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含CAD图纸+文档 中南大学-非零队 化学原料药多功能车间设计【含CAD图纸+文档】 中南 大学 非零队 化学 原料药 多功能 车间 设计 CAD 图纸 文档

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目 录第一章 设计依据及设计基础11.1 设计内容及要求11.2设计依据21.3设计原则21.4 工艺概述31.5 设计内容3第二章 工艺流程设计与工艺流程42.1工艺流程设计42.1.1 硫辛酸环合水解工段的工艺流程框图52.1.2 依非韦伦加成工段的工艺流程框图62.1.3 依非韦伦环合工段的工艺流程框图72.1.4 缬沙坦氢化还原工段的工艺流程框图82.2工艺流程92.2.1硫辛酸工艺流程92.2.2依非韦伦工艺流程102.2.3缬沙坦工艺流程11第三章 生产制度133.1年生产时间133.1.1硫辛酸133.1.2依非韦伦173.1.3缬沙坦213.2 生产班制233.2.1设计原则233.2.2生产任务排班24第四章 物料衡算254.1 物料衡算基准和方法254.1.1 概述254.1.2 设计任务264.2 硫辛酸的物料衡算264.2.1 环合工序的物料衡算264.2.2 水解工序的物料衡算284.2.3 精制粉筛的物料衡算314.3 依非韦伦的物料衡算344.3.1 加成工序的物料衡算344.3.2 环合工序的物料衡算374.3.3 精制粉筛的物料衡算404.4 缬沙坦的物料衡算424.4.1 氢化还原的物料衡算424.4.2 精制粉筛的物料衡算45第五章 热量衡算485.1 热量衡算目的485.2 热量衡算依据485.2.1 设备的热量平衡方程式485.3 热量衡算基础数据的计算和查取495.3.1 比热容的计算495.3.2 状态热的计算515.3.3 化学反应热的计算525.4硫辛酸能量衡算545.4.1 Cp计算545.4.2标准反应热565.4.3热量计算575.5 依非韦伦能量衡算605.5.1的计算605.5.2热量计算615.6缬沙坦能量衡算635.6.1氢化工段热量衡算63第六章 设备选型与计算656.1总述656.2设计原则656.2.1设备选型原则656.2.2设备选材依据656.2.3设计先进性说明666.3主要工艺设备选型676.3.1硫辛酸676.3.2依非韦伦746.3.3缬沙坦816.3.4其他设备选型876.4共用工艺设备说明88第七章 原材料消耗量947.1主要原材料消耗量947.1.1 硫辛酸原材料消耗量947.1.2 依非韦伦原材料消耗量967.1.3 缬沙坦原材料消耗量98第八章 车间布置设计998.1设计依据998.1.1常用的设计规范和规定998.1.2基础资料1008.2车间布置1008.2.1布置原则1008.2.2布置说明101第九章 行政法规执行措施1179.1消防设计专篇1179.1.1消防给排水系统1179.1.2土建工程1199.1.3电气设备1219.2环境保护专篇1229.2.1 环境状况简介1229.2.2 污染物来源1229.2.3 治理方法123第十章 GMP专篇12410.1洁净区域划分和空气洁净度等级说明12410.1.1洁净区域划分12410.1.2空气洁净度说明12510.2车间人流物流设施说明12510.3空调系统设置、除尘及局部排风说明12610.3.1空调系统设置说明12610.3.2除尘及局部排风说明12610.4净化装修说明12710.4.1地面装饰12710.4.2墙面装饰12710.4.3吊顶装饰12810.4.4门12810.4.5窗12810.4.6.屋顶12910.5工艺设备选型说明12910.6公用系统设施符合GMP要求的说明130第十一章 工艺存在问题及建议131iv第一章 设计依据及设计基础1.1 设计内容及要求本次设计内容为化学原料药多功能车间设计，产品包括硫辛酸、依非韦伦和缬沙坦。硫辛酸（Thioctic Acid）又名二硫辛酸，属于维生素B 类化合物，是人体内不可缺少的抗氧化剂，具有极高的医用价值及抗衰老潜能。其制剂在临床上主要用于治疗糖尿病的微血管病变。自1989 年硫辛酸作为一种高效的抗氧化剂被认识后，日益受到人们的青睐，成为提高生活质量、抵抗衰老、延长寿命不可或缺药品。依非韦伦(Efavirenz)是抗艾滋病毒感染的药物，属人类免疫缺陷病毒-1型（HIV-1）的选择性非核苷逆转录酶抑制剂。缬沙坦，是血管紧张素受体拮抗剂，可用于各种类型高血压，并对心脑肾有较好的保护作用。该车间拟生产上述三个药品预计生产规模如表1-1：表1-1 产品预计生产规模产品名称设计规模含量其他硫辛酸25非无菌原料药依非韦伦25非无菌原料药缬沙坦25非无菌原料药由于本次设计是原料药多功能车间设计，生产的产品能够在国内销售，故相关设计必须符合中国的GMP规范要求，并具有一定的扩大生产的能力。该工厂每年根据节假日、设备维护时间，全年生产时间为300天。车间设计参照中国药品生产质量管理规范最新版对原料药车间设计的要求，包括生产区、辅助生产区的设计。本车间设计采用优化的工艺路线，配以先进的自动化生产设备，进行合理的平面布局，确保多功能车间的生产质量。1.2设计依据（1）第四届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛设计任务书（2）药品生产质量管理规范（2010年修订）（3）国家药品管理法（4）制药工程设计相关规定（5）国家经济、建筑、环保等相关政策（6）本设计组编制的可行性报告1.3设计原则(1)工艺流程设计在能满足生产要求的前提下参考国内外相关工艺给予优化：如设置了专门的大宗溶煤集中定量计量系统、小批量使用的溶煤采用独立的桶泵计量系统、固体物料采用垂直重力流或专用的真空上料系统；(2)工艺设备选型根据物料性质选用国内先进的、成熟的且符合GMP要求的高质量设备，部分关键设备则选用国内技术一流且专有的设备；(3)车间平面布置充分考虑了反应物料的性质及工艺操作过程的要求，主要设备布置均根据工艺过程中的物料流向采取了重力流输送的立体布局方式；(4)车间系统设计充分考虑环境保护的要求：设置了专门的废液收集系统及反应过程中的事故处理系统；(5)车间区域布置遵循流程短、无折返原则，相同功能区尽量集中布置，有洁净度要求的生产区域严格按GMP规范要求设置与生产环境级别相适应的洁净区域；(6)生产车间的各区域都设置了一定面积的中间体贮存区和中间体检验室，以利于对生产和产品质量进行实时检查和控制；(7)人员进入不同区域采用不同程序的人净措施，物料需经物净后由气闸或传递窗进出洁净区；(8)生产车间充分考虑了劳动保护及人员的安全防护和保护措施；(9)生产车间有畅通的消防安全通道和可行的消防措施；(10)车间总体布置在满足建筑设计防火规范的前提下，按功能分区布置。1.4 工艺概述硫辛酸生产以硫化钠、硫磺、6,8-二氯辛酸乙酯等为原料，经环合、水解、精制等过程制得；依非韦伦生产以环丙基乙炔锂、4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺为原料，经加成、环合、结晶等过程制得；缬沙坦是以 N-正戊酰基缬氨酸甲酯为起始原料，经加氢还原、精制而成。原料在合成反应区经反应釜反应得到中间产物，粗滤并转入下一级反应釜得到粗品；滤出液经浓缩回收，回收的溶剂套用，余下废渣送至市政处理。粗品送至精制车间脱色，过滤，结晶，洗涤，干燥，得到的半成品，通过粉筛，半成品再进行内包、外包，最后入库。 1.5 设计内容本次设计内容及要求主要包括：1、工艺流程设计：（1）编制物料方框平衡图（2）提出工艺用公用工程消耗量（3）绘制带控制点工艺流程图（AutoCAD制图）2、设备选型及设计（1）设备选型计算，公用系统设备单元的配置说明（2）编制设备一览表3、车间设备布置设计（1）绘制车间工艺设备平面布置图；（2）净化区域划分及人流物流流向图；（3）采用三维模型设计；4、设计说明书编制编写设计说明书第二章 工艺流程设计与工艺流程2.1工艺流程设计本设计的生产工艺的操作方式采用的是间歇操作，整个工艺采用三个药物依次生产得到。硫辛酸通过环合，水解，酸化得到粗品;依非韦伦通过加成，环合得到粗品;缬沙坦通过氢化还原和浓缩回收得到粗品;再通过离心分离、压滤、脱色、水洗、干燥、结晶、溶剂回收等一系列单元过程。以方框和圆框分别表示单元过程及单元反应，以箭头表示物料和载能介质流向，该设计的生产工艺流程框图如图2-1至图2-4所示：乙醇 纯化水6,8-二氯辛酸乙酯硫磺粉水合硫化钠2.1.1 硫辛酸环合水解工段的工艺流程框图乙醇 四丁基溴化铵20%氢氧化钠环 合水 解馏出液2mol/L盐酸浓 缩减压浓缩废液乙酸乙酯废液精 馏废液废液离心母液乙酸乙酯精 馏无水硫酸镁饱和食盐水硫酸镁馏出液乙酸乙酯乙酸乙酯减压浓缩过 滤结 晶离 心淋 洗干 燥洗涤分层萃 取调节PH干 燥图2-1 硫辛酸环合水解工段的工艺流程框图粗 品2.1.2 依非韦伦加成工段的工艺流程框图4-氯-2-（三氟乙酰基）苯胺丙酮环丙基乙炔锂丙酮乙基锌丙酮 混合液I混合液III混合液II丙酮A B加 成丙酮废液精 馏废液离心母液精 馏硫酸镁馏出液乙酸乙酯减压浓缩过 滤结 晶离 心淋 洗水洗分层减压浓缩浓 缩干 燥废液精 馏馏出液乙酸乙酯乙酸乙酯纯化水废液乙酸乙酯丙酮图2-2 依非韦伦加成工段的工艺流程框图加成物2.1.3 依非韦伦环合工段的工艺流程框图加成物 碳酸钠乙酸乙酯 氯甲酸甲酯纯化水环 合纯化水乙酸乙酯水相水洗分层萃 取废液精 馏废液离心母液精 馏馏出液减压浓缩结 晶离 心淋 洗干 燥有机相废液合并有机相无水硫酸钠图2-3 依非韦伦环合工段的工艺流程框图粗 品乙酸乙酯乙酸乙酯过 滤乙酸乙酯干 燥Pd-C 氢气2.1.4 缬沙坦氢化还原工段的工艺流程框图 醋酸异丁酯N-正戊酰基缬氨酸甲酯氢 化Pd-C 压 滤醋酸异丁酯废液精 馏废液离心母液精 馏馏出液减压浓缩结 晶离 心干 燥水洗分层浓 缩乙酸乙酯乙酸乙酯图2-4 缬沙坦氢化还原工段的工艺流程框图乙酸乙酯水相乙酸乙酯萃 取废液有机相粗品纯化水合并有机相2.2工艺流程2.2.1硫辛酸工艺流程2.2.1.1硫辛酸环合工段在环合反应釜（R1104，R1105）中加入211.00 kg纯化水、464.20 kg水合硫化钠搅拌升温至60 ，分批加入71.71 kg硫磺粉，反应1.5 小时；分别加入844.00 kg乙醇（R1109）和37.98 kg四丁基溴化铵，升温至75 ，缓慢滴加422.00 kg 6,8-二氯辛酸乙酯（V1101）（约2 小时），加热回流，反应8 小时，得环合液（环合液比容约为1000 kg/m3），冷却至室温待用。2.2.1.2硫辛酸水解工段在上述环合液（R1201,R1202）中，缓慢加入20% 的氢氧化钠溶液（V1202），升温至60 ，反应3 小时。将上述反应液减压浓缩除去乙醇，馏出液约为反应液体积的1/2。将浓缩液降至室温。然后缓慢加入适量2mol/L 盐酸（V1203），调节体系pH 值至2（加入过程耗时约1.5 小时）。用1055.00 kg乙酸乙酯（R1110）萃取上述酸化液，有机相用饱和食盐水洗涤分层，再用无水硫酸镁干燥，过滤（M1113），水相经预处理后排至污水处理站。有机相减压浓缩，馏出液约为上述有机相体积的1/2。将浓缩液缓慢冷却至10 以下，结晶、离心（M1114），用42.40 kg乙酸乙酯淋洗，滤饼（含湿量为20%）转移至干燥器（M1115），在真空度0.08 MPa 条件下干燥，得淡黄色针状粗品（粗品含量99%）。回收离心母液和馏出液中的溶剂套用，回收率为90%，残留物送至市政处理。2.2.1.3精制工段在脱色釜（R2101）中依次加入190.19 kg粗品、570.57 kg乙酸乙酯、19.02 kg活性炭，加热回流2 小时，脱碳过滤（M2104）。将滤液转至结晶釜（R2103）中，缓慢冷却至10 ，结晶。经固液分离，在真空度0.08 MPa 条件下干燥（R2104），得淡黄色针状硫辛酸精品（含量99.5%）。回收母液中的乙酸乙酯套用，回收率为90%，残留物送至市政处理。2.2.1.4粉碎包装 按要求粉碎、待检。检验合格后，进行内包、外包、入库。2.2.2依非韦伦工艺流程2.2.2.1依非韦伦加成工段将100.37 kg乙基锌和100.37 kg丙酮(R1109)搅拌混合（约0.5 小时），控制温度30 ，制得混合溶液（V1101）待用。将87.85 kg环丙基乙炔锂和100.37 kg丙酮(R1109)搅拌混合（约0.5 小时），控制温度30，制得混合溶液（V1102）待用。将225.26 kg4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺和225.26 kg丙酮(R1109)搅拌混合（约0.5 小时），控制温度30 ，制得混合溶液（V11031）待用。将450.52 kg丙酮（R1109）、15.77 kg的A、108.12 kg的B 加入加成反应釜（R1104）中，搅拌冷却至0 （约1 小时），将混合溶液缓慢加入加成反应釜中（约2 小时）。维持体系温度28以下，再将混合溶液缓慢加入到加成反应釜中（约2 小时），并维持体系温度在05 ，反应（约1.5 小时）。再将混合溶液缓慢加入加成反应釜中（约3小时），并维持体系温度40，反应（约2 小时），得加成液（加成液比容约为950 kg/m3）。将加成液减压浓缩，馏出液约为加成液体积的3/4，馏出液送厂外回收处理。加入675.78 kg乙酸乙酯（R1110），溶解浓缩物，再加入225.26 kg 冰水，控制温度在05 淬灭反应（约1 小时）。加入225.26 kg纯化水洗涤静置分层，水相经预处理后排至污水处理站，有机相过滤、减压浓缩，馏出液约为上述有机相总体积的1/2。浓缩液冷却至10以下，结晶，离心（M1114），用22.53 kg乙酸乙酯淋洗，滤饼（含湿量为20%）转移至真空干燥器（M1115），在真空度0.08MPa 条件下干燥，得加成物（加成物含量99%）。回收离心母液和馏出液中的乙酸乙酯套用，回收率90%，残留物送市政处理。2.2.2.2依非韦伦环合工段将加成物加入环合釜（R1201，R1202），再加入780.48 kg乙酸乙酯，搅拌溶解，加入143.01kg 氯甲酸甲酯、247.15 kg 碳酸钠和1300.80 kg 纯化水制得的溶液，控制反应温度在35 ，快速搅拌反应（约6 小时）。用260.16 kg 纯化水洗分层，水相再用156.10 kg 乙酸乙酯萃取（R1204），合并有机相，用52.03 kg无水硫酸钠干燥（约4 小时），过滤出硫酸钠后（M1113），滤液经减压浓缩（馏出液约为上述滤液总体积的1/2）、结晶、离心（M1114），用26.00 kg 乙酸乙酯淋洗，滤饼（含湿量为20%）转移至干燥器（M1115），在真空度0.08MPa 条件下干燥，得环合粗品（环合粗品含量99%）。回收离心母液和馏出液中的乙酸乙酯套用，回收率90%，残留物送市政处理。2.2.2.3精制工段向脱色釜（R2101）中加入458.66 kg 乙酸乙酯、240.40 kg 环合粗品、36.21 kg活性炭，加热至回流5 小时，脱碳过滤（M2104）。将滤液转移至结晶釜（R2103），缓慢冷却至5 结晶，经固液分离，用24.14 kg 乙酸乙酯淋洗，滤饼（含湿量为20%）在真空度0.08 MPa 条件下干燥（R2104），得依非韦伦精品（依非韦伦精品含量99.5%）。回收精制母液中的乙酸乙酯套用。2.2.2.4粉碎包装 按要求粉碎、待检。检验合格后，进行内包、外包、入库。