西北大学-启辰队 化学原料药多功能车间设计【含CAD图纸+文档】
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化学原料药多功能车间设计【含CAD图纸+文档】
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键入文字主要设备一览表鼓风机设备一览表序号位号型号名称输送介质进口工况出口升压/Mpa轴功率/kw转速/r/min配套电机功率流量/m3/h压力/MPa温度/参考密度/kg/m31C101C(H2)100-3氢气鼓风机氢气1000.933201.080.229073602级350kw反应釜设备一览表序号位号名称型号规格操作条件材料容积/L附件数量单重 /kg保温层介质温度/压力/MPa材料厚度/mm1R101-A/B环合釜-A/B1500氢气,硫化钠750.20Cr17Ni12Mo21500BLD4-322413保温玻璃棉1002R102-A/B水解釜-A/BK2000盐酸氢氧化钠770.1搪玻璃2000BLD-322600保温玻璃棉1003R103浓缩釜2000乙酸乙酯食盐水770.10Cr17Ni12Mo22000BLD5.5-312985保温玻璃棉1004R104脱色釜2000乙酸乙酯770.10Cr17Ni12Mo22000BLD5.5-312985保温玻璃棉1005R105-A/B浓缩釜-A/B1500乙酸乙酯770.10Cr17Ni12Mo21500BLD4-322413保温玻璃棉100过滤器设备一览表序号位号型号名称数量滤袋数量设计压力/Mpa最大流量/m3/h过滤面积/m2过滤精度/m进出口/mm材质/SS容积/L功率kw1F101SAM-M2硫酸镁过滤器120.1901.00.3-600DN80-100304/3161750.62F102SAM-M4脱碳过滤器140.11802.00.3-600DN80-150304/3162100.83F103SAM-M4有机相过滤器140.11802.00.3-600DN80-150304/3162100.8压滤机设备一览表序号位号型号名称数量过滤面积/m2滤饼厚/mm过滤压力/MPa滤板规格/mm滤室面积/m3长宽高/mm质量/kg1M101BM390压滤机12300.5390390301565530650400结晶槽设备一览表序号位号型号名称公称容积/L操作条件材料尺寸/mm夹套厚度/mm夹套容积/L介质温度/压力/Mpa1V122XJ-1000B粗品结晶槽1000浓缩液100.11Cr18Ni9Ti1000,H=1200603002V123XJ-1000B精制结晶槽1000滤液100.11Cr18Ni9Ti1000,H=1200603003V124XJ-1000B中间产品结晶槽1000浓缩液100.11Cr18Ni9Ti1000,H=1200603004V125XJ-1000B精制结晶槽-21000滤液100.11Cr18Ni9Ti1000,H=120060300序号位号图号名称公称容积VN/m3计算容积/m3高度/mm公称直径DN/mm材料数量单重/kg1V 101HG 21504.1-92-02硫化钠溶液配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11052V102HG 21504.1-92-02乙醇、四丁基溴化铵配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11053V103HG 21504.1-92-026,8-二氯辛酸乙酯缓冲罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11054V104-A/BHG 21504.1-92-026,8-二氯辛酸乙酯高位槽-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti21055V105-A/BPT1500环合液收集罐-A/B1.51.5315301200PE2606V106HG 21504.1-92-02NaOH溶液配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11057V 107-A/BHG 21504.1-92-02NaOH溶液高位槽-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti21058V108HG 21504.1-92-56盐酸配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11059V109-A/BHG 21504.1-92-02盐酸高位槽-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti210510V110HG 21504.1-92-02滤液收集罐11.1140010001Cr18Ni9Ti210511V111HG 21504.1-92-02饱和食盐水配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti110512V112-A/BHG 21504.1-92-56乙醇受液槽-A/B11.09100010001Cr18Ni9Ti210513V 113-A/BHG 21504.1-92-02水相收集罐-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti210514V114PT1500食盐水收集罐1.51.5315301200PE16015V115HG 21504.1-92-56乙酸乙酯受液槽11.09100010001Cr18Ni9Ti210516V116HG 21504.1-92-02乙酸乙酯配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti110517V117HG 21504.1-92-56氢气缓冲罐11.09100010000Cr17Ni12Mo2111518V 119PT1500滤液收集罐1.51.5315301200PE16019V126HG 21504.1-92-02乙酸乙酯缓冲罐11.1140010001Cr18Ni9Ti110520V130HG 21504.1-92-02乙酸乙酯高位槽11.1140010001Cr18Ni9Ti110521V131HG 21504.1-92-02离心母液收集槽11.1140010001Cr18Ni9Ti110522V132HG 21504.1-92-02离心母液收集槽11.1140010001Cr18Ni9Ti110523V133HG 21504.1-92-02离心母液收集槽11.1140010001Cr18Ni9Ti110524V140HG 21504.1-92-02溶剂储罐A1212.532002200A3F1156025V141HG 21504.1-92-02原料罐55.092000180020R133026V142HG 21504.1-92-02乙酸乙酯罐66.972400180020R158527V143HG 21504.1-92-56氢气原料罐11.09100010001Cr18Ni9Ti210528V144HG 21504.1-92-56氢气回收罐11.09100010001Cr18Ni9Ti2105 离心机设备一览表序号位号型号名称转鼓直径/mm转鼓容积/L最大装料限量 /kg转鼓转速 /r/min分离因数电机功率 /kw外形尺寸(长宽高)/mm机器重量 /kg数量附件1S101LGZ1000粗品离心机100017523510005601121001500225035001滤网清洗装置2S102LGZ1000中间产品离心机100017523510005601121001500225035001滤网清洗装置姓名日期西北大学NWU-QC-5-01编制周博10.4校核周博10.4项目名称多功能车间设备一览表审核高园10.4设计阶段初级阶段专业化工制药第 1页共2页换热器设备一览表序号位号名称型号类型换热面积/m2壳体规格管长/mm列管规格管数排列方式材质设备重量(kg)数量1E101-A/B环合釜冷凝器-A/BBEM400-0.1-8.4-0.1-1II固定管板式8.44002500252189正三角形DSS65022E102-A/B水解釜冷凝器-A/BBEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252245正三角形DSS81823E103浓缩釜冷凝器BEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252245正三角形1Cr18Ni9Ti81814E104脱色釜冷凝器BEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252245正三角形1Cr18Ni9Ti8181其他设备一览表序号位号型号名称公称过滤面积/m2内径/mm公称容积/m3筒体高度/mm滤饼厚度/mm数量质量/kg1X101UNFCD1200三合一干燥器1.11200110004001875 泵设备一览表序号位号型号名称流量/m3/h进出口管径/mm功率/kw材料附件数量单重/kg1P101MPH-F-453硫化钠溶液进料泵50050502.222PVDF1802P 102GS-50-2C乙醇、四丁基溴化铵进料泵38050503213161433P 103MP-F-2586,8-二氯辛酸乙酯进料泵12525250.2612FRPP184P 104MP-F-258NaOH溶液进料泵12525250.2612FRPP185P 105GS-50-2C盐酸进料泵38050503213161436P 106MPH-F-453饱和食盐水进料泵50050502.222PVDF1807P 107MPH-F-453乙酸乙酯粗品进料泵50050502.222PVDF1808P 109MP-F-258有机相循环进料泵12525250.2612FRPP189P 110-A/BMP-F-258水相循环进料泵12525250.2612FRPP28干燥机设备一览表序号位号型号名称装载量/kg原料含湿率/%干燥时间/h容积/m3直径/m数量外形尺寸/mm功率kw重量/kg1D101YZG-1000粗品干燥机5002053.52.511694119015002.48652D102YZG-1000中间产品干燥机5002053.52.511694119015002.4865姓名日期西北大学NWU-QC-5-01编制周博10.4校核周博10.4项目名称多功能车间设备一览表审核高园10.4设计阶段初级阶段专业化工制药第 2 页共2页化学原料药多功能车间设计说明书化工原料药多功能车间设计说明书 校 名 西北大学 队 名 启 辰 队 长 队 员 指导老师 目 录第一章 总论11.1项目概况11.1.1项目名称11.1.2项目简介11.2设计依据及设计基础21.2.1设计规范及标准21.2.2主要文件21.2.3设计基础资料21.3 设计原则31.4产品概述31.4.1硫辛酸31.4.2依非韦伦41.4.3缬沙坦51.5 包装方式6第二章 工艺说明72.1生产工艺制订依据72.2 硫辛酸72.2.1硫辛酸的生产方法72.2.2硫辛酸制备相关的原料与辅料82.2.3生产工艺路线92.2.4工艺特点102.2.5工艺过程详述112.2.6工艺过程一览表152.2.7工艺管道及仪表流程图(PID)162.3依非韦伦182.3.1依非韦伦的生产方法182.3.2依非韦伦的原辅料及产品规格192.3.3依非韦伦的生产工艺路线202.3.7工艺管道及仪表流程图(PID)272.4缬沙坦302.4.1缬沙坦的生产方法302.4.2缬沙坦的原料、辅料名称及纯度要求302.4.3缬沙坦的生产工艺路线302.4.4工艺特点322.4.5工艺流程详述322.4.6工艺过程一览表342.4.7工艺管道及仪表流程图(PID)35第三章 生产制度373.1生产制度及法律依据373.2 时间平衡表373.2.1硫辛酸373.2.2依非韦伦383.2.3缬沙坦403.3工作班制与工作时间具体安排413.3.1硫辛酸413.3.2依非韦伦413.3.3缬沙坦413.4 工人排班表41第四章 物料衡算和热量衡算434.1物料衡算的计算方法与原则434.1.1物料衡算的目的434.1.2物料衡算的依据434.1.3物料衡算基准434.2物料计算基础资料434.2.1硫辛酸434.2.2依非韦伦504.2.3缬沙坦604.3能量衡算的计算方法与原则654.3.1 能量衡算的目的及意义654.3.2 能量衡算的依据及必要条件654.4热量衡算基础数据的计算和查取664.4.1 部分原料的比热容估算674.4.2能量衡算69第五章 主要工艺设备选择755.1.