對(duì)吸附的美羅培南進(jìn)行解吸，高效液磺酸緩沖液(總用量的)和甲醇的混合溶液中混合物工藝配比控制溫h加入鈀炭保持溫度和氫氣壓力續(xù)氫化6氫氣壓力在006MP%氫間將鈀炭濾去反應(yīng)完畢后(N在35~40℃下減壓?jiǎn)岱冗?丙磺酸緩沖液(總用量的10%)洗滌相色譜儀監(jiān)測(cè)收集含美羅培南的流出液。樹(shù)脂吸附洗脫總收率為95%。流出液在40℃下濃縮蒸除異丙醇。加入丙酮(總用量的90%)析晶，析晶2.5h。結(jié)晶液經(jīng)過(guò)濾、丙酮(總用量的10%)洗滌，在40℃下干燥，得到美羅培南三水化合物粗品。丙酮析晶收率為98%。濃縮蒸出的異丙醇溶液對(duì)外出售，母液中的丙酮經(jīng)回收后套用。濃縮所得水溶液通入HP蒸餾除去有機(jī)溶劑2.精制工段9濃縮所得溶劑對(duì)外出售洗滌液和濾液一并轉(zhuǎn)入濃縮罐中工藝配比氫呋喃90%.~.a，混合物)和甲醇的混合溶液中磺酸緩沖液(總用量的加入鈀炭控制溫h工藝配比氫呋喃90%.~.a，混合物)和甲醇的混合溶液中磺酸緩沖液(總用量的加入鈀炭控制溫h氫續(xù)氫化6保持溫度和氫氣壓力氫氣壓力在0間60MP%(N嗎啡啉)丙磺酸緩沖液將鈀炭濾去反應(yīng)完畢后(總用量的10%)洗滌在35~40℃下減壓洗滌液和濾液一并轉(zhuǎn)入濃縮罐中蒸餾除去有機(jī)溶劑濃縮所得溶劑對(duì)外出售濃縮所得水溶液通入HP原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比(W)≥99%1氫氣鈀炭10%(W)氫呋喃氫呋喃3-(N-嗎啡啉)丙磺酸異丙醇工業(yè)工業(yè)≥99%工業(yè)工業(yè)*注：W為縮合物批投料質(zhì)量在氫化反應(yīng)釜中，將縮合物加至含四氫呋喃、0.1mol3-(N-嗎啡啉)丙9090%，。22~、..~.a，。1mol1mol，吸附樹(shù)脂柱(每毫升樹(shù)脂對(duì)美羅培南的吸附量為70mg，樹(shù)脂每月應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化再生一次)，以0.5BV/h(BV為床體積)的流速進(jìn)行樹(shù)脂吸附處理，吸附結(jié)束后用14BV純化水以1BV/h的流速進(jìn)行洗滌以除去殘存在樹(shù)脂中的部分雜質(zhì)然后使用6%異丙醇水溶液以1BV/h的流速對(duì)吸附的美羅培南進(jìn)行解吸，高效液相色譜儀監(jiān)測(cè)收集含美羅培南的流出液。樹(shù)脂吸附洗脫總收率為95%。流出液在40℃下濃縮蒸除異丙醇。加入丙酮(總用量的90%)析晶，析晶2.5h。結(jié)晶液經(jīng)過(guò)濾、丙酮(總用量的10%)洗滌，在40℃下干燥，得到美羅培南三水化合物粗品。丙酮析晶收率為98%。濃縮蒸出的異丙醇溶液對(duì)外出售，母液中的丙酮經(jīng)回收后套用。2.精制工段9致工段生產(chǎn)工藝流程圖如圖2-2所示:粗品注致工段生產(chǎn)工藝流程圖如圖2-2所示:粗品注射水活性炭結(jié)晶液10-2工藝配比圖2-2精制工段設(shè)計(jì)流程圖粗品注射水粗品丙酮結(jié)晶釡過(guò)濾過(guò)濾回收精餾丙酮洗滌回收精餾洗滌干燥淡黃色結(jié)晶粉末美羅培南三水化合物粉碎、總混、內(nèi)包、外包入庫(kù)粗品丙酮洗滌洗滌干燥粉碎、總混、內(nèi)包、外包入庫(kù)淡黃色結(jié)晶粉末美羅培南三水化合物粗品注射水粗品丙酮結(jié)晶釡過(guò)濾過(guò)濾回收精餾丙酮洗滌回收精餾洗滌干燥淡黃色結(jié)晶粉末美羅培南三水化合物粉碎、總混、內(nèi)包、外包入庫(kù)粗品丙酮洗滌洗滌干燥粉碎、總混、內(nèi)包、外包入庫(kù)淡黃色結(jié)晶粉末美羅培南三水化合物丙酮結(jié)晶釡精致工段生產(chǎn)工藝流程圖如圖2-2所示:脫色釡脫色釡脫色釡脫色釡脫色釡過(guò)濾過(guò)濾過(guò)濾活性炭結(jié)晶液圖2-2精制工段設(shè)計(jì)流程圖-2工藝配比10原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比(W原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比(W)粗品1活性炭醫(yī)用級(jí)注射水符合藥典標(biāo)準(zhǔn)≥99%在脫色釜中依次加入注射水、粗品、活性炭，控制溫度0~5℃，攪拌30min，脫炭過(guò)濾。將濾液轉(zhuǎn)至結(jié)晶釜中，控制溫度0~5℃，加入丙酮(總用量燥，得淡黃色結(jié)晶性粉末美羅培南三水化合物(量98%)。精制收率為98%。母液中的丙酮精餾回收套用(濃度≥99%，回收率90%)，殘留物送至市政處理。序號(hào)工藝過(guò)程物料投料方式操作條件操作時(shí)間投料量控制方案固體：濕法進(jìn)料溫度：22-28℃1氫化液體：離心泵0.6MPa8h2391.077KgFRC固體：濕法進(jìn)料2過(guò)濾2391.077Kg液體：離心泵固體：濕法進(jìn)料3洗滌137.39Kg液體：離心泵FRC固體：濕法進(jìn)料4減壓蒸餾2488.697Kg液體：離心泵FRC5樹(shù)脂吸附洗滌固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵6h5439.937Kg序號(hào)工藝過(guò)程物料投料方式操作條件操作時(shí)間投料量控制方案原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比(W)粗品1活性炭醫(yī)用級(jí)注射水符合藥典標(biāo)準(zhǔn)≥99%在脫色釜中依次加入注射水、粗品、活性炭，控制溫度0~5℃，攪拌30min，脫炭過(guò)濾。將濾液轉(zhuǎn)至結(jié)晶釜中，控制溫度0~5℃，加入丙酮(總用量燥，得淡黃色結(jié)晶性粉末美羅培南三水化合物(量98%)。精制收率為98%。母液中的丙酮精餾回收套用(濃度≥99%，回收率90%)，殘留物送至市政處理。序號(hào)工藝過(guò)程物料投料方式操作條件操作時(shí)間投料量控制方案固體：濕法進(jìn)料溫度：22-28℃1氫化液體：離心泵0.6MPa8h2391.077KgFRC固體：濕法進(jìn)料2過(guò)濾2391.077Kg液體：離心泵固體：濕法進(jìn)料3洗滌137.39Kg液體：離心泵FRC固體：濕法進(jìn)料4減壓蒸餾2488.697Kg液體：離心泵FRC5樹(shù)脂吸附洗滌固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵6h5439.937Kg序號(hào)工藝過(guò)程物料投料方式操作條件操作時(shí)間投料量控制方案固體：濕法進(jìn)料溫度：40℃固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵濃縮62固體：濕法進(jìn)料溫度：40℃固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵固體：濕法進(jìn)料液體：離心泵濃縮62h1981.75Kg液體：離心泵5228.87Kg析晶、過(guò)濾、洗滌、干燥溫度：40℃SV/Ax脫色過(guò)濾6.5h3112.1Kg析晶、過(guò)濾、洗滌、干燥8溫度：40℃9總時(shí)間：36h(1)物料投入方式液體物料選用離心泵進(jìn)料，并在物料進(jìn)入管道上增加流量指示控制儀表以計(jì)算投料量，便于計(jì)量物料投料量。