2.2.3缬沙坦工艺流程2.2.3.1缬沙坦氢化还原工段在氢化反应釜（R1106,R1107）中，依次加入2400.00 kg醋酸异丁酯（R1109)、600.00 kg的N-正戊酰基缬氨酸甲酯、6.00 kg Pd-c，加热至7075 使其溶解（反应液比容约为950 kg/m3），降温通氢气，控制温度在38 、压力0.10.2 MPa，反应8 小时，停搅拌，降至常温，压滤(M1113)，回收Pd-C。滤液转移至浓缩釜(R1201,1202)，减压浓缩至干，回收醋酸异丁酯套用，回收率95%。向浓缩釜中加入1200.00 kg乙酸乙酯(R1110)，溶解浓缩物，再加入600.00 kg水，进行水洗分层，水相用900.00 kg乙酸乙酯分三次提取（R1204），合并有机相。水相经预处理后排至污水处理站。将有机相减压浓缩（馏出液约为上述有机相总体积的1/4）、冷却降温至5结晶，离心(M1114），滤饼（含湿量为20%）转移至干燥器(M1115)，在真空度0.08MPa 条件下干燥，得缬沙坦粗品（缬沙坦粗品95%）。回收母液和馏出液中乙酸乙酯套用，回收率90%，残留物送至市政处理。氢化还原收率为92%。2.2.3.2精制工段在脱色釜（R2101）中加入2311.64 kg丙酮、577.91 kg缬沙坦粗品、57.80 kg活性炭，加热至回流4 小时，脱碳过滤。将滤液转移至结晶釜（R2103），缓慢冷却至5 结晶，经固液分离，在真空度0.08 MPa 条件下干燥（M2104），得缬沙坦精品（含量99.5%）。回收母液中的丙酮套用，回收率为90%。2.2.3.3粉碎包装 按要求粉碎、待检。检验合格后，进行内包、外包、入库。第3章 生产制度3.1年生产时间生产班次可分为三种情况：3 班制、2 班制及两种班次组合。全年生产时间为300天，本次多功能设计我们采用2班制/天，每天工作16 h（7:00-23:00），每周工作7天；生产方式：间歇式生产。多功能车间三种药物生产天数的估算：3.1.1硫辛酸3.1.1.1环合工序在环合工序中，共计加入了，（W为6,8-二氯辛酸乙酯批投料质量）的混合液，此时溶液的总体积是最大的，由于反应罐最大体积不得超过2000 L，此时环合液的比容约为,根据合理估计装料系数为0.8，故可知最大的投料量,则。3.1.1.2水解工序在水解工序中加入盐酸调节PH值，由于在反应液中盐酸相当于中和了氢氧化钠，而硫化钠和过硫化钠与盐酸反应生成了硫化氢，对于PH的影响不大，故可以不予考虑，由此根据氢离子可列出方程（x为盐酸的量，W为6,8-二氯辛酸乙酯的质量）：求得x=2.21W kg而20%氢氧化钠的量=0.18W/0.2=0.9W kg则水解液中的最大投料量=而水解工序中的最大投料量又不得大于2000*0.8*1=1600 kg故W210.8 kg由以上两步算的两个范围，取较小的那个数值，另外一个体积才不会超过最大反应罐容积，故W=210.8 kg时，有最短的生产天数。最终产物质量=210.8*0.58*0.9*0.94*206/241=88.4 kg由于要年产25 t，则最短天数T=25000/88.4282 d。但是由于总天数只有300天，若硫辛酸生产就要282天，其他药物就没有时间生产了，明显不合理。故我们选取两套设备同时生产，则时间减半，=282/2=141 d此时采用了两个环合反应罐，两个水解反应罐。根据生产情况，我们制定了如表3-1至表3-3所示的操作工时与生产周期表。表3-1硫辛酸环合工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）环合工序反应投料升温30770投入硫磺10搅拌反应90投料升温，缓慢滴加120加热回流480冷却待用冷却40合计770770表3-2硫辛酸水解工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）水解工序反应缓慢投料20240升温40搅拌反应180调节PH减压浓缩160240降温缓慢加入盐酸80调节PH提纯结晶乙酸乙酯萃取20240洗涤分层30干燥60过滤20减压浓缩110缓慢降温60145结晶30离心甩料25水洗35甩料出料干燥进料入烘6080出料20合计945945表3-3硫辛酸精制工序工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）精制工序投料40460加热回流120脱碳过滤60冷却结晶60固液分离30干燥120筛粉1503.1.2依非韦伦3.1.2.1加成工序同样的，我们根据工序最大体积不能超过反应罐的最大装料体积的原理进行估算。在加成液浓缩前，（W为4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺的质量）=0.45W+0.45W+0.39W+0.5W+2W+1W+1W+0.07W+0.48W=6.34W kg而在浓缩水洗之后，=1/4+3W+1W+1W=6.585W kg6.34W kg故反应最大投料量为6.585W kg而反应罐最大容纳质量=2000*0.95*0.8=1520 kg则6.585W1520 得W230.8 kg所得中间产物的质量为=W*289.5/223.5*90%=269.1 kg3.1.2.2环合工序 W为加成批投料量 =W+3W+0.55W+0.95W+5W+1W+0.6W+0.2=12.3W kg 最大容积投料量=2000*1*0.8=1600 kg则1600 得W130.1 kg由加成工序中加成批投料量是环合的两倍还多，故环合工序拟用两个反应罐，来反应第一步产生的加成物，则而工艺要求年产25t，所以生产的最短时间为=25000/230.4109 d此时反应采用了一个加成反应罐，两个环合反应罐。根据生产情况，我们制定了如表3-4至表3-6所示的操作工时与生产周期表。表3-4依非韦伦加成工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）加成反应反应制备混合液I30720制备混合液II制备混合液III投料60搅拌冷却缓慢投入I120缓慢投入II120恒温反应90缓慢投入III180恒温反应120提纯结晶减压浓缩60130加料溶解10猝灭60水洗30235静置分层40过滤15减压浓缩120结晶30离心出料甩料3555出料干燥进料6080入烘出料20合计12201220表3-5依非韦伦环合工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）环合工序反应投料溶解30420投料控温30搅拌反应360提纯结晶水洗分层60305萃取60投料干燥20过滤15减压浓缩120结晶30离心甩料2555水洗35甩料出料干燥进料6080入烘出料20合计840840表3-6依非韦伦精制工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）精制工序投料40760加热回流300脱碳过滤60冷却结晶60固液分离30干燥120筛粉1503.1.3缬沙坦3.1.3.1氢化还原工序 氢化阶段，在未浓缩前，最大投料量为：（W为N-正戊酰基缬氨酸甲酯质量） =4W+1W+0.01W=5.01W kg在浓缩后，最大投料量为： =1W+2W+1.5W=4.5W kg5.01W kg故氢化还原最大投料量为5.01W kg而氢化反应罐也不得超过2000 L的最大体积，反应液中乙酸乙酯最多，合理估算氢化液密度为950，则最大容量=2000*0.8*0.95=1520 kg则5.01W1520 得W303.5 kg单反应罐得到的最多产物质量=303.4*0.92*0.94*434/432=263.3 kg由于需要年产25 t产品，则需要的最短天数T=25000/263.3=94.8 d但是由于三种药品的总天数在300天左右，前两种药物已经用了141+109=250 d，如果使用单个氢化罐和浓缩罐，天数超出太多，不符合工艺需求。故需要使用两套反应设施同时反应使天数减半，则=94.8/248 d此时反应采用了两个氢化反应罐，两个浓缩反应罐。对于三个产品，我们采用依次生产的方式，即生产完一个产品再接着生产下一个产品，这样都可以增加工作效率也可以减少交叉污染。由以上可得，硫辛酸需生产141 d，依非韦伦需生产109 d，缬沙坦需生产48 d，总天数=141+109+48=298d，符合设计要求。根据生产情况，我们制定了如表3-7至表3-8所示的操作工时与生产周期表。表3-7缬沙坦氢化还原工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）氢化还原工序反应依次投料60720加热溶解30降温通氢30控温反应480降温压滤120提纯结晶减压浓缩120400投料溶解30水洗分层40三次提取60减压浓缩90冷却30结晶30离心甩料7070出料干燥进料6080入烘出料20合计12701270表3-8缬沙坦的精制工序操作工时与生产周期工序名称操作过程时间（min）总时间（min）精制工序投料40700加热回流240脱碳过滤60冷却结晶60固液分离30干燥120筛粉1503.2 生产班制根据设计任务书可知生产班制有两种：（1）2班制，从7：0023：00；（2）三班制0:0024:00。硫辛酸的环合工序13h和水解工序15.8h，时间都很长，我们采用分开生产的方式，即第一天只进行环合工序，第二天在进行水解工序的时候，同时进行环合工序，精制和合成区分开的，所以完全不影响，采用2班制，工作天数为141d;依非韦伦加成工序需要20.5h，而环合工序只需14h，我们可以在生产加成中间产物时同时反应上一批得到的加成物，由此可在一天反应完毕采用3班制，工作天数为109d;缬沙坦氢化还原工序需要16h，故可两班制。我们以此为初始条件对班次组合进行优化设计及选择。为了方便，本章节以最大生产能力为衡算基准，实际生产过程可以降低生产频度。3.2.1设计原则合理安排车间生产、清洁、维护时间，提高设备利用率。在保障生产效率和产品质量的前提下，最大程度节省人力、物力配置冗余，以实现经济效益最佳。3.2.2生产任务排班 3.2.2.1硫辛酸根据任务书要求，设定本车间工人的上班时间为二班制，每班工作八个小时。由前面的年工作时间以及反应罐的个数得知，环合工序需要双罐同时反应，水解工序需要13h完成反应，水解工序需要15.8h完成反应，精制工序可在第二天的粗品生产同时进行，故在一天内能够完成一批次。生产班制的安排采用二班制。3.2.2.2依非韦伦根据任务书要求，设定本车间工人的上班时间为加成工序的三班制，环合工序两班制。两道工序可同时生产，每班工作八个小时。由前面的年工作时间以及反应罐的个数得知，加成工序的时间为20.5h，环合为14h，故采用三班制，第二天在进行环合的同时，进行加成工序，由于加成的工序时间长，是完全可以生产环合工序的，精制工序可在第二天的粗品生产同时进行，故在一天内能够完成一批次。3.2.2.3缬沙坦根据任务书要求，设定本车间工人的上班时间为两班制，每班8小时，共计16小时。由前面的年工作时间以及反应罐的个数得知，需用两套反应罐完成生产任务，单次反应需要16h，共计需生产48d。设置每天七点投料开始，则可设计具体的生产岗位时间安排表如下（/代表不工作时间）：注：本次工序采取两班制，第二班轮岗时反应还在进行，即和是同一步反应，并非两步反应。另在压滤过后的浓缩回收是在浓缩釜中进行的，已经将物料从氢化釜中转移出来。第四章 物料衡算4.1 物料衡算基准和方法4.1.1 概述根据质量守恒定律，以生产过程或生产单元设备为研究对象，对其进出口处进行定量计算，称为物料衡算。通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系，以及计算各种原料的消耗量，各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。物料衡算的基本理论：物料衡算的基础是物质的质量守恒定律，即进入一个系统的全部物料量必等于离开系统的全部物料量，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。 G1=G2+G3+G4G1输入物料量总和 G2输出物料量总和G3物料损失量总和 G4物料累积量总和当系统内物料累积量为零时，上式可以写为 G1=G2+G3 物料衡算是对所有工艺计算的基础，通过物料衡算可以确定设备容积、台数、主要尺寸，同时可进行热量衡算、管路尺寸计算等。物料衡算的基准:（1）对于间歇式操作的过程，常采用一批原料为基准进行计算。 （2）对于连续式操作的过程，可以采用单位时间产品的数量或原料量为基准进行计算。物料衡算的结果应列成原材料消耗定额及消耗量表。耗定额是指每吨产品或以一定量的产品（如每千克针剂，每万片药片等）所消耗的原材料量；而消耗量是指每年或每日等时间所消耗的原材料量。制剂车间的消耗定额及消耗量计算时应把原料、辅料及主要包装原料一起算入 。4.1.2 设计任务1、设计项目：多功能车间设计2、产品名称：硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦3、产品规格：纯度均99.5%4、工作日： 300 天年5、年生产能力：年产硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦各25吨年6、收率： 硫辛酸：环合工序收率为58 水解收率90% 精制以及粉筛包装收率分别为94%和99.5% 总收率=58%*90%*94%*99.5%=48.822% 依非韦伦：加成工序收率为90% 环合工序收率为85% 精制以及粉筛包装收率分别为95%和99.5% 总收率=90%*85%*95%*99.5%=72.312% 缬沙坦：氢化还原收率为92% 精制以及粉筛包装收率分别为94%和99.5% 总收率=92%*94%*99.5%=86.048%基准：物料衡算以天计算,物料单位为千克。4.2 硫辛酸的物料衡算4.2.1 环合工序的物料衡算【化学方程式】二硫化钠制备：环合反应：表4-1 环合反应进料明细表名称分子量含量（%）投料量（kg）折纯量（kg）6,8-二氯辛酸乙酯24199422.00417.78纯化水18符合药典标准211.00211.00水合硫酸钠24099464.20459.56硫磺329971.7471.02四丁基溴化铵3229937.9837.6095乙醇4699844.00801.80【计算过程】 4.2.1.1环合反应根据生产任务，每天的投料量为422kg，环合工序的总收率为58%。理论产量：实际产量： 6,8-二氯辛酸乙酯消耗量：6,8-二氯辛酸乙酯剩余量：氯化钠生成量：二硫化钠消耗量：表4-2环合反应出料明细表名称数量（Kg）6,8-二氯辛酸乙酯175.48环合物235.27氯化钠117.64水合硫化钠218.25硫磺38.8595乙醇844水373.88四丁基溴化铵37.60杂质9.954.2.1.2二硫化钠制备水合硫化钠消耗量：水合硫化钠剩余量： 硫磺消耗量：硫磺剩余量：水生成量：4.2.2 水解工序的物料衡算【化学方程式】表4-3 水解反应进料明细表名称分子量含量（%）投料量（kg）折纯量（kg）环合液2050.92氢氧化钠40工业75.9673.68【计算过程】产量：20氢氧化钠溶液投料量：20氢氧化钠溶液消耗量：20氢氧化钠溶液剩余量：C2H5OH生成量：环合物消耗量： 环合物剩余量：表4-4 水解反应出料明细表名称数量（Kg）6,8-二氯辛酸乙酯175.48环合物23.53氯化钠117.64水合硫化钠218.25硫磺38.8595乙醇887.81水516.47四丁基溴化铵37.6020氢氧化钠198.83生成盐206.31杂质9. 