反应釜755.1.1 夹套反应釜的总体结构755.1.2不锈钢反应釜765.1.3搪玻璃反应釜775.2储罐795.2.1储罐设计795.3 换热器计算及选型815.3.1 计算依据815.3.2选型原则815.4离心机845.5结晶槽865.6泵设备选型865.6.1 选用依据865.6.2 选用原则865.6.3 具体选型875.7过滤洗涤干燥三合一装置885.7.1性能与用途885.7.2设备优越性885.8主要工艺设备一览表90第六章 主要原辅料和工艺用公用工程消耗量986.1主要原辅材料的消耗量986.1.1.硫辛酸986.1.2依非伟伦996.1.3缬沙坦1006.2工艺用公用工程的消耗量100第七章 车间布置及设备布置1027.1 设计基础资料1027.1.1布置依据1027.1.2布置原则1027.1.3布置概况1037.2车间主要设备及其布置方案1047.2.1粗品车间1047.2.2洁净区布置总则1097.3管道布置方案114第八章 行政法规执行措施1158.1消防设计专篇1158.1.1设计依据1158.1.2厂房防火级别认定1158.1.3消防措施1158.1.4 工艺过程中易燃易爆物质1188.2环境保护专篇1198.1.1总述1198.2.2设计依据1208.2.3主要污染源1208.2.4处理措施1208.2.5具体污染物处理法1228.5.4.2 依非韦伦1238.2.5.3缬沙坦1268.3劳动安全卫生专篇1288.3.1设计依据1288.3.2主要危害因素分析1288.3.3劳动保护措施1288.3.4车间安全守则1298.4节能专篇1318.4.1概述1318.4.2废水、废渣的处理1318.4.3节水1318.4.5生产过程控制1328.4.6加强管理,减少污染133第九章 GMP专篇1349.1洁净区划分1349.1.1 设计依据1349.1.2 洁净区平面布置原则1349.1.3布置说明1369.2 人流与物流1389.2.1设计人流物流图1389.2.2人流说明1389.2.3 物流说明1399.3净化空调控制系统1409.3.1设计依据1409.3.2 设计规范1409.3.3 空调系统技术方案1419.4除尘措施1449.5净化装修1449.5.1人净系统1449.5.2物净系统1489.5.3 空气净化系统1499.5.4装修材料1509.6工艺设备选型说明1539.6.1规范要求1539.6.2包装设备选型1539.7 公用工程设施说明1559.7.1电气1559.7.2冷冻介质1569.7.3水的制备156参考文献159第一章 总论1.1项目概况1.1.1项目名称本项目是化学原料药多功能车间设计,生产方式采用间歇式生产。1.1.2项目简介本项目以交替方式生产硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦三种原料药为目的,设计间歇式生产三种原料药的化学原料药多功能车间。要求三种原料药的生产设备具有通用性。硫辛酸作为一种重要的医药中间体,经济效益明显,市场前景广阔。目前,全世界硫辛酸的年需求量大概为500吨,并以10 %以上的速度增长,但该产品的年产量仅为200吨左右,巨大的供应缺口使硫辛酸在国际市场上奇货可居。因此,设计并开发合成线路短、收率高、易于实现工业化的工艺路线,是硫辛酸生产的关键所在。依非韦伦是美国 Merck 公司开发的非核苷类逆转录酶抑剂,1998 年经 FDA 批准上市用于艾滋病感染治疗药物。作为一种有效的I-型人类免疫缺陷病毒(HIV-1)的非核苷类反转录酶抑剂,依非韦伦可选择性地高度抑制HIV-1,但对HIV-2 和其他逆转录病毒无抑制作用,毒性小,是世界卫生组织推荐的一线抗艾滋病毒药物。目前,国内上市的依非韦伦主要从国外进口,价格昂贵。因此,开展依非韦伦的合成工艺设计与优化研究,在即节省原料成本又能安全环保地合成依非韦伦的前提下,确立一条适合工业化生产的路线,可以从根本上减少我国艾滋病患者的用药负担。缬沙坦是诺华公司于20世纪90年代开发的一种口服有效的特异性血管紧张素( AT1) 受体拮抗剂,它选择性地作用于AT1受体亚型,抑制血管收缩和醛固酮的释放,产生降压作用。它是继钙离子通道阻滞剂和血管紧张素转化酶抑制剂之后出现的一种新型抗高血压药。缬沙坦在降低血压的同时对心律无影响,疗效明确,安全性好,耐受性高,服用方便,极有希望成为本世纪抗高血压的首选药物。预计在未来五年,抗高血压药物市场价值将超过600亿美元,其中缬沙坦将产生约50亿美元的销售额,市场前景广阔,极具开发价值。尽管我国原料药产业规模已位居全球第一,但产能过剩现象显著。由于近年来原料药交易市场呈现出年交易量减少、品种增多的特点,为了适应原料药市场的变化需求,原料药多功能生产车间的概念应运而生。与传统的原料药生产车间不同,多功能生产车间能够同时或分期生产不同品种的多种原料药,可以满足小批量、多品种的生产需求。根据第四届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛设计任务书提供的工艺路线,我们通过分析对比,发现三种药品在生产工艺上具有相似性,生产设备亦具有一定程度的通用性。因此,我们设计了一个能够满足三种不同原料药生产的多功能车间。1.2设计依据及设计基础1.2.1设计规范及标准1. 中华人民共和国药品生产质量管理规范(2011版)的相关规定;2. 洁净厂房设计规范及医药工程设计深度规定;3. 根据国家相关环境保护、劳动保护等法规;4. 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。1.2.2主要文件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. 第四届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛设计说明书深度要求。1.2.3设计基础资料1. 国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册(第二版)(M).北京:化学工业出版社.1996,6.2. 时均,等.化学工程手册(第二版)(M).北京:化学出版社.2003,1.3. 刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册(无机卷)(M).北京:化学工业出版社.2006,5.4. 刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册(有机卷)(M).北京:化学工业出版社.2006,5.5. 李国庭,陈焕章,黄文焕,崔群.化工设计概论(M).北京:化学工业出版社.2008,9.6. 中华人民共和国卫生部令第79号.药品生产管理规范(2010年修订). 2011,2.7. 中华人民共和国住房和城乡建设部. 洁净厂房设计规范(GB 50073-2013). 北京:中国计划出版社. 2013,9.1.3 设计原则1. 认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定,执行国家及各部委颁发的现行标准和规范;2. 结合车间实际情况,选择技术先进、工艺成熟、切合实际的设计方案;3. 采用能量的循环使用和多次利用,采用行之有效的节能措施,降低生产成本和投资,力争达到国内先进水平或国际先进水平;4. 注重环境保护,设计中选用清洁的生产工艺,确保工艺水的闭路循环,在生产过程中减少“三废”排放,同时采用行之有效的“三废”治理措施,贯彻执行“三废”治理、“三同时”的原则;5. 注重劳动安全和卫生,设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。适度减轻劳动强度,保护职工身体及健康。1.4产品概述1.4.1硫辛酸1.4.1.1产品名称中文名:硫辛酸英文名:Lipoic acid1.4.1.2 生产规模生产规模:25吨/年。1.4.1.3 产品规格质量标准:淡黄色针状结晶,纯度99.5%。1.4.1.4 主要理化性质硫辛酸又名-硫辛酸、二硫辛酸,化学名为5-3-(1,2-二硫杂环) 戊酸,分子式C8H14O2S2,相对分子质量206.33,为不溶于水的白色或淡黄色晶体。外消旋硫辛酸的熔点为6061。左旋硫辛酸的熔点为4547.5,右旋硫辛酸的熔点为4648。在23苯中,左旋硫辛酸的比旋光度为 D23 = -113,右旋硫辛酸的比旋光度为 D23 = +104。用作制剂的硫辛酸多为外消旋体,天然硫辛酸具有光学活性,属右旋体。硫辛酸的沸点为160165,易溶于苯、乙醇和三氯甲烷等有机溶剂,难溶于水,可溶于稀碱。图1.1 硫辛酸分子结构式1.4.1.5产品的生理功能-硫辛酸由美国Reed 等人在1950年首次从猪肝中分离得到。-硫辛酸多存在于动物、植物和微生物肝脏、肾脏和心脏组织中,属于B族维生素中的一类化合物,可催化丙酮酸氧化脱羧成乙酸及-酮戊二酸氧化脱羧成琥珀酸的反应中转酰基作用,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作用。在临床应用中,-硫辛酸可用于肝功能障碍、亚急性坏死性脑病、链霉素和卡那霉素解毒以及噪声造成的内耳功能障碍。另外,它还可用于治疗糖尿病引发的微血管病变。硫辛酸的抗氧化活性约为Vc与VE的400倍,且抗氧化活性稳定持久,在体内吸收良好,具有稳定血糖值、强肝护肝、恢复疲劳、改善痴呆、养颜美容、抗衰老、减肥等功效,日益受到人们的青睐。硫辛酸经肠道吸收后进入细胞。硫辛酸灌胃给药小鼠的DL50=1.34 g/kg,95可信区间为0.652.79 g/kg。 1.4.2依非韦伦1.4.2.1产品名称中文名:依非韦伦英文名:Efavirenz1.4.2.2生产规模生产规模:25吨/年。1.4.2.3产品规格质量标准:白色晶体,纯度99.5%。1.4.2.4主要理化性质依非韦伦又名依法韦仑、依氟维纶,化学名为(S)-6-氯-4-(环丙基乙炔基)-1.4-氢-4-(三氟甲基)-2H-3,1-氧氮杂萘-2-酮,分子量315.68,分子式C14H9ClF3NO2,分子量315.68。纯品为白色或微黄色结晶或粉末,无臭,味微苦,遇光色渐变暗。熔点139.0141.0。本品在热乙醇中溶解,在水中或乙醚中几乎不溶,在稀酸或稀碱溶液中易溶。比旋光度25D= - 94.1(C=0.300, MeOH)。图1.2 依非韦伦分子结构式1.4.2.5产品的生理功能依非韦伦(Efavirenz)是一种半合成二脱氧核苷酸类似物,是人类免疫缺陷病毒-1型(HIV-1)的选择性非核苷逆转录酶抑制剂。依非韦伦通过与HIV-1反转录酶上的特定位点可逆性结合,终止RNA和DNA依赖性DNA聚合酶的活性,阻止病毒的复制,可用于人类艾滋病的治疗。依非韦伦易通过血脑屏障,亦能够通过胎盘屏障进入胎儿体内。急性毒性实验表明,大鼠口服半致死剂量LD50=4220mg/kg,小鼠半致死剂量LD50=3360 mg/kg。1.4.3缬沙坦1.4.3.1 产品名称中文名:缬沙坦英文名:Valsartan1.4.3.2 生产规模生产规模:25吨/年。1.4.3.3 产品规格质量标准:白色晶体,纯度99.5%。1.4.3.4主要理化性质缬沙坦的化学名为N-(1-戊酰基)-N-4-2-(1H-四氮唑-5-基)苯基苄基-L-缬氨酸,分子量为435.52。缬沙坦为白色结晶或粉末,熔点为116-117,D20=-65-68(C=2, MeOH)。