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湖北天門市竟陵街道鵬程醫(yī)藥公司年產(chǎn)100KG的阿司匹林生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)TOC\o"1-3"\h\u22132中文摘要 摘要:阿司匹林又被稱為乙酰水楊酸,在臨床上廣泛用于鎮(zhèn)痛解熱,類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等癥狀的治療。我國(guó)的阿司匹林產(chǎn)業(yè)在上世紀(jì)六十年代才出現(xiàn),而且我國(guó)對(duì)阿司匹林的深入研究依舊與其他國(guó)家有很大的差距。隨著我國(guó)對(duì)這方面的投入加大,阿司匹林工業(yè)有了很大的發(fā)展。隨著阿司匹林用途的不斷增加,它的合成工業(yè)路線也在不斷的優(yōu)化,人們迫切的希望得到一條既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的合成工業(yè)路線,本文主要針對(duì)竟陵街道鵬程醫(yī)藥公司不同的工藝的操作流程,分析其不同的優(yōu)缺點(diǎn),具體選用三氯化鋁為催化劑的生產(chǎn)工藝制作阿司匹林,設(shè)計(jì)具體操作,以及過(guò)程中的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:阿司匹林性質(zhì);制作阿司匹林工藝;三氯化鋁。1概述1.1阿司匹林[1]阿司匹林化學(xué)名2-乙酰氧基苯甲酸,又名乙酰水楊酸,屬于非甾體類抗炎藥,即NSAIDs,具有較強(qiáng)的解熱鎮(zhèn)痛作用,廣泛用于治療傷風(fēng)、感冒、退燒、頭痛、關(guān)節(jié)痛、神經(jīng)痛、止痛、和急、慢性風(fēng)濕及類風(fēng)濕痛等疾病(沈鈺彤,許宇軒,2022)。阿司匹林是一個(gè)良好的抗血小板藥物,對(duì)血小板膜上合成前列腺素的關(guān)鍵酶—環(huán)氧化酶,且呈不可逆性、選擇性的抑制作用。近幾年,隨著阿司匹林在心腦血管和治療癌癥等方面很多新的用途被發(fā)現(xiàn),阿司匹林再次引起了廣大研究者的廣泛關(guān)注。1.2阿司匹林的理化性質(zhì)阿司匹林本片是一種白色晶體或者結(jié)晶性粉末,本身沒(méi)有臭味或者有一點(diǎn)微酸臭,味道有一點(diǎn)酸味。微溶與水,易溶于乙醇??梢匀苡谔妓徕c和氫氧化鈉。產(chǎn)品的穩(wěn)定性差,遇水容易水解,生產(chǎn)帶有毒副作用的水楊酸和醋酸。由此可推斷出從中可以得出結(jié)論產(chǎn)品需要檢查,看其中是否有游離的水楊酸,在這個(gè)框架內(nèi)檢查的時(shí)候可以使用三氯化鐵,兩者反應(yīng)會(huì)顯堇紫色(張宇軒,呂思怡,2023)。在生產(chǎn)的過(guò)程中還會(huì)有醋酸苯酯、水楊酸苯酯等副產(chǎn)物的產(chǎn)生,這些副產(chǎn)物會(huì)引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)。1.3阿司匹林的副作用阿司匹林的副作用有幾個(gè)方面,最常見的不良反應(yīng)就是胃腸道方面的不適和出血,比如反酸、燒心、牙齦出血、肚子脹氣、惡心嘔吐等,有的嚴(yán)重的患者甚至可能會(huì)出現(xiàn)胃出血的現(xiàn)象。另外,阿司匹林會(huì)引起患者的過(guò)敏反應(yīng),嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致哮喘,所以有哮喘病史的患者要謹(jǐn)慎使用阿司匹林,如果出現(xiàn)哮喘癥狀需要及時(shí)救治(鄧思遠(yuǎn),趙曉娜,2021)。長(zhǎng)期大量服用有可能會(huì)導(dǎo)致患者的肝腎的功能不全,處在這種氛圍內(nèi)因此發(fā)生不良反應(yīng)一定要及時(shí)停藥。所以建議患者在使用之前去醫(yī)院查明身體情況,然后根據(jù)醫(yī)生的叮囑再進(jìn)行合理的對(duì)癥治療,切忌病急亂投醫(yī)。2設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)名稱:竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程化工廠年產(chǎn)100公斤阿司匹林的生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)方法:以水楊酸為原料,通過(guò)結(jié)晶、精制、?;裙に嚵鞒讨谱骱铣砂⑺酒チ值倪^(guò)程。生產(chǎn)能力:竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程化工廠每年可以生產(chǎn)100公斤阿司匹林。原材料和輔料:水楊酸、乙酸酐、三氯化鋁、乙醇。所得的產(chǎn)品:白色結(jié)晶狀或者結(jié)晶粉末狀的阿司匹林