95A 水解反应母液：见输出表B浓缩液：C馏出液： A浓缩液：乙酸乙酯：饱和食盐水：无水硫酸镁：假设需要加入2mol/L的盐酸xKg,则，解得 B有机相：C水相：硫酸镁：A有机相：B浓缩液：C馏出液：A浓缩液：乙酸乙酯：B滤饼：C离心母液：A离心所得滤饼：B含量大于99%的硫辛酸粗品：C乙酸乙酯等杂质：4.2.3 精制粉筛的物料衡算表4-5 精制粉筛进料明细表原辅料名称规格质量（kg）硫辛酸粗品99%190.19乙酸乙酯99%570.57活性炭医用级19.02A 活性炭B 硫辛酸粗品C 乙酸乙酯结晶物及滤液A结晶物及滤液B硫辛酸精品：C乙酸乙酯及杂质：A硫辛酸精品：B包装后产品质量：C杂质及损失：图4-1 硫辛酸物料平衡框图硫辛酸活性炭19.20kg废液602.08kg乙酸乙酯570.57kg食盐20.89kg乙酸乙酯1086.23kg 2mol/L盐酸932.62kg三废4315.12kg氢氧化钠72.82kg纯化水364.1kg无水硫酸镁20.89kg 硫磺71.02kg水和硫酸钠459.56kg6,8-二氯辛酸乙酯417.78kg纯化水211.00kg四丁基溴化铵37.60kg 95%乙醇810.80kg精制区间水解反应罐环合反应罐4.3 依非韦伦的物料衡算4.3.1 加成工序的物料衡算【化学方程式】表4-6 加成反应进料明细表名称分子量含量（%）投料量（kg）折纯量（kg）4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺223.599225.26223.01丙酮5899889.79880.89A9915.7715.61B_99108.12107.04乙基锌99101.36100.35环丙基乙炔锂71.99987.8586.97【计算过程】 由估算可知，反应得到加成物260.16kg。由于收率为90% 故理论产量=289.07kg 则4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺的投料量为289.07*=223.01kg 反应消耗了260.16*=200.78 剩余4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺=233.01-200.78=22.23kg 环丙基乙炔锂的投料量=289.07*=86.97kg 反应消耗了260.16*=64.68kg 剩余环丙基乙炔锂=86.97-64.68=22.29kg 氢氧化锂的产量=260.16*=21.47kg 则氢氧化锂的剩余量=21.47kg表4-7 加成反应出料明细表名称质量（kg）4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺22.23环丙基乙炔锂22.29加成物260.16丙酮880.89氢氧化锂21.47乙基锌100.35杂质120.76A加成反应的母液 含量99%的乙酸乙酯698.31kg 纯化水450.53kgB结晶析出产物包括加成产物260.16kg，以及乙酸乙酯等一些杂质264.02kgC反应馏出液包括各种杂质，共计2052.81kgA前面结晶所得母液B滤饼包括加成物260.16kg，以及杂质42.74kgC滤出物包括乙酸乙酯，丙酮等共计221.28kgA离心所得产物22.3kg的乙酸乙酯B含杂质99%的加成产物262.76kgC挥发物4.3.2 环合工序的物料衡算【化学方程式】表4-8 环合反应进料明细表名称分子量含量（%）投料量（kg）折纯量（kg）加成物289.599260.16氯甲酸甲酯94.599144.54143.09碳酸钠10699249.65247.15纯化水18符合药典1560.96无水硫酸钠1429952.5652.03乙酸乙酯8899946.04936.58【计算过程】由于加成物的投料量为260.16kg。环合收率为85%则理论依非韦伦粗品的产量=260.16*=284.00kg实际产量为284.00*0.85=241.40kg则反应消耗的加成物=241.40*=221.5kg加成物剩余质量=260.16-221.5=48.66kg反应消耗的碳酸钠质量=241.40*=81.10kg碳酸钠的剩余量=247.15-81.10=166.05kg反应消耗的氯甲酸甲酯的量=241.40*=72.30kg氯甲酸甲酯剩余的量=143.09-72.30=70.78kg反应生成对的MeOH质量=241.40*=24.48kg反应生成的氯化钠质量=241.40*=44.76kg反应生成的碳酸氢钠的质量=240.16*=64.27kg表4-9 环合反应出料明细表名称数量（kg）加成物48.66碳酸钠166.05氯甲酸甲酯70.78氯化钠44.76碳酸氢钠64.27甲醇24.48硫酸钠和水1612.99乙酸乙酯936.58粗品241.40杂质9.94A环合反应的母液B依非韦伦241.40kg 氯甲酸甲酯，乙酸乙酯等杂质559.06kgC馏出物包括水1560.96kg，溶解有钠盐，杂质等共858.5kgA前面结晶所得母液B粗品240.40kg 杂质33.08kgC馏出物总重525.98kgA离心所得产物，26.02kg的乙酸乙酯B含杂质99%的加成产物242.82kgC挥发物4.3.3 精制粉筛的物料衡算表4-10精制粉筛投料明细表原辅料名称规格质量（kg）环合粗品中间体240.40乙酸乙酯99%480.80活性炭医用级36.06【计算过程】A活性炭36.06kg环合粗品240.40kg乙酸乙酯480.80kgB粗品276.32kg a、纯品240.40kg b、杂质35.92kgC滤渣480.94kgA结晶所得产物B精制终产物，含量99%的依非韦伦240.00kgC挥发物 通过粉筛，收率为99.5%，得到产品质量为133.81kg。环丙基乙炔锂86.97kg乙基锌100.35kg醇类物质B107.04kg 生物碱A15.61kg丙酮880.89kg4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺223.01kg三废1153.71kg加成反应罐碳酸钠247.15kg 无水硫酸钠52.03kg纯化水1560.96kg乙酸乙酯962.59kg氯甲酸甲酯143.09kg三废2724.42kg环合反应罐图4-2 依非韦伦物料平衡框图依非韦伦乙酸乙酯482.80kg废液520.41kg活性炭36.21kg精制区间4.4 缬沙坦的物料衡算4.4.1 氢化还原的物料衡算【化学方程式】表4-11 氢化还原投料明细表名称分子量含量（%）投料量（kg）折纯量（kg）N-正戊酰基缬氨酸甲酯43299600594醋酸异丁酯-99240023765%Pd-C-工业6-H22-2.53乙酸乙酯-99%21002079纯化水18符合药典-600【计算过程】根据生产任务，每天的投料量为600kg，氢化工序的总收率为92%。假设离心收率为99.9%，干燥收率为99.9%，则氢化收率为：理论产量：Kg实际产量：消耗N-正戊酰基缬氨酸甲酯的量：剩余N-正戊酰基缬氨酸甲酯的量：594-547.55=46.45kg消耗H2的量：A 加成反应母液： 醋酸异丁酯2376kgN-正戊酰基缬氨酸甲酯46.45kg 加成物550.08kg 杂质30kgB 浓缩剩余物：3008.53-6-2257.2=745.33kgC 醋酸异丁酯：A 浓缩物745.33kg，乙酸乙酯2100kg，纯化水600kgB 有机相：745.33+2100=2845.33kgC 水相：600kgA 有机相2845.33kgB 结晶物以及残留液2845.33-711.33=2134.00kgC馏出液711.33kgA 上一步的结晶物及残留液B 滤饼723.10kg，包括缬沙坦和部分溶剂C 离心母液2134-723.10=1410.9kgA 离心所得滤饼B 含量大于95%的缬沙坦粗品577.91kgC 乙酸乙酯等杂质723.10-577.91=145.19kg表4-12氢化还原工段出料明细表名称数量（kg）缬沙坦粗品577.91醋酸异丁酯2257.20水相600馏出液711.33离心母液1410.90乙酸乙酯等杂质145.194.4.2 精制粉筛的物料衡算表4-13 精制粉筛进料明细表原辅料名称规格质量（kg）缬沙坦粗品中间体577.91丙酮99%2311.64活性炭医用级别57.80A 活性炭57.80kg 缬沙坦粗品577.91kgB 结晶物及滤液2889.85kgC 丙酮2311.64kg活性炭 57.80kgA 结晶物及滤液B 丙酮及杂质2370.97kgC缬沙坦精品518.88kgA 缬沙坦精品B 最终得到产品的质量为表4-14精制工段出料明细表：名称质量（kg）活性炭57.80丙酮及杂质2370.97产品516.2949醋酸异丁酯2376kg 氢气2.75kg Pd-C5.94kg回收Pd-C5.94kgN-正戊酰基缬氨酸甲酯594kg环合反应罐纯化水594kg 乙酸乙酯891kg乙酸乙酯1188kg废液5067.84kg浓缩反应罐活性炭57.80kg废液2428.47kg丙酮2311.64kg精制区间图4-3 缬沙坦物料平衡框图缬沙坦第五章 热量衡算5.1 热量衡算目的热量衡算得主要目的是为了确定设备的热负荷，根据设备热负荷的大小、所处理物料的性质及工艺要求再选择传热面的型式、计算传热面积、确定设备的主要工艺尺寸。5.2 热量衡算依据热量衡算的主要依据是能量守恒定律，以车间物料衡算的结果为基础而进行的,所以，车间物料衡算表是进行车间热量衡算的首要条件。5.2.1 设备的热量平衡方程式对于有传热要求的设备，其热量平衡方程式为：Q1Q2Q3=Q4Q5Q6式中：Q1物料带入到设备的热量kJ；Q2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量kJ；Q3过程热效应kJ；Q4物料离开设备所带走的热量kJ；Q5加热或冷却设备所消耗的热量kJ；Q6设备向环境散失的热量kJ。5.2.1.1 与的计算Q1与Q4均可用下式计算：Q1（Q4）=mtCp kJ式中： m输入（或输出）设备的物料量kg； Cp物料的平均比热容kJ/kg； t物料的温度。该式的计算基准是标准状态，即0 及1.013105 Pa 为计算基准。因为物料的比热容是温度的函数，上式中物料的比热容是指进、出口物料的定压平均比热容，对于进口物料取基准温度与物料进口温度的平均温度下的比热容；对于出口物料取基准温度与物料出口温度的平均温度下的比热容。对于不同物料的比热容可查化学工程手册（第1 册）或化学工艺设计手册（下），若查不到，各种估算方法求出相应温度下的比热容值。5.2.1.2 过程热效应Q3化学过程的热效应包括化学反应热与状态变化热。纯物理过程只产生状态变化热；而对于化学反应过程，在产生化学反应的同时，往往还伴有状态变化热。在热量衡算中，过程热效应Q3的符号为：放热为正；吸热为负。5.2.1.3 Q5与Q6的确定根据工艺操作经验，（Q5Q6）一般为（Q4Q5Q6）的5%10%，只要计算出Q4，就可以确定（Q5Q6），从而计算出Q2。5.2.1.4 Q2的计算由以上计算过程得到Q1、Q3、Q4、Q5、Q6后，根据热量平衡方程式求出设备的热负荷Q2。Q2正值表示需对设备加热；负值表示需冷却。5.3 热量衡算基础数据的计算和查取在热量衡算中，大部分物料的物性常数可通过相关的物性常数手册查取，如化学工程手册（第1 册），化工工艺设计手册（下）。当遇到手册中数据不全的情况时，就需通过一些公式来估算这些物性常数。在本设计中涉及的物性计算有比热容、汽化热、熔融热、溶解热、浓度变化热效应、燃烧热等，以下介绍他们的计算方法。5.3.1 比热容的计算5.3.1.1气态物质的比热容的计算对于压强低于5105Pa 的气体或蒸汽均可作理想气体处理，其定压比热容为 Cp=4.187（2n3）/M kJ/（kg）式中 n化合物分子中原子个数； M化合物分子量。5.3.1.2液体的比热容的计算对于绝大多数有机化合物，其比热容可依据药厂反应设备及车间工艺设计第 208 页表64 求得。先根据化合物的分子结构，将各种基团结构的摩尔热容数值加和，求出摩尔热容，再由化合物的分子量换算成比热容。另外，如果作为近似计算，液体的比热容也可按照计算固体比热容的科普定律求取，其具体计算过程见固体的比热容计算。5.3.1.3固体的比热容的计算固体的比热容可应用科普定律来计算：式中 Ca元素的原子比热容kJ/kg，其值见42；n固体分子中同种原子的个数； M化合物分子量。表51 元素原子的比热容上述公式计算出的是20时的比热容，不在20时各化合物的比热容将与算出的比热容有出入。凡高于20时的化合物，比热容可根据上述公式计算所得结果再加大2025%。（注：1Kcal=4.187kJ）5.3.2 状态热的计算状态热一般也称为潜热。它包括汽化热、熔融热、熔解热等，下面分别加以论述。5.3.2.1汽化热任何温度、压强下，化合物的汽化热均可按下式计算：=（-28.5）lgPRTRTC/0.62（1-TR）kJ/kg式中 PR对比压强（实际压强与临界压强之比值）；TR对比温度（实际温度与临界温度之比值）；TC临界温度 K。液体在沸点下的汽化热可按下式计算：=Tb（39.8lgTb0.029Tb）/M kJ/kg式中 Tb液体的沸点K；M液体的分子量。5.3.2.2熔融热不同物质的熔融热可根据以下公式求出：元 素 =（8.412.6）无机化合物 =（20.929.3）有机化合物 =（37.746.0）其中： 熔融热J/mol； 熔点K。5.3.2.3溶解热气态溶质的溶解热可取蒸发潜热的负值；固态溶质的溶解热则近似可取其熔融热的值。5.3.3 化学反应热的计算为计算各种温度下的反应热，规定当反应温度为298K 及标准大气压时反应热的数值为标准反应热，习惯上用H表示，负值表示放热，正值表示吸热。这与在热量衡算中所规定的符号正好相反，为避免出错，现用符号r 表示标准反应热，放热为正，吸热为负，则。标准反应热的数据可以在化学工程手册（第一册）或化学工艺设计手册（下）中查到；当缺乏数据时用标准生成热或标准燃烧热求得。5.3.3.1用标准生成热求r其公式为式中反应方程中各物质的化学计量数，反应物为负、生成物为正；标准生成热 kJ/mol。5.3.3.2用标准燃烧热求r 其公式为式中反应方程中各物质的化学计量数，反应物为负、生成物为正；标准燃烧热 kJ/mol。5.3.3.3标准燃烧热的计算理查德认为：有机化合物的燃烧热与完全燃烧该有机化合物所需的氧原子数成直线关系。即：式中 a、b常数，与化合物结构相关，其值见药厂反应设备及车间工艺设计（P213217表66 和表67）；X化合物完全燃烧时所需的氧原子数5.3.3.4 与的换算 由盖斯定律的其公式为式中 标准生成热 kJ/mol；标准燃烧热 kJ/mol；n化合物中同种元素的原子数；元素标准燃烧热 kJ/（gatom）其数值见表41。55.3.3.5不同温度下的反应热的计算因反应恒定在t温度下进行，而且反应物及生成物在（25t）范围内均无相变化，则的计算公式为式中 标准反应热 kJ/mol； 反应方程中各物质的化学计量数，反应物为负、生成物为正； Cp反应物或生成物在（25t）范围内的平均比热容 kJ/kg； t反应温度。5.4硫辛酸能量衡算5.4.1 Cp计算6,8-二氯辛酸乙酯25时的比热容Cp:根据其物质结构可分解的基团，根据药厂反应设备及车间工艺设计知：其分子量为241，换算成比热容环合物50时的比热容Cp，根据其物质结构，可分解为的基团，根据药厂反应设备及车间工艺设计知：其分子量为234，换算成比热容水合硫化钠为固体，根据固体比热容的计算公式，则其25时的比热容为：其60时的比热容为：，四丁基溴化铵为固体，根据固体比热容的计算公式，则其25时的比热容为：，其75时的比热容为：，二硫化钠为固体，根据固体比热容的计算公式，则其25时的比热容为：，其75时的比热容为：，氯化钠为固体，根据固体比热容的计算公式，则其25时的比热容为：，其75时的比热容为：，生成盐根据固体比热容的计算公式，则其60时的比热容为：，硫磺S为单质，根据单质比热容的计算公式，则其25时的比热容为其75时的比热容为：，根据化工工艺设计手册查阅得，纯化水25时的比热容为：，其60时的比热容为：，95%乙醇25时的比热容为：，其60时的比热容为：，20%氢氧化钠溶液60时的比热容为：，5.4.2标准反应热根据兰氏化学手册查阅得，表5-3 物质的标准反应热物质注：根据化工工艺设计手册（第四版），则6，8-二氯辛酸乙酯的为：表5-4 值一览表基团正烷烃基数 1（液）酯 1（液）氯 2（液）烷烃支链 1（液）由解得元素燃烧热：依次进行计算得：环合物的；生成盐的；产物的。