缬沙坦在乙醇中极易溶解,在 N,N-二甲基甲酰胺、甲醇中易溶,乙酸乙酯中略溶,水中几乎不溶。图1.3 缬沙坦分子结构式 1.4.3.5产品的生理功能缬沙坦是第一个不含咪唑环的非肽类血管紧张素II受体拮抗剂,拮抗活性强、半衰期长,在调节全身血压、维持体液电解质平衡方面具有重要作用,可用于各种类型高血压的治疗,对心、脑、肾亦有良好的保护作用。缬沙坦通过选择性地作用于AT1受体亚型,阻断Ang与AT1受体的结合,抑制血管收缩和醛固酮的释放,产生降压作用。适用于各种类型高血压的治疗,尤其适用于肾脏损害所致继发性高血压,并有促进尿酸、尿钠排泄的肾脏保护作用。也适用于降低心脏病发作后高危患者的死亡率。缬沙坦对其他已知的在心血管调节中起重要作用的激素受体或离子通道无影响。1.5 包装方式三种原料药品皆在粉碎并检验合格后,采用塑料袋内包装、纸板桶外包装形式进行包装,每桶中药品净含量为25kg。第二章 工艺说明2.1生产工艺制订依据硫辛酸、依非伟伦、缬沙坦生产工艺路线的制订依据: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. 李雯,陈水库,张志明,等. 依菲韦伦中间体的制备方法(P).中国, CN201310225363. 2013-08-21 3. 冯乙巳,章丰丰,徐中秋,等. 一种缬沙坦的合成方法(P). 中国, CN201210361419.0. 2012-04-184. 屠勇军,张 毅,程荣德,等. 一种缬沙坦的新合成方法(P). 中国, CN200710090688.7. 2007-10-035. M.J.克拉特, M.尼贝尔, J.派于斯特. 硫辛酸和二氢硫辛酸的制备方法(P).德国,DE01813578. 2003-09-246. 李伟敏,管小伟,顾正桂,等.硫酸锌的合成与精制状况研究(J).化学世界,2008,(2):121-1247. 陈荣业,王勇. 21世纪新药合成(M).北京:中国医药科技出版社,2010,38. 刘光启. 化学化工物性数据手册(无机卷)(M).北京:化学工业出版社,2002,19. 翟洪. 依非韦伦及喹啉衍生物的合成(D).合肥:安徽中医药大学. 2013,510袁永翔,王庆庆,虞心红,等. 缬沙坦的合成工艺研究(J). 中国药物化学杂志, 2014,24(2):94-962.2 硫辛酸2.2.1硫辛酸的生产方法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。1. 二硫化钠制备(2.1)表2-1 二硫化钠制备相关物料性质名称九水合硫化钠硫磺二硫化钠水化学分子式Na2S9H2OSNa2S2H2O分子量96.0632.06110.11182. 环合反应 (2.2) 表2-2 环合反应相关物料性质名称6,8-二氯辛酸乙酯二硫化钠6,8-二硫辛酸乙酯氯化钠化学分子式C10H18Cl2O2Na2S2C10H18S2O2NaCl分子量241.15110.11234.1558.44(2.3)3. 水解、酸化反应 表2-3水解、酸化反应相关物料性质名称6,8-二硫辛酸乙酯氢氧化钠盐酸硫辛酸乙醇氯化钠化学分子式C10H18S2O2NaOHHClC8H13O2S2C2H5OHNaCl分子量234.154036.46206.3346.0758.442.2.2硫辛酸制备相关的原料与辅料 1. 环合工序表2-4 环合工序原料、辅料名称及纯度要求物料名称6,8-二氯辛酸乙酯纯化水水合硫化钠硫磺四丁基溴化铵95%乙醇纯度要求99%符合药典标准99%99%99%工业级2. 水解工序表2-5 水解工序原料、辅料名称及纯度要求物料名称氢氧化钠纯化水36%精制盐酸乙酸乙酯食盐纯度要求工业级符合药典标准工业级99%工业级3. 精制工序表2-6 精制工序原料、辅料名称及纯度要求物料名称粗品乙酸乙酯活性炭纯度要求99%99%医用级4. 产品包装、储存及运输形式表2-7 产品包装、储存及运输形式包装贮存运输内包塑料袋外包纸板桶25Kg/桶阴凉处汽车2.2.3生产工艺路线 1.环合工序246.94kg纯化水与543.22kg固体水合硫化钠混合均匀后加入环合反应釜,低压蒸汽加热升温至60,分三批加入83.96kg硫磺粉;向反应釜中加入987.68kg乙醇与44.44kg四丁基溴化铵的混合液,继续加热使得物料升温至75;控制6,8-二氯辛酸乙酯的加料速度,保持2小时加料493.84kg。加料结束后,加热回流8小时,得到中间产物环合液,再将反应釜用循环水冷却至40,加入环合液缓冲罐。环合工序收率为58%。2.水解工序将环合液加入水解釜中,控制20%氢氧化钠溶液444.44 kg的加料速度,加料结束后升温至60并保持3小时;将水解混合物减压浓缩以除去溶剂乙醇,蒸出溶剂乙醇约512.61kg;控制加入水解釜中2mol/L盐酸的加料速度,直至溶液pH值至2;采用1106.525kg乙酸乙酯萃取水解产物,搅拌静置后,排出水相;向水解釜中加入饱和食盐水萃取水解产物,搅拌静置后,排出水相;继续向水解釜中加入无水硫酸镁,水解混合物出水解釜进行过滤,滤液重新加入水解釜减压浓缩,蒸出溶剂乙酸乙酯约512.61kg。采用循环水冷却物料,至物料达到40,进入结晶槽。水解产物在结晶槽中用冷冻盐水冷至10以下,进行结晶操作,将结晶产物通过离心分出母液,滤饼送至真空干燥器,得淡黄色针状粗品。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。水解工序收率为90%。3.精制工序在脱色釜中依次加入442.61kg粗品、1327.83kg乙酸乙酯、44.261kg活性炭,加热回流2小时,脱碳过滤。将滤液转至结晶釜中,缓慢冷却至10,结晶。经固液分离,在真空度0.08MPa条件下干燥,得淡黄色针状硫辛酸结晶精品(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。 精制工序收率为94%。4.粉碎与包装工序将所得精品粉碎,过80目筛网。检验合格后,进行机器内包、人工外包,最后入库待用。此工序收率为99.5%。2.2.4工艺特点 1. 水合硫化钠在纯化水中的溶解过程、四丁基溴化铵在乙醇中的溶解过程均在混合罐中进行。将6,8-二氯辛酸乙酯加入缓冲罐中待用。2. 根据各个物质所需不同加料量确定进料量,通过调整阀门开度、电磁阀和累积流量计以控制进料量,按配比实现自动化,达到工艺要求。3. 对进料速度有控制要求的步骤,采用高位槽方式进料,通过控制阀门开度调节加料速度。4. 对进料速度无控制要求的步骤,采用真空抽吸方式或泵输送方式进料。5. 精制工序中过滤、淋洗、干燥在三合一干燥器中进行。6. 由于工艺过程中存在萃取环节,因此在反应釜出口处设置视镜或视盅,便于观察并及时切换阀门。7. 采用带夹套的反应釜,便于切换公用工程(加热或冷却);8. 对于有腐蚀性的物料(如盐酸),在进行溶液配制时,采用真空抽吸方式将盐酸抽入配制罐中。9. 生产过程分为两种操作区间精制前各车间为一般洁净区的一般车间,精制车间以及包装车间为符合高洁净度要求的D级洁净区。2.2.5工艺过程详述 1. 第一工序 环合反应本工序为硫辛酸制备过程中第一工序,主要工作是制备二硫化钠和进行环合反应。工作开始前应检查各溶液混合罐、泵、高位槽、反应釜等设备正常运转。(1)配料的准备 硫化钠水溶液的配制:向硫化钠溶液混合罐V101中加入246.94kg纯化水及543.22kg固体水合硫化钠,通过硫化钠溶液进料泵P101将物料混合均匀,混合液待用。 四丁基溴化铵乙醇溶液的配制:向四丁基溴化铵/乙醇的混合罐V102中分别加入44.44kg固体四丁基溴化铵及乙醇,通过乙醇/四丁基溴化铵泵P102将物料混合均匀,混合液待用。 6,8-二氯辛酸乙酯的准备:采用6,8-二氯辛酸乙酯进料泵P103,从6,8-二氯辛酸乙酯缓冲罐V103中将493.84kg 6,8-二氯辛酸乙酯加入装有玻璃液位计的6,8-二氯辛酸乙酯高位槽V104-A/B中,待用。(2)环合反应采用硫化钠溶液进料泵P101,将硫化钠溶液混合罐V101中的物料加入环合釜R101-A/B中,采用累积流量计及电磁阀控制进料量。开启搅拌,向环合釜夹套中通入压力为0.4MPa的蒸汽,观察压力表是否有压力指示,加热至反应釜温度计指示至60。采用人工加料方式,用漏斗分别向环合釜R101-A/B中加入41.98kg硫磺粉,分3次加入,加料过程中需观察釜内反应情况是否稳定。待反应釜夹套结束通蒸汽后切换为冷凝水,保持釜内温度为55,完成二硫化钠的制备。采用四丁基溴化铵/乙醇进料泵P102,将四丁基溴化铵/乙醇配液罐V102中的物料加入环合釜R101-A/B中,通过累积流量计及电磁阀自动控制加料量。开启搅拌,向夹套通入0.4MPa的蒸汽,观察压力表是否有压力指示,加热到反应釜温度计指示至75。将6,8-二氯辛酸乙酯高位槽V104-A/B中的493.84kg物料缓慢加入环合釜R101-A/B中。通过调节加料管道中阀门的开度,控制物料加入环合釜中的速度,使得定量的物料可在2小时内匀速加入。环合釜夹套中通入0.4MPa的蒸汽使釜内液体汽化,气体经过釜上通有循环水的冷凝器E101-A/B冷凝回流到环合釜中,反应8小时。反应完毕,夹套蒸气结束后切换为循环水,将釜内温度降至4050。将两环合反应釜中的环合液收集至环合液收集罐V105-A/B中,以备第二天使用。2. 第二工序-水解反应本工序为硫辛酸制备过程中第二工序,主要工作是进行水解反应。在工作开始前应检查配液罐,进料泵,高位槽,受液槽和浓缩釜等设备正常运转。(1)配料的准备 20%氢氧化钠溶液的配制:在NaOH溶液配液罐V106中加入88.88 kg氢氧化钠和355.52kg水,通过NaOH溶液进料泵P104混合,配制20%氢氧化钠溶液。将配好的溶液输送至NaOH溶液高位槽V107-A/B中,待用; 2mol/L盐酸溶液的配制:在盐酸配液罐V108中加入197.11kg 36%盐酸和959.61kg水,采用盐酸进料泵P105将物料混合均匀,配制成2mol/L盐酸。将配好的溶液通过盐酸进料泵P105输送至盐酸溶液高位槽V109-A/B中,待用。 乙酸乙酯的准备:将乙酸乙酯储存在乙酸乙酯缓冲罐V126中,待用。 饱和食盐水的配制:向饱和食盐水配液罐V111中加入68.57kg 水和24.68kg 氯化钠,采用饱和食盐水进料泵P106将物料混合均匀,配制形成饱和食盐水溶液,待用。(2)水解反应采用真空抽吸方式,将环合液收集罐V105-A/B中的环合液输送至水解釜R102-A/B中。同时,利用NaOH高位槽V107-A/B将NaOH溶液缓慢加入水解釜R102-A/B。向水解釜夹套中通入蒸汽,观察压力表是否有压力指示,加热至反应釜温度计指示至60。搅拌加热反应3小时。对水解釜中的反应液进行减压浓缩。通过水解釜R102-A/B上方的冷凝器E102-A/B将乙醇蒸汽冷凝,使凝液流入乙醇受液槽V112-A/B中,凝液量约为反应液体积的1/2。减压浓缩操作结束后,将水解釜R102-A/B夹套中的蒸气切换为循环水,使浓缩液温度降至室温。将盐酸溶液高位槽V109-A/B中配制好的2mol/L盐酸缓慢加入浓缩液中,直至酸化液pH=2。通过调节阀门开度,控制盐酸溶液的流量,使盐酸溶液可在1.5小时内匀速加入。采用真空抽吸方式,将乙酸乙酯缓冲罐V126中的乙酸乙酯加入水解釜R102-A/B中,对酸化液进行萃取。开启搅拌,待萃取达到平衡状态后,停止搅拌,静置分层,将水相收集至水相收集槽V113-A/B中。采用饱和食盐水进料泵P106,将饱和食盐水配液罐V111中的饱和食盐水输送至水解釜R102-A/B中,对有机相进行洗涤,静置分层后,将水相部分收集到食盐水收集槽V114中。将V113-A/B和V114中收集的水相预处理后,送至市政污水处理站。向萃取有机相中人工加入无水硫酸镁,对有机相进行干燥处理。采用1#过滤器F101对干燥后的有机相进行过滤分离,除去硫酸镁滤渣。3.第三工序-粗品制备本工序为硫辛酸制备过程中第三工序,主要任务是制备硫辛酸粗品。在工作开始前应检查结晶槽、离心机、干燥机、减压浓缩釜等设备是否正常运转。采用真空抽吸方式,将第二工序干燥处理得到的有机相输送到到浓缩釜R103中,对有机相减压浓缩。将馏出液收集到乙酸乙酯受液槽V115中,馏出液约为上述有机相体积的1/2。