固體物料如縮合物采用濕法進(jìn)料，事先把甲醇和四氫呋喃加入縮合物罐中，使其溶解，再通過(guò)離心泵加入反應(yīng)釜中。濕法進(jìn)料可避免固體物料進(jìn)料的缺點(diǎn)，更好的保護(hù)設(shè)備，以及防止粉塵等。氣體物料運(yùn)用其密度小的優(yōu)點(diǎn)直接進(jìn)料。(2)為了清洗方便，每個(gè)房間均加入自來(lái)水管和純化水管通入反應(yīng)釜中，以便在反應(yīng)完畢后清洗設(shè)備，真正達(dá)到無(wú)菌操作。(3)濃縮蒸出的異丙醇不應(yīng)排放到大氣中，先進(jìn)過(guò)冷卻再冷凝回收以供再次使用。(4)每個(gè)儲(chǔ)罐旁邊都加入換熱器，以防止溫度過(guò)高儲(chǔ)罐爆炸，使其過(guò)熱蒸發(fā)出的氣體迅速冷凝回流到設(shè)備中，減少危險(xiǎn)。(5)大孔樹(shù)脂由于單個(gè)體積過(guò)大，所以采用五個(gè)大孔樹(shù)脂并聯(lián)操作，減小高度，便于設(shè)計(jì)廠房。每個(gè)主體設(shè)備下方設(shè)一個(gè)中間罐，以便于穩(wěn)定生產(chǎn)，使反應(yīng)之間相互不受影響。(6)管道控制點(diǎn)的設(shè)置，氫化反應(yīng)釜、過(guò)濾機(jī)、濃縮釜、大孔樹(shù)脂、過(guò)濾洗滌干燥一體機(jī)、脫色釜和儲(chǔ)罐的物料或介質(zhì)的流入流出均設(shè)閥門(mén)控制。帶控制點(diǎn)的工藝流程圖詳見(jiàn)設(shè)計(jì)冊(cè)。FRC12濃縮69濃縮69溫度：40℃固體：濕法進(jìn)料溫度：40℃2h1981.75Kg液體：離心泵析晶、過(guò)濾、洗滌、干燥析晶、過(guò)濾、洗滌、干燥溫度：40℃SV/Ax5228.87Kg液體：離心泵脫色過(guò)濾83419.脫色過(guò)濾8液體：離心泵析晶、過(guò)濾、洗滌、干燥析晶、過(guò)濾、洗滌、干燥FRC溫度：40℃6.5h3112.1Kg液體：離心泵總時(shí)間：36h(1)物料投入方式液體物料選用離心泵進(jìn)料，并在物料進(jìn)入管道上增加流量指示控制儀表以計(jì)算投料量，便于計(jì)量物料投料量。固體物料如縮合物采用濕法進(jìn)料，事先把甲醇和四氫呋喃加入縮合物罐中，使其溶解，再通過(guò)離心泵加入反應(yīng)釜中。濕法進(jìn)料可避免固體物料進(jìn)料的缺點(diǎn)，更好的保護(hù)設(shè)備，以及防止粉塵等。氣體物料運(yùn)用其密度小的優(yōu)點(diǎn)直接進(jìn)料。(2(2)為了清洗方便，每個(gè)房間均加入自來(lái)水管和純化水管通入反應(yīng)釜中，以便在反應(yīng)完畢后清洗設(shè)備，真正達(dá)到無(wú)菌操作。(3)濃縮蒸出的異丙醇不應(yīng)排放到大氣中，先進(jìn)過(guò)冷卻再冷凝回收以供再次使用。(4)每個(gè)儲(chǔ)罐旁邊都加入換熱器，以防止溫度過(guò)高儲(chǔ)罐爆炸，使其過(guò)熱蒸發(fā)出的氣體迅速冷凝回流到設(shè)備中，減少危險(xiǎn)。(5)大孔樹(shù)脂由于單個(gè)體積過(guò)大，所以采用五個(gè)大孔樹(shù)脂并聯(lián)操作，減小高度，便于設(shè)計(jì)廠房。每個(gè)主體設(shè)備下方設(shè)一個(gè)中間罐，以便于穩(wěn)定生產(chǎn)，使反應(yīng)之間相互不受影響。(6)管道控制點(diǎn)的設(shè)置，氫化反應(yīng)釜、過(guò)濾機(jī)、濃縮釜、大孔樹(shù)脂、過(guò)濾洗滌干燥一體機(jī)、脫色釜和儲(chǔ)罐的物料或介質(zhì)的流入流出均設(shè)閥門(mén)控制。帶控制點(diǎn)的工藝流程圖詳見(jiàn)設(shè)計(jì)冊(cè)。設(shè)計(jì)思路：13序號(hào)產(chǎn)品名稱設(shè)計(jì)思路：13序號(hào)產(chǎn)品名稱生產(chǎn)天數(shù)(天)含量(%)1美羅培南24999根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知初設(shè)要求如下：(2)生產(chǎn)班次：兩班/三班、8小時(shí)/班。工序具體生產(chǎn)班制按操作周期確定。以達(dá)到生產(chǎn)任務(wù)為基礎(chǔ)，確定每批次生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)工藝，根據(jù)工藝合理安排車間生產(chǎn)、清潔、維護(hù)時(shí)間，以提高設(shè)備利用率并合理計(jì)劃生產(chǎn)制度。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。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。緊緊圍繞設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，考慮的主要原則為：(1)系統(tǒng)設(shè)備單元的配置僅考慮產(chǎn)品生產(chǎn)，以合成單元操作為基礎(chǔ)，充分考慮設(shè)備管道的通用性；(2)考慮化學(xué)反應(yīng)放大效應(yīng)，所有化學(xué)反應(yīng)器的體積不大于4000升。在仔細(xì)研讀任務(wù)書(shū)的前提下，我們決定找到生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵瓶頸步驟，確定該步驟的最大生產(chǎn)能力，以此進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和調(diào)整，以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模(表表3-1藥品生產(chǎn)能力度度根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知初設(shè)要求如下：(2)生產(chǎn)班次：兩班/三班、8小時(shí)/班。工序具體生產(chǎn)班制按操作周期確定。以達(dá)到生產(chǎn)任務(wù)為基礎(chǔ)，確定每批次生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)工藝，根據(jù)工藝合理安排車間生產(chǎn)、清潔、維護(hù)時(shí)間，以提高設(shè)備利用率并合理計(jì)劃生產(chǎn)制度。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。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。緊緊圍繞設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，考慮的主要原則為：(1)系統(tǒng)設(shè)備單元的配置僅考慮產(chǎn)品生產(chǎn)，以合成單元操作為基礎(chǔ)，充分考慮設(shè)備管道的通用性；(2)考慮化學(xué)反應(yīng)放大效應(yīng)，所有化學(xué)反應(yīng)器的體積不大于4000升。