5.4.3热量计算5.4.3.1环合工段升温过程：时的计算：由（以为基准），则时的计算：由（以为基准），则的计算：标准状态下反应热的求取：下的反应热：则 ，的计算：根据经验，故则的计算： 由热量平衡方程式： 则水蒸汽消耗量（采用间接水蒸汽加热），由，取，则5.4.3.2环合工段降温过程：时的计算：由（以为基准），则时的计算：由（以为基准），则的计算：标准状态下反应热的求取：下的反应热：则 ，的计算：根据经验由，取，则的计算： 由热量平衡方程式： 则冷却剂消耗量（采用冰盐水降温），由，则5.4.3.3水解工段升温过程：时的计算：由（以为基准），则时的计算：由（以为基准），则的计算：标准状态下反应热的求取：则 ，的计算：根据经验由，取，则的计算： 由热量平衡方程式： 则 水蒸汽消耗量（采用间接水蒸汽加热），由，取，则5.5 依非韦伦能量衡算5.5.1的计算4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺在25时的计算：物质结构为，可分解为（-Cl）+（）+（）+（-NH2）+（-C-）+3（-F）=29.5+117.2+43.5+8.4+325.1=574.1KJ/（mol）由分子量（223.5）换算成比热容=574.1/223.5=2.57KJ/(Kg)丙酮的25的计算同上，算得=2.19KJ/（Kg）乙基锌为固体，比热容的计算公式为，化学式为CH3CH2Zn，则=1/94（27.535+59.628+25.953）=1.55KJ/（Kg）环丙基乙炔锂也为固体，同上算法，得到=1/71.9（57.535+59.628+25.953）=1.55KJ/（Kg）通过查阅可得，乙酸乙酯的比热容为1.58KJ/（Kg），纯水的比热容为4.183KJ/（Kg）5.5.2热量计算5.5.2.1加成工序能量衡算在加成工序中将丙酮，A,B加入到反应釜中，搅拌冷却至0，Q=m（）=466.022.19（0.25）=-2.44KJ(2)将混合液I缓慢加入加成釜中，维持体系温度28以下，合理估计维持温度为27，再将混合物II缓慢加入到加成反应釜中，并维持温度在05，合理估计维持温度为2.5， Q=+=（446.02+100.35）2.19（2.5-27）+100.350.99（2.5-27）+86.971.55（27-30）+111.512.19（2.5-30)=-3.86KJ再将混合溶液III缓慢加入加成反应釜中，维持体系温度40Q=+=7.34KJ得到加成液下面计算，据工艺要求，可以有=5%10%（+），取=7%（+），故有=7/93，取基准温度为25，则由于工艺步骤需控温，故需算出每一步的水蒸汽和冰盐水的消耗量，蒸汽的热焓为，冰盐水在-5到15的平均比热容为则（1）需要冰盐水=432.6701kg需要蒸汽的消耗量为=2.54/（2675.9117-40）=9.6361kg需要冰盐水=-（-3086）/2.8197（15+5）=684.4700kg若假设的损耗在（4），则 =7.34+41046.522=1.1446KJ则小阳台蒸汽=1.1446/（2675.9117-40）=43.4233kg 故 加成工序需热蒸汽53.0594kg，需冰盐水1117.1401kg5.5.2.2环合工序能量衡算在环合工序中，各物料加入在35反应，可约等价于先把物料升温到35，在反应，用升温的能量减去反应产热，得到我们供给的能量， =780.481.58（35-25）+143.091.38（35-25）+247.151.043（35-25）+1300.84.183（35-25）+260.161.42（35-25）=7.50KJ反应热=6483.01+（-0.4258）+0.0341+1.6-6271.77-695.24-20.0341241.401000/315.5=-3.69KJ同加成工序 =7/93，又=0故 =则=7.5+7/937.5-(-3.69) =4.4965KJ则需蒸汽量为W=/（2675.9117-40）=170.5861kg5.6缬沙坦能量衡算5.6.1氢化工段热量衡算5.6.1.1氢化反应釜【计算过程】应用科普定律和查阅化工物性手册可得以下比热容：N-正戊酰基缬氨酸甲酯的在25比容为：表5-5 物质比容表物质温度（）比容N-正戊酰基缬氨酸甲酯251.24KJ/（kg.）醋酸异丁酯25223.0J/(K.mol)醋酸异丁酯40226.8J/(K.mol)醋酸异丁酯70237.8J/(K.mol)氢化反应釜加热70，Q4=1.497060+10-3=396263KJQ4-Q1=1.49（70-25）600+（70-25）10-3=254740KJ根据经验，Q5+Q6=5%（Q4+Q5+Q6），又因为外界向反应设备输送热，所以Q5+Q6=-5.3%Q4，Q3忽略不计。氢气的质量很小，升温时所消耗的热量可以忽略不计。Q2=Q4-Q1+Q5+Q6=233738KJ降温所需热量：Q4=1.4938600（273+38）10-3=1516477KJQ4-Q1=-1.49(70-38)600+10-3=-181149KJ根据经验，Q5+Q6=5%（Q4+Q5+Q6），又因为反应设备向外界输送热，所以Q5+Q6=5.3%Q4，Q3忽略不计。氢气的质量很小，降温时所消耗的热量可以忽略不计。Q2=Q4-Q1+Q5+Q6=-101334KJ氢化釜中液体降至常温时，Q4=550.085.6.1.2浓缩釜减压浓缩之后，残留液主要是缬沙坦粗品和乙酸乙酯。根据化工物性手册得知，表5-6 物质比容表（续）物质温度（）比容乙酸乙酯5165.7J/（K.mol）乙酸乙酯25170.3J/(K.mol)缬沙坦粗品平均比容1.28KJ/(Kg.)Q4=550.0851.28+1579.440.088278165.710-3=830279KJQ4-Q1=-1.28（25-5）554.561.579.44/0.088（25-5）10-3=-74503KJ根据经验，Q5+Q6=5%（Q4+Q5+Q6），又因为反应设备向外界输送热，所以Q5+Q6=5.3%Q4。Q2=Q4-Q1+Q5+Q6=-30803KJ138第六章 设备选型与计算6.1总述药厂所用的设备可分为机械设备、化工设备和制药专用设备。一般来说，原料药生产以化工设备为主，以机械设备为辅。本次多功能车间设计生产的是硫辛酸、依非韦伦和缬沙坦三种药物，系统设备单元的配置仅考虑三个产品交替生产。最大的特点就是设备管道的通用性较强，可以方便的进行组合。考察三个产品的工艺流程，选择其中反应最多、单元操作种类最多的产品作为工程设计的基础，并依据设计规模和生产周期进行设备计算和选择。然后再与另外的二个产品工艺进行比较，看其中哪些设备也能够适用于这二个产品的生产，凡是可以通用的，就不在选新设备。不能通用的，就补充新设备，或通过增加辅助设施（设备）达到实现所有产品生产的目的。6.2设计原则6.2.1设备选型原则（1）满足设计中产品生产规模的需要以及物料特性的要求；（2）满足药品生产质量管理规范(2010 年修订)中有关设备选型的要求；（3）设备应先进可靠、节能安全、环境污染少、操作维修方便、生产过程自动化水平高；（4）切合实际，经济合理，充分利用国内技术先进、成熟可靠、应用广泛的同类设备。6.2.2设备选材依据（1）设备材质的选则以建设业主按现有生产经验提供的设备清单为依据设计；（2）特殊设备材质的选则以生产过程中的反应物料特性为依据：如在有酸、 碱腐蚀的环境中进行的反应，其反应罐为耐腐蚀的搪玻璃反应罐，与反应罐配套的冷凝器便选择衬四氟的冷凝器，受器、贮罐的材质则根据冷凝液的性质选择搪玻璃或不锈钢的材质；（3）一般反应的设备选择碳钢材质。6.2.3设计先进性说明考虑到本次设计的设备的通用性，所以我们主要选择搪玻璃材质的设备。搪玻璃设备是含硅量高的玻璃质釉喷涂在钢板表面，经920-960多次高温搪烧，使玻璃质釉密着于金属胎表面而成。搪玻璃设备有以下特点：（1）耐腐蚀性：能耐无机酸、有机酸、有机溶剂、以及PH小于等于12的碱溶液。（2）不黏性：光滑的玻璃面不黏介质而且容易清洗。（3）绝缘性：适用于介质在过程中易产生静电的场合。（4）隔离性：玻璃层将介质与容器钢胎隔离、铁离子不溶于介质保鲜性：玻璃层对介质具有良好的保鲜性能。对于特殊的氢化反应，我们采用了威海嘉毅化工机械有限公司的氢化反应釜。其生产的GSH系列满足要求。GSH系列强磁力搅拌反应釜系气-液、液-液、液-固或气-液-固三相化工物料进行化学反应的搅拌反应装置，可使各种化工物料在较高的压力、温度、高真空等条件下充分搅拌，以强化传质和传热过程，是各种易燃、易爆、有毒、贵重等介质在高温、高压、高真空等条件下进行搅拌反应的首选设备。本次设计中，不能共用的设备单独选型，能共用的设备采用最大容积的设备为基准。即大容积设备可以生产小产量产品，大产量产品不能用小容积设备生产。6.3主要工艺设备选型6.3.1硫辛酸 6.3.1.1环合反应釜【设备选型】由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80，根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入反应罐中6,8-二氯辛酸乙酯422.00kg纯化水211.00kg水合硫酸钠464.20kg硫磺71.74kg四丁基溴化铵37.98kg95乙醇844.00kg环合反应釜每天处理的物料总体积：Vd=422/1.094+211/1+464.2/1.86+71.74/2+37.98/1.039+844/0.79=1987.08L.取=0.80，V= Vd/0.80=2483.8L,因此选取一个1000L反应罐，选取一个2000L反应罐。根据化工工艺设计手册第四版下P679-685，其1000L环合反应罐主要参数如下：型号标记：K0.6-1000/1100-GPTYAS HG/T2371-2003公称容积：1000L 实际容积：1176L传热面积：4.6 电机功率：4kw公称直径：1100mm 设备总重：1610kg设计压力：容器内：0.6Mpa， 夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器，电动机功率为4KW电动机型式：Y型 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A34根据化工工艺设计手册第四版下P679-685，其2000L环合反应罐主要参数如下：型号标记：K0.6-2000/1300-GPTYAS HG/T2371-2003公称容积：2000L 实际容积：2179L传热面积：7.2 电机功率：4kw公称直径：1300mm 设备总重：2485kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器，电动机功率为4KW电动机型式：Y型 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A44【校核计算】1.装料系数校核：根据以上的选型计算可知，两台反应釜每批的进料体积假设为700L和1287.08L，则=700/10000.8,=1287.08/20000.8,符合要求。2.传热面积校核：由环合反应釜的热量衡算可知，传热量为Q1=263953.24kJ,则平均每台的传热量为Q=Q1/2=263953.24/2=131976.62kJ.工艺条件：进、出料温度：25-75；设计蒸汽进、出温度：100-40则平均温差为t=(t1-t2)/(lnt1/t2)=40/ln25/7=52.63环合釜为夹套式反应器，加热介质为蒸汽，加热对象为有机料液，反应器材质为搪玻璃， 据此查化工设计大全P111得总传热系数为K=214kal/(.h.).根据公式Qi=KASt,得AS=Qi/kt=131976.62/2144.187t=2.794.6,即满足传热要求。综合装料系数校核和传热面积校核得，所选的反应釜满足生产工艺要求。6.3.1.2 6.8-二氯辛酸乙酯接收罐装料系数：=0.85，根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入接收罐中6,8-二氯辛酸乙酯422.00kg因此，每天的6.8-二氯辛酸乙酯用量为Vd=422/1.094=385.74L则V=Vd/=453.8L依据化工工艺设计手册第四版（下）P680，选公称容积为500L的搪玻璃开式搅拌容器一个其主要参数如下：型号标记：K0.6-500/1000-GPTYAS HG/T2371-2003 公称容积：500L 实际容积：652L传热面积：2.4 电机功率：2.2kw公称直径：1000mm 设备总重：905kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 （同步转速1500r/min 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：AN34 6.3.1.3水解反应釜【设备选型】由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料依次、分阶段加入反应罐中，环合液2050.92kg20%氢氧化钠溶液379.80kg盐酸932.62kg乙酸乙酯1055kg以上物料是分阶段加入，在间隔时间里，会有物料排出反应釜，所以水解反应釜每天处理的物料最大总体积为：Vd=(379.82/1.22+2050.92/1)/2+932.62/1.179+1055/0.89=3157.5L选取两个反应釜则V=Vd/2=1578.8L,=0.80,V=1973.5L,因此选取两个2000L的反应釜。根据化工工艺设计手册第四版下P679-685，其2000L环合反应罐主要参数如下：型号标记：K0.6-2000/1300-GPTYAS HG/T2371-2003公称容积：2000L 实际容积：2179L传热面积：7.2 电机功率：4kw公称直径：1300mm 设备总重：2485kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A44【校核计算】1.装料系数校核：根据以上的选型计算可知，两台反应釜每批的进料体积为1578.8L,则=1578.8/20000.8,符合要求。2.传热面积校核：由水解反应釜的热量衡算可知，传热量为Q1=225906.02kJ,则平均每台的传热量为Q=Q1/2=225906.02/2=112953.01kJ.工艺条件：进、出料温度：25-60；设计蒸汽进、出温度：100-40则平均温差为t=(t1-t2)/(lnt1/t2)=55/ln75/20=41.67环合釜为夹套式反应器，加热介质为蒸汽，加热对象为有机料液，反应器材质为搪玻璃， 拒此查化工设计大全P111得总传热系数为K=214kal/(.h.).根据公式Qi=KASt,得AS=Qi/kt=112953.01/2144.187t=3.0257.2,即满足传热要求。综合装料系数校核和传热面积校核得，所选的反应釜满足生产工艺要求。