向浓缩釜R103的夹套中通入循环水,将浓缩液降温至4050。循环水冷却结束后,切换采用冷冻盐水将浓缩液缓慢冷却至10以下。将浓缩釜R103中的液体转移到粗品结晶槽V122中结晶5h。采用人工加料方式,将粗品结晶槽V122中的物料加入到粗品离心机S101中。每批物料在1500转/分钟的转速下离心15分钟。采用19.71kg乙酸乙酯淋洗沉淀,过滤。将滤液658.27kg收集至馏出液受液罐V114中,276.66kg滤饼(含湿量为20%)用推车转移至粗品干燥机D101中,分2次转运。在真空度0.08MPa条件下通过粗品干燥机D101干燥4h得淡黄色针状粗品(粗品含量99%)约230.55kg。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。4.第四工序-产品精制本工序为硫辛酸制备过程中第四工序,主要任务是硫辛酸粗品的精制。在工作开始前应检查乙酸乙酯/粗品配液罐V116 是否正常运转。在乙酸乙酯/粗品配液罐V116中,将硫辛酸粗品456.5kg和乙酸乙酯混合。通过乙酸乙酯/粗品进料泵P107,将混合液输送至脱色反应釜R104中。向脱色反应釜R104的夹套中通入蒸汽,观察压力表是否有压力指示。开启搅拌,加热回流2小时。将脱色产物加入到脱碳过滤器F102中,脱除其中的活性碳颗粒。将滤液引入到精制结晶槽V123中,采用冷冻盐水将滤液缓慢冷却至10,进行结晶操作。最后在三合一干燥器X101中经过滤、淋洗、干燥(真空度0.08MPa)三合一操作得到含量99.5%的硫辛酸淡黄色针状结晶216.71kg。回收母液中的乙酸乙酯并送至第三工序中馏出液受液罐V115套用,回收率为90%,残留物送至市政处理。第五工序-粉碎与包装本工序为硫辛酸制备过程的第五工序,主要任务是粉碎硫辛酸精品并进行包装。在工作开始前应检查干粉机WFG-250B、包装机等设备是否正常运转。在无菌操作条件下,将硫辛酸精品加入干粉机WFG-250B中粉碎,粉碎粒度为80目。经取样检验合格后,采用集抽真空、充氮气、热封为一体的半自动多功能包装机械LCS-25电脑定量包装秤,将粉碎后的精品按25kg/袋的规格内包装,再按照25kg/桶的规格人工装入纸板桶中,最后入库待用。2.2.6工艺过程一览表表2-8 硫辛酸工艺过程一览表工艺过程操作方式操作时间/h投料量 /kg进料控制方案投料方式第一工序配液准备硫化钠溶液用泵混合不占用单独时间,和药品生产同时进行纯化水246.94kg;水合硫化钠543.22kg累积流量计电磁阀泵输送四丁基溴化铵的乙醇溶液用泵混合四丁基溴化铵44.44kg;乙醇987.68kg累积流量计电磁阀泵输送6,8-二氯辛酸乙酯493.84kg累积流量计电磁阀泵输送环合反应焦硫化钠的制备搅拌蒸汽加热1.5硫磺粉41.98kg累积流量计,电磁阀泵输送人工输送环合反应搅拌蒸汽加热冷凝86,8-二氯辛酸乙酯493.84kg;硫化钠溶液;四丁基溴化铵的乙醇溶液累积流量计,电磁阀,阀门泵输送液位差第二工序配液准备20%氢氧化钠溶液用泵混合不占用单独时间,和药品生产同时进行氢氧化钠88.88 kg; 水355.52kg高位槽控制阀门开度液位差2mol/L盐酸用泵混合37%盐酸192.36kg;水967.64kg高位槽控制阀门开度液位差乙酸乙酯1234.62kg真空抽吸饱和食盐水用泵混合氯化钠24.68kg水68.57kg累积流量计电磁阀泵输送水解反应减压浓缩蒸汽加热循环水冷凝液位差21666.45kg阀门开度控制液位差控制真空抽吸酸化液位差1.5盐酸1160kg阀门液位差萃取搅拌2乙酸乙酯1234.61kg真空抽吸洗涤搅拌2氯化钠 93.26kg累积流量计电磁阀泵输送干燥过滤试剂干燥1无水硫酸镁 24.68kg人工控制人工输送第三工序减压浓缩循环水冷冻盐水冷却21666.45kg真空抽吸结晶5934.91kg人工输送离心2人工输送干燥4276.66人工输送第四工序脱色反应加热回流搅拌4945.22kg液体真空抽吸固体电葫芦起吊脱碳过滤搅拌0.5泵输送结晶5916.22kg人工输送过滤、淋洗、干燥6260.30kg人工输送第五工序粉碎包装216.71kg人工输送2.2.7工艺管道及仪表流程图(PID)图2.1硫辛酸第一生产工序PID图图2.2 硫辛酸第二生产工序PID图图2.3 硫辛酸第三生产工序PID图图2.4 硫辛酸第四生产工序PID图2.3依非韦伦2.3.1依非韦伦的生产方法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。1. 加成反应(2.4) 表2-9 加成反应相关物料性质名称化学分子式分子量环丙基乙炔锂C5H5Li724-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺C8H5ClF3NO223.5生物碱A醇类物质B乙基锌(CH3CH3)2Zn123.532-(2-胺基-5-氯苯基)-4-环丙基-1,1,1-三氟-3-丁炔-2-醇(依非伟伦中间体)C13H11ClF3NO289.62. 环合反应表2-10 环合反应相关物料性质名称化学分子式分子量2-(2-胺基-5-氯苯基)-4-环丙基-1,1,1-三氟-3-丁炔-2-醇(依非伟伦中间体)C13H11ClF3NO289.60氯甲酸甲酯ClCOOCH394.50碳酸钠Na2CO3105.99甲醇CH3OH32.04氯化钠NaCl58.44碳酸氢钠NaHCO384.01依非韦伦C14H9ClF3NO315.68(2.5)2.3.2依非韦伦的原辅料及产品规格1加成工序表2-11 加成工序原料、辅料名称及纯度要求物料名称4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺丙酮生物碱A醇类物质B乙基锌环丙基乙炔锂乙酸乙酯纯化水纯度要求99%99%99%99%99%99%99%符合药典标准备注固体液体制成冰水*注:W为加成物批投料质量。下同。2环合工序表2-12 环合工序原料、辅料名称及纯度要求物料名称加成物氯甲酸甲酯碳酸钠无水硫酸钠乙酸乙酯纯化水纯度要求中间体99%99%99%99%符合药典标准3精制工序表2-13 精制工序原料、辅料名称及纯度要求物料名称环合粗品乙酸乙酯活性炭纯度要求中间体99%医用级4. 产品包装、储存及运输形式表2-14 产品包装、储存及运输形式包装贮存运输内包塑料袋外包纸板桶25Kg/桶阴凉处汽车2.3.3依非韦伦的生产工艺路线1加成工序将149.3kg乙基锌和149.38kg丙酮搅拌混合,用时约0.5小时,控制温度为30,制得混合溶液待用;将129.46kg环丙基乙炔锂和165.975kg丙酮搅拌混合,用时约0.5小时,控制温度为30,制得混合溶液待用;将331.96kg 4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺和331.95kg丙酮搅拌混合,用时约0.5小时,控制温度为30,制得混合溶液待用。将663.90kg丙酮、23.22kg的A、159.34kg的B加入加成反应釜中,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用时约3小时,并维持体系温度40,反应约2小时,得比容约为950kg/m3的加成液。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995.86kg乙酸乙酯,溶解浓缩物,再加入331.96kg冰水,控制温度在05,淬灭反应约1小时。加入331.96kg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,用33.196kg乙酸乙酯淋洗,含湿量为20%的滤饼转移至真空干燥器,在真空度0.08MPa条件下干燥,获得含量99%的加成物。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。加成工序收率为90%。2.环合工序将加成物加入环合釜,再加入99.588kg乙酸乙酯,搅拌溶解。加入18.2578kg氯甲酸甲酯,31.5362kg碳酸钠溶液,控制反应温度为35C,快速搅拌反应约6小时。用331.96kg纯化水洗分层,水相再用199.176kg乙酸乙酯萃取,合并有机相,用66.392kg无水硫酸钠干燥约4小时。过滤出硫酸钠后,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,用33.196kg乙酸乙酯淋洗。含湿量为20%的滤饼转移至干燥器,在真空度0.08MPa条件下干燥,得含量99%的环合粗品。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。环合工序收率为85%。3.精制工序向脱色釜中加入315.362kg乙酸乙酯、331.96kg环合粗品、49.794kg活性炭,加热至回流5小时,脱碳过滤。 将滤液转移至结晶釜,缓慢冷却至5结晶。经固液分离,用33.196kg乙酸乙酯淋洗,含湿量为20%的滤饼在真空度0.08MPa条件下干燥,得含量99.5%的依非韦伦精品。回收精制母液中的乙酸乙酯套用。精制工序收率为95%。4.粉碎包装将所得精品粉碎,过80目筛网。检验合格后,进行机器内包、人工外包,最后入库待用。 本工序收率为99.5%。2.3.4工艺特点1. 乙基锌在丙酮中的溶解、环丙基乙炔锂在丙酮中的溶解、4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺在丙酮中的溶解均在配料罐中进行,再加入高位槽中待用。生物碱A、醇类物质B在丙酮中的溶解过程亦在配液罐中进行。2. 根据各个物质的配比确定进料量。以上三种在配液罐中配制的溶液,可通过调节阀门开度以控制进料速度。3. 对进料速度有控制要求的步骤,采用高位槽方式进料,通过控制阀门开度调节加料速度。4. 对进料速度无控制要求的步骤,采用真空抽吸方式或泵输送方式进料。5. 精制工序中过滤、淋洗、干燥在三合一干燥器中进行。6. 由于工艺过程中存在萃取环节,因此在反应釜出口处设置视镜或视盅,便于观察并及时切换阀门。7. 采用带夹套的反应釜,便于切换公用工程(加热或冷却)。8. 生产过程分为两种操作区间精制前各车间为一般洁净区的一般车间,精制车间以及包装车间为符合高洁净度要求的D级洁净区2.3.5工艺过程详述 1.第一工序加成反应(1)配料准备 混合液的配制:采用混合液进料泵P103将149.3kg乙基锌和149.38kg丙酮加入混合液配料罐V103中,并采用P103将物料混合均匀。随后,采用P103将混合液输送至混合液高位槽V104-A/B中,待用。 混合溶液的配制:采用混合溶液进料泵P104将129.46kg环丙基乙炔锂和165.975kg丙酮输送至混合液配料罐V106中,采用P104将物料混合均匀后,将混合液加入混合液高位槽V107-A/B中,待用。 混合溶液的配制:采用混合液进料泵P101将331.96kg 4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺和331.95kg丙酮加入混合液配料罐V101中,并采用P101将物料混合均匀,用时约0.5小时。随后采用P101将混合液加入混合液高位槽V109-A/B中,待用。 丙酮、生物碱A、醇类物质B混合溶液的配制:采用丙酮/生物碱A/醇类物质B混合进料泵P102,将663.90kg丙酮、23.22kg生物碱A、159.34kg醇类物质B加入丙酮/生物碱A/醇类物质B配液罐V102中,待用。 (2)反应阶段采用丙酮/生物碱A/醇类物质B进料泵P102,将丙酮/生物碱A/醇类物质B配液罐V102中的物料加入加成反应釜R101-A/B中。开启搅拌,向加成反应釜夹套中通入循环水进行冷却,直至釜内温度为0,用时约1小时。利用高位槽将混合液高位槽V104-A/B中的混合溶液缓慢加入加成反应釜中,使得定量的物料可在2小时内匀速加入。向加成反应釜夹套中通入0.4MPa蒸汽,观察压力表是否有压力指示,维持体系温度28以下。将混合液配液罐V106中的混合溶液通过混合溶液进料泵P104缓慢加入到加成反应釜R101-A/B中,使得定量的物料可在2小时内匀速加入。夹套中蒸汽结束后切换为循环水,维持体系温度为05,反应约1.5小时。