在仔細(xì)研讀任務(wù)書(shū)的前提下，我們決定找到生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵瓶頸步驟，確定該步驟的最大生產(chǎn)能力，以此進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和調(diào)整，以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模(表表3-1藥品生產(chǎn)能力序號(hào)產(chǎn)品名稱生產(chǎn)天數(shù)(天)含量(%)1美羅培南24999初步設(shè)計(jì)思路：13根據(jù)任務(wù)書(shū)可知，生產(chǎn)中許多物料的投料關(guān)系都是有大概比例的，我們首先以原料藥的反應(yīng)為出發(fā)點(diǎn)，選擇計(jì)算該原料藥用一個(gè)3500L反應(yīng)釜生產(chǎn)，結(jié)合物料衡算，粗略計(jì)算出該條件下該種原料藥每批次的產(chǎn)量，再根據(jù)產(chǎn)量計(jì)算達(dá)到生產(chǎn)規(guī)模時(shí)每種原料藥所需生產(chǎn)批次；再根據(jù)250天的年工作日安排確定反應(yīng)釜個(gè)數(shù)。最終設(shè)計(jì)思路：將初步設(shè)計(jì)思路的結(jié)果用到每一工序后，發(fā)現(xiàn)該種原料藥共用一套精制設(shè)備，而初步設(shè)計(jì)生產(chǎn)天數(shù)的結(jié)果不適用于精制工序生產(chǎn)能力，在反復(fù)調(diào)整盡量套用設(shè)備的基礎(chǔ)上使三個(gè)產(chǎn)品公用處理能力基本平衡，根據(jù)物種原料藥每日生產(chǎn)量(見(jiàn)下表3-1)，合理規(guī)劃生產(chǎn)裝置年工作時(shí)間及生產(chǎn)裝置主要設(shè)備要求。自動(dòng)控制的目標(biāo)是使生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到安全、平穩(wěn)、優(yōu)質(zhì)、高效，它是原料藥生產(chǎn)的重要組成部分，是工業(yè)生產(chǎn)得以穩(wěn)定有效進(jìn)行的基礎(chǔ)和保障。一套好的流程控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，起到提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、節(jié)約能源等作用，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天尤為重要。裝置工藝過(guò)程決定了必須隔離和集中操作和控制，所以，本設(shè)計(jì)擬采用當(dāng)今世界上可靠而先進(jìn)并且便于操作和編程的DCS系統(tǒng)在裝置中央控制室對(duì)整個(gè)裝置生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和自動(dòng)控制。主要的工藝參數(shù)中控室由DCS系統(tǒng)顯示和控制。不重要的工藝參數(shù)，其設(shè)定點(diǎn)不經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)，采用就地顯示和控制儀表。必須在現(xiàn)場(chǎng)操作和監(jiān)視的機(jī)組或設(shè)備，則在機(jī)組或設(shè)備附近的現(xiàn)場(chǎng)安裝儀表或操作盤(pán)。裝置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)主要包括工藝安全聯(lián)鎖和全裝置聯(lián)鎖，將由獨(dú)立于分散控制系統(tǒng)(DCS)完成。本車間中架層設(shè)備的釜底出料閥均采用電動(dòng)磁閥控制。根據(jù)本車間裝置的生產(chǎn)規(guī)模、流程特點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、工藝要求等特點(diǎn)，采用集中監(jiān)測(cè)、分散控制的模式。整個(gè)廠區(qū)的設(shè)備采用中控室集中控制、主(分)站PLC控制、就地手動(dòng)控制三級(jí)控制。分控制站主要是氫化反應(yīng)間的控制室。15工程整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)行自動(dòng)化控制，包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操縱和自動(dòng)控制等多方面的內(nèi)容。生產(chǎn)過(guò)程的控制和監(jiān)督系統(tǒng)包括生產(chǎn)過(guò)程的控制和監(jiān)督系統(tǒng)包括數(shù)字控制系統(tǒng)(DCS)，系統(tǒng)包括操作臺(tái)，通過(guò)總線系統(tǒng)與中央控制裝置連在一起。中央控制裝置與外圍的分系統(tǒng)連在一起，整個(gè)工廠生產(chǎn)有控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所有的相關(guān)參數(shù)都可控制、說(shuō)明和記錄。并可連鎖運(yùn)營(yíng)，能保證連續(xù)、高效、高質(zhì)量生產(chǎn)。本工程所設(shè)計(jì)的自動(dòng)操縱控制系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、重要設(shè)備進(jìn)行周期性操作，將生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)地投入運(yùn)行或自動(dòng)停車，從而極大減輕操作人員的重復(fù)體力勞動(dòng)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí)提高了工藝參數(shù)獲取的及時(shí)性。在實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中，當(dāng)某些工藝關(guān)鍵性參數(shù)受到外界干擾影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)操縱控制系統(tǒng)能自動(dòng)通過(guò)調(diào)節(jié)控制變量，調(diào)節(jié)參數(shù)回到設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，保障生產(chǎn)連續(xù)安全地進(jìn)行。為對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各種工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示和記錄，本廠設(shè)有大量檢測(cè)儀表，代替了操作人員對(duì)工藝參數(shù)的不斷人工觀察與記錄，節(jié)省了大量的人力與時(shí)間。同時(shí)，在自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)工藝參數(shù)超過(guò)了設(shè)定允許范圍，計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)自動(dòng)地發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，告誡操作人員注意，與此同時(shí)連鎖系統(tǒng)立即采取應(yīng)急措施，打開(kāi)安全閥或切斷某些管道，必要時(shí)緊急停車，以防事故的發(fā)生和擴(kuò)大，最大限度的保護(hù)操作人員的安全。