6.3.1.4 20%的氢氧化钠溶液配制罐装料系数：=0.8，根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入配制罐中氢氧化钠75.96kg纯化水303.84kg每天的用量为Vd=379.82/1.22=311.3L则V=Vd/=389.2L依据化工工艺设计手册第四版（下）P680，选公称容积为500L的搪玻璃开式搅拌容器一个其主要参数如下：型号标记：K0.6-500/1000-GPTYAS HG/T2371-2003 公称容积：500L 实际容积：652L传热面积：2.4 电机功率：2.2kw公称直径：1000mm 设备总重：905kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 （同步转速1500r/min） 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：AN346.3.1.5 2mol/L 盐酸配制罐装料系数：=0.85，根据生产工艺流程，配制罐中盐酸溶液的质量为盐酸932.63kg每天的用量为Vd=932.63/1.179=791.03L则V=Vd/=930.62L依据化工工艺设计手册第四版（下）P680，选公称容积为1000L的搪玻璃开式搅拌容器一个其主要参数如下：型号标记：K0.6-1000/1200-GPTYAS HG/T2371-2003 公称容积：1000L 实际容积：1245L传热面积：4.5 电机功率：4kw公称直径：1200mm 设备总重：1785kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 （同步转速1500r/min） 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A346.3.1.6乙酸乙酯储罐装料系数：=0.9，根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入储罐中乙酸乙酯1097.2kg每天的用量为Vd=1097.2/0.89=1232.8L则V=Vd/=1369.78L本次设计，乙酸乙酯储罐和缬沙坦中3000L的乙酸乙酯储罐共用。详细参数参加缬沙坦乙酸乙酯储罐。6.3.1.7乙醇储罐装料系数：0.9根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入储罐中乙醇844kgVd=844/0.79=1068L，V=Vd/0.9=1187L 本次设计，乙醇储罐和缬沙坦中3000L的醋酸异丁酯储罐共用。详细参数参加缬沙坦乙醇储罐。6.3.1.8离心机每批的生产能力为：V=1120.99L根据离心料液的特性，为固液分离，间歇操作及以上参数，查化工工艺设计手册第四版（上）P517所选三足式离心机满足生产要求，选取的型号为SS2000,其技术性能如下：型号：SS2000 转鼓规格（内径高度/mm） ：2000630 最大装料量：500kg 外形尺寸（长宽高/mm） ：235018001200重量：5000kg 电机功率：37kW 有效容积1000L1120.99/1000=1.1（次）在每个操作工序中，生产时间不会超过一天，所以离心机选用1台，分2次离心。 6.3.1.9过滤机每批的生产能力为：V=2265.771L依据化工工艺设计手册第四版（上）P556，选框内容量为 1820L 的板框压滤机其主要参数如下：型号：BM60-1000/30框内尺寸：10001000mm 总过滤面积：60m2 框内容量：1820L 重量：5236kg工作压力：0.7Mpa 材料：滤板为聚丙烯外形尺寸（长宽高） ：502115601558 2265.771/1820=1.2(次)在每个操作工序中，生产时间不会超过一天，分两次过滤能满足要求。6.3.1.10干燥机每批的生产能力为：195.19L依据化工工艺设计手册第三版（上）P706，选取公称容积为1000L的搪玻璃双锥形回转干燥机其主要参数如下：型号：GSZ1000-B,HG/T3684-2000干燥强度：2-3kg(水）/（m2.h) 极限真空度：-0.098Mpa(G)最大允许气体漏率：1.33103 夹套工作压力0.3Mpa,工作温度143电机功率：1.5kw 参考质量：3200kg选用一台6.3.1.11乙醇回收储罐 回收的乙醇溶剂的回收率为90%。所以Vd=1187*90%=1068L本次设计，乙醇回收储罐与缬沙坦3000L的醋酸异丁酯回收储罐共用。6.3.1.12乙酸乙酯回收储罐 回收的乙酸乙酯溶剂的回收率为90%，所以Vd=1369.78*90%=1232L本次设计，乙酸乙酯回收储罐与缬沙坦3000L的乙酸乙酯回收储罐共用。6.3.1.13脱色釜由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入反应罐中硫辛酸粗品190.19kg乙酸乙酯570.57kg活性炭19.02kg脱色釜需要处理的物料量大概为：Vd=779.78L，V=866L本次设计中，脱色釜和缬沙坦中的脱色釜共用。6.3.1.14结晶釜 结晶釜处理的物料量和脱色釜中处理的物料量相当。本次设计中，结晶釜和缬沙坦中的结晶釜共用。6.3.1.15过滤洗涤干燥机过滤洗涤干燥机处理的物料量和脱色釜中处理的物料量相当。本次设计中，过滤洗涤干燥机和缬沙坦中的过滤洗涤干燥机共用。6.3.2依非韦伦6.3.2.1加成反应釜【设备选型】由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入配制罐中4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺225.26丙酮889.79A15.77B108.12乙基锌101.36环丙基乙炔锂87.85加成反应釜每天处理的物料总体积：Vd=1253.9L.取=0.80，V= Vd/0.80=1567.38L,因此选取一个2000L反应罐。依非韦伦加成反应性质和硫辛酸环合反应性质接近，这里选择套用一个2000L硫辛酸环合反应釜即可满足要求。具体参数如下：型号标记：K0.6-2000/1300-GPTYAS HG/T2371-2003公称容积：2000L 实际容积：2179L传热面积：7.2 电机功率：4kw公称直径：1300mm 设备总重：2485kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器，电动机功率为4KW电动机型式：Y型 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A44【校核计算】1.装料系数校核：根据以上的选型计算可知，此台反应釜每批的进料为1253.9，则=1253.9/20000.8,符合要求。2.传热面积校核：由加成反应釜的热量衡算可知，传热量为Q1=114460kJ,工艺条件：进、出料温度：25-60；设计蒸汽进、出温度：100-40则平均温差为t=(t1-t2)/(lnt1/t2)=55/ln75/20=41.6加成釜为夹套式反应器，加热介质为蒸汽，加热对象为有机料液，反应器材质为搪玻璃， 拒此查化工设计大全P111得总传热系数为K=214kal/(.h.).根据公式Qi=KASt,得AS=Qi/kt=114460/2144.187t=2.067.2,即满足传热要求。综合装料系数校核和传热面积校核得，所选的反应釜满足生产工艺要求。6.3.2.2配制罐6.3.2.2.1配制罐I根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入配制罐中乙基锌101.36丙酮101.36配制罐I每批处理的物料量为Va=101.36/1.205+0.45225.26/0.788=212.76L取装料系数：=0.80则V=Va/=212.76/0.8=265.96L因此此配制罐可以选用500L搪玻璃开式搅拌容器，与硫辛酸中6,8二氯辛酸乙酯接收罐共用，其主要参数如下：型号标记：K0.6-500/1000-GPTYAS HG/T2371-2003 公称容积：500L 实际容积：652L传热面积：2.4 电机功率：2.2kw公称直径：1000mm 设备总重：905kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 （同步转速1500r/min 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：AN346.3.2.2.2配制罐II根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入配制罐中环丙基乙炔锂87.85kg丙酮112.63kg配制罐II每批处理的物料量为Va=87.85/0.78+0.5225.26/0.788=255.55L取装料系数：=0.80则V=Va/=255.55/0.8=319.44L因此此配制罐可以选用500L的搪玻璃开式搅拌容器，与硫辛酸中氢氧化钠配制罐共用，其主要参数如下：型号标记：K0.6-500/1000-GPTYAS HG/T2371-2003 公称容积：500L 实际容积：652L传热面积：2.4 电机功率：2.2kw公称直径：1000mm 设备总重：905kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 （同步转速1500r/min） 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：AN346.3.2.2.3配制罐III根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入配制罐中丙酮225.26kg4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺225.26kg配制罐II每批处理的物料量为Va=225.26/1+225.26/0.788=511.12L取装料系数：=0.80则V=Va/=511.12/0.8=638.9L因此此配制罐可以选用1000L的搪玻璃开式搅拌容器器，与盐酸配制罐共用，其主要参数如下：型号标记：K0.6-1000/1200-GPTYAS HG/T2371-2003 公称容积：1000L 实际容积：1245L传热面积：4.5 电机功率：4kw公称直径：1200mm 设备总重：1785kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 （同步转速1500r/min） 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A346.3.2.3丙酮贮罐装料系数：=0.9，根据生产工艺流程，需将下列物料储存在储罐中丙酮889.78kg每天的用量为Vd=3.95225.26/0.788=1129.15L则V=Vd/=1254.6L本次设计丙酮储罐和缬沙坦的3000L醋酸异丁酯储罐共用，具体参数参见缬沙坦醋酸异丁酯储罐。6.3.2.4乙酸乙酯贮罐装料系数：=0.9，从物料衡算表可知，乙酸乙酯每天的用量为Vd=（3.1225.26+3.7260.16）/0.89=1866.2L则V=Vd/=2073.5L本次设计中此乙酸乙酯储罐和缬沙坦中3000L的乙酸乙酯储罐套用。具体参数参加缬沙坦乙酸乙酯储罐。6.3.2.5离心机每批处理的物料量为V=536.39L,与硫辛酸中离心机共用，型号为SS20006.3.2.6过滤机每批处理的物料量为V=1072.78L，与硫辛酸中过滤机共用，型号为BM60-1000/306.3.2.7干燥机每批处理的物料量为V=342.32L，与硫辛酸中干燥机共用，型号为搪玻璃双锥形回转式真空干燥机1000L。6.3.2.8乙酸乙酯回收储罐 回收乙酸乙酯的回收率为90%，所以Vd=2073.5*90%=1866L本次设计中，乙酸乙酯回收储罐和缬沙坦3000L的乙酸乙酯回收储罐共用。6.3.2.9环合反应釜【设备选型】由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料储存在储罐中环丙基乙炔锂87.85加成物260.16氯甲酸甲酯144.54碳酸钠249.65纯化水1560.96无水硫酸钠52.56乙酸乙酯946.04环合反应釜每天处理的物料总体积：Vd=260.16+144.54/1.22+249.65/2.532+1560.96/1+780.48/0.89=2915.13L.选取两个反应罐则V=Vd/2=1457.56L =0.80，V= Vd/0.80=1821.95L,因此选取二个2000L反应罐。本次设计中，依非韦伦加成反应釜和2个硫辛酸中水解反应釜套用，具体参数如下：型号标记：K0.6-2000/1300-GPTYAS HG/T2371-2003公称容积：2000L 实际容积：2179L传热面积：7.2 电机功率：4kw公称直径：1300mm 设备总重：2485kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A44【校核计算】1.装料系数校核：根据以上的选型计算可知，此台反应釜每批的进料为1457.2，则=1457.2/20000.8,符合要求。2.传热面积校核：由加成反应釜的热量衡算可知，传热量为Q1=449650kJ,工艺条件：进、出料温度：25-35；设计蒸汽进、出温度：100-40则平均温差为t=(t1-t2)/(lnt1/t2)=70/ln15=25.85加成釜为夹套式反应器，加热介质为蒸汽，加热对象为有机料液，反应器材质为搪玻璃， 拒此查化工设计大全P111得总传热系数为K=214kal/(.h.).根据公式Qi=KASt,得AS=Qi/kt=(449650/2)/2144.187t=6.37.2,即满足传热要求。综合装料系数校核和传热面积校核得，所选的反应釜满足生产工艺要求。6.3.2.10萃取罐每批需处理的物料量为：V=6260.16/1+0.6260.16/0.89+52.56/2.69+98.59=1833.87L根据化工工艺设计手册第四版下P679-685，其1000L环合反应罐主要参数如下：型号标记：K0.6-1000/1100-GPTYAS HG/T2371-2003公称容积：1000L 实际容积：1176L传热面积：4.6 电机功率：4kw公称直径：1100mm 设备总重：1610kg设计压力：容器内：0.6Mpa， 夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器，电动机功率为4KW电动机型式：Y型 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A34因为萃取液是在两个反应釜中，所以选用1个1000L的搪玻璃开式搅拌容器分2次萃取效果更好。6.3.2.11过滤机与硫辛酸中过滤机套用。6.3.2.12离心机每批处理的物料量为V=715.43L,与硫辛酸离心机共用，型号为SS20006.3.2.13干燥机每批处理的物料量为V=301.75L，与硫辛酸干燥机共用，型号为搪玻璃双锥形回转式真空干燥机1000L。6.3.2.14脱色釜 由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入反应罐中环合粗品240.14kg乙酸乙酯456.27kg活性炭36.02kg脱色釜处理的物料量为：Vd=633L本次设计中，脱色釜和缬沙坦用2000L脱色釜共用。6.3.2.15结晶釜 结晶釜中的物质为脱色釜中的滤液，体积和脱色釜接近。故选用和脱色釜相同的反应釜即可满足要求。