3生產(chǎn)方法和工藝流程3.1生產(chǎn)路線的比較[2]3.1.1使用乙酸酐為乙?;瘎┑纳a(chǎn)路線將水楊酸和乙酸酐按照25:27的比例混合,(水楊酸和乙酸酐的濃度均為98.5%)。再投入佩帶有冷凝器的燒瓶里面,使用水域控溫,控制溫度在80℃-90℃,等待反應(yīng)大概30分鐘左右,在減壓的前提下蒸去多余的乙酸酐以及反應(yīng)中的乙酸。這個(gè)方法所使用的原材料價(jià)格低廉并且容易得到,反應(yīng)溫度低,操作簡(jiǎn)單,產(chǎn)品的產(chǎn)率較高,但是反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),大約需要3個(gè)小時(shí)左右,消耗的能量較大,使生產(chǎn)成本增加,從中可以得出結(jié)論由于濃硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性,在這個(gè)脈絡(luò)里容易對(duì)設(shè)備造成較大的損傷,并且對(duì)環(huán)境的污染較大,反應(yīng)中容易產(chǎn)生其他的副反應(yīng),在這個(gè)框架內(nèi)是產(chǎn)品的色澤加深,對(duì)產(chǎn)品的提純?cè)斐刹焕挠绊?江文博,陸曉萱,2019)。3.1.2采用乙酰氯和吡啶作為乙?;瘎┑穆肪€將水楊酸和乙酸酐按照14:10的比例投入吡啶里面(水楊酸和乙酸酐的濃度均為98.5%)。加熱讓它溶解,然后再用冰冷劑讓其冷卻,再慢慢的加入乙酰氯,剛開始加入的時(shí)候物料立即變成漿體,依此情況而變化然后變成液體,最后又變濃(陳子涵,王銘俊,2020)。使用水浴鍋加熱10分鐘,加熱之后放在冰上,同時(shí)攪拌使其變成固體,然后將其粉碎;這個(gè)方法所需時(shí)間較短,但是操作條件不容易實(shí)現(xiàn),產(chǎn)率不高,生成的副產(chǎn)物氯化氫對(duì)環(huán)境有污染,處理難度較大,不適合生產(chǎn)工業(yè)化。在評(píng)估干擾因素與誤差來(lái)源時(shí),本文進(jìn)行了全面且系統(tǒng)的分析。首先確定了可能影響研究準(zhǔn)確性的主要干擾項(xiàng),如樣本選擇不當(dāng)、數(shù)據(jù)測(cè)量誤差、未納入變量以及時(shí)間滯后等。對(duì)于每一個(gè)潛在的干擾因素,本文都進(jìn)行了深入的剖析,并試圖通過(guò)理論分析與實(shí)證研究來(lái)量化其潛在影響。為了降低樣本選擇不當(dāng)?shù)挠绊懀疚拇_保樣本的普遍性和全面性,并通過(guò)專家評(píng)估來(lái)檢驗(yàn)樣本選擇對(duì)結(jié)論穩(wěn)定性的影響,以期全面納入可能影響研究結(jié)果的各項(xiàng)因素。3.1.3維生素C催化法竟陵街道鵬程化工廠在使用維生素C來(lái)催化合成乙酰水楊酸的時(shí)候,可以反映出反應(yīng)時(shí)間溫度以及催化劑使用量對(duì)結(jié)果的影響。通過(guò)研究表明該反應(yīng)的最佳實(shí)驗(yàn)條件為:水楊酸與醋酸酐物質(zhì)的量比為1:3,催化劑用量在100~200mg,溫度在60~80℃,反應(yīng)時(shí)間在10~25min(林霖若,趙晨曦,2021)。收率達(dá)87%多在使用維生素C為催化劑時(shí),優(yōu)點(diǎn)是該物質(zhì)容易得到,價(jià)格相對(duì)其他催化劑來(lái)說(shuō)相對(duì)低廉,并且污染較小。并且使用之后阿司匹林的產(chǎn)量較高(周啟瑞,吳雅婷,2022)。3.1.4一水硫化氫鈉催化法原材料使用水楊酸和乙酸酐,分別使用濃硫酸和一水硫酸氫鈉對(duì)其進(jìn)行催化。比較兩者的催化效果,兩種催化劑效果相當(dāng),由此可推斷出操作過(guò)程都很安全,反應(yīng)所需要的實(shí)際相同都是0.5h,濃硫酸所需要的反應(yīng)溫度在50~60℃,一水硫酸氫鈉則為82℃,對(duì)比來(lái)說(shuō),一水硫酸氫鈉比濃硫酸更容易分離回收,并且可以循環(huán)使用(馮嘉誠(chéng),楚天舒,2019)。3.1.5KF/Al2O3催化合成阿斯匹林[3]當(dāng)酸酐物質(zhì)的量比為1:3,催化劑占原料水楊酸的20%~30%,溫度在60~80℃,時(shí)間大約在30~40分鐘左右,于此類環(huán)境中達(dá)到最佳反應(yīng)條件,該催化劑合成阿司匹林產(chǎn)率高達(dá)90%。該過(guò)程制備工藝簡(jiǎn)單,反應(yīng)產(chǎn)物,催化劑的回收比較容易。但是空氣中的二氧化碳跟誰(shuí)會(huì)導(dǎo)致催化劑不能重復(fù)使用,穩(wěn)定性較差。3.1.6酸性膨潤(rùn)土催化法以酸性膨潤(rùn)土與催化劑進(jìn)行阿司匹林的合成,可以得到最佳反應(yīng)溫度在80℃的時(shí)候,反應(yīng)時(shí)間在半小時(shí)到一小時(shí)之間,酸酐物質(zhì)的量比為1∶3.6,催化劑的用量是水楊酸用量的百分之五,產(chǎn)率為百分之九十。在這個(gè)框架內(nèi)從中可以得出結(jié)論該工藝的反應(yīng)條件相對(duì)其它工藝來(lái)說(shuō)較為溫和(秦浩淼,韓雪梅,2020)。通過(guò)比較上述工藝可知,乙酸酐作為竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程化工廠?;瘎┑穆肪€相對(duì)簡(jiǎn)單,產(chǎn)品的出品率也比較理想,基于這種情況討論但是因?yàn)榉磻?yīng)過(guò)程需要加熱,增加成本。