再用混合液进料泵P101 将混合液高位槽V109-A/B中混合溶液缓慢加入加成反应釜R101-A/B中,使得定量的物料在3小时内匀速加入,夹套内循环水结束后切换为0.4MPa蒸汽,观察压力表是否有压力指示,维持体系温度为40,反应约2小时。反应结束后,得到比容约为950kg/m3的加成反应液。2.第二工序淬灭反应与减压浓缩本工序为依非韦伦制备过程中第二工序,主要工作是进行淬灭反应和减压浓缩。在工作开始前应检查冷凝器、浓缩釜、受液槽、缓冲罐等设备可否正常运转。采用真空抽吸方式,将上步所得加成液加入到浓缩釜R105-A/B中,将丙酮冷凝液收集到受液槽V117-A/B中,丙酮馏出液体积约为反应液体积的3/4,馏出液送厂外回收处理。通过抽真空的方式将乙酸乙酯缓冲罐V126中995.86kg乙酸乙酯打入浓缩釜R105-A/B,使浓缩物溶解。随后向浓缩釜R105-A/B中加入331.96kg冰水,控制反应液温度为05,进行淬灭反应,用时约1小时。将442.61kg纯化水加入到浓缩釜R105-A/B中,进行萃取操作。静置分层后,水相经预处理后送至污水处理站。采用过滤器F103对有机相进行过滤,将滤液收集至滤液收集罐V110中,采用真空抽吸方式将滤液加入到浓缩釜R105-A/B中,进行减压浓缩操作。将馏出液收集到受液槽V117-A/B中,约为上述有机相总体积的1/2。通过浓缩釜冷却器E102-A/B将浓缩液冷却至10以下。3.第三工序结晶、离心、干燥本工序为依非韦伦制备过程中第三工序,主要工作是进行结晶,离心,干燥。在工作开始前应检查结晶槽、离心机、干燥机等设备可否正常运转。浓缩液利用液位差自然流入中间产品结晶槽V124中进行结晶操作,再采用人工方式结晶产物加入中间产品离心机S102中离心。采用33.196kg乙酸乙酯淋洗,将滤饼(含湿量为20%)转移至中间产品干燥机D102中,在真空度0.08MPa条件下进行干燥操作,得到含量99%的加成物。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。4.第四工序环合反应与萃取分离本工序为依非韦伦制备过程的第四工序,主要进行环合反应和萃取。在工作开始前应检查泵、环合釜、缓冲罐、过滤器、干燥机等设备可否正常运转。采用人工方式将加成物加入到环合反应釜R102-A/B中,再用乙酸乙酯/氯甲酸甲酯进料泵P108将乙酸乙酯/氯甲酸甲酯配液罐V108中的315.36kg乙酸乙酯、243.44kg氯甲酸甲酯加入到环合反应釜R102-A/B中,搅拌。通过碳酸钠进料泵P106将碳酸钠缓冲罐V111中420.48kg碳酸钠溶液加入环合反应釜R102-A/B中,搅拌。在环合反应釜夹套中通入0.4MPa蒸汽,检查压力表是否有压力指示。控制反应温度为35C,快速搅拌,反应时间约6小时。分别将反应釜中水相和有机相送至水相收集罐V113和有机相收集罐V114中,用有机相循环进料泵P110将水打至R102-B中进行萃取。用泵P109将有机相收集罐中的物料打入R102-B中干燥,干燥后含有硫酸钠的物料送入到1#过滤器F101中过滤出硫酸钠,滤液收集至V119的收集罐中。5.第五工序减压浓缩,结晶,离心,干燥本工序为依非韦伦制备过程中第五工序,主要工作是减压浓缩,结晶,离心,干燥。在工作开始前应检查浓缩釜、冷凝器、受液槽、结晶槽、离心机、干燥机等设备可否正常运转。第四工序所得滤液通过抽真空的方式送入到浓缩釜R103中,乙酸乙酯气体通过减压浓缩釜上通有循环水的浓缩釜冷凝器E103冷凝成液体乙酸乙酯流入乙酸乙酯受液槽V115,馏出液约为反应液体积的1/2。将上述馏出液在粗品结晶槽V122中进行结晶,在中间产品离心机S101中离心,用44.26kg乙酸乙酯淋洗,然后将含湿量为20%的滤饼转移至粗品干燥机D101中,在真空度0.08MPa条件下干燥,得到含量99%的环合粗品。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。6. 第六工序产品精制本工序为依非韦伦制备过程中第六工序,主要工作是依非韦伦精品制备。在工作开始前应检查脱色釜、冷凝器、过滤机、收集罐、结晶槽、三合一干燥器等设备是否正常运转。从乙酸乙酯、粗品V116配液罐中通过乙酸乙酯、粗品进料泵P107向脱色釜R104中加入840.959kg乙酸乙酯,再加人331.96kg环合粗品、49.794kg活性炭。脱色釜夹套中通入0.4MPa蒸汽使釜内液体汽化,气体经过釜上通有循环水的回流冷凝器E104回流到脱色釜中,回流5小时。反应结束后,通过2#过滤器F102进行脱碳过滤,将滤渣碳回收待处理,将滤液转移至滤液收集罐V118中,利用位差将收集罐中滤液流入精制结晶槽V123中,缓慢冷却至5结晶,将结晶产物经三合一干燥器X101,干燥条件为真空度0.08MPa以下,得到含量99.5%的依非韦伦精品。回收精制母液中的乙酸乙酯套用。7.第七工序 粉碎与包装本工序为依非韦伦制备过程的第七工序,主要任务是粉碎依非韦伦精品并进行包装。在工作开始前应检查干粉机WFG-250B、包装机等设备是否正常运转。在无菌操作条件下将依非韦伦精品混合加入干粉机WFG-250B中粉碎待检,粉碎后粒度为80目。经取样检验合格后,采用集抽真空、充氮气、热封为一体的半自动多功能包装机械LCS-25电脑定量包装秤,将粉碎后的精品按25kg/袋的规格包装,再按照25 kg/桶的规格人工装入纸板桶中,最后入库待用。2.2.6工艺过程一览表工艺过程操作方式操作时间/h投料量控制方案投料方式第一工序配液准备混合液搅拌不单独占用时间,和药品生产同时进行乙基锌149.3kg丙酮49.38kg液位差混合液搅拌环丙基乙炔锂129.46kg丙酮165.975kg液位差混合液搅拌4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺331.96kg 丙酮331.95kg液位差丙酮、A、B混合液搅拌丙酮663.90kg生物碱A 23.22kg 醇类物质B 159.34kg累积流量计电磁阀泵输送反应阶段加成反应搅拌蒸汽加热循环水冷却12.5混合液1052.30kg累积流量计电磁阀液位差泵输送自然流入第二工序减压浓缩3.5混合液1052.30kg真空抽吸淬灭反应搅拌3.5混合液1091.92kg洗涤萃取搅拌静置2纯化水442.61kg过滤0.5混合液734.76kg减压浓缩搅拌蒸汽加热循环水冷却4.5混合液720.08kg真空抽吸表2-15依非韦伦工艺过程一览表表2-15依非韦伦工艺过程一览表(续表)工艺过程操作方式操作时间/h投料量控制方案投料方式第三工序结晶离心7混合液753.36kg干燥5混合液359.57kg强制干燥第四工序环合反应搅拌7.5混合液1722.85kg泵输送萃取搅拌2混合液1131.91kg泵输送干燥过滤5混合液821.94kg人工输送第五工序减压浓缩蒸汽加热循环水冷却3混合液1515.75kg真空抽吸结晶5混合液822.23kg人工输送离心2人工输送干燥5混合液299.58kg人工输送第六工序脱色加热回流5.5混合液761.45kg液体泵输送固体电葫芦起吊脱碳过滤0.5混合液761.45kg累积流量计电磁阀泵输送结晶5混合液723.55kg阀门自然流入离心淋洗干燥5三合一干燥器第七工序粉碎包装粉碎、包装精品237.17kg机器内包装人工外包装2.3.7工艺管道及仪表流程图(PID) 图2.5 依非韦伦第一生产工序PID图图2.6 依非韦伦第二生产工序PID图图2.7 依非韦伦第三生产工序PID图图2.8 依非韦伦第四生产工序PID图图2.9 依非韦伦第五生产工序PID图图2.10 依非韦伦第六生产工序PID图2.4缬沙坦2.4.1缬沙坦的生产方法 缬沙坦的生产是以N-正戊酰基缬氨酸甲酯为起始原料,经加氢还原、精制制得。氢化还原反应方程式如下:(2.5) 表2-16 氢化还原反应相关物料性质物料名称N-正戊酰基缬氨酸甲酯缬沙坦化学分子式C24H27N5O3C24H29N5O3分子量4334352.4.2缬沙坦的原料、辅料名称及纯度要求 1氢化还原工序表2-17氢化还原反应所需原料、辅料名称及纯度要求物料名称N-正戊酰基缬氨酸甲酯醋酸异丁酯5%Pd-C乙酸乙酯纯化水纯度要求99%99%工业99%符合药典标准2精制工序表2-18精制工序所需原料、辅料名称及纯度要求物料名称缬沙坦粗品丙酮活性炭纯度要求中间体99%医用级2.4.3缬沙坦的生产工艺路线1氢化还原工序向配液罐V113中加入1438.06kg醋酸异丁酯和359.52kgN-正戊酰基缬氨酸甲酯,混合均匀后,采用醋酸异丁酯/N-正戊酰基缬氨酸甲酯进料泵P109输送至氢化反应釜R101-A/B中。采用人工进料方式,借助漏斗将3.60kg Pd-C加入R101-A/B中。向反应釜夹套中通入0.4MPa蒸汽,加热反应液至7075使其完全溶解,得到比容约为950kg/m3的反应液。降温,通入氢气,控制反应体系温度为38、压力0.10.2MPa,反应8小时后停止搅拌,将釜内温度降至常温。压滤操作回收Pd-C。将所得滤液转移至浓缩釜,减压浓缩至干,回收溶剂醋酸异丁酯套用,回收率达到95%。向浓缩釜中加入359.52kg乙酸乙酯,使浓缩物完全溶解,再加入179.76kg水,进行水洗分层,水相用269.64kg乙酸乙酯分三次提取,将有机相合并。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。经结晶、离心操作,得到含湿量为20%的滤饼。人工转移至干燥器,在真空度0.08MPa条件下干燥,得含量95%缬沙坦粗品。回收母液和馏出液中的乙酸乙酯套用,回收率90%。残留物送至市政处理。氢化还原工序收率为92%。2精制工序在脱色釜中加入719.04kg丙酮、179.76kg缬沙坦粗品和17.976kg活性炭,加热回流4小时后,脱碳过滤。将滤液转移至结晶釜中,缓慢冷却至5结晶。经固液分离,在真空度0.08MPa条件下干燥,得含量99.5%的缬沙坦精品。回收母液中的丙酮套用,回收率90%。精制工序收率为94%。3粉碎包装 将所得精品粉碎为粒径80目的微细颗粒,检验合格后,进行机器内包、人工外包、最后入库待用。4.产品包装、储存及运输形式表2-19缬沙坦产品包装、储存及运输形式包装贮存运输内包塑料袋,外包纸板桶,25Kg/桶阴凉处汽车2.4.4工艺特点1. 在通氢气之前,通三次氮气以置换釜内空气。2. 根据各个物质所需不同加料量确定进料量,通过调整阀门开度、电磁阀和累积流量计以控制进料量,按配比实现自动化,达到工艺要求。3. 对进料速度有控制要求的步骤,采用高位槽方式进料,通过控制阀门开度调节加料速度。4. 对进料速度无控制要求的步骤,采用真空抽吸方式或泵输送方式进料。5. 精制工序中过滤、淋洗、干燥在三合一干燥器中进行。6. 由于工艺过程中存在萃取环节,因此在反应釜出口处设置视镜或视盅,便于观察并及时切换阀门。7. 采用带夹套的反应釜,便于切换公用工程(加热或冷却);8. 生产过程分为两种操作区间精制前各车间为一般洁净区的一般车间,精制车间以及包装车间为符合高洁净度要求的D级洁净区。2.4.5工艺流程详述1. 第一工序 氢化还原反应 用N-正戊酰基缬氨酸甲酯/醋酸异丁酯进料泵P109依次1438.06kg醋酸异丁酯和359.52kgN-正戊酰基缬氨酸甲酯加入N-正戊酰基缬氨酸甲酯/醋酸异丁酯混合罐V113中,混合均匀后,采用醋酸异丁酯/N-正戊酰基缬氨酸甲酯进料泵P109输送至氢化反应釜R101-A/B中,借助累积流量计及电磁阀自动控制加料量。采用人工加料方式,利用漏斗将3.60kg Pd-C加入氢化反应釜R101-A/B中。向反应釜夹套中通入0.4MPa蒸汽,加热反应液至7075使其完全溶解,得到比容约为950kg/m3的反应液。用氮气鼓风机C102向釜内鼓入三次氮气以排除空气干扰,再用氢气鼓风机C101将氢气鼓入反应釜R101-A/B中。控制氢化反应釜温度为38、压力为0.10.2MPa。反应8小时后,停止搅拌,用压滤机M101压滤回收Pd-C,压滤后的滤液收集至滤液收集罐V105-A中。2.第二工序减压浓缩、萃取 通过真空抽吸的方式将滤液收集罐V105-A中滤液转移至浓缩釜R105-A/B,釜夹套中通入0.4MPa蒸汽使釜内液体汽化,气体经过釜上通有循环水的冷凝器E101-A/B冷凝成液体回流到醋酸异丁酯受液槽V117-A/B中套用,回收率95%。