年产90吨维生素B6的制备加成过程工艺设计毕业论文VIP

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页学 号： 0120620400210课程设计题 目年产 90 吨维生素 B6的制备加成过程工艺设计学 院 化学工程学院专 业 制药工程班 级 制药 0602姓 名指导教师2010 年 1 月 29 日西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页目录1 绪论 .22 设计依据 .53 工艺路线论证 .64 工艺流程设计 .75 生产工艺与流程概述 .86 物料衡算 .97 热量衡算 .128 设备选型 .229 车 间 布 置 设 计 .2710 车间人员组成 .2911 劳动保护、安全生产及三废处理 .3012 小结与体会 .3413 参考资料 .35西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页1 绪论1.1 产品概述1.1.1 名称、化学结构、理化性质1.1.1.1 名称法定名称 维生素 B6VitaminumB6VitamineB6化学名称：6-甲基-5-羟基-3 ，4-吡啶二甲醇盐酸盐商品名称： 盐酸吡多辛PyridoxineHydrochloride1.1.1.2 化学结构结构式：分子式： C8H11O3NHCl（分子量 205.64）1.1.1.3 理化性质本品为白色或类白色，结晶或结晶性粉末，无臭，味微苦遇光渐变质。本品易溶于水（1：4.5） ，微溶于乙醇（1：90） 。微溶于丙酮，不溶于乙醚或氯仿。水溶液呈酸性反应（10%水溶液 PH2.4-3.0） 。水溶液对浓酸或热碱液都比较稳定，在过氧化剂或光的照射下易破坏，在中性水溶液中加热到 120即发生聚合，形成二聚体或三聚体。NCH2OHCH2OHHOH3C HCl西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页1.2 质量标准、临床用途1.2.1 质量标准内控标准 等级品标准 出口品标准标准项目中国药典90 版 国家二级企业标准北京二厂 优级品 合格品 英国药典 88 版 美国药典 22 版外观白色或类白色结晶或结晶性粉末白色结晶或结晶性粉末白色结晶或结晶性粉末白色结晶或结晶性粉末白色或几乎白色结晶性粉末含量 99.0% 99.0%-100.5% 99%-100.5% 99.0% 99.0-101.0% 98.0-102.0%熔点 205-209 206-209 206-209 205-209 约 205 203酸度 PH=2.4-3.0 PH=2.4-3.0 PH=2.4-3.0 PH=2.4-3.0 PH=2.4-3.0炽灼残渣0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1%重金属10PPm 10PPm 10PPm 10PPm 20PPm 30PPm溶液色泽无 420nm，0.05 420nm，0.05 Y 7 Y 7溶液澄清度1 号浊度标准液1/8 浊度标准1/8 浊度标准1 号浊度标准液 层澄清氯含量16.9-17.6% 16.9-17.6% 16.9-17.6%干燥失重0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 0.5%西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页标准项目中国药典90 版内控标准 等级品标准 出口品标准国家二级企业标准北京二厂 优级品 合格品英国药典88 版美国药典22 版无菌试验均符合药品卫生标准1.2.2 临床应用本品为具有酶作用的维生素，参与氨基酸及脂肪酸的代谢。临床上可以治疗各种因缺乏维生素 B6 引起的病症，如癞皮症，皮脂溢出性皮炎、恶性贫血，妊娠呕吐、肌无力和颗粒型白血球缺乏症。也可以治疗脑炎后遗症及其它类型的帕金森氏综合症。能预防因服异烟肼而引起的神经炎。对肝病，血管硬化或短波辐射所引起的灼伤也有疗效。1.2.3 包装规格要求及贮藏装量 材料 规格 要求 附注 贮藏黄色圆形收口纸板桶内径外高纸厚37cm476 层（6 层纸张类型、360g）原用纤维板圆桶37cm52cm透明圆底聚乙烯袋内径外高袋厚38cm80cm0.09cm原用透明圆底聚乙烯袋37cm80cm25Kg（净重）黄色圆底牛皮纸袋内径外高纸重38cm80cm60-80g1、内层聚乙烯袋排气后热合封口白纱带扎口2、外层牛皮纸袋袋口向内折叠桶内放合格证3、桶口穿铁丝铅封4、桶外贴标签5、室温包装双人复称装量正确原用黄色圆底牛皮纸袋37cm80cm60-80g桶盖印批号遮光防潮密封西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页2 设计依据2.1 设计条件加成过程投料量一览表名称 投料量（Kg） 重量比 摩尔比恶唑 * 75.0（粗重） 1（基准） 1（基准）正丙基七元环 1150.0 15.3333 13.9872盐酸 * 33.7（纯 HCl） 0.4493 1.5971乙醇 542.6 7.2347 20.3731去离子水 620.0 8.2667 59.5157设产品的年产量为 80120 吨维生素 B6，酯草过程收率为 95%，环合过程收率为 80%，加成过程收率为 90%，精制过程收率为 75%，七环过程收率为65%。