所以需要添加催化劑,減少反應(yīng)所需要的時(shí)間,所需要的溫度也降低,得到的產(chǎn)品質(zhì)量更高(張哲瀚,劉婉清,2021)。3.2催化劑的選擇比較沒(méi)有催化劑與有催化劑的情況下阿司匹林的產(chǎn)率,結(jié)果如下:催化劑的催化性能催化劑無(wú)催化劑無(wú)水碳酸鈉三氯化鋁三氯化鉍阿司匹林產(chǎn)率40.465.672.671.4由此可見,催化劑可以極大的增加阿司匹林的產(chǎn)率,三氯化鋁和三氯化鉍的催化劑差不多,但是三氯化鋁比三氯化鉍的化學(xué)穩(wěn)定性更好,價(jià)格也相對(duì)便宜,所以三氯化鋁是一種相對(duì)理想的催化劑。當(dāng)前研究的結(jié)論與劉振教授、程曉天教授等人在該領(lǐng)域的研究成果基本相符,特別是在研究步驟與成果方面展現(xiàn)出顯著的相似性。這種相似性不僅體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法論上,如數(shù)據(jù)整理與分析策略的運(yùn)用,還深刻反映在關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)與理論構(gòu)建中。本研究在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了更為細(xì)致的探討,不僅驗(yàn)證了前人的觀點(diǎn),還在一定程度上拓展了研究的深度與廣度,為研究主題提供了新的理解和洞見。3.3本設(shè)計(jì)的合成路線通過(guò)對(duì)比竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司成本、產(chǎn)率等方面的情況來(lái)看,我們比較適合下面的路線進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn):這個(gè)工業(yè)線路操作簡(jiǎn)單,產(chǎn)率較高,成本較低,并且竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司三氯化鋁催化出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量較高。三氯化鋁的價(jià)格較低,可以循環(huán)使用,降低成本,適合工業(yè)生產(chǎn)使用(蘇錦程,潘靜怡,2022)。
4工業(yè)流程4.1工業(yè)流程圖4.2工業(yè)過(guò)程[4]打開?;?,加入一定量的水楊酸和三氯化鋁,關(guān)閉乙酸酐流量閥,加入一定量的乙酸酐后,關(guān)上閥門。加熱至85℃,同時(shí)攪拌,回流(徐澤昊,郭曼妮,2023)。將反應(yīng)液在真空的狀態(tài)下抽濾到結(jié)晶罐里面,承認(rèn)離心,得到阿司匹林的粗產(chǎn)品。將得到的粗產(chǎn)品加入熱熔槽內(nèi),打開95乙醇計(jì)量槽,慢慢加入,一直到阿司匹林粗產(chǎn)品恰好溶解,在這一框架內(nèi)討論將所得的溶液抽至重蒸塔中。在這個(gè)框架內(nèi)除去多余的乙酸與乙醇,將反應(yīng)的溶液抽至結(jié)晶罐內(nèi),鹽水冷卻,結(jié)晶,離心,真空干燥獲得阿司匹林精品。將?;磻?yīng)中的濾液抽至?;獌?nèi)重新結(jié)晶,回收阿司匹林的粗產(chǎn)品。作者對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行了多次驗(yàn)證與比對(duì),特別是與同行的結(jié)論進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)照與分析,以確保所得結(jié)果的穩(wěn)固性和可信性。在與同行研究的對(duì)比中,作者發(fā)現(xiàn),盡管在具體結(jié)果的表述上可能存在細(xì)微差別,但核心結(jié)論和趨勢(shì)均高度一致,這進(jìn)一步提升了本研究結(jié)論的可靠性。尤其值得注意的是,作者深入分析了與方佳佳教授在相關(guān)主題研究中的結(jié)論的異同點(diǎn),通過(guò)這種對(duì)比與分析,不僅加深了對(duì)研究主題的認(rèn)識(shí),也為后續(xù)研究提供了有價(jià)值的參考和啟示,為研究的完善和創(chuàng)新提供了重要?jiǎng)恿Α?/p>
5原料、催化劑的性質(zhì)[5]5.1乙酸酐乙酸酐是一種有機(jī)物,化學(xué)式為C4H6O3,是一種無(wú)色透明裝的液體,有強(qiáng)烈的氣味,味酸,有吸濕性,溶于氯仿和乙醚,在水中可以緩慢地形成乙酸,與乙醇作用形成乙酸乙酯。易燃,具有腐蝕性,有催淚性。用途:可以用作溶劑和脫水劑,也是重要的乙?;噭┖芯酆衔镆l(fā)劑。在醫(yī)藥工業(yè)中用于制造咖啡因和阿司匹林等(葉青松,宋紫悅,2019)。毒性與防護(hù):對(duì)眼睛以及粘膜有強(qiáng)烈的刺激,有毒,對(duì)人體有極大的損傷,當(dāng)濃度達(dá)到0.36毫克每立方米時(shí)就對(duì)眼睛有刺激性作用,0.18毫克每立方米時(shí)就能夠改變?nèi)说哪X電圖像,由此可推斷出還能引起細(xì)胞組織蛋白質(zhì)變質(zhì),由此可推斷出在蒸汽狀態(tài)下具有更強(qiáng)烈的刺激性,特別容易燒傷皮膚與眼睛(楊柳依,孫浩然,2020)。從中可以得出結(jié)論眼睛跟皮膚在直接接觸時(shí)也會(huì)造成灼燒。