将乙酸乙酯缓冲罐V108中的359.52kg乙酸乙酯通过真空抽吸方式加入浓缩釜R105-A/B中,使浓缩物完全溶解,再加入179.76kg水,进行水洗分层。用269.64kg乙酸乙酯分三次萃取水相,将水相收集至水相收集罐V113-A中。有机相收集至V120中,随后将V113-A中的水相抽真空到R105-B中。重复上述萃取操作两次,水相经预处理后排至污水处理站。3.第三工序减压浓缩、结晶、离心、干燥采用真空抽吸方式,将有机相输送至浓缩釜R103中。向浓缩釜夹套中通入0.4MPa蒸汽使釜内液体汽化,气体经过釜上方通有循环水的浓缩釜冷凝器E103冷凝成液体回流到乙酸乙酯受液槽V115中。减压浓缩至干,馏出液约为上述有机相总体积的1/4。向浓缩釜夹套中通入循环水使釜中温度降低至5。将釜中物料通过粗品结晶槽V122结晶,再通过粗品离心机S101离心,将分离所得含湿量为20%的滤饼转移至粗品干燥机D101中,在真空度0.08MPa条件下干燥,得到含量95%的缬沙坦粗品。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。4. 第四工序脱碳过滤、结晶、离心、干燥用丙酮进料泵P107将719.04kg丙酮从丙酮/粗品混合罐V116 中加入脱色釜R104中,再加入179.76kg缬沙坦粗品和17.976kg活性炭。向脱色釜夹套中通入0.4MPa蒸汽使釜内液体汽化,气体经过釜上方通有循环水的冷凝器E104 变成液体冷凝回流到溶剂受液槽V115中,加热回流4小时。通过脱碳过滤器F102进行脱碳过滤,将滤渣碳预处理回收待用;将滤液转移至滤液收集罐V118中,利用液位差将滤液转移至精制结晶槽V123和V125中,缓慢冷却至5结晶。将结晶产物经三合一干燥器X101,干燥条件为真空度0.08MPa,得到含量99.5%的缬沙坦精品。回收母液中的丙酮套用,回收率90%。5.第五工序 粉碎与包装本工序为缬沙坦制备过程中的第五工序,主要任务是粉碎缬沙坦精品并进行产品包装。在工作开始前应检查干粉机WFG-250B、包装机等设备是否正常运转。在无菌操作条件下将缬沙坦精品加入干粉机WFG-250B中粉碎,粉碎后粒度为80目。经取样检验合格后,采用集抽真空、充氮气、热封为一体的半自动多功能包装机械LCS-25电脑定量包装秤,将粉碎后的精品按25kg/袋的规格内包装,再按照25 kg /桶的规格人工装入纸板桶中,最后入库待用。2.4.6工艺过程一览表表2-20 缬沙坦生产工艺过程一览表工艺过程操作方式操作时间/h投料量控制方案投料方式第一工序氢化反应搅拌鼓气12醋酸异丁酯719.03kgN-正戊酰基缬氨酸甲酯179.76kgPd-C 1.80kg 累积流量计电磁阀鼓风系统鼓风输送压滤压滤2混合液900.58kg压滤泵输送第二工序减压浓缩搅拌蒸汽加热循环水冷却6.5混合液896.35kg真空抽吸萃取搅拌静置分层8混合液933.74kg泵输送第三工序减压浓缩搅拌蒸汽加热循环水冷却4.5混合液790.32kg真空抽吸结晶1混合液1192.62kg人工输送离心2人工输送干燥4混合液392.49kg人工输送第四工序脱色反应搅拌蒸汽加热循环水冷却4.5混合液1682.37kg泵输送脱碳过滤1.5混合液1682.37kg泵输送结晶5混合液812.60kg液位差离心淋洗干燥5三合一干燥器人工输送第五工序粉碎包装精品156.22kg机器内包装人工外包装2.4.7工艺管道及仪表流程图(PID)图2.11 缬沙坦第一生产工序PID图图2.12 缬沙坦第二生产工序PID图图2.13 缬沙坦第三生产工序PID图图2.14 缬沙坦第四生产工序PID图第三章 生产制度3.1生产制度及法律依据本项目是以设计能够交替生产三种不同药品的多功能原料药生产车间为目的,因此三种药品的生产方式采取间歇式生产模式。三种药品生产年工作日的总数为300天,工人的班次均为两班/三班形式,每班次工作8小时。根据国家现行的劳动法,实行劳动者每日工作时间不超过8小时、平均每周工作时间不超过40小时的工作制度。劳动者按照劳动合同约定的时间提供劳动,即可以获得相应的工资福利待遇。加班加点的,可获得加班加点工资。第四十一条 用人单位由于生产经营需要,经与工会和劳动者协商后可以延长工作时间,一般每日不得超过一小时;因特殊原因需要延长工作时间的,在保障劳动者身体健康的条件下延长工作时间每日不得超过三小时,但是每月不得超过三十六小时。第四十四条 有下列情形之一的,用人单位应当按照下列标准支付高于劳动者正常工作时间工资报酬:(一)安排劳动者延长工作时间的,支付不低于工资的百分之一百五十的工资报酬;(二)休息日安排劳动者工作又不能安排补休的,支付不低于工资的百分之二百的工资报酬;(三)法定休假日安排劳动者工作的,支付不低于工资的百分之三百的工资报酬。3.2 时间平衡表3.2.1硫辛酸1. 第一工序环合反应表3-1硫辛酸第一工序工作时间表操作升温至60反应加料1加料2升温至75反应降温至室温出料总计所需时间/h11.50.50.52820.5162. 第二工序水解反应表3-2硫辛酸第二工序工作时间表操作项目所需时间/h加料0.5升温1反应3减压浓缩2降温1反应1.5乙酸乙酯进料+萃取+静置+采出水相2食盐水进料+萃取+采出水相2硫酸镁加料+搅拌0.5过滤0.5总计143.第三工序精制(1)表3-3硫辛酸第三工序工作时间表操作上料+升温减压浓缩冷却至室温降温+结晶出料与离心干燥总计所需时间/h1.52152415.54.第四工序精制(2)表3-4硫辛酸第四工序工作时间表操作加料升温+加热回流冷却过滤结晶出料与离心干燥总计所需时间/h0.530.50.552415.53.2.2依非韦伦1.第一工序加成反应(1)表3-5依非韦伦第一工序工作时间表操作加料1冷却至0加料2与反应加料3与反应加料4与反应出料总计所需时间/h0.5123.550.512.52.第二工序加成反应(2)表3-6依非韦伦第二工序工作时间表操作所需时间/h加料+升温1.5减压浓缩2加料+搅拌溶解1加料+冷至102淬灭反应0.5上料+萃取+静置+出水相2过滤0.5加料+升温+减压浓缩3.5冷却至40度1总计143.第三工结晶、离心、干燥表3-7依非韦伦第三工序工作时间表操作降温结晶出料、离心干燥总计所需时间/h1425124.第四工序环合、萃取表3-8依非韦伦第四工序工作时间表操作所需时间/h加料1+溶解1加料2+反应6.5加料3+萃取+静置+分水相1.5出水相+出油相0.5水相上料+乙酸乙酯上料0.5萃取+静置+出水相1上油相+上料硫酸钠+搅拌4.5过滤0.5总计165.第五工序精制(1)表3-9依非韦伦第五工序工作时间表操作升温+减压浓缩结晶出料与离心干燥总计所需时间/h3525156.第六工序精制(2)表3-10依非韦伦第六工序工作时间表操作加料加热至回流过滤结晶出料与离心干燥总计所需时间/h0.550.5514163.2.3缬沙坦1.第一工序氢化还原反应表3-11缬沙坦第一工序工作时间表操作加料加热+溶解降温N2置换三次H2置换三次通H2反应降温压滤总计所需时间/h0.5210.50.580.52152.第二工序减压浓缩、萃取表3-12缬沙坦第二工序工作时间表操作所需时间/h上料+升温+浓缩5降温1上料+溶解+上料+萃取+静置2分水相分油相1水相上料+乙酸乙酯上料+萃取+静置1.5分水相分油相1水相上料+乙酸乙酯上料+萃取+静置1.5分水相分油相1水相上料+乙酸乙酯上料+萃取+静置1.5分水相0.5总计153.第三工序 减压浓缩,结晶离心干燥表3-13缬沙坦第三工序工作时间表操作有机相上料+升温+减压浓缩冷冻结晶离心干燥总计所需时间/h3.5152415.54.第四工序脱色,脱碳,结晶,离心,干燥表3-14缬沙坦第四工序工作时间表操作加料加热+回流降温+过滤冷冻+结晶出料+离心干燥总计所需时间/h0.541.5514163.3工作班制与工作时间具体安排3.3.1硫辛酸硫辛酸的年生产时间为115天,班次为两班/三班制,每班工作8小时。硫辛酸生产主要分为五个工序,分别为环合工序、水解工序、精制工序(1)、精制工序(2)和粉碎包装工序。其中,第一工序2班/天,第二工序2班/天,第三工序2班/天,第四工序2班/天,粉碎包装工序2班/天。五个工序同时工作,自水解工序起每个工序处理上一个工序在前一天生产的产品。3.3.2依非韦伦依非韦伦的年生产时间为105天,班次为两班/三班制,每班8小时。依非韦伦生产主要分为七个工序,分别为加成工序(1)、加成工序(2)、结晶干燥工序、环合工序、精制工序(1)、精制工序(2)和粉碎包装工序。其中,第一工序2班/天,第二工序2班/天,第三工序2班/天,第四工序2班/天,第五工序2班/天,第六工序2班/天,粉碎包装工序2班/天。3.3.3缬沙坦 缬沙坦的年生产时间为80天,生产班次为两班/三班制,每班8小时。 缬沙坦生产主要分为五个工序,分别为氢化还原工序、萃取工序、结晶干燥工序、精制工序和粉碎包装工序。其中,氢化还原工序2班/天,萃取工序2班/天,结晶干燥工序2班/天,精制工序2班/天,粉碎包装工序2班/天。3.4 工人排班表本项目实行两班/三班制的工作制度,每天早晚两班。早班8:00-16:00,晚班15:30-23:30。各班按两天早班、两天晚班、两天休息的顺序依次排班。这种工作制度的优越性如下: 1. 对企业而言,可以实现365天全产能生产,不用考虑生产计划的变动情况。2. 对劳动者而言,由于人为“造”出了2个休息日,6天里面休息2天之外,还倒休1次大班(休息24小时),比劳动法规定的5天工作2天休息制中的休息时间还多,对劳动者有利。3. 由于每天减少了一次交接班,节省了交接班时间,提高了生产效率。 4. 劳动者具有明确、规律、集中的休息时间,可实现购物、旅游、消费等人生乐趣,企业的凝聚力和美誉度会进一步增强,离职率会进一步降低,企业和员工的关系会更加和谐。以4月份的排班表为例:表3-15生产车间4月份排班表日期123456789101班早班早班晚班晚班休息休息早班早班晚班晚班2班晚班晚班休息休息早班早班晚班晚班休息休息3班休息休息早班早班晚班晚班休息休息早班早班日期111213141516171819201班休息休息早班早班晚班晚班休息休息早班早班2班早班早班晚班晚班休息休息早班早班晚班晚班3班晚班晚班休息休息早班早班晚班晚班休息休息日期212223242526272829301班晚班晚班休息休息早班早班晚班晚班休息休息2班休息休息早班早班晚班晚班休息休息早班早班3班早班早班晚班晚班休息休息早班早班晚班晚班第四章 物料衡算和热量衡算4.1物料衡算的计算方法与原则4.1.1物料衡算的目的生产工艺流程框图只是定性地表示,在由原料转变成最终产品的过程中,要经过哪些过程及设备,在图中一般以椭圆框表示物料,用线条表示物料管线及公用系统管线。这种框图只有定性的概念,没有定量的概念,只有经过车间物料衡算,才能得出进入与离开每一过程或设备的各种物料数量、组分,以及各组分的比例,这就是进行物料衡算的目的。车间物料衡算的结果是车间能量衡算、设备选型、确定原材料消耗定额、进行化工管路设计等各种设计项目的依据。对于已经投产的生产车间,通过物料衡算可以寻找出生产中的薄弱环节,为改进生产、完善管理提供可靠的依据,并可以作为检查原料利用率及三废处理完善程度的一种手段。4.1.2物料衡算的依据 在进行车间物料衡算前,首先要确定生产工艺流程示意框图,此图限定了车间物料衡算的范围,以指导设计计算既不遗漏,也不重复。其次要收集必需的数据、资料,如各种物料的名称、组成及含量;各种物料之间的配比,主、副反应方程式、主要原料的转化率、总收率及各部收率等。 4.1.3物料衡算基准 本设计中的化工过程均属间歇操作过程,其计算基准是将车间所处理的各种物料量折算成以天数计的平均值,从起始原料的投入到最终成品的产出,按天数平均值计将恒定不变。由设计任务规定的产品年产量及年工作日,计算出产品的平均日产量,日产量确定后,再根据总收率可以折算出起始原料的日投料量,以此为基础就完成车间物料衡算。4.2物料计算基础资料 4.2.1硫辛酸4.2.1.1. 硫辛酸产量年生产能力为25吨/年,一年工作115天。日生产能力=25000/115=217.4kg/天。包装规格:25kg/桶。