反應(yīng)釜溫度控制：設(shè)有溫度檢測(cè)和報(bào)警儀表，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)報(bào)警，通過(guò)溫度檢測(cè)儀表與對(duì)蒸汽與冷凝水的流量控制儀表的串級(jí)連接來(lái)控制反應(yīng)釜內(nèi)的溫度。頂部壓力控制：反應(yīng)釜頂部設(shè)有壓力監(jiān)控儀表與安全閥，壓力過(guò)高會(huì)自動(dòng)泄壓；并設(shè)有壓力高低限報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)的壓力不在壓力控制范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)以發(fā)出警報(bào)的形式通知控制人員。對(duì)于氫化反應(yīng)釜，因?yàn)樯婕暗揭妆瑲怏w氫氣，所以在罐體上部安裝有冷凝水的噴灑裝置，一旦出現(xiàn)緊急情況，不管是壓力過(guò)高還是溫度過(guò)高報(bào)警，DCS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制冷凝水的輸出，做到足夠的安全措施。底部出料，也是由液位的高低來(lái)控制，包括廢液的排放，也不能直接開(kāi)閥放液，必須要根據(jù)液位的高低以及罐內(nèi)的壓力大小開(kāi)閥門(mén)，通過(guò)一系列的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，作用于氣開(kāi)式閥門(mén)，嚴(yán)格控制料液的出釜流量。16液位控制：各類設(shè)備均需控制液位，因此底部設(shè)有液位控制儀表。壓力控制：頂部設(shè)有壓力控制儀表，在加壓過(guò)濾機(jī)上配有壓力記錄儀表，并能傳送信息至控制室，首先通過(guò)壓力報(bào)警儀表，萬(wàn)一壓力過(guò)高并且無(wú)法調(diào)控，會(huì)立馬報(bào)警，使加氮管道關(guān)閉，對(duì)于在可允許壓力變動(dòng)數(shù)值內(nèi)，將信息傳送給控制室內(nèi)的PIC壓力顯示控制，再將數(shù)值傳遞給控制室內(nèi)的流量顯示控制報(bào)警儀表，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算得出可控制壓力大小的氣體流量大小，壓力過(guò)高，閥門(mén)開(kāi)小，壓力過(guò)低，閥門(mén)開(kāi)大?？偠灾?，通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)，可根據(jù)罐內(nèi)壓力的高低來(lái)控制氮?dú)鈿鈩?dòng)閥門(mén)的開(kāi)度，進(jìn)而來(lái)控制罐內(nèi)壓力；并設(shè)有安全閥，壓力過(guò)高會(huì)自動(dòng)泄壓。溫度控制：裝置上配備溫度監(jiān)控儀表，相似與壓力的控制，溫度相對(duì)高蒸汽閥門(mén)會(huì)開(kāi)小，溫度相對(duì)低，蒸汽閥門(mén)會(huì)開(kāi)大，在類似于三合一設(shè)備的分離裝置中，罐體上裝有顯示儀表，通過(guò)溫度轉(zhuǎn)換器輸入到控制室里的溫度顯示控制報(bào)警裝置，一旦溫度溫度過(guò)高無(wú)法調(diào)節(jié)，立馬報(bào)警緊急停車，在可控范圍內(nèi)的溫度，溫度顯示控制儀對(duì)蒸汽的流量顯示控制報(bào)警裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，同樣是負(fù)反饋調(diào)節(jié)，這是通過(guò)蒸汽流量來(lái)控制溫度，當(dāng)然在溫度要求比較小時(shí)可通過(guò)對(duì)冷凝水的流量調(diào)節(jié)來(lái)控制溫度。液位控制：各類設(shè)備均需控制罐內(nèi)的液位，因此底部設(shè)有液位控制儀表。壓力控制：頂部設(shè)有壓力控制儀表，控制閥可根據(jù)罐內(nèi)壓力的高低來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)度，來(lái)控制罐內(nèi)壓力；并設(shè)有安全閥，壓力過(guò)高會(huì)自動(dòng)泄壓。氣體流量控制：設(shè)備的壓力用壓力轉(zhuǎn)換器傳到控制室，壓力過(guò)高，有報(bào)警系統(tǒng)，壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)，通過(guò)計(jì)算，進(jìn)行調(diào)整。國(guó)內(nèi)權(quán)威專著《藥品生產(chǎn)驗(yàn)證指南》中對(duì)在線清洗的解釋為：系統(tǒng)或較大型的設(shè)備、管線、系統(tǒng)，在原安裝位置不作拆卸及移動(dòng)條件下的清潔工作。CIP系統(tǒng)裝置主要包括清洗劑及滅菌劑的儲(chǔ)罐、輸送泵、回收泵、管道和各種控制閥門(mén)及清洗噴頭。清洗液儲(chǔ)罐均裝有0-100℃溫度傳感器和蒸汽加熱17裝置；另外，CIP清洗系統(tǒng)中還應(yīng)配1套子系統(tǒng)：加堿罐、加酸罐和加消毒劑罐，其作用是通過(guò)微機(jī)在線檢測(cè)儀的電導(dǎo)率測(cè)定，自動(dòng)控制流量泵來(lái)補(bǔ)充酸、堿量，及時(shí)調(diào)整堿罐、酸罐的清洗液濃度，并及時(shí)補(bǔ)充清洗過(guò)程中酸堿的消耗，保證大罐的清洗液的有效濃度。當(dāng)CIP清洗站工作時(shí)，按照預(yù)先設(shè)定的程序用送液泵把清洗液泵入要清洗的管道和設(shè)備，再用回液泵把清洗后的洗液送回到清洗液儲(chǔ)罐。在清洗過(guò)程中，清洗液的濃度被稀釋，可通過(guò)清洗液補(bǔ)給裝置添加相應(yīng)的高濃度介質(zhì)，調(diào)節(jié)清洗液的濃度。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程，配液系統(tǒng)的CIP步驟大致如下：菌空氣的流量為0.2m3/min，時(shí)間控制在3min。這樣做的目的是盡量減少工藝過(guò)程殘留液體，用來(lái)降低清洗的負(fù)荷工作2.使用純化水清洗一次，純化水在管道中運(yùn)行的速度為2m/s，總共通水10min。這是對(duì)與管道內(nèi)表面和罐體的表面進(jìn)行一次粗清洗；3.使用無(wú)菌空氣進(jìn)行第二次吹洗，無(wú)菌空氣的流量為0.2m3/min，時(shí)間控制在3min。減少第二步的殘留的液體，提高清洗效果。4.使用堿液進(jìn)行清洗，堿液的濃度為3-4mol/L，清洗時(shí)堿液在管道中的流速控制在2m/s，時(shí)間為15min。在進(jìn)行這一步驟時(shí)，為了能夠?qū)υO(shè)備清洗徹底，應(yīng)該是堿液對(duì)設(shè)備浸泡5min。這樣做的目的是將工藝過(guò)程中殘留的液體用堿洗除為。5.