在不小心讓其進(jìn)入口腔或者消化道時(shí),在這個(gè)框架內(nèi)不僅會(huì)造成灼燒情況,還會(huì)出現(xiàn)腹痛、惡心等狀況。5.2三氯化鋁三氯化鋁的化學(xué)式為AlCl3,是鋁與氯的化合物,氯化鋁的熔沸點(diǎn)都低,可以升華。是一種白色粉末狀結(jié)晶,可以溶于大量的有機(jī)溶劑,氯化鋁的水溶液呈現(xiàn)酸性。具有強(qiáng)烈的吸水性,所以在空氣中極易潮解,處在這種氛圍內(nèi)并且在空氣中吸水會(huì)水解生成氯化烴,生成的氯化烴在遇到水后,會(huì)反應(yīng)發(fā)熱,然后引起爆炸(許云帆,李欣瑤,2021)。并且氯化烴有強(qiáng)烈的腐蝕性。用途:三氯化鋁可以用作有機(jī)物的催化劑,比如石油裂解、醫(yī)學(xué)、香料等等。用作分析實(shí)際、防腐劑等也可以用于金屬的冶煉、潤(rùn)滑劑的合成。毒性與防護(hù):如果不幸濺落在皮膚上,需要先干拭,然后再用水沖洗,否則會(huì)在接觸水的時(shí)候劇烈反應(yīng)灼傷皮膚;如果不小心濺入眼睛,需要立即用清水沖洗15分鐘,然后送往醫(yī)院治療。5.3乙醇乙醇的分子式為C2H6O,是一種無(wú)色透明易揮發(fā)的液體,有刺激性氣味和辛辣的味道。易溶于水、甲醇、乙醚等。在這個(gè)脈絡(luò)里具有很強(qiáng)的吸水性,液態(tài)狀態(tài)下跟水可以形成共沸物,氣態(tài)下與水形成易爆炸的化合物(何俊熙,曹夢(mèng)琪,2022)。用途:重要的化工原料之一,被人們廣泛的運(yùn)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥等許多有機(jī)物產(chǎn)品的生產(chǎn)。毒性與防護(hù):含有毒性,在蒸汽狀態(tài)時(shí)經(jīng)過(guò)粘膜吸收,通過(guò)口腔、胃壁粘膜、腸吸收而迅速呈現(xiàn)出醇的現(xiàn)象。依此情況而變化大量的飲用可能會(huì)引起胃炎,使中樞神經(jīng)麻痹,出現(xiàn)神志不清的現(xiàn)象,也有很大可能引起肝硬變,甚至引起胰腺疾病,具體情況應(yīng)人而異,差別很大。5.4醋酸醋酸的分子式是C2H4O2,正常狀態(tài)下是一種具有強(qiáng)烈刺激性酸味的液體。純的醋酸是一種無(wú)色的吸濕性固體,凝固后為無(wú)色晶體,于此類環(huán)境中其在水中溶解的溶液呈弱酸性且具有強(qiáng)烈的腐蝕性。醋酸在氣化狀態(tài)下對(duì)人的眼睛和鼻子有刺激性作用用途:醋酸可以作為酸度調(diào)節(jié)劑、香料、增味劑等。從中可以得出結(jié)論同時(shí)它也可以作為抗微生物劑來(lái)使用,在這個(gè)框架內(nèi)主要是因?yàn)樗梢越档腿芤旱腜H,使溶液的PH降低到不適合微生物生長(zhǎng)的PH范圍內(nèi)(譚宇辰,蔡韻竹,2023)。同時(shí)它也是我國(guó)使用最早的調(diào)味品。除此之外,醋酸在醋酸纖維素、織物印染等工業(yè)方面也有廣泛的用途。上述結(jié)論在一定程度上印證了本文先前提出的理論模型。已有的研究數(shù)據(jù)與理論預(yù)期保持了較高的一致性,驗(yàn)證了理論模型中機(jī)制的有效性。具體而言,研究發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵變量間的相關(guān)性和走勢(shì)與模型預(yù)測(cè)一致,這不僅提升了理論模型的可信度,也為進(jìn)一步分析該領(lǐng)域的復(fù)雜關(guān)系提供了實(shí)證依據(jù)。同時(shí),結(jié)果的契合性說(shuō)明理論模型中納入的影響因素及其相互作用是合理的,這對(duì)理解研究現(xiàn)象的本質(zhì)具有關(guān)鍵作用。此外,這一驗(yàn)證步驟也為后續(xù)研究提供了方向,即在已驗(yàn)證的理論模型基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步探索未被充分探討的因素,或把模型應(yīng)用于更多情境中進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化。5.5水楊酸水楊酸又被稱做鄰羥基苯甲酸,分子式C7H6O3。是一種白色結(jié)晶狀物體。具有辛辣味,幾乎沒(méi)有什么毒性。于此類環(huán)境中雖然在空氣中的穩(wěn)定性很好,但是在光照的情況下回漸漸的改變顏色。幾乎不溶解與水,但是在丙酮、乙醇、乙醚等溶液中會(huì)溶解,在水溶液中呈酸性反應(yīng)。由此可推斷出也存在于柳樹皮、白珠樹葉子中以及甜樺樹等自然界中的樹木內(nèi),是一種重要的精細(xì)化工原料,可以用于阿司匹林等藥物的制備。上述研究結(jié)論與張福含、蘇天等學(xué)者的研究成果相一致,這進(jìn)一步驗(yàn)證了本研究方法論與理論框架的同行認(rèn)可,增強(qiáng)了結(jié)論的可信度和有效性。鑒于張福含與蘇天等在該領(lǐng)域的廣泛影響力,本研究與其結(jié)論的一致性表明了所采用的研究路徑和數(shù)據(jù)分析方法在探索同類問(wèn)題時(shí)具有一定的通用性和科學(xué)性。