所得维生素 B6含量为 99%，水分少于 0.5%。残渣少于 0.1%。每年工作日为 300330 天（具体见设计题目分配方案） ，每天 24 小时连续运行。2.2 依据中华人民共和国药典2005 年版和环境保护法2.3 噁唑法合成维生素 B6 中的加成工艺，即 4-甲基-5- 乙氧基恶唑与正丙基七元环经 Diels-Alder 加成反应得到中间体，再经芳构反应、水解反应得到粗品维生素 B6。反应如下：加成反应：NOOC2H5CH3 OOCH2CH2CH3 NOOOCH2CH2CH3OC2H5H3C西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页芳构反应:NOOOCH22CH3OC2H5H3C 0.1mol/LHCl NOOCH22CH3HOH3C C2H5O水解反应：NOOCH22CH3HOH3C H2OHCl3mol/LHCl NHOH3CCH2OCH2OHCl CH32CH2O3 工艺路线论证用 - 丙氨酸与草酸乙醇同步进行酯化和酰化制得 N- 乙氧草酰- 丙氨酸乙酯，再经环合脱羧制得 4- 甲基-5-乙氧基噁唑，最后与 2- 异丙基-4,7- 二氢-1,3- 二庚噁英经 Diels-Alder 反应，再经芳构化、水解反应制得维生素 B6 总收率 68.4%。此法较以往工艺相比步骤简单、易于操作、成本低、收率较高，适于工业化生产。考虑到 Diels-Alder 加成时 2- 正丙基-4,7- 二氢-1,3- 二庚噁英的空间位阻和反应活性改用 2- 异丙基-4,7- 二氢-1,3-二庚噁英粗品收率可达 82%维生素 B6 的精制收率因成品质量不一而相差较大采用两次脱色一次无水乙醇重结晶精制率 95% 含量熔点指标能达到药典标准但外观和溶液色泽不完全合格工业上采用两次溶解脱色滤液浓缩后在无水乙醇中两次重结晶的方法生产质量合格但精制率只有 84%中树脂法脱色工艺尚处于探索阶段目前工业化应用程度不高本文采用三次脱色二次水相结晶合理利用活性炭精制率达到 89% 质量符合 BP98 和 USP24 版标准而且不用无水乙醇结晶成本大幅下降。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页4 工艺流程设计 打 收 回 纽烯 醇中 和稀 酯弃 去物回 收母 液稀 醇酸 水正 丁 醇乙 醇乙 醇盐 酸去 房子 水盐 酸 交 成 品 工 序粗 6离 心 过 滤蒸 馏水 解蒸 馏芳 构乙 醇 加 成 物 正 丙 基七 元 环低 沸蒸 馏加 成正 丙 基七 元 环恶唑西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页5 生产工艺与流程概述将噁唑，正丙基七元环，按一定配比加入加成锅，在 150下反应 15小时。反应结束，冷却，抽至回收锅回收正丙基七元环（套用） ，将锅内残留物抽至芳构锅，低温滴加 0.1mol/L 盐酸，然后在 25保温反应 15 小时；升温至 60，在 60下保温反应 2 小时。将锅内物料抽至水解锅，减压回收乙醇（打回收组） ，然后，加入 3mol/L 盐酸在 60-70下，水解反应一小时。减压回收正丁醛、酸水。再加入乙醇带水，回收的酸水弃去；正丁醛处理后共七环组套用，回收的乙醇中和后打回收组。再加入适量乙醇，搅拌溶解、离心出料、即得 VB6粗品。6 物料衡算6.1 生产要求：维生素 B6的年产量为 90t，一年为 300 天，每天 24 小时连续运行。6.2 反应要求：所得维生素 B6含量为 99%，加成过程总收率为 90%，加成反应产率为 93%，芳构反应产率为 98%，水解反应产率为 99%。(加成、芳构、水解反应的产率根据总产量假设的)6.3 计算要求：噁唑含量按 98%计算摩尔比、实际使用的盐酸是由 31%（w/w）工业低铁盐酸加去离子水配制而成。6.4 投料要求：加成过程投料量一览表名称 投料量（Kg） 重量比 摩尔比噁唑 * 75.0（粗重） 1（基准） 1（基准）正丙基七元环 1150.0 15.3333 13.9872盐酸 * 33.7（纯 HCl） 0.4493 1.5971乙醇 542.6 7.2347 20.3731去离子水 620.0 8.2667 59.5157西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 10 页6.6 工艺时间安排操作步骤操作工时（小时）生产周期（小时）投料 1收低沸 1.5升温 1加成反应 16冷