6.3.2.16过滤洗涤干燥机过滤洗涤干燥机中的物质来源于脱色釜的脱色液，故和缬沙坦所需的过滤洗涤干燥机合用即可满足要求。6.3.3缬沙坦6.3.3.1氢化罐【设备选型】由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入反应罐中N-正戊酰基缬氨酸甲酯600kg醋酸异丁酯2400kg5%Pd-C6kgH22.53kgVd=（600+2400+6)/950=3164.2L.取=0.80，V= Vd/0.80=3955.25L,因此选取二个2000L反应罐。选用威海嘉毅化工机械有限公司生产的氢化反应釜，GSH系列强磁力搅拌反应釜其具体参数如下：公称容积：2000L 内径：1200mm 传热面积：4m2 电机功率:7.5kw盘管工作压力：-0.1Mpa-15.0Mpa 夹套工作压力：0.1-1.6Mpa工作温度：室温-300 搅拌转速：201000r/min 可调搅拌桨叶形式：涡轮式 【校核计算】1.装料系数校核：根据以上的选型计算可知，此台反应釜每批的进料为1582.1，则=1582.1/20000.8,符合要求。2.传热面积校核：由加成反应釜的热量衡算可知，传热量为Q1=275596kJ,工艺条件：进、出料温度：25-75；设计蒸汽进、出温度：100-40则平均温差为t=(t1-t2)/(lnt1/t2)=40/ln75/20=52.63加成釜为夹套式反应器，加热介质为蒸汽，加热对象为有机料液，反应器材质为搪玻璃， 拒此查化工设计大全P111得总传热系数为K=214kal/(.h.).根据公式Qi=KASt,得AS=Qi/kt=114460/2144.187t=2.064,即满足传热要求。综合装料系数校核和传热面积校核得，所选的反应釜满足生产工艺要求。6.3.3.2浓缩反应釜【设备选型】由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入反应罐中乙酸乙酯2100kg纯化水600kg加成反应釜每天处理的物料总体积：Vd=1200/0.89+550.08+600=2498.4L.选取两个反应罐则V=Vd/2=1249.2L取=0.80，V= Vd/0.80=1551.5L,因此选取二个2000L反应罐。本次设计中，此反应釜和硫辛酸的2个2000L水解反应釜共用，具体参数如下：型号标记：K0.6-2000/1300-GPTYAS HG/T2371-2003公称容积：2000L 实际容积：2179L传热面积：7.2 电机功率：4kw公称直径：1300mm 设备总重：2485kg设计压力：容器内：0.6Mpa,夹套内：0.6Mpa设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器电动机型式：Y型 搅拌轴公称转速：125r/min 耳式支座：A44【校核计算】1.装料系数校核：根据以上的选型计算可知，此台反应釜每批的进料为1249.2L，则=1249.2/20000.8,符合要求。2.传热面积校核：由加成反应釜的热量衡算可知，传热量为Q1=30803kJ,工艺条件：进、出料温度：25-5；冷却水进、出温度：-5-15则平均温差为t=(t1-t2)/(lnt1/t2)=20/ln3=18.214浓缩釜为夹套式反应器，冷却介质为冰盐水，冷却对象为有机料液，反应器材质为搪玻璃， 拒此查化工设计大全P111得总传热系数为K=147kal/(.h.).根据公式Qi=KASt,得AS=Qi/kt=（30803/2)/1474.187t=1.377.2,即满足传热要求。综合装料系数校核和传热面积校核得，所选的反应釜满足生产工艺要求。6.3.3.3萃取罐及其贮槽萃取罐：此处有机相需要萃取3次。所以萃取罐每次处理的物料量：Vd=600/1+0.5600/0.89=937.1L，装料系数：=0.80V=Vd/0.8=1171.4L本次设计中，此处和前面的萃取罐共用，分两次萃取。储槽：储槽中所要储存的物料是水相，因为分两次萃取，所以容积为：Vd=600/2=300L，V=Vd/0.9=333L依据化工工艺设计手册第四版（下），选取500L的搪玻璃开式储槽容器。6.3.3.4醋酸异丁酯贮罐装料系数：=0.9，从物料衡算表可知，每天的用量为Vd=2400/0.883=2718L则V=Vd/=3020L依据化工工艺设计手册第四版（下）P692选公称容积为3000L的搪玻璃卧式储存容器一个其主要参数如下：型号标记：W 3000 HG/T 2375-2004 公称容积：3000L 实际容积：3337L 总高度：2150mm 公称直径：1450mm 设备重量：1700kg6.3.3.5乙酸乙酯贮罐装料系数：=0.9，从物料衡算表可知，每天的用量为Vd=2100/0.89=2359.55L则V=Vd/=2621.7L依据化工工艺设计手册第四版（下）P692选公称容积为3000L的搪玻璃卧式储存容器一个其主要参数如下：型号标记：W 3000 HG/T 2375-2004 公称容积：3000L 实际容积：3337L 总高度：2150mm 公称直径：1450mm 设备重量：1700kg6.3.3.6离心机每批处理的物料量为V=2134L,与硫辛酸离心机共用，型号为SS2000，分多次离心即可满足要求。6.3.3.7干燥机每批处理的物料量为V=619.69L，与硫辛酸干燥机共用，型号为搪玻璃双锥形回转式真空干燥机1000L。6.3.3.8醋酸异丁酯回收储罐 回收的醋酸异丁酯的回收率为90%，所以Vd=3020*90%=2718L依据化工工艺设计手册第四版（下）P692选公称容积为3000L的搪玻璃卧式储存容器一个其主要参数如下：型号标记：W 3000 HG/T 2375-2004 公称容积：3000L 实际容积：3337L 总高度：2150mm 公称直径：1450mm 设备重量：1700kg6.3.3.9乙酸乙酯回收储罐 回收的乙酸乙酯的回收率为90%，所以Vd=2621.7*90%=2359L依据化工工艺设计手册第四版（下）P692选公称容积为3000L的搪玻璃卧式储存容器一个其主要参数如下：型号标记：W 3000 HG/T 2375-2004 公称容积：3000L 实际容积：3337L 总高度：2150mm 公称直径：1450mm 设备重量：1700kg6.3.3.10脱色釜 由于反应料液不发生泡沫，不沸腾，取装料系数：=0.80根据生产工艺流程，需将下列物料依次加入反应罐中缬沙坦粗品577.91kg丙酮2311.64kg活性炭57.80kg脱色釜处理的物料量为：Vd=2947.35L，V=Vd/0.9=3274L根据化工工艺设计手册第四版下P679-685，其2000L搪玻璃开式反应罐主要参数如下：型号标记：K0.6-2000/1300-GPTYBS HG/T2371-2003公称容积：2000L 实际容积：2179L支承式支座：A34 电机功率：4kw公称直径：1300mm 设备总重：2485kg设计压力：容器内：0.6Mpa 搅拌轴公称转速：125r/min 设备材质：Q235-A.B.C 搅拌器：叶轮式搅拌器，电动机功率为4KW电动机型式：YB型 3274/2000-1.7因每个工序在一天之类能够完成生产任务，所以过滤机选用1个设备，处理2次。 6.3.3.11结晶釜 结晶釜的处理量和脱色釜处理量相当。根据化工工艺设计手册第四版下P692，其2000L的搪玻璃开式储存容器的主要参数如下：型号标记：K 2000 HG/T 2373-2004公称容积：2000L 实际容积:2219L总高：2603mm 直径：1300mm重量：1470kg 因每个工序在一天之类能够完成生产任务，所以选用一个，处理两次。6.3.3.12过滤洗涤干燥机 过滤洗涤干燥机的处理量和脱色釜处理量相当。根据亚光机械制造有限公司的产品，我们选用无菌级过滤洗涤干燥机。主要参数如下：型号：DN1400过滤面积：1.5m2 内径：1400mm公称容积：1.9m3 电机功率：11kw重量：6500kg 总高：4500mm6.3.3.13 丙酮储罐脱色釜中，需要的丙酮的质量为：2311kg，Vd=2311/0.788=2932L，V=Vd/0.9=3258L依据化工工艺设计手册第四版（下）P692选公称容积为4000L的搪玻璃卧式储存容器一个其主要参数如下：型号标记：W 4000 HG/T 2375-2004 公称容积：4000L 实际容积：4457L 总高度：2150mm 公称直径：1450mm 设备重量：2000kg6.3.3.13 丙酮回收储罐母液中的丙酮需要回收处理，最后再进行套用。这里所需要一个3000L的丙酮储罐。依据化工工艺设计手册第四版（下）P692选公称容积为3000L的搪玻璃卧式储存容器一个其主要参数如下：型号标记：W 3000 HG/T 2375-2004 公称容积：4000L 实际容积：3337L 总高度：2150mm 公称直径：1450mm 设备重量：1700kg6.3.4其他设备选型6.3.4.1计量泵计量泵用来实现缓慢滴加操作。根据上海阳光泵业制造有限公司的产品，我们选用JMX系列机械隔膜式计量泵。主要参数如下：型号：JMX 560/0.3 流量(l/h)：560压力(MPA)：0.3 功率(kw)：0.55进出口径：25mm 重量：25kg选用2台，并联操作，既能加大反应效率，又可避免当一台泵出故障无法生产的事故。6.3.4.2加料泵 加料泵用来将储罐中的物质加入到反应釜里面。根据上海阳光泵业制造有限公司的产品，我们选用CQ型磁力驱动泵产品，具体参数如下：型号：25CQ-15 流量 (m3/h):5.4扬程 (m)：15 电机功率 (kW):1.1材质：不锈钢选用4台。6.3.4.3冷凝器在所有的减压浓缩中，馏出液的冷凝需要冷凝器。硫辛酸的加热回流需要冷凝器，在精制脱色中加热回流也需要冷凝器。我们采用列管式换热器。规格如下：2301575根据生产任务，我们选用3个。6.3.4.4保安过滤器由于溶解脱色间和结晶、三合一设备间分开，需要在溶解脱色和结晶釜之间采用保安过滤器，因此我们选用A5-5型精密过滤器。6.4共用工艺设备说明表6-1 硫辛酸共用工艺设备一览表名称设备型号数量共用说明硫辛酸环合反应釜K0.6-1000/1100-GPTYAS HG/T2371-20031K0.6-2000/1300-GPTYAS HG/T2371-200316.8-二氯辛酸乙酯接收罐K0.6-500/1000-GPTYAS HG/T2371-2003 1硫辛酸水解反应釜K0.6-2000/1300-GPTYAS HG/T2371-2003220%的氢氧化钠溶液配制罐K0.6-500/1000-GPTYAS HG/T2371-200312mol/L盐酸配制罐K0.6-1000/1200-GPTYAS HG/T2371-20031乙酸乙酯储罐1与缬沙坦中3000L乙酸乙酯储罐共用乙醇储罐1与缬沙坦中3000L醋酸异丁酯储罐用离心机SS2000 1表6-1 硫辛酸共用工艺设备一览表（续）名称设备型号数量共用说明过滤机BM60-1000/301干燥机GSZ1000-B,HG/T3684-20001乙醇回收储罐1与缬沙坦3000L的醋酸异丁酯回收储罐共用乙酸乙酯回收储罐1与缬沙坦3000L的乙酸乙酯回收储罐共用脱色釜1与缬沙坦中的脱色釜共用结晶釜1与缬沙坦中的结晶釜共用。过滤洗涤干燥机1与缬沙坦中的过滤洗涤干燥机共用表6-2 依非韦伦共用工艺设备一览表名称设备型号数量共用说明依非韦伦加成反应釜1共用一个2000L硫辛酸环合反应釜配制罐I1与硫辛酸中6,8二氯辛酸乙酯接收罐共用配制罐II1与硫辛酸中氢氧化钠配制罐共用配制罐1与盐酸配制罐共用丙酮贮罐1与缬沙坦的3000L醋酸异丁酯储罐共用乙酸乙酯贮罐1与缬沙坦中3000L的乙酸乙酯储罐共用离心机1与硫辛酸中离心机共用过滤机1与硫辛酸中过滤机共用表6-2 依非韦伦共用工艺设备一览表（续）名称设备型号数量共用说明干燥机1与硫辛酸中干燥机共用乙酸乙酯回收罐1与缬沙坦3000L的乙酸乙酯回收储罐共用依非韦伦环合反应釜2与硫辛酸中水解反应釜共用萃取罐K0.6-1000/1100-GPTYAS HG/T2371-20031过滤机1与硫辛酸中过滤机共用离心机1与硫辛酸离心机共用干燥机1与硫辛酸干燥机共用脱色釜1与缬沙坦用2000L脱色釜共用结晶釜1与缬沙坦中的结晶釜共用过滤洗涤干燥机1与缬沙坦所需的过滤洗涤干燥机共用表6-3 缬沙坦共用工艺设备一览表名称设备型号数量共用说明缬沙坦氢化罐GSH系列强磁力搅拌反应釜2浓缩反应釜2与硫辛酸水解反应釜共用萃取罐1与依非韦伦的萃取罐共用萃取液储槽K2000 HG/T 2373-20041醋酸异丁酯贮罐W 3000 HG/T 2375-2004 1乙酸乙酯贮罐W 3000 HG/T 2375-2004 1离心机1与硫辛酸离心机共用干燥机1与硫辛酸干燥机共用醋酸异丁酯回收储罐W 3000 HG/T 2375-20041乙酸乙酯回收储罐W 3000 HG/T 2375-2004 1脱色釜K0.6-2000/1300-GPTYBS HG/T2371-20031结晶釜K 2000 HG/T 2373-20041过滤洗涤干燥机DN14001第七章 原材料消耗量7.1主要原材料消耗量7.1.1 硫辛酸原材料消耗量表7-1 硫辛酸环合工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注环合工序6,8-二氯辛酸酯99%421.659361贮罐外购1批/天纯化水符合药典标准210.829722.8纯水车间制备水合硫化钠99%463.865395.8塑料桶外购硫磺99%71.7101097袋装外购四丁基溴化铵99%37.953439贮罐外购95%乙醇工业873.2123.121贮罐外购表7-2硫辛酸水解工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/ Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注水解工序氢氧化钠工业75.8910700.5袋装外购1批/天纯化水符合药典标准303.5642802纯水车间制备36%精制盐酸工业931.74131375地下储存外购乙酸乙酯99%1096.2154564贮罐外购食盐工业21.082972.28袋装外购无水硫酸镁工业21.082972.28袋装外购表7-3硫辛酸精制工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/ Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注精制工序乙酸乙酯99%530.474786.4贮罐外购1批/天活性炭医用级17.682792.88袋装外购粗品99%176.824928.8生产获得7.1.2 依非韦伦原材料消耗量表7-4 依非韦伦加成工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/ Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注加成工序4-氯-2-（三氟乙酰基）苯胺99% 223.0124308.1贮罐外购1批/天丙酮99%880.8996017塑料桶外购A（生物碱）99%15.611701.49袋装外购B（醇类物质）99%107.0411667.36塑料桶外购乙基锌99%100.3510938.15袋装外购环丙基乙炔锂99%86.979479.73袋装外购乙酸乙酯99%691.3375355贮罐外购纯化水符合药典标准446.0249616.2纯水车间制备表7-5 依非韦伦环合工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/ Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注环合工序加成物中间体260.1628357.44贮罐产物1批/天氯甲酸甲酯99%144.0915705.81贮罐外购碳酸钠99%247.1526939.35袋装外购无水硫酸钠99%52.565729.04塑料桶外购乙酸乙酯99%946.04103118.36贮罐外购纯化水符合药典标准1560.96170144.61贮罐蒸馏表7-6 依非韦伦精制工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/ Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注精制工序环合粗品中间体240.426203.6-产物1批/天乙酸乙酯99%480.852407.2贮罐外购活性炭医用级36.063930.54袋装外购7.1.3 缬沙坦原材料消耗量表7-7 缬沙坦氢化还原工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/ Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注氢化还原工序N-正戊酰基缬氨酸甲酯99%675.632428.8贮罐外购1批/天醋酸异丁酯99%2702.4129715.2贮罐外购5%Pd-C（钯-碳）工业6.76324.48袋装外购乙酸乙酯99%2364.6113500.8贮罐外购纯化水符合药典标准675.632428.8贮罐蒸馏表7-8 依非韦伦加成工序原材料耗量一览表工序原料名称规格日用量/ Kg年用量/ Kg贮存方式来源备注精制工序缬沙坦粗品中间体527.22530.6-生产获得1批/天丙酮99%2108.8101222.4塑料桶外购活性炭医用级52.722530.6袋装外购第八章 车间布置设计车间布置是设计工作中很重要的一环。