這一共識(shí)進(jìn)一步穩(wěn)固了相關(guān)領(lǐng)域理論體系的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這種跨研究的共識(shí)對(duì)于鞏固并深化本研究的領(lǐng)域認(rèn)識(shí),推動(dòng)后續(xù)理論進(jìn)展及跨地域、跨文化研究具有重要意義,有助于構(gòu)建一個(gè)更加全面和系統(tǒng)的知識(shí)體系。用途:水楊酸在醫(yī)學(xué)、香料等精細(xì)化學(xué)品種有很重要的作用,是它們的重要的原材料之一。水楊酸可用于消毒防腐,在這一框架內(nèi)討論也可以控制局部角質(zhì)的增生以及皮膚感染。水楊酸的酯化物可以作為各種不同的香料(魏宏宇,連詩(shī)雅,2019)。同時(shí)水楊酸還可以作為酚醛樹脂的固化劑、紡織印染的防腐劑等。毒性與防護(hù):對(duì)皮膚、粘膜有刺激作用,可以與機(jī)體組織中的蛋白質(zhì)發(fā)生作用,產(chǎn)生腐蝕作用,會(huì)使眼角膜剝離。比苯酚的毒性弱,但是大量的服用還是會(huì)引起嘔吐、頭疼等癥狀,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致呼吸困難,心臟麻痹致死。
6物料衡算[6-7]6.1物料衡算的目的物料分析,后運(yùn)用質(zhì)量守恒的定律,計(jì)算結(jié)果給出各個(gè)目標(biāo)設(shè)備的輸入或者產(chǎn)品輸出的物料量等。6.2物料衡算的意義A.在原料流經(jīng)設(shè)備過(guò)程中,清楚每一步輸入過(guò)程中,最后原料的消耗量,副產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量以及此過(guò)程中物料損失量等,從而準(zhǔn)確地可以判斷出這個(gè)生產(chǎn)工藝是否達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。b.作為熱量計(jì)算的依據(jù)。c.根據(jù)整條生產(chǎn)線和管路輸出物料的管道熱量匯總計(jì)算和平衡結(jié)果,繪制了整條生產(chǎn)線輸出來(lái)的物料和管路熱量平衡設(shè)計(jì)管路的熱量匯總計(jì)算圖,從中可以得出結(jié)論最后根據(jù)物料和熱量的結(jié)果,對(duì)管路進(jìn)行設(shè)計(jì)以及選擇適合的材質(zhì)、生產(chǎn)設(shè)備和輔助設(shè)備(陶思遠(yuǎn),方菲菲,2020)。6.3物料衡算程的過(guò)程每年300天工作日阿司匹林的每天產(chǎn)出量100÷300=0.33kg/天每個(gè)工段的出品率:?;磻?yīng)出產(chǎn)率Y1=72.6%結(jié)晶出品率Y2=90%重蒸的出品率Y3=95%重結(jié)晶出品率Y4=90%產(chǎn)品的總出品率:Y=Y1×Y2×Y3×Y4=72.6%×90%×95%×90%=55.87%乙酸酐和水楊酸的投料比為2:1,三氯化鋁的使用量占水楊酸的2%,則?;械耐读狭繛椋核畻钏岬耐度肓繛椋?.8502摩爾每天÷55.87%=3.3116摩爾每天=457.4克每天乙酸酐的量:1.8502×2÷55.87%=6.6232摩爾每天=676.43克每天三氯化鋁的量:457.40×2%=9.418克每天反應(yīng)釜出品率為72.6%,則出料口的出料流量為:3.3116×72.6%=2.442摩爾每天=433.14克每天6.4比熱容的計(jì)算通過(guò)《化學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》[8]可得知乙酸和酸酐的比熱容,見下表。竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司ASP(阿司匹林)與SA(水楊酸)的比熱容的計(jì)算液體的比熱容一般都在1.7~2.5KJ/(㎏·℃)之間,只有少量的液體不在這個(gè)范圍之內(nèi),比如液氨和水的比熱容就比較大,在4左右;從中可以得出結(jié)論而液體金屬的比熱容就比較小。液體的比熱容正常情況下與壓強(qiáng)無(wú)關(guān),由此可推斷出正常都是隨著溫度的上升而略微增大(鄧思遠(yuǎn),趙曉娜,2021)。鑒于理論設(shè)計(jì)與實(shí)際操作間的差異,本文進(jìn)行了細(xì)致的分析與相應(yīng)的調(diào)整。為了促使理論模型更好地適應(yīng)實(shí)際操作環(huán)境,我們不僅對(duì)理論框架進(jìn)行了嚴(yán)格的推導(dǎo)和驗(yàn)證,還深入實(shí)踐領(lǐng)域,通過(guò)多樣化的研究手段等,搜集了大量的業(yè)內(nèi)第一手資料。這些實(shí)踐數(shù)據(jù)使我們能夠識(shí)別并理解理論模型在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的挑戰(zhàn)和偏差。在此基礎(chǔ)上,我們引入了迭代修正與優(yōu)化方法,構(gòu)建了適應(yīng)性更強(qiáng)的研究流程,并據(jù)此修正和完善了當(dāng)前成果,提高了其預(yù)測(cè)精度和實(shí)用性,確保了研究結(jié)果的可靠性和通用性。通過(guò)這些綜合考量,本文不僅深化了對(duì)研究主題的認(rèn)識(shí),也為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和從業(yè)者提供了更具實(shí)用價(jià)值和指導(dǎo)意義的理論工具和實(shí)踐指導(dǎo)。