使用酸液進(jìn)行清洗，酸液濃度控制在1-2mol/L，清洗時(shí)酸液在管道中運(yùn)行的速度為2m/s，時(shí)間為15min，同時(shí)為了更好的對(duì)堿液進(jìn)行綜合，酸液應(yīng)該5min浸泡。6.使用無(wú)菌空氣進(jìn)行第三次吹洗，無(wú)菌空氣的流量為0.2m3/min，時(shí)間控制在3min。減少第四步的殘留的液體，提高下道工序的注射用水的置換效率。7.使用溫度為80℃的純化水進(jìn)行漂洗。為了防止對(duì)于某些地方不能清洗到，因此預(yù)先使用純化水進(jìn)行浸泡預(yù)處理。通入注射水時(shí)水流在管道內(nèi)部流速8.使用無(wú)菌空氣進(jìn)行第四次吹洗，無(wú)菌空氣的流量為0.2m3/min，時(shí)間控制在3min，將設(shè)備吹干。18在原料藥生產(chǎn)車間中有很多有毒和腐蝕性物質(zhì)，有的可以透皮吸收，對(duì)人體造成傷害，為了工人的身體健康，在工作時(shí)必須穿防護(hù)服。基本的OSHA標(biāo)準(zhǔn)要求四級(jí)保護(hù)：LevelA--表示最大的危險(xiǎn)程度：對(duì)人的呼吸、眼睛或皮膚造成傷害。A級(jí)防護(hù)服的配置配有最高級(jí)別的呼吸及皮膚眼睛防護(hù)，供呼吸所需的氣體(SCBA或氣體管道)全壓縮型的化學(xué)防護(hù)服內(nèi)部和外部抗化學(xué)物手套抗化學(xué)物長(zhǎng)靴堅(jiān)固的帽子。LevelB--表示環(huán)境要求最高的呼吸保護(hù)，但對(duì)皮膚無(wú)害或不經(jīng)皮膚吸收B級(jí)防護(hù)服的配置，與A級(jí)同樣的呼吸防護(hù)，加有頭罩的化學(xué)防護(hù)服，但對(duì)皮膚防護(hù)要求不高，可防化學(xué)物飛濺即可，其他配置同A級(jí)相同。LevelC--表示化學(xué)污染物不會(huì)對(duì)暴露的皮膚及呼吸造成損害。C級(jí)防護(hù)服的配置無(wú)呼吸防護(hù)輕微皮膚防護(hù)，化學(xué)手套、化學(xué)長(zhǎng)靴、安全眼鏡或風(fēng)鏡、堅(jiān)固的帽子。D級(jí)防護(hù)服–屬于一次性防護(hù)服(例：實(shí)驗(yàn)室)總結(jié)：A、B、C、D四級(jí)是根據(jù)危險(xiǎn)級(jí)別的不同配備相應(yīng)級(jí)別的防護(hù)裝備。根據(jù)我們的車間平面布置：一樓主要為一般生產(chǎn)區(qū)、潔凈區(qū)、制水間、空調(diào)室，二樓為主反應(yīng)釜區(qū)、配液區(qū)。一樓潔凈區(qū)和制水間是整個(gè)車間里面最安全的區(qū)域，所以不用穿防護(hù)服，但是要穿特定的服裝，即潔凈服；在一般生產(chǎn)區(qū)，如在減壓濃縮的時(shí)候，會(huì)有甲醇、四氫呋喃、異丙醇等氣體的溢出，具有腐蝕性，要求穿防護(hù)服，所以選擇A級(jí)防護(hù)服。二樓為主反應(yīng)釜區(qū)及配液區(qū)，在主反應(yīng)釜區(qū)許多反應(yīng)物都有揮發(fā)性，如丙酮等，而且人吸入后會(huì)對(duì)人身體造成傷害；且在配液區(qū)，工人在配置一些溶液的時(shí)候，會(huì)存在溶液漏出的情況，而且在稱取一些固體原料時(shí)，如氫氧化鈉等具有腐蝕性，所以對(duì)防護(hù)服的要求也很高，因此工人在此層車間工作的時(shí)候要穿A級(jí)防護(hù)服。生產(chǎn)班制的安排是根據(jù)各工段連續(xù)性安排采用不同班制，具體的生產(chǎn)崗位時(shí)間安排表如附表所示表3-2生產(chǎn)班制安排表產(chǎn)品生產(chǎn)班制美羅培南氫化過(guò)濾洗滌減壓蒸餾樹(shù)脂吸附洗滌濃縮析晶、過(guò)濾、干燥脫色過(guò)濾析晶、過(guò)濾、洗滌美羅培南原料藥按間歇式生產(chǎn)19美羅培南原料藥按間歇式生產(chǎn)生產(chǎn)班制的安排是根據(jù)各工段連續(xù)性安排采用不同班制，具體的生產(chǎn)崗位時(shí)間安排表如附表所示表3-2生產(chǎn)班制安排表產(chǎn)品生產(chǎn)班制美羅培南氫化過(guò)濾洗滌減壓蒸餾樹(shù)脂吸附洗滌濃縮析晶、過(guò)濾、干燥脫色過(guò)濾析晶、過(guò)濾、洗滌19物物料衡算是醫(yī)藥工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。根據(jù)所需要設(shè)計(jì)項(xiàng)目的年產(chǎn)量，通過(guò)對(duì)全過(guò)程或者單元操作的物料衡算，可以得到單耗、副產(chǎn)品量、輸出過(guò)程物料損耗量以及“三廢”生成量等，使設(shè)計(jì)由定性轉(zhuǎn)向定量。物料衡算中相關(guān)單位：物料衡算中相關(guān)單位：質(zhì)量(kg)、體積(L)一、工藝收率及所用原料的物性工作參數(shù)結(jié)合工藝過(guò)程、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，工藝收率及所用原料的物性工作參數(shù)見(jiàn)表4-1。表4-1各工段的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)第四章物料衡算20步驟收率原輔料分子量質(zhì)量比質(zhì)量含量密度(g/cm3)氫化還原縮合物四氫呋喃啉)丙磺酸鈀炭氫氣配制緩沖溶液的純化水21適量110.889*1041過(guò)濾1啉)丙磺酸配制緩沖溶液洗滌減壓蒸餾樹(shù)脂吸附洗脫析晶過(guò)濾干燥脫色處理析晶過(guò)濾洗滌111的純化水美羅培南三水化合物濃縮液純化水異丙醇丙酮注射水活性炭丙酮適量11111物物料衡算是醫(yī)藥工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。根據(jù)所需要設(shè)計(jì)項(xiàng)目的年產(chǎn)量，通過(guò)對(duì)全過(guò)程或者單元操作的物料衡算，可以得到單耗、副產(chǎn)品量、輸出過(guò)程物料損耗量以及“三廢”生成量等，使設(shè)計(jì)由定性轉(zhuǎn)向定量。物料衡算中相關(guān)單位：物料衡算中相關(guān)單位：質(zhì)量(kg)、體積(L)第四章物料衡算一、工藝收率及所用原料的物性工作參數(shù)結(jié)合工藝過(guò)程、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，工藝收率及所用原料的物性工作參數(shù)見(jiàn)表4-1。表4-1各工段的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)步驟收率原輔料分子量質(zhì)量比質(zhì)量含量密度(g/cm3)氫化還原縮合物四氫呋喃啉)丙磺酸鈀炭氫氣配制緩沖溶液的純化水21適量110.889*1041過(guò)濾1啉)丙磺酸配制緩沖溶液洗滌減壓蒸餾樹(shù)脂吸附洗脫析晶過(guò)濾干燥脫色處理析晶過(guò)濾洗滌111的純化水美羅培南三水化合物濃縮液純化水異丙醇丙酮注射水活性炭丙酮適量11111201.美羅培南實(shí)際日生產(chǎn)量=美羅培南年產(chǎn)量/(工作日-1)=1.