环合工序收率1=58%,水解工序收率2=90% ,精制工序收率3=94% 。1. 环合工序表4-1环合工序物料表原辅料名称质量比(W)理论投料量(kg)6,8-二硫辛酸乙酯1.0 443.06水合硫化钠0.5487.96水1.1221.53硫磺0.1775.32四丁基溴化铵0.0939.8895%乙醇2.0886.122. 水解工序表4-2水解工序物料表原辅料名称质量比(W)理论投料量(kg)氢氧化钠0.1253.17纯化水适量594.8636%精制盐酸适量1156.71乙酸乙酯2.51107.65食盐0.0522.15无水硫酸镁0.0522.153. 精制工序 表4-3精制工序物料表原辅料名称质量比(*W)理论投料量(kg)粗品1.0231.28乙酸乙酯3.0693.83活性炭0.123.134.2.1.2.物性数据1. 环合工序表4-4 环合工序参与反应物质物性数据原辅料名称 化学分子式 分子量 实际投料量(kg)6,8-二硫辛酸乙酯 C10H18S2O2 234.15 493.84 水合硫化钠Na2S9H2O96.06 543.21 水 H2O 18 246.93 硫磺 S32.06 83.95 四丁基溴化铵 C16H36BrN332.37 44.4595%乙醇 C2H5OH46.07 987.682. 水解工序表4-5 环合工序参与反应物质物性数据原辅料名称化学分子式分子量实际投料量(kg)20%氢氧化钠NaOH 40444.44纯化水H2O18663.0536%精制盐酸HCl36.461156.72乙酸乙酯C4H8O288.111234.61饱和食盐水NaCl58.4493.26无水硫酸镁MgSO4120.36 24.683.精制工序表4-6 环合工序参与反应物质物性数据原辅料名称化学分子式分子量实际投料量(kg)乙酸乙酯C4H8O288.11691.25活性炭C1223.054.2.1.3.物料衡算框图1. 环合工序与水解工序图4.1 硫辛酸生产过程中环合工序与水解工序物料衡算框图2.精制工序图4.2 硫辛酸生产过程中精制工序物料衡算框图4.2.2.4物料平衡表1.第一工序环合反应名称进料及中间产物出料质量/kg质量分率质量/kg质量分率6,8-二氯辛酸乙酯493.840.206198.830.083纯化水246.930.103662.990.276水和硫酸钠543.210.226硫磺83.950.03513.690.006四丁基溴化铵44.450.01944.440.00695%乙醇987.680.412938.280.391二硫化钠106.870.045二硫辛酸乙酯286.440.119总 计2400.061.0002400.691.000表4-7环合工序物料平衡表2.第二工序(1)水解反应表4-8水解反应物料平衡表名称进料出料质量/kg质量分率釜液(不出料)馏出液质量/kg质量分率质量/kg质量分率6,8-二氯辛酸乙酯198.830.0715.920.011硫化钠5.290.0025.280.004硫磺13.690.00513.690.075四丁基溴化铵44.440.01644.440.031乙醇938.290.3301025.210.722二硫化钠106.870.038氯化钠143.220.05143.200.101二硫辛酸乙酯286.440.10121.870.015水662.990.233624.250.438398.4280.27820%NaOH溶液444.440.15613.290.009总计2844.491.0001425.001.0001409.491.000(2)酸化萃取表4-9酸化萃取物料平衡表名称进料出料质量kg质量分率釜液(不出料)馏出液质量/kg质量分率质量/kg质量分率釜液14250.3642mol/L盐酸1156.710.296乙酸乙酯1234.610.3161234.620.732二硫化钠116.840.048硫磺13.680.006硫氢酸2.280.001四丁基溴化铵44.440.020氯化钠305.860.138氯化氢2.200.001水444.440.15620.570.0121747.2010.7866,8-二氯辛酸乙酯15.920.0096,8-二氯辛酸161.170.096总计2844.491.00016871.0002222.521.000(3)饱和食盐水萃取表4-10 饱和食盐水萃取物料平衡表名称进料出料质量kg质量分率釜液(不出料)馏出液质量/kg质量分率质量/kg质量分率釜液1687.020.7741686.61.000饱和食盐水93.260.22693.261.000总计1780.281.0001686.61.00093.261.000(4)干燥浓缩表4-11干燥浓缩物料平衡表名称进料出料质量kg 质量分率釜液(不出料)馏出液质量/kg质量分率质量/kg质量分率釜液1687.020.986硫酸镁24.690.0145.060.112七水硫酸镁40.240.889二硫辛酸乙酯21.850.013乙酸乙酯1234.620.7416,8-二氯辛酸乙酯15.920.016,8-二氯辛酸 161.170.097二硫辛酸232.900.140总计1711.731.00045.281.0001666.451.0003.第三工序(1)减压浓缩表4-12 减压浓缩物料平衡表名称进料出料质量kg 质量分率釜液(直接进结晶)馏出液质量/kg 质量分率质量/kg 质量分率二硫辛酸乙酯21.850.01316.110.0185.730.007乙酸乙酯1234.610.741463.110.523771.510.9886,8-二氯辛酸乙酯15.920.10112.250.0143.670.0056,8-二氯辛酸161.170.097161.170.182二硫辛酸232.900.14232.90.263总计1666.451.000885.531.000780.921.000(2)结晶离心表4-13结晶离心物料平衡表名称进料出料离心母液滤饼质量kg 质量分率质量/kg 质量分率质量/kg 质量分率二硫辛酸乙酯6.580.01716.110.024乙酸乙酯512.480.548466.390.70946.110.1676,8-二氯辛酸乙酯12.250.01312.250.0196,8-二氯辛酸161.170.172158.870.2412.30.008二硫辛酸232.900.2494.650.007228.250.825总计934.911.000628.271.000276.641.000(3)干燥表4-14 干燥物料平衡表名称进料出料质量kg 质量分率溶剂粗品质量/kg 质量分率质量/kg 质量分率乙酸乙酯46.110.16746.111.0006,8-二氯辛酸2.30.0082.30.010二硫辛酸228.250.825228.250.990总计276.661.00046.111.000230.551.0004.第四工序(1)脱碳过滤表4-15脱碳过滤物料平衡表名称进料出料质量kg 质量分率离心母液滤饼质量/kg 质量分率质量/kg 质量分率乙酸乙酯691.620.732687.780.7513.840.133活性炭23.050.02423.050.7956,8-二氯辛酸2.30.0021.20.0011.100.038二硫辛酸228.250.241227.240.2481.000.035总计945.221.000916.221.00019.001.000(2)结晶离心表4-16结晶离心物料平衡表名称进料出料质量kg 质量分率出料(滤液)出料(固)质量/kg 质量分率质量/kg 质量分率乙酸乙酯687.780.751644.430.98243.350.1676,8-二氯辛酸1.20.0010.170.0011.080.004二硫辛酸227.240.24811.630.018215.610.829总计916.221.000656.231.000260.031.000(3)干燥表4-17干燥物料平衡表名称进料出料质量kg 质量分率出料(滤液)出料(固)质量/kg 质量分率质量/kg 质量分率乙酸乙酯43.350.16743.351.0006,8-二氯辛酸1.080.0041.080.005二硫辛酸215.610.829215.630.995总计260.031.00043.351.000216.711.0004.2.2依非韦伦4.2.2.1. 依非韦伦产量年生产能力为25吨/年,一年工作105天。日生产能力=25000/105=238.09kg/天包装规格:25kg/桶加成工序收率1=90%,环合工序收率2=85%,精制工序收率3=95%。1.加成工序 表4-18加成工序物料表原辅料名称质量比(W)理论投料量/kg4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺1.0238.09丙酮3.95940.46生物碱A0.0716.67醇类物质B0.48114.28乙基锌0.45107.14环丙基乙炔锂0.3992.86乙酸乙酯3.1738.08纯化水2.0476.182.环合工序原辅料名称质量比(W)理论投料量/kg加成物1.0214.28氯甲酸甲酯0.55117.85碳酸钠0.95203.57无水硫酸钠0.24.29乙酸乙酯3.779.28纯化水1.0214.28表4-19 环合工序物料表3. 精制工序 表4-20 精制工序物料表原辅料名称质量比(W)理论投料量/kg环合粗品1.0182.14乙酸乙酯2.0364.28活性炭0.1527.324.2.2.2.物性数据1.加成工序表4-21 加成工序参与反应物质物性表 原辅料名称化学分子式 分子量 实际投料量/kg 4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺C8H5ClF3NO223.5 331.96丙酮 C3H6O58.08 1311.22生物碱 A 23.23醇类物质 B 159.35乙基锌 (CH3CH3)2Zn123.53 149.38环丙基乙炔锂 C5H5Li72 129.46乙酸乙酯 C4H8O288.01 995.87纯化水 H2O18 663.82.环合工序表4-22 环合工序参与反应物质物性表原辅料名称化学分子式分子量 实际投料量/kg加成物C13H11ClF3NO 289.6 299.64氯甲酸甲酯 ClCOOMe94.497 164.802碳酸钠Na2CO3105.99 203.57无水硫酸钠Na2SO4142.06 59.92乙酸乙酯C4H8O288.01 1108.67纯化水 H2O 18 299.643.精制工序表4-23 精制工序参与反应物质物性表原辅料名称化学分子式分子量实际投料量/kg乙酸乙酯C4H8O88.11509.39活性炭C1237.454.2.2.3.物料衡算框图1.加成工序图4.3 依非韦伦生产过程中加成工序物料衡算框图2.环合工序图4.4 依非韦伦生产过程中环合工序物料衡算框图3.精制工序图4.5依非韦伦生产过程中精制工序物料衡算框图4.2.2.4依非韦伦物料平衡表1.第一工序表4-24第一工序物料平衡表名称进料出料质量/kg质量分率釜液馏出液质量/kg质量分率质量/kg质量分率丙酮1311.220.62339.340.0751271.880.805A23.230.01123.230.044B159.350.07647.8115.40.071乙基锌149.380.0714.470.009148.90.092环丙基乙炔锂129.460.0262.164.4732.20.0334-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺2.020.048102.020.1955-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂305.020.145305.020.5820.582总计2104.611.000524.01.00015801.0002. 