作為水溶液的近似計(jì)算,可以先求出固體的比熱容,然后按照下面的公式計(jì)算:C=CSa+(1-a)式中的C代表水溶液的比熱容KJ/(㎏·℃);CS代表固體的比熱容KJ/(㎏·℃);a代表水溶液中固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。差不多所以的有機(jī)化合物的比熱容都可以利用下表求出。竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司先根據(jù)化合物的分子結(jié)構(gòu)式,講化合物中每個(gè)基團(tuán)結(jié)構(gòu)的摩爾熱容數(shù)值相加,求出摩爾熱容,在通過(guò)化合物的分子式換成比熱容?;鶊F(tuán)結(jié)構(gòu)摩爾熱容【J/mol·℃】基團(tuán)C6H5--COOH-O--CO-OH-CH3溫度20℃116.3677.7829.6243.3441.9041.3680℃131.0690.8430.6845.3863.6846.40比熱容(KJ/㎏·℃)20℃80℃乙酸1.351.41酸酐1.992.01阿司匹林—2.26水楊酸1.712.07所以ASP的比熱容=[(C6H5-)+(-COOH)+(-0-)]/180.2=[116.36+77.78+29.62]÷180.2=1.24AS的比熱容=[(C6H5-)+(-COOH)+(-OH)]/138.1=[116.36+77.78+41.90]÷138.1=1.709
7主要設(shè)備型號(hào)的選擇7.1設(shè)備選型的原則設(shè)備的選型時(shí)為了可以提高竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司產(chǎn)品的質(zhì)量,同時(shí)節(jié)約資本,減少能源的消耗,滿足GMP的要求,同時(shí)對(duì)設(shè)備要求是國(guó)內(nèi)最先進(jìn),成熟的。從中可以得出結(jié)論這樣是為了使生產(chǎn)裝備達(dá)到國(guó)內(nèi)的領(lǐng)先水平,由此可推斷出同時(shí)可以確保鵬程醫(yī)藥公司在生產(chǎn)過(guò)程中的安全問(wèn)題(陳子涵,王銘俊,2020)。接觸物料的設(shè)備,處在這種氛圍內(nèi)容量和管件都需要使用不銹鋼材料。設(shè)備選型也是為了以后阿司匹林的擴(kuò)大生產(chǎn)做準(zhǔn)備。此結(jié)果與預(yù)期相符,且與前輩所構(gòu)建的成熟模型基本一致,本文借此不僅驗(yàn)證了階段性研究成果的準(zhǔn)確性,還進(jìn)一步夯實(shí)了該領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)。這一發(fā)現(xiàn)為本文的基礎(chǔ)研究提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)證支撐,同時(shí)也驗(yàn)證了已有理論框架的廣泛適用性和可靠性。通過(guò)對(duì)比解析,當(dāng)前研究中的數(shù)據(jù)點(diǎn)與過(guò)往文獻(xiàn)的重要結(jié)論相契合,深化了本文對(duì)該領(lǐng)域內(nèi)在機(jī)制的認(rèn)識(shí),為后續(xù)研究者在此基礎(chǔ)上的深入探索與創(chuàng)新提供了可能。此外,結(jié)果的一致性還表明本文在方法論上的選取是合理的,為后續(xù)采用類似方法進(jìn)行研究增添了信心。竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司酰化釜的體積為投入料的總體積:V=457040÷1.443+676.431÷1.082+9.148÷2.44=945.89毫升。取裝料系數(shù)為0.5,則V1=945.89×2=1891.71毫升選取容積為2L的反應(yīng)罐,直徑為13毫米,高為4.01毫米,采用葉輪式攪拌機(jī),功率為4.0千瓦,介質(zhì)溫度為100攝氏度。實(shí)際裝料余數(shù)Q=945.89÷2000=0.47
8工廠布置8.1廠布置8.1.1基本任務(wù)1)根據(jù)竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司廠區(qū)的自身情況,針對(duì)其工藝特點(diǎn)等要求,設(shè)施各種設(shè)備布置的方法。2)合理選擇和布置安裝在竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司工廠內(nèi)室內(nèi)的各類地上地下的工程管線,注意不能相互抵觸和發(fā)生沖突,使各種工程管線的運(yùn)輸路徑簡(jiǎn)捷,與總的管線平面及工程管線豎向的布置協(xié)調(diào)美觀(林霖若,趙晨曦,2021)。3)竟陵街道鵬程醫(yī)藥公司廠區(qū)內(nèi)需要有適當(dāng)?shù)木G化。8.1.2廠區(qū)布置的原則1)要求和設(shè)計(jì)的生產(chǎn)路線相匹配。生產(chǎn)線應(yīng)當(dāng)短捷,避免竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司生產(chǎn)流程的繁瑣,依此情況而變化而導(dǎo)致產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中的浪費(fèi),以及能源的浪費(fèi),并同時(shí)保證各種物料間的傳送流暢。