美羅培南實(shí)際日生產(chǎn)量=美羅培南年產(chǎn)量/(工作日-1)=100.40kg美羅培南實(shí)際純品日生產(chǎn)量=美羅培南實(shí)際日生產(chǎn)量*純度=99.40kg美羅培南中雜質(zhì)量=美羅培南日生產(chǎn)量-美羅培南純品日生產(chǎn)量=1kg9批91kg還原工序:(氫化反應(yīng):95%樹(shù)脂吸附洗脫：95%析晶：98%)精制工序：98%總收率=單程收率=氫化還原工段總收率*精制工序工段總收率*粉碎包裝工段總收率=86.5%根據(jù)計(jì)算，年產(chǎn)量及工作日見(jiàn)表4-2所示：表4-2年產(chǎn)量及工作日年產(chǎn)量(kg)工作日實(shí)際生產(chǎn)純品美羅培南(kg)理論生產(chǎn)純品美羅培南(kg)25000249一、氫化反應(yīng)工段物料衡算(1)純縮合物投料量=日產(chǎn)量美羅培南*縮合物分子量/美羅培南的分子量38=1.85kgg1.美羅培南實(shí)際日生產(chǎn)量=美羅培南年產(chǎn)量/(工作日-1)=100.40kg美羅培南實(shí)際純品日生產(chǎn)量=美羅培南實(shí)際日生產(chǎn)量*純度=99.40kg美羅培南中雜質(zhì)量=美羅培南日生產(chǎn)量-美羅培南純品日生產(chǎn)量=1kg9批91kg還原工序:(氫化反應(yīng):95%樹(shù)脂吸附洗脫：95%析晶：98%)精制工序：98%總收率=單程收率=氫化還原工段總收率*精制工序工段總收率*粉碎包裝工段總收率=86.5%根據(jù)計(jì)算，年產(chǎn)量及工作日見(jiàn)表4-2所示：表4-2年產(chǎn)量及工作日年產(chǎn)量(kg)工作日實(shí)際生產(chǎn)純品美羅培南(kg)理論生產(chǎn)純品美羅培南(kg)25000249一、氫化反應(yīng)工段物料衡算(1)純縮合物投料量=日產(chǎn)量美羅培南*縮合物分子量/美羅培南的分子量38=1.85kgg22(4)3-(N-嗎啡啉)丙磺酸投料量：縮合物的投料量*投量比N*0.99=21.46kg3-(N-嗎啡啉)丙磺酸中雜質(zhì)量=丙磺酸投料量-丙磺酸投料量純品=21.67-(7)配制緩沖液用的水量：緩沖液純品投料量/緩沖液的分子式/緩沖液的質(zhì)量摩(1)縮合物的反應(yīng)量=縮合物純品投料量*氫化轉(zhuǎn)化率=183.38*95%=174.21kg.17kg(2)二氧化碳生成量=縮合物的反應(yīng)量*二氧化碳的分子量/縮合物的分子量(5)3-(N-嗎啡林)丙磺酸出料量=3-(N-嗎啡林)丙磺酸純品投料量=21.46kg氫氣反應(yīng)量：縮合物的反應(yīng)量*氫氣的分子量*物質(zhì)的量/縮合物的分子量(7)美羅培南三水化合物生成量=縮合物的反應(yīng)量*美羅培南三水化合物/縮合物(8)對(duì)氨甲基甲苯生成量=縮合物的反應(yīng)量*對(duì)氨甲基甲苯/縮合物的分子量(9)水生成量=縮合物反應(yīng)量*水的分子量/縮合物的分子量(9)水生成量=縮合物反應(yīng)量*水的分子量/縮合物的分子量的水：1025.52kg(11)氫化反應(yīng)工段總雜質(zhì)量=縮合物中雜質(zhì)量+四氫呋喃中雜質(zhì)量+甲醇中雜質(zhì)量+3-(N-嗎啡林)丙磺酸中雜質(zhì)量+氫氣中雜質(zhì)量=24.751kg氫化還原工段進(jìn)出料平衡通過(guò)計(jì)算，氫化還原工段各種物料進(jìn)出料見(jiàn)表表4-3氫化還原進(jìn)出料平衡進(jìn)出料名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量縮合物縮合物殘留量氫氣雜質(zhì)鈀炭廢水四氫呋喃二氧化碳?xì)錃?-N(嗎菲3-N(嗎菲丙磺酸緩沖丙磺酸緩沖液液純化水四氫呋喃美羅培南三水化合物對(duì)氨甲基甲苯鈀炭合計(jì)1合計(jì)1三、過(guò)濾工段的物料平衡23(9)水生成量=縮合物反應(yīng)量*水的分子量/縮合物的分子量的水：1025.52kg(11)氫化反應(yīng)工段總雜質(zhì)量=縮合物中雜質(zhì)量+四氫呋喃中雜質(zhì)量+甲醇中雜質(zhì)量+3-(N-嗎啡林)丙磺酸中雜質(zhì)量+氫氣中雜質(zhì)量=24.751kg氫化還原工段進(jìn)出料平衡通過(guò)計(jì)算，氫化還原工段各種物料進(jìn)出料見(jiàn)表表4-3氫化還原進(jìn)出料平衡進(jìn)出料名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量縮合物縮合物殘留量氫氣雜質(zhì)鈀炭廢水四氫呋喃二氧化碳?xì)錃?-N(嗎菲3-N(嗎菲丙磺酸緩沖丙磺酸緩沖液液純化水四氫呋喃美羅培南三水化合物對(duì)氨甲基甲苯鈀炭合計(jì)1合計(jì)1三、過(guò)濾工段的物料平衡23總出料量-濾渣量=2369.827kg通過(guò)計(jì)算，過(guò)濾工段的各種物料進(jìn)出料見(jiàn)表表4-4過(guò)濾工段進(jìn)出料平衡24進(jìn)料物名出料物名稱縮合物殘質(zhì)量/kg含量稱質(zhì)量/kg含量留量鈀炭雜質(zhì)濾渣美羅培南縮合物殘廢水留量二氧化碳雜質(zhì)氫氣3-N(嗎菲廢水丙磺酸緩二氧化碳沖液氫氣3-N(嗎菲四氫呋喃丙磺酸緩沖液美羅培南三水化合四氫呋喃物對(duì)氨甲基美羅培南三水化合鈀炭合計(jì)濾液物對(duì)氨甲基1合計(jì)13-(N-嗎啡林)丙磺酸雜質(zhì)=丙磺酸投料量-丙磺酸投料量純品=2.41-總出料量-濾渣量=2369.827kg通過(guò)計(jì)算，過(guò)濾工段的各種物料進(jìn)出料見(jiàn)表表4-4過(guò)濾工段進(jìn)出料平衡進(jìn)料物名出料物名稱縮合物殘質(zhì)量/kg含量稱質(zhì)量/kg含量留量鈀炭雜質(zhì)濾渣美羅培南縮合物殘廢水留量二氧化碳雜質(zhì)氫氣3-N(嗎菲廢水丙磺酸緩二氧化碳沖液氫氣3-N(嗎菲四氫呋喃丙磺酸緩沖液美羅培南三水化合四氫呋喃物對(duì)氨甲基美羅培南三水化合鈀炭合計(jì)濾液物對(duì)氨甲基1合計(jì)13-(N-嗎啡林)丙磺酸雜質(zhì)=丙磺酸投料量-丙磺酸投料量純品=2.41-24(2)配置緩沖液所用水量：緩沖液投料量純品/緩沖液的分子量/緩沖液的質(zhì)(2)配置緩沖液所用水量：緩沖液投料量純品/緩沖液的分子量/緩沖液的質(zhì)(2)美羅培南三水化合物(殘留在濾渣中)：2.73kg(3)3-(N-嗎啡林)丙磺酸=丙磺酸投料量純品=2.38kg通過(guò)計(jì)算，洗滌工段的各種物料進(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含量濾渣廢鈀炭3-N(嗎菲啉)丙磺酸緩沖液雜質(zhì)廢水0配制緩沖液所用水美羅培南三水化合物3-N(嗎啡丙磺酸緩沖液合計(jì)1合計(jì)1表4-5洗滌工段進(jìn)出料平衡25五、減壓蒸餾工段進(jìn)出料平衡蒸出(1)四氫呋喃=967.53kg(3)美羅培南三水化合物濃縮液:1377.767kg通過(guò)計(jì)算，減壓蒸餾工段的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表表4-6減壓蒸餾進(jìn)出料平衡(2)配置緩沖液所用水量：緩沖液投料量純品/緩沖液的分子量/緩沖液的質(zhì)(2)美羅培南三水化合物(殘留在濾渣中)：2.73kg(3)3-(N-嗎啡林)丙磺酸=丙磺酸投料量純品=2.38kg通過(guò)計(jì)算，洗滌工段的各種物料進(jìn)出料平衡表4-5洗滌工段進(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含量濾渣廢鈀炭3-N(嗎菲啉)丙磺酸緩沖液雜質(zhì)廢水0配制緩沖液所用水美羅培南三水化合物