车间布置的好坏直接关系到车间建成后是否符合工艺要求， 能否有良好的操作条件，使生产正常、 安全地运行， 设备的维护检修方便可行，以及对建筑投资、经济效益等都有着极大的影响。所以在进行车间布置前必须充分掌握有关生产、安全、卫生等资料，在布置时要做到深思熟虑，仔细推敲，以取得一个最佳方案。在进行原料药的车间布置时，考虑到了车间内部的生产、 辅助生产、 管理和生活的协调， 同时也考虑到车间与厂区供水、供电、 供热和管理部分的呼应， 使之成为一个有机的整体。原料药多功能车间不同于传统的原料药车间，它可以同时或分期生产不同品种的多种原料药。这些原料药之间需要有一定的相似性，例如：具有相近的生产工艺、所用的设备多数可以通用等等。在本次化学原料药多功能车间设计是，充分考虑了设备、管道的通用性，可以方便地进行组合。对于氢化反应的特殊性，我们单独设置一块区域；对于一般的反应，我们放置在一般生产区，方便其他产品的共用。8.1设计依据8.1.1常用的设计规范和规定（1）建筑设计防火规范 GBJ16-87；（2）工业企业设计卫生标准 TJ36-79；（3）化工企业爆炸和火灾危险场所电力设计技术规定 CD90A4-83；（4）中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程。（5）石油化工工艺装置布置设计通则（SH3011-2000）（6）化工装置设备布置设计规定（HGT20546-2009）（7）石油化工管道布置设计通则（SH3012-2000）（8）黄璐，王保国. 化工设计. 北京：化学工业出版社，2001.2（9）林大钧. 化工制图. 上海：华东理工大学出版社. 2010.7（10）洁净厂房设计规范50073-2001（11）药品生产质量管理规范（2010 年修订）（12）王志祥.制药工程学.北京：化学工业出版社，2003.68.1.2基础资料（1）工艺流程图（2）物料衡算数据，物料性质，三废处理方法等（3）设备一览表（4）厂区平面布置图8.2车间布置8.2.1布置原则（1）车间区域布置遵循流程短、无折返原则。我们采用室内集中布置，相同功能区尽量集中布置；危险等级相同的功能区集中布置；危险等级较高氢化车间、溶解脱色车间和三合一设备车间，我们都设置了防火墙。洁净度要求的生产区域严格按 GMP 规范要求设置与生产环境级别相适应的洁净区域；(2)我们在每个工段都设置了至少一个反应釜，中间体直接放在反应釜里暂存，对于生产出来的粗品，直接进行反应或者运送到脱色车间脱色；(3)车间平面布置充分考虑了反应物料的性质及工艺操作过程的要求，主要设备布置均根据工艺过程中的物料流向采取了重力流和水平流输送结合的立体布局方式，这样既能减少输送物料所消耗的能量，又能减少厂区布置的面积；(4)车间系统设计充分考虑环境保护的要求：设置了专门的废液收集系统及反应过程中的事故处理系统；(5)人员进入不同区域采用不同程序的人净措施，物料需经物净后由气闸或传递窗进出洁净区；(6)生产车间充分考虑了劳动保护及人员的安全防护和保护措施；(7)生产车间有畅通的消防安全通道和可行的消防措施；(8)车间总体布置在满足建筑设计防火规范的前提下，按功能分区布置8.2.2布置说明 8.2.2.1车间组成车间组成一般包括生产、辅助、生活三部分，设计时应根据生产流程以及，原料、中间体、产品的物化性质确定应该设立哪些辅助生活部门，本次设计中的车间设计组成图8-1： 原料工段 生产工段 生产部门 精制工段 回收工段 操作台 纯化水、冷冻系统 配电室 车间组成 辅助部门 通风空调室 蒸汽、氮气、真空室 洁具室 生活部门 工人休息室 更衣室 图8-1 车间组成说明8.2.2.2厂房平面设计厂房平面设计按形状一般有长方形，L型，T型和型，长方形便于总平面图的布置，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，易于安排交通出入口，有较多的供自然采光的墙面，本次设计采用的就是长方形厂房。厂房的柱网布置，一般柱距为6m，也有采用9m，12m，在一幢厂房内不宜用多种柱距。厂房的宽度一般单层厂房不超过30m，常用宽度为9m、12m、15m、18m、21m，也有24m的。本次设计选择的厂房宽为21m，跨度设置为9-3-9，长度为54m。厂房的垂直布置在本次设计中，在生产区设置为单层厂房，高度为10m，生产区设有操作台，操作台的高度为5m，操作台采用钢板防火材料；在辅助和生活区也为单层设置，总高度为8m；在精制区考虑到三合一设备比较高，同样为8m。设计依据主要是根据设备大小和结构，危险区域等级，以及检修卸载时所需要的空间。8.2.2.3厂房平面布置本次化学原料药多功能车间主要分为三大区域：合成区、辅助生产区和精制区。辅助生产区位于合成区的正南方向，精制区位于合成区的正东方向。合成区充分考虑到设备的垂直布置和水平布置，以及危险等级的设置。由于氢化反应的特殊性，我们单独设置氢化反应区，该反应区充分考虑了通风措施，以应对氢气泄露产品的严重后果；考虑到储罐的危险性，我们集中深埋在地下，离车间的安全距离为7.5m；合成区生产时，会有乙酸乙酯、丙酮等易燃易爆的溶剂假如，所以在合成区靠近走廊的墙也设置防火墙。辅助生产区，设有简单的更衣室，配电间，蒸汽、循环水、冷冻、真空、氮气、空调室，纯化水车间。辅助生产区接近合成区和精制区。精制区，三合一设备、溶解脱色间有乙酸乙酯、丙酮等等溶剂属于甲类，我们单独设置防爆区。8.2.2.4洁净生产区 制药洁净车间的设计不仅要遵守一般化工车间设计常用的设计规范和定，而且要遵守与洁净厂房设计有关的设计规范和规定。按照洁净等级的不同，制药车间可分为一般生产区、控制区和洁净区。其中一般生产区对洁净等级不作要求，如合成区、药品的外包装工段等。本次化学原料药多功能车间设计的要求是生产非无菌原料药，按照GMP规定，产品的精制、烘干、粉碎、内包等生产操作的暴露环境按D级洁净区的要求设置。8.2.2.5设备布置 8.2.2.5.1设备布置原则在此次设计中设备布置采用的是室内布置和室外布置相结合的方式，相同功能的操作集中布置，危险性高的操作单独布置，储罐区集中布置在室外的原则。设备布置应符合下列要求：(1)凡是笨重设备或者运转时会产生很大震动的设备，应该设置在底层，减少厂房露面的负重和震动。(2)凡是有震动的设备，其操作台不能与建筑物的柱子墙连接在一起，以免影响建筑物的安全。(3)厂房中操作台必须统一考虑，防止平台支柱林立重复，影响生产。(4)在楼梯大门旁边布置设备时，要求设备不影响开关门和人出入畅通。(5)设备应尽量不要布置在窗前，影响采光，即使要布置在窗前也要在600 mm之外。(6)凡是有腐蚀介质的设备，通常会集中布置，并设置围堰。(7)可燃易爆设备应该与其他设备分开布置，方便土建设置隔爆墙。(8)设备间距： 设备之间或设备与墙之间的净间距大小， 虽无统一规定， 但设计者应结合上述布置要求，及设备的大小，设备上连接管线的多少，管径的粗细,检修的频繁程度等各种因素，再根据生产经验，决定安全距离。其设备与设备之间，设备与建筑物之间的安全距离列于表8-1：表8-1 安全距离一览表项 目安全距离（m）1）往复运动的机械，其运动部分离墙应不小于1.52）回转机械与墙之间距离不小于 0.8-1.03）回转机械互相间距离不小于 0.8-1.24）泵的间距不小于 1.05）泵列与泵列间的距离不小于 1.56）被吊车吊动的物品与设备最高点的间距不小于0.47）储槽与储槽间距离不小于 0.4-0.68）计量槽与计量槽间距离不小于0.4-0.69）反应设备锅盖上传动装置离天花板间距不小于0.810）通廊，操作台通行部分的最小净空高度不小于2.011）不常通行的地方净高不小于1.912）操作台楼梯坡度一般不大于458.2.2.5.2设备布置情况在设备布置时，充分考虑了设备的操作通道、检修通道和安装设备所需的吊装孔。按洁净程度分为一般合成区和精制区，精制区主要是结晶釜和过滤洗涤干燥机，精制区中的溶解脱色釜属于非洁净区，因为加热回流中会很脏、很热。合成区又分为一般生产区和氢化反应区。一般反应区主要是硫辛酸环合、水解反应釜，依非韦伦的加成、环合反应釜，缬沙坦的浓缩釜，配液所需要的小型搅拌釜、萃取釜、溶媒回收蒸馏釜等等。氢化反应区用来完成缬沙坦的氢化反应操作。所有的设备尽量布置在一条直线上，管路位于设备的身后，留出了足够的操作空间和装卸物料的空间。所有的合成反应釜、萃取釜、溶媒回收釜布置在同一层面，利用操作台操作，操作台的高度为5m。考虑到离心机、过滤机、干燥机等等振动比较大，集中布置在底层区域；原料和溶剂储罐集中布置室外储罐区，深埋在地下，离车间的安全距离为7.5 m；氢化反应釜单独设置车间的最西端，东面设置防火墙，使它和一般生厂区完全隔开，尽可能减少突发状况所带来的影响。 8.2.2.5.3物料输送形式我们根据物料的性质不同、量不同采取了不同的输送形式。对于易燃易爆、有毒、需求量很大的溶剂、原料、中间体，对于能够利用负压抽吸的反应釜尽量不采用泵，其他反应釜采用泵加料的方式进行；对于有毒物质且量少的物质，利用专门的管道从厂区外部导入，例如氯甲酸甲酯；固体原料或少量物质例如催化剂直接采用人工加入的方式进行。反应釜到离心机、过滤机的过程直接利用重力条件加入。其他固体物料采用人工操作方式。由于溶解脱色间属于非洁净区，三合一设备属于洁净区，我们采取的方式是：脱色罐脱色后保温由管道，保安过滤器，送到洁净区内的结晶罐结晶（保安过滤器设在洁净区内）。 8.2.2.5.4人流物流设置情况车间布置时，充分考虑人流物流情况，采用人流物流分开的模式。在合成区和辅助生产区，我们进行了简单的人流物流划分，精制区严格划分人流物流情况，确保人流物流不交叉，保证药品的质量要求。1）人员净化程序参见人流物流图2）净化通道和设施门厅和换鞋处 门厅是工作人员进入车间的第一场所。工作人员进入门厅前首先应除去粘附的泥土，以免将外界的尘粒进入车间。门厅内设有换鞋处，换鞋处设有鞋柜，进入车间的工作人员在换鞋处将外用鞋换成车间提供的拖鞋，以避免将外界的尘粒带人更衣室。传递窗 传递窗是洁净室内的一种辅助设备，主要用于洁净室与洁净室、非洁净室与洁净室之间的小件物品的传递，以减少洁净室的开门次数，从而最大限度地降低洁净室的污染。缓冲室 缓冲室是按相邻高等级洁净室的等级设计，其内设有洁净空气输送设备。本次设计在进入三合一设备操作室时设置缓冲室。3）人员净化室和生活室的布置人员净化室有换鞋室、一更、二更、手消毒室、洁具存放室和洗衣整衣室。洗手室以及消毒室内设有洗手、烘干和消毒设备。水龙头的数量可以最大班人数确定。更衣室内设有存衣柜，工作服和日常用衣分开存放，以免交叉污染。生活室中的厕所布置在人员净化用室的区域之外。4）卫生通道的布置卫生通道的洁净等级由外向内逐步提高。故要求越往内送风量越大，以便造成正压，防止污染空气倒流，带入灰尘和细菌。 8.2.2.5.5物料净化室物料净化通道和净化室的布置物料净化出入口独立布置，物料进入车间的入口处设有物净清洁室，其作用与人员净化程序中的净鞋、换鞋相同。8.2.2.5.6公用系统设施布置本次公用系统有氮气、循环水、蒸汽、冷冻盐水、空调、纯化水以及配电系统。全部布置在辅助生产区。重点阐述纯化水系统和空调系统。（1）纯化水系统本次设计设有专门的纯化水系统。根据长沙市水质情况及现有工艺，采用二级反渗透工艺制备纯化水。系统主要工艺流程如下：原水机械过滤器活性碳过滤器软水器保安过滤器一级反渗透装置加药装置精密过滤器二级反渗透装置纯化水紫外线杀菌器精密过滤器纯化水采用二级反渗透工艺主要有以下优点：1） 任何酸、碱再生处理不会对环境造成污染；2） 出水电阻率现已有突破性发展；3） 内毒素指标经检验均0.25EU/ml ，出水水质完全能符合中国药典2010年版纯化水标准； 4） 水利用率高，在采用软化器的情况下，可使水的利用率达到75%，因为二级浓水可全部回用；5） 操作简单，运行及维护费用较低；6） 可以方便实施自动运行，工人工作环境好。设备选型如下： （1）原水贮罐。原水贮罐应设置高、低水位电磁感应液位计，动态监测水箱液位。在非低水位时仍具备原水泵、计量泵启动的条件。具体设备选用常州市德尔松制药机械厂生产的CG-10000型号的不锈钢贮罐，具体参数如表8-2：表8-2 不锈钢贮罐参数型号容积/L设备重量/kg外形尺寸/mm直径宽高CG-1000010000265020003900 （2）原水泵。可采用普通离心泵，泵设置高高过热保护器、压力控制器，以提高泵的寿命。为防止出现故障，泵还应设有自动报警系统。具体设备可选用南方泵业制造有限公司生产的CHL8-10型不锈钢卧式多级离心泵，具体参数如表8-3：表8-3 离心泵设备参数型号扬程（m）流量(t/h)电机功率转速（r/min）CHL8-108.580.752900（3）机械过滤器。原水若使用井水，井水中常含有颗粒很细的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素以及菌、藻等微生物。这些杂质与水形成溶胶状态的胶体颗粒，由于布朗运动和静电排斥而呈现沉降为稳定性和聚合稳定性，通常它们不可能用自然沉降的方法除去。可应用原水预处理，即用添加凝絮剂的方法来破坏溶胶的稳定性，使细小的胶体颗粒凝絮成较大的颗粒，通过砂滤和碳滤预处理，除去这些颗粒。在砂滤中所使用的滤料多采用大颗粒石英砂，把原水中的絮状杂质（主要为有机物腐殖质和粘土类无机化合物）去除。通过机械过滤器处理后，出水的浊度0.5FTU。具体设备选用上虞华杰环保有限公司生产的JSJT-2型机械过滤器，具体参数如表8-4：表8-4 过滤器设备参数型号外形尺寸（mm）处理量设备自重kg进水管出水管反冲管单层滤料双层滤料0.4Mpa0.8MpaJSJT-23517140035218.07.010.07801010DN80DN150DN150（4）活性炭过滤器。系统采用的反渗透处理工序，其进水除了要求污染指数SDI5之外，还有一个进水指标，及氯量97%。