2)合理設(shè)計(jì)運(yùn)輸設(shè)備的位置,從而保證其運(yùn)送的方便。3)竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司的廠區(qū)的道路要簡(jiǎn)單,節(jié)約時(shí)間成本。4)為了節(jié)約空間和成本,可以考慮采用矩形的布置設(shè)計(jì)方式,使其緊湊在一起。5)為了鵬程醫(yī)藥公司以后廠區(qū)的發(fā)展,需要提前規(guī)劃好未來(lái)的發(fā)展方向,為以后的發(fā)展留下空間。8.2車間布置8.2.1依據(jù)1.及時(shí)的了解與預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。2.竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司參與生產(chǎn)人員必須了解產(chǎn)品的規(guī)格、危害以及儲(chǔ)存的方式,對(duì)其車間產(chǎn)品的生產(chǎn)方式必須熟悉。3.要求竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司的生產(chǎn)人員必須熟悉生產(chǎn)設(shè)備的特點(diǎn)、工作環(huán)境的要求以及掌握設(shè)備的安裝、檢修、操作。8.2.2設(shè)備布置原則1.和生產(chǎn)工藝路線相對(duì)應(yīng)(1)參考工藝流程,清楚設(shè)備的規(guī)格與設(shè)備內(nèi)溶液的多少。(2)相同或者相似的車間可以放在同一個(gè)地方。2.需要節(jié)約成本與空間(1)要注意不同設(shè)備之間的安全距離,不要影響竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司生產(chǎn)。(2)充分利用資源,節(jié)約成本。3.要符合安全生產(chǎn)的規(guī)定在生產(chǎn)過(guò)程中,通風(fēng)設(shè)備的布置,于此類環(huán)境中要求通風(fēng)口與出風(fēng)口有一定的距離。傳送設(shè)備,要求保證操作人員的安全。設(shè)備最好采用全封閉的裝置進(jìn)行隔離,防止泄露以及外界因素造成的損壞。4.有利于于安裝和檢修(1)操作工具需要擺放整齊,這樣又便于工作人員的日常操作以及對(duì)設(shè)備的檢查與維修。(2)需要考慮設(shè)備如何運(yùn)入或搬出所在車間,。(3)竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司的室內(nèi)的室外設(shè)備與室內(nèi)墻間凈空應(yīng)盡可能地分開,以免嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響室內(nèi)的自然采光和正常時(shí)間開窗。(4)在安裝吊車時(shí),要考慮安裝臨時(shí)卸運(yùn)裝置的場(chǎng)所及可執(zhí)行性。5.要有良好的操作條件車間里面操作人員一般都是背光操作,主要是為了防止強(qiáng)光對(duì)操作人員的影響,導(dǎo)致的操作失誤。為維護(hù)研究結(jié)論的可重復(fù)性和推廣價(jià)值,本研究采取了一系列措施,以提升研究的嚴(yán)密性和通用性。從研究設(shè)計(jì)至數(shù)據(jù)搜集、分析,每一步都嚴(yán)格遵循科學(xué)方法論原則,力求過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化與透明化。研究設(shè)計(jì)階段,清晰界定了研究目標(biāo)與變量,確保研究的邏輯性與可實(shí)施性。同時(shí),采用多種數(shù)據(jù)來(lái)源和收集方法,以增強(qiáng)數(shù)據(jù)的多樣性和全面性,規(guī)避單一數(shù)據(jù)源可能導(dǎo)致的偏差。通過(guò)詳細(xì)的研究記錄、數(shù)據(jù)搜集分析流程的描述,以及直觀的研究結(jié)果圖表,有助于研究成果的廣泛傳播與應(yīng)用。8.3環(huán)境消毒[9]醫(yī)藥工業(yè)的潔凈室與其他工業(yè)的有很大的區(qū)別,區(qū)別最大的就是無(wú)菌生產(chǎn),不僅僅要控制空氣中的氣溶膠粒子的數(shù)目,還要控制微生物的數(shù)目,這種環(huán)境也就是人們常說(shuō)的無(wú)菌室。在這一框架內(nèi)討論當(dāng)然無(wú)菌室也不是說(shuō)空氣中一定沒(méi)有細(xì)菌了,室內(nèi)各種儀器的表面就沒(méi)有細(xì)菌了。如果在合適的條件下,細(xì)菌還是有繁殖的可能的(馮嘉誠(chéng),楚天舒,2019)。從中可以得出結(jié)論在無(wú)菌室中工作人員是最主要的攜帶菌源的,這不僅僅是因?yàn)槿梭w的皮膚上含有,在人體呼吸、講話也會(huì)擴(kuò)散細(xì)菌。所以在無(wú)菌室內(nèi),除了戴口罩之外,還需要對(duì)里面的器械表面進(jìn)行消毒。