3-N(嗎啡丙磺酸緩沖液合計(jì)1合計(jì)1五、減壓蒸餾工段進(jìn)出料平衡蒸出(1)四氫呋喃=967.53kg(3)美羅培南三水化合物濃縮液:1377.767kg通過(guò)計(jì)算，減壓蒸餾工段的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表表4-6減壓蒸餾進(jìn)出料平衡25進(jìn)料物名稱質(zhì)量/進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量縮合物殘留量雜質(zhì)四氫呋喃餾出液廢水濃縮液美羅培南三水化二氧化碳合物濃縮液氫氣3-N(嗎菲啉)丙磺酸緩沖液四氫呋喃美羅培南三水化合物對(duì)氨甲基甲苯廢鈀炭雜質(zhì)0廢水美羅培南三水化合物3-N(嗎啡啉)丙磺酸緩沖液合計(jì)1合計(jì)126六、樹(shù)脂吸附洗脫1)美羅培南濃縮液含量=1377.767kg進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量縮合物殘留量雜質(zhì)四氫呋喃餾出液廢水濃縮液美羅培南三水化二氧化碳合物濃縮液氫氣3-N(嗎菲啉)丙磺酸緩沖液四氫呋喃美羅培南三水化合物對(duì)氨甲基甲苯廢鈀炭雜質(zhì)0廢水美羅培南三水化合物3-N(嗎啡啉)丙磺酸緩沖液合計(jì)1合計(jì)1六、樹(shù)脂吸附洗脫1)美羅培南濃縮液含量=1377.767kg6/70/10^3=1560.57L)26進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量美羅培南三水美羅培南三水化合物濃縮液化合物濃縮液純化水異丙醇異丙醇異丙醇中雜質(zhì)0廢水雜質(zhì)合計(jì)1合計(jì)1(2)異丙醇=異丙醇純品投料量=112.54kg63.13kg通過(guò)計(jì)算，樹(shù)脂吸附洗脫工段的各種物料進(jìn)出料，見(jiàn)表表4-7樹(shù)脂吸附洗脫進(jìn)出料七、蒸除異丙醇(1)美羅培南三水化合物進(jìn)料量=103.78kg(1)美羅培南三水化合物出料量=美羅培南三水化合物進(jìn)料量=103.78kg63.13kg27(2)異丙醇=異丙醇純品投料量=112.54kg63.13kg通過(guò)計(jì)算，樹(shù)脂吸附洗脫工段的各種物料進(jìn)出料，見(jiàn)表表4-7樹(shù)脂吸附洗脫進(jìn)出料進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量美羅培南三水美羅培南三水化合物濃縮液化合物濃縮液純化水異丙醇異丙醇異丙醇中雜質(zhì)0廢水雜質(zhì)合計(jì)1合計(jì)1七、蒸除異丙醇(1)美羅培南三水化合物進(jìn)料量=103.78kg(1)美羅培南三水化合物出料量=美羅培南三水化合物進(jìn)料量=103.78kg63.13kg27(4)蒸除的異丙醇=異丙醇進(jìn)料量=112.54kg通過(guò)計(jì)算，蒸除異丙醇的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表3.78kg=24.86kg63.13kg通過(guò)計(jì)算，析晶過(guò)濾干燥的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表4-9。進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量美羅培南美羅培南三水化合物三水化合物水水雜質(zhì)雜質(zhì)異丙醇異丙醇合計(jì)1合計(jì)1表4-8蒸除異丙醇進(jìn)出量平衡28(4)蒸除的異丙醇=異丙醇進(jìn)料量=112.54kg通過(guò)計(jì)算，蒸除異丙醇的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表表4-8蒸除異丙醇進(jìn)出量平衡進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量美羅培南美羅培南三水化合物三水化合物水水雜質(zhì)雜質(zhì)異丙醇異丙醇合計(jì)1合計(jì)13.78kg=24.86kg63.13kg通過(guò)計(jì)算，析晶過(guò)濾干燥的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表4-9。28表4-9吸晶過(guò)濾干燥的進(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表4-9吸晶過(guò)濾干燥的進(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含量美羅培南美羅培南三水化合物三水化合物丙酮雜質(zhì)水丙酮雜質(zhì)0損耗美羅培南0揮發(fā)的丙酮水合計(jì)1合計(jì)1出料物名稱一、脫色過(guò)濾g2.出料量濾液(1)注射水出料量=進(jìn)料量=3308.21kg通過(guò)計(jì)算，脫色過(guò)濾工段的各種物料進(jìn)出料，見(jiàn)表4-10。質(zhì)量/kg表4-10脫色過(guò)濾工段進(jìn)出料平衡質(zhì)量/kg進(jìn)料物名稱含量含量美羅培南粗品注射水濾液美羅培南粗品注射水29表4-9吸晶過(guò)濾干燥的進(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含量美羅培南美羅培南三水化合物三水化合物丙酮雜質(zhì)水丙酮雜質(zhì)0損耗美羅培南0揮發(fā)的丙酮水合計(jì)1合計(jì)1一、脫色過(guò)濾g2.出料量濾液(1)注射水出料量=進(jìn)料量=3308.21kg通過(guò)計(jì)算，脫色過(guò)濾工段的各種物料進(jìn)出料，見(jiàn)表4-10。表4-10脫色過(guò)濾工段進(jìn)出料平衡質(zhì)量/kg含量質(zhì)量/質(zhì)量/kg含量質(zhì)量/kg含量出料物名稱濾液美羅培南粗品注射水濾液美羅培南粗品注射水品注射水29活性炭1活性炭活性炭1活性炭合計(jì)合計(jì)濾渣1丙酮中雜質(zhì)美羅培南三水化合物濾液{(2)注射水量=3308.21kg(3)美羅培南三水化合物粗品量=101.70kg}g通過(guò)計(jì)算，析晶過(guò)濾洗滌工段的各種物料進(jìn)出料，見(jiàn)表4-11。表4-11析晶過(guò)濾洗滌工段進(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含量丙酮注射水美羅培南三水30活性炭1活性炭11濾渣合計(jì)合計(jì)濾液{(2)注射水量=3308.21kg(3)美羅培南三水化合物粗品量=101.70kg}g通過(guò)計(jì)算，析晶過(guò)濾洗滌工段的各種物料進(jìn)出料，見(jiàn)表4-11。表4-11析晶過(guò)濾洗滌工段進(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含量丙酮丙酮美羅培南三水化合美羅培南三水化合物美羅培南三水30合計(jì)5228.合計(jì)5228.871合計(jì)5228.871四、粉碎包裝三、溶劑回收含量=丙酮進(jìn)料量*回收率=2716.92*90%=2445.228kg通過(guò)計(jì)算，溶液回收的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表4-12。