具体设备选用湖南湘星环保水处理设备有限公司生产的XX-RNO2-50T(RO-05)-8T的RO反渗透NF纳滤主机，具体参数如表8-10：8-10 反渗透装置设备参数型号产水量（t/h）工作压力Mpa工作电压AC功率KWXX-RNO2-50T(RO-05)-8T81.05380V14.0（10）一级反渗透清洗装置。为使一级反渗透设备正常稳定地运转，需要定时对一级反渗透设备进行反向清洗，清洗系统应包括药液箱、清洗泵和保安过滤器三种。药液箱具体设备选用无锡科隆水处理设备有限公司生产的CSJG-0.5型号的硬聚氯乙烯及复合酸碱贮罐，具体参数如表8-11：表8-11 反渗透清洗装置设备参数型号规格（毫米）容积（L）CSJG-0.580014000.5清洗泵选用中山市永通消防机电设备有限公司生产的CHL2-60不锈钢离心泵，具体参数如表8-12：表8-12 清洗泵设备参数型号扬程（m）流量( t/h)电机功率KW转速r/minCHL2-604220.752900（11）一级纯化水箱。该设置的材质可采用S304不锈钢，容器的容量根据设计要求而定。具体设备选用常州市德尔松制药机械厂生产的CG-10000型号的不锈钢贮罐，具体参数如表8-13：表8-13 纯化水箱设备参数规格/型号容积/L设备重量/kg外形尺寸/mm直径宽高CG-1000010000265020003900（12）一级纯化水泵。水系统的一级纯化水泵设置高过热保护器、压力控制器、水量监控器，以提高泵的使用寿命，出现故障时泵启动自动报警系统，其设备可与高压泵相同，具体参数如表8-14：表8-14 纯化水泵设备参数型号流量(t/h)扬程（m）电机功率（KW）进出口径外形尺寸（长宽高）中心高度BAW-5-606241.560/40496250370225（13）精密过滤器。在一级反渗透后设置精密过滤器，目的是方式一级反渗透中的泄露。具体设置与精密过滤装置相同，具体参数如表8-15：表8-15 精密过滤装置设备参数型号材质规格进出口滤芯（支）连接方式流量(t/h)A5-5XX-C-8002301000DN407法兰6-8（14）增压泵。此泵的目的是使进入二级反渗透装置的水符合装置的压力要求。其设备可以与高压泵相同，具体参数如表8-16：表8-16 增压泵设备参数型号流量扬程（m）电机功率（KW）进出口径外形尺寸（长宽高）中心高度BAW-5-606241.560/40496250370225(15)二级反渗透主机。为了使经过一级反渗透主机处理后的水质，尤其是水的电导率进一步提高，水系统通常在一级反应的反渗透主机后再设置二级反渗透主机进行深度除盐。该二级反渗透设备是与低一级的反渗透设备做在一起，方便使用和管理，其技术参数参看一级反渗透主机, 具体参数如表8-17：表8-17 反渗透装置设备参数型号产水量(t/h)工作压力Mpa工作电压AC功率KWXX-RNO2-50T(RO-05)-8T81.05380V14.0（16）二级纯化水箱。及纯化水成品水箱，该容器由316L不锈钢材料制造，为了使容器内的积水完全排空和便于在线清洗，该容器采用圆顶圆底立式结构。具体设备与一级纯化水箱相同。具体设备选用常州市德尔松制药机械厂生产的CG-10000型号的不锈钢贮罐，具体参数如表8-18：表8-18 纯化水箱设备参数规格/型号容积/L设备重量/kg外形尺寸/mm直径宽高CG-10000100002650200020003900(17)二级纯化水泵。采用卫生级泵。泵的形式为无容积式气隙，泵底最低处可安装排水阀将水排尽。泵设置高过热保护器、压力控制器、水量监控器，以提高泵的使用寿命, 具体参数如表8-19：表8-19 纯化水泵设备参数型号流量(t/h)扬程（m）电机功率（KW）进出口径外形尺寸（长宽高）中心高度BAW-5-606241.560/40496250370225（18）紫外线杀菌器。整个水系统通过以上的各个流程虽然已达到了供水的水质要求，但为了防止管路中的滞留水以及容器管路内壁滋生细菌而影响供水质量，在反渗透处理单元的进水出口，供水管道末端应设置大功率的紫外线杀菌器，以保护反渗透处理单元免受水系统可能产生的微生物污染，杜绝或延缓管路系统内微生物细胞的滋生。具体设备选用山东淄博周村恒辰机械有限公司生产的ZW-8型紫外线杀菌器，设备具体参数如表8-20：表8-20 紫外线杀菌器设备参数型号处理量(t/h)外形尺寸/mm杀菌效率/W管路规格工作重量/kgZW-88.01200350150Dg50400（19）微孔过滤器。由孔径为0.2m的PP棒组合成的微孔过滤器，用以除去经上述处理后纯化水中残留的微小颗粒，使出水最终达到工艺使用条件中对供水水质的所有要求。具体设备选用杭州日康净化设备有限公司生产的TC-JM-7-40型精密微孔过滤器，具体参数如表8-21：表8-21 微孔过滤器设备参数型号规格/mm流量(t/h)管路直径DN/mmTC-JM-7-4021913001025（2）氮气系统本次设计中，考虑到成本问题，氮气直接购买得到。（3）空调系统空调系统（简称 HVAC）是制药工业的一个关键的系统，它对制药工厂能否实现其向患者提供安全有效的产品的目标具有重要的影响。如果药品生产环境得到妥善的设计、建造、调试、运转和维护，则有助于确保产品的质量，提高产品的可靠性，同时降低工厂初期的投资成本和后期的运转成本。作为药品生产质量控制系统的重要组成，药厂HVAC 系统主要通过对药品生产环境的空气温度、湿度、悬浮粒子、微生物等的控制和监测，确保环境参数符合药品质量的要求，避免空气污染和交叉污染的发生，同时为操作人员提供舒适的环境。另外药厂 HVAC 系统还可起到减少和防止药品在生产过程中对人造成的不利影响，并且保护周围的环境。空气洁净处理：洁净区的空气洁净处理为初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器三级过滤，正确选用初、中、高效过滤器是洁净度达标的重要因素。1) 初效过滤器选用 WY-CP-200 涤沦无纺布初效过滤器，主要是滤除大于10微米的尘粒，用于新风过滤和对空调机组作保护。2) 中效过滤器选用 WZ-CP-2 涤纶无纺布袋式中效过滤器，主要是滤除1到10微米的尘埃颗粒，放于高效滤器前，风机后，用于保护高效过滤器。3) 高效过滤器（HEPA）选用 GB-01 型超细玻璃纤维纸高效滤器，主要是滤除小于1微米的尘埃颗粒，装于净化空调通风系统末端，其滤尘效率为 99.97以上，特点是效力高、阻力大。4）臭氧发生器选用珠海银河臭氧设备有限公司HE-30氧气型的臭氧发生器。其具有臭氧产量大、浓度高；长时间连续工作时，整机不过热，臭氧产量不衰减的特点。第9章 行政法规执行措施9.1消防设计专篇9.1.1消防给排水系统9.1.1.1.概况消防用水系统的设计主要包括生产车间的消防用水系统设计以及公用工程等的消防用水设计。在生产车间和储罐区的消防用水系统设计中采用的是高压给水系统，以充分保证储罐区或其附近发生意外时消防用水的水压和水量双向要求。公用工程的消防用水系统采用的是稳压给水系统。9.1.1.2.设计原则和依据表9-1消防安全设计标准设计标准标准编号建筑设计防火规范GB50016-2006层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2001 修订）建筑内部装修设计防火规范GB 50222-95筑内部装修设计防火规范GB 50222-95建筑灭火器配置设计规范GBJ140-90原油和天然气工程设计防火规范GB 50183-93石油化工企业设计防火规范GB50160-92火灾自动报警系统设计规范GB50116-98二氧化碳灭火系统设计规范GB 50193-93自动喷水灭火系统设计规范GBJ84-85水喷雾灭火系统设计规范GB50219-95表9-1消防安全设计标准（续）低倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151-92高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范GB 50196-93气体灭火系统施工及验收规范GB 50263-97泡沫灭火系统施工及验收规范GB 50281-98石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收SH/T3413-99油管道工程设计规范GB 50253-94储罐区防火堤设计规范GB50351-2005石油库设计规范GBJ74-84石油化工钢结构防火保护技术规范SH/T3137-2003石油化工防火堤设计规范SH3125-2001爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92建筑物防雷设计规范GB50057-94化工企业静电接地设计规程HG/T20675-90本厂消防供水系统中，消防水泵的出口压力为900kPa（G），并使消防水管内的压力维持在560700kPa（G）内，保障最远的消火栓处的水压不低于550kPa（G）。为使消防水管内维持一定的压力，本工程由生产循环用水主管中引出一个接往消防水管的支管，并在支管上设置切断阀和止回阀。当管系内的压力降到500kPa（G）时，消防水泵自动启动；当所有电动消防水泵都启动后若水压仍不能升高，则启动内燃机，以增加水压。在工艺生产装置区设置独立消防给水管网，消防水管成环网状分布，并设足够的切断阀。切断阀常开，以维持消防水管内压力；止回阀用于防止消防干管上的水倒流回循环水管线。沿装置的道路设置室外消火栓，消火栓中心间距为4560m，其位置的设置可保证所有地面上的设备至上可由两个消火栓用75m 长的消防水龙来灭火。建筑物内设置室内消火栓。消防栓的用水量不小于10L/s，同时使用水枪数不少于2支，水枪充实水柱高度不小于10m，每支水枪的出水量按不小于5L/s计算。工艺装置区室内外消火栓均采用水/雾两用水枪。在工艺装置区内的框架、重要设备，采用预作用式自动喷水灭火系统。当设置气体灭火系统时，不采用卤代烷1211以及能导致人员窒息和对保护对象产生二次损坏的灭火剂。9.1.2土建工程9.1.2.1概述本厂区在建筑设计时参考了大量的资料，采取了适合本厂区建设的建筑体系、钢结构厂房、共同沟系统、性能化设计方法以及其他的一些先进理念和方法。对整个厂区各建筑物进行合理规划，精心布局，提高建筑物的防腐、抗爆、抗震（振）性、可靠性、消防安全等自身性能，对于避免危险情况出现和减小事故的危害程度，预防和控制潜在的重特大事故，降低其造成的损失和影响有着至关重要的作用。并且还有利于厂区的安全生产，有利于企业良好科学的可持续发展。同时本厂区在建筑物设计时，还考虑了环保节能、健康安全、美观等诸多因素，使厂区建筑物成为企业形象的一个重要组成部分。9.1.2.2防火设计方法本项目建设生产中存在有易燃易爆的物质，存在着火灾爆炸危险因素，因此，对有爆炸危险存在的厂房，要着重处理好泄压屋盖、泄压外墙、泄压窗、不发火地面和楼面以及防爆墙。另外，应在易发生火灾及爆炸事故的厂房内安置避雷针，防止雷电引发的爆炸事故。对安置有重要贵重仪器设备的厂房，其墙体的耐火性能根据实际选择。化工生产的火灾危险分类，按建筑设计防火规范分为甲、乙、丙、丁、戊五类，其中甲、乙两类是有燃烧与爆炸危险的，它们对建筑设计有相应的耐热与防爆要求。建筑物的耐火等级根据建筑构件在火灾时的耐火极限与燃烧性，将建筑物分为一、二、三、四4个耐火等级。建筑物的耐火等级是由建筑物的重要性和在使用中的火灾危险性确定的，具体划分时以楼板为基准。甲、乙类生产应采用一、二级的耐火建筑，它们采用钢筋混凝土楼板、屋顶和砌体墙等组成。为了减少火灾时的损失，厂房的层数、防火墙内的占地面积都有限制，根据厂房的耐火等级和生产的火灾危险类别的不同而不同。本次设计中，所要用到的乙酸乙酯、丙酮、乙醇溶剂都是易燃易爆，因此合成区、溶解脱色间、三合一设备间属于甲B类。在防火设计方面主要是将消防设计性能化、智能化。性能化设计方法是建立在消防工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法。它运用消防工程学的原理与方法，根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况，对建筑的火灾危险性和危害性进行定性或定量的分析、预测和评估，从而得出优化的防火设计方案，既为建筑物提供最合理的防火保护，又可以最大限度地降低建筑成本。智能化设计是将整个常去的消防设备设施智能化，通过自动化检测提高整体的消防水平。本厂区域在消防设计时主要是将火灾报警装置与其他的建筑智能化系统联动结合。采用了火灾自动报警智能化系统、消防给水循环智能化循环检测、建筑物疏散出口的自动消防系统联动的智能门禁系统等等一系列的智能化消防设备和设施。消防设计性能化、智能化设计方法将消防设计的科学化、合理化和成本效益最优化，也提高厂区的消防水平，对保证整个厂区的安全生产具有极为重要的意义。由于本厂区的生产厂房采用的是钢结构，钢结构厂房具有良好的抗爆性能。但钢材强度随着温度的升高而降低，温度达到一定得高度时会丧失承载能力，会引发事故。因此本厂区在设计时采取了一定的保护措施对钢结构进行耐火保护。随着安全法规的不断完善，安全意识不断深人民心，建筑物的抗爆设计也越来越重要。本厂区化工生产装置所涉及的物料大多是易燃易爆的，一旦泄漏可能发生爆炸，从而可能对周围的建筑物造成破坏性影响。并且人员集中的建筑物一旦因爆炸超压发生倒塌，就可能造成群死群伤的重大安全事故。本厂区的抗爆设计以建筑物的总平面布置图、设备设施的布置图、相应的工艺数据、建筑物内人员分布为依据，采用了故障树的分析方法对每一个建筑物内各设施设备的安全事故发生概率与严酷度类别进行了简单的事故后果模拟分析，跟据分析结果并结合防火防爆设计规范来确定建筑物、生产装置布局的安全原则，采用将办公楼、员工宿舍楼、饮食文化中心、消防站等建筑物尽量移向非危险区；且在危险区内设有消防水池，增添很多消防设备设施，将厂房内的危险性气体及时的排除等等措施。从而降低危险情况出现的概率、减小事故的危害程度及降低爆炸带来的影响，增加整个厂区的安全性和生产设备设施可靠性。9.1.3电气设备9.1.3.1概述现代工业化生产中，能源和动力的供应作为整个生产的心脏起到至关重要的作用。工厂供电设计的主要任务就是从电力系统取得电能，经过合理的分配、转换，分配到车间的每一个用电设备。随着工业电气化的发展，工厂用电量迅速增长，对电能的质量，供电的可靠性以及经济性等技术指标的要求也在不断提高。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。本次设计的供电系统由动力供电系统、照明用电系统和弱电系统三个部分组成。供电工作要求做到“安全、可靠、优质、经济”，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作。9.1.4通风与空调为满足GMP要求，保证达到相应洁净级别和换气次数，提高室内空气品质，延长高效过滤器寿命，车间净化空调系统的设计均采用全空气、定新风、定风量、集中式空调系统，空气经过初、中、高效三级过滤后送入室内；气流组织采用顶棚均布高效过滤器送风口，侧墙下部或顶棚均布阻尼回风口的顶送下侧回风（或排风）的气流组织形式。为了降低空调系统噪音，设计控制空调送风主风管风速9m/s，回风主风管风速7m/s，同时在主回风管上加微孔消声器；空调风管穿越空调机房或防火分区时，在风管上加设防火防烟阀，同时防火阀与空调机组及烟感报警系统联锁；空调风管系统采用优质镀锌钢板制作，风管保温材料选用不脱尘、不脱纤维且符合消防规范要求的闭泡橡塑材料。9.2环境保护专篇9.2.1 环境状况简介本设计属原料药类生产项目，项目投产后对环境的影响较大，分析整个生产流程，主要有少量废水、固体废物、噪声和生产废液等的污染。9.2.2 污染物来源1）废