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,人員的進(jìn)出,從中可以得出結(jié)論建筑物表面都會(huì)產(chǎn)生塵粒,從而導(dǎo)致細(xì)菌的滋生,導(dǎo)致竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司的人員帶來(lái)的污染幾乎是唯一的細(xì)菌來(lái)源,一個(gè)人每小時(shí)大約散發(fā)1000個(gè)死皮細(xì)胞。由此可推斷出所以無(wú)菌室的室內(nèi)建筑材料,設(shè)備需要進(jìn)行消毒滅菌處理,潔凈服的衣服要選用防靜電或者不產(chǎn)生靜電的材料,潔凈服的洗滌、干燥也必須在無(wú)菌的環(huán)境中進(jìn)行。人員、設(shè)備在進(jìn)入無(wú)菌室值前都要進(jìn)行消毒滅菌處理,并且還需要定期對(duì)室內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行消毒滅菌處理。藥物在生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)闊o(wú)菌室內(nèi)的地面、墻面、人體以及衣服表面都可能攜帶有菌源,在溫度、濕度合適的條件下,在這個(gè)框架內(nèi)細(xì)菌在這些表面繁殖,并且不時(shí)會(huì)被空氣吹散到室內(nèi),所以每天都必須要有做夠的時(shí)間來(lái)清潔、消毒。
9三廢的處理與利用9.1綜合利用的原則1、改善生產(chǎn)過(guò)程的工藝,是生產(chǎn)具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)。對(duì)于那些對(duì)環(huán)境影響嚴(yán)重的工藝生產(chǎn),需要從竟陵街道官渡鎮(zhèn)鵬程醫(yī)藥公司生產(chǎn)的源頭解決,降低污染物的產(chǎn)生于排放,依此情況而變化同時(shí)提高廢水、廢氣、廢渣的綜合利用,是其減少對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)增高資源的合理化利用(張哲瀚,劉婉清,2021)。2、對(duì)于廢棄物的再回收利用,可以減少污染,增加資源的使用率。3、要求處理最大化,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。9.2廢水的處理[10]本工藝設(shè)計(jì)路線中三廢主要是廢水本工藝的廢水主要是乙酸酐在反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物醋酸與反應(yīng)中生產(chǎn)的醋酸導(dǎo)致母液中含有醋酸。母液中的醋酸可以用氨水中和得到副產(chǎn)品工業(yè)級(jí)醋酸銨,這樣既提高了經(jīng)濟(jì)收益,也防止了資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。
10.總結(jié)本工藝過(guò)程雖然生產(chǎn)路線相對(duì)來(lái)說(shuō)線路段,方法簡(jiǎn)單,催化效果更好,對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染,產(chǎn)品的質(zhì)量更加出眾,但是生產(chǎn)所需要的原料與輔料都有毒或者對(duì)設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性。所以需要在生產(chǎn)中對(duì)安全與設(shè)備有高強(qiáng)度的保護(hù)與維護(hù)。此工藝使用的催化劑具有強(qiáng)吸水性,極易吸水潮解,在空氣中吸水,然后水解產(chǎn)生氯化烴,氯化烴遇水之后會(huì)發(fā)熱引起爆炸,生產(chǎn)的氯化烴具有強(qiáng)烈的腐蝕性。所以在使用的時(shí)候要注意,不要濺落。為了生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步發(fā)展,需要人們?nèi)ふ沂褂靡恍┎恍枰厥?、?duì)設(shè)備沒(méi)有腐蝕性的催化劑代替,達(dá)到綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)要求。本文通過(guò)對(duì)研究問(wèn)題的深入探討,尤其是在理論框架的構(gòu)建和實(shí)證分析的結(jié)合方面,取得了一定的研究成果。在這一過(guò)程中,我不僅加深了對(duì)該課題的理解,也意識(shí)到研究中存在的復(fù)雜性與多維性。從最初的文獻(xiàn)綜述到最后的結(jié)論部分,我逐步完善了研究框架,細(xì)化了分析模型,并通過(guò)數(shù)據(jù)支持了相關(guān)假設(shè)。然而,盡管本研究已經(jīng)取得了一些初步成果,但仍存在諸多不足之處,如樣本量的限制、數(shù)據(jù)的時(shí)效性以及研究方法的局限性等。這些問(wèn)題不僅是我當(dāng)前工作的短板,也是未來(lái)研究中亟待解決的挑戰(zhàn)。未來(lái)的研究可以通過(guò)更廣泛的樣本收集、更新的數(shù)據(jù)支持以及多元化的研究方法來(lái)進(jìn)一步完善。總之,本研究雖然取
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