表4-12溶液回收進(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含量丙酮1回收液廢液合計(jì)1合計(jì)1當(dāng)內(nèi)能、動(dòng)能、勢(shì)能的變化量可以忽略且無(wú)軸功時(shí)，根據(jù)能量守恒定律可得出熱量平衡方程式：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6中，Q1———物料帶入設(shè)備的熱量，kJ;Q2———加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或物料的熱量，kJ;化合物粗品化合物粗品化合物粗品注射水丙酮損耗量注射水丙酮損耗量丙酮?dú)怏w損耗量丙酮損耗量丙酮?dú)怏w損耗量合計(jì)5228.871合計(jì)5228.871三、溶劑回收含量=丙酮進(jìn)料量*回收率=2716.92*90%=2445.228kg通過(guò)計(jì)算，溶液回收的各種物料進(jìn)出量，見(jiàn)表4-12。表4-12溶液回收進(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含量丙酮1回收液廢液合計(jì)1合計(jì)1四、粉碎包裝當(dāng)內(nèi)能、動(dòng)能、勢(shì)能的變化量可以忽略且無(wú)軸功時(shí)，根據(jù)能量守恒定律可得出熱量平衡方程式：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6中，Q1———物料帶入設(shè)備的熱量，kJ;Q2———加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或物料的熱量，kJ;32Q3———過(guò)程熱效應(yīng)(吸熱為負(fù)，放熱為正)，kJ;Q4———物料離開(kāi)設(shè)備所帶走的熱量，kJ;Q5———加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量，kJ;Q6———設(shè)備向環(huán)境散失的熱量，kJ.計(jì)算(1)氣體的比熱容理想氣體的定壓比熱容：Cp=4.187*(2n+3)/Mn———化合物分子中原子個(gè)數(shù)；M———化合物的摩爾質(zhì)量，kg/kmol;體比熱容等溫壓強(qiáng)校正表得，實(shí)際氣體與理想氣體的定壓比熱容之差△Cp=27(2)固體的比熱容CiAA為原子摩爾質(zhì)量，kg/kmol;為各原子的比熱容表5-1各原子的比熱容CHO46N26S(3)液體的比熱容對(duì)有機(jī)化合物的比熱容：Cp=∑(ni*Ci)/M式中，ni為分子中i種基團(tuán)的個(gè)數(shù)；Ci為基團(tuán)的摩爾熱容，J/(mol*℃)d.美羅培南三水化合物的比熱容：g33表5-2基團(tuán)摩爾熱熔單位：J/(mol*℃)基團(tuán)溫度25℃—CH341.7—CH2—28.3—CH—24.9—O—29.743.5—OH—44CHO46N26S(3)液體的比熱容對(duì)有機(jī)化合物的比熱容：Cp=∑(ni*Ci)/M式中，ni為分子中i種基團(tuán)的個(gè)數(shù)；Ci為基團(tuán)的摩爾熱容，J/(mol*℃)表5-2基團(tuán)摩爾熱熔單位：J/(mol*℃)基團(tuán)溫度25℃—CH341.7—CH2—28.3—CH—24.9—O—29.743.5—OH—44d.美羅培南三水化合物的比熱容：g33溶質(zhì)是固態(tài)時(shí)，溶解熱為其熔融熱，即:溶質(zhì)是固態(tài)時(shí)，溶解熱為其熔融熱，即:Jkg首先有機(jī)物燃燒熱的估算：對(duì)復(fù)雜的有機(jī)物，Qc=109.07*n+∑k△式中，k為分子中同樣取代基的數(shù)目；△為取代基和鍵的熱量校正值；n為化合物在燃燒時(shí)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。n=2*(需要的氧數(shù)-化合物中已有的氧數(shù))；對(duì)熱量校正值，可查表5-3。34表5-3卡拉奇公式中的熱量校正值取代基合建的性質(zhì)結(jié)構(gòu)式熱量校正值⊿/(kJ/mol)乙烯鍵C＝C(順式)C＝C(反式)69.154.4脂族或芳族的酮基(Ar)R—CO—R(Ar)27.2仲型脂基與烴基之間的鍵R2CH—OH27.2羧基—COOH41.2脂肪族的酯R—COOR69.036脂族仲胺R—NH—R81.6脂肪叔胺R3N108.8a.縮合物的電子轉(zhuǎn)移數(shù)：n=2*(2*32+1/2*34+5*2+2-11)=104b.美羅培南三水化合物的電子轉(zhuǎn)移數(shù)：n=2*(2*17+1/2*31+2*3+2-8)=99美羅培南三水化合物的燃燒熱：cn+2)=41由以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算得，該反應(yīng)的反應(yīng)熱：溶質(zhì)是固態(tài)時(shí)，溶解熱為其熔融熱，即:KJkg首先有機(jī)物燃燒熱的估算：對(duì)復(fù)雜的有機(jī)物，Qc=109.07*n+∑k△式中，k為分子中同樣取代基的數(shù)目；△為取代基和鍵的熱量校正值；n為化合物在燃燒時(shí)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。n=2*(需要的氧數(shù)-化合物中已有的氧數(shù))；對(duì)熱量校正值，可查表5-3。表5-3卡拉奇公式中的熱量校正值取代基合建的性質(zhì)結(jié)構(gòu)式熱量校正值⊿/(kJ/mol)乙烯鍵C＝C(順式)C＝C(反式)69.154.4脂族或芳族的酮基(Ar)R—CO—R(Ar)27.2仲型脂基與烴基之間的鍵R2CH—OH27.2羧基—COOH41.2脂肪族的酯R—COOR69.036脂族仲胺R—NH—R81.6脂肪叔胺R3N108.8a.縮合物的電子轉(zhuǎn)移數(shù)：n=2*(2*32+1/2*34+5*2+2-11)=104b.美羅培南三水化合物的電子轉(zhuǎn)移數(shù)：n=2*(2*17+1/2*31+2*3+2-8)=99美羅培南三水化合物的燃燒熱：cn+2)=41由以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算得，該反應(yīng)的反應(yīng)熱：3435b.甲醇的汽化潛熱：-1109KJ/kgc.丙酮的汽化潛熱：-524KJ/kgd.四氫呋喃的汽化潛熱：-410KJ/kg5.2操作單元熱量衡算一、氫化反應(yīng)的熱量衡算Q206KJQ4=Q4(二氧化碳)+Q4(美羅培南三水化合物)+Q4(對(duì)氨基甲苯)+Q4(水生成量)+Q4(縮合物殘留量)+Q4(氫氣殘留量)+Q1(四氫呋喃)+Q1(甲醇)+Q1(3—364.Q5與Q6一起估算即熱損失，取Q5+Q6=10%Q總二、過(guò)濾、洗滌的熱量衡算三、減壓濃縮的熱量衡算1.Q1=上步反應(yīng)帶出的Q4=21417.2236KJQ4=Q4(二氧化碳)+Q4(美羅培南三水化合物)+Q4(對(duì)氨基甲苯)+Q4(水生成37量)+Q4(縮合物殘留量)+Q4(氫氣殘留量)+Q4(四氫呋喃)+Q4(甲醇)+Q4(3—(NQ3=甲醇相變的汽化熱+四氫呋喃相變的汽化熱=-159030.6-396687.3=-四、樹(shù)脂吸附洗脫的熱量衡算Q1=上步反應(yīng)的Q4-Q4(四氫呋喃)-Q4(甲醇)+Q1(異丙醇)+Q1(配制