第二工序表4-25第二工序物料平衡表进料出料萃取出料(水相)馏出液名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率丙酮39.340.01839.340.027A23.220.01123.230.033B47.80.02223.900.067乙基锌4.480.002环丙基乙炔锂2.170.0011.990.0014-氯-2-(三氟乙酰基)苯102.020.047102.020.0695-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂305.020.140298.770.203乙酸乙酯995.870.456995.860.678冰水331.950.152643.290.901纯化水331.950.152氢氧化锂25.750.018氢氧化锌3.60.002总计2183.841.000714.331.0001469.511.000表4-26过滤物料平衡表进料出料滤渣虑液名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率丙酮39.340.02739.340.027乙烷2.160.0012.170.002环丙基乙炔1.990.0011.990.02乙基锌4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺102.020.069102.020.0715-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂298.770.203298.770.207乙酸乙酯995.860.678995.870.691氢氧化锂25.750.01825.750.877氢氧化锌3.60.0023.60.123总计1469.521.0001440.161.00029.351.000表4-27蒸馏物料平衡表进料出料加压浓缩馏出液釜液名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率丙酮39.340.02739.340.055乙烷2.160.0022.170.003环丙基乙炔1.990.0011.990.0034-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺102.020.071102.020.1425-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂298.870.207298.770.415乙酸乙酯995.870.691676.490.94319.370.443总计1440.161.000719.991.000720.161.0003.第三工序 表4-28结晶离心物料平衡表进料出料离心母液滤饼名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺102.020.13599.030.2515.980.0085-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂298.770.3972.140.005593.270.825乙酸乙酯352.570.468292.650.74359.930.167总计753.361.000393.811.000719.111.000表4-29干燥物料平衡表进料出料出料固体加成物名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率环丙基乙炔4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺3.000.0082.990.015-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂296.640.825296.640.99乙酸乙酯59.930.16759.931总计359.571.00059.931.000299.641.0004.第四工序表4-30第四工序物料平衡表进料出料一次萃取水相油相名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率氯甲酸甲酯164.790.04888.380.065碳酸钠284.640.083水1797.770.5221720.810.82668.200.054-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺2.990.0012.990.0025-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂296.640.08612.860.00664.250.047乙酸乙酯898.880.26110.60.005甲醇12.680.006氯化钠22.180.021碳酸钠204.260.098依非韦伦14.780.006237.360.174总计3445.711.0001042.021.0001361.61.000表4-31 干燥过滤物料平衡进料及中间产物出料滤液滤渣名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率氯甲酸甲酯88.340.053788.380.058碳酸钠59.930.0392水68.200.04504-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺2.990.0022.990.0015-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂77.110.050277.110.051乙酸乙酯1078.660.6561078.660.712甲醇16.470.01016.470.011十水硫酸钠1220.951硫酸钠6.280.049依非韦伦252.140.117252.140.166总计1643.881.0001515.71.000128.291.0005.第五工序表4-32 减压浓缩物料平衡表进料及中间产物出料馏出液釜液名称质量kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率氯甲酸甲酯88.380.0584-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺2.990.0022.990.025-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂77.110.05177.110.10乙酸乙酯1078.60.712460.040.58甲醇16.470.011依非韦伦252.140.166252.140.32总计1515.71.000792.281.000表4-33结晶离心物料平衡表进料及中间产物出料馏出液釜液名称质量kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺2.990.0042.990.0065-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂77.110.09474.610.1432.50.008乙酸乙酯460.040.559440.070.84249.920.167依非韦伦29.950.0364.980.010247.160.825总计822.231.000522.651.000792.281.000表4-34干燥物料平衡表进料及中间产物出料出料粗品名称质量kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率5-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂2.500.0085.000.008乙酸乙酯49.920.167依非韦伦247.160.825247.160.99总计299.581.000249.661.000表4-35结晶离心物料平衡表进料及中间产物出料精品粗品名称质量kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率5-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂2.50.0030.790.0021.190.004乙酸乙酯474.34429.730.97847.110.166依非韦伦247.160.3258.700.020235.980.830活性炭37.460.04937.460.120总计761.451.000439.231.000284.281.000表4-36干燥物料平衡表进料及中间产物出料出料粗品名称质量kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率5-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯氧化锂2.371.190.001乙酸乙酯47.110.16647.111.000依非韦伦235.980.830235.980.99总计284.281.00047.111.000237.171.0004.2.3缬沙坦 4.2.3.1 缬沙坦的产量年生产能力为25吨/年,一年生产80天。日生产能力=25000/80=312.5Kg/天包装规格:25Kg/桶。 1.氢化还原工序原辅料名称质量比(W)理论投料量/kgN-正戊酰基缬氨酸甲酯1.0 312.5醋酸异丁酯4.012505%Pd-C(钯-碳)0.013.13乙酸乙酯3.51093.75纯化水1.0312.5表4-37 氢化还原工序物料表2.精制工序表4-38 精制工序物料表原辅料名称质量比(W)理论投料量/kg缬沙坦粗品1.0287.5丙酮4.01150活性炭0.128.84.2.3.2 物性数据1.氢化还原工序表4-39 氢化还原工序物料表原辅料名称化学分子式分子量实际投料量/kgN-正戊酰基缬氨酸甲酯C24H27N5O3433359.53醋酸异丁酯C6H12O2116.161438.055%Pd-C(钯-碳)Pa-C3.64乙酸乙酯C4H8O288.111258.30纯化水H2O18359.512.精制工序表4-40 精制工序物料表原辅料名称化学分子式分子量实际投料量/kg缬沙坦粗品C24H29N5O3435326.33丙酮C3H6O58.081322.97活性炭C1233.074.2.3.3物料衡算框图1.氢化还原反应图4.6 缬沙坦生产过程氢化还原反应工序物料衡算框图2.精制工序图4.7 缬沙坦生产过程精制工序物料衡算框图4.2.3.4缬沙坦物料平衡表1. 第一工序表4-41缬沙坦第一工序物料平衡表进料出料萃取出料(水相)馏出液名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率醋酸异丁酯1438.050.7981438.050.802N-正戊酰基缬氨酸甲酯359.510.20013.16pd-c3.600.0023.601.000缬沙坦341.490.190总计1801.171.0001792.701.0003.601.0002.第二工序表4-42 缬沙坦减压浓缩物料平衡表进料出料釜液馏出液名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率醋酸异丁酯1438.05 0.802 15.03 0.041 1423.03 1.000 缬沙坦341.49 0.190 341.49 0.924 N-正戊酰基缬氨酸甲酯13.16 0.007 13.16 0.036 总计1792.70 1.000 369.67 1.0001423.03 1.000 表4-43缬沙坦洗涤分层物料平衡表进料出料油相水相名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率醋酸异丁酯15.03 0.008 15.03 0.037 缬沙坦341.49 0.172 341.49 0.216 N-正戊酰基缬氨酸甲酯13.16 0.007 13.16 0.008 乙酸乙酯1258.30 0.633 1225.99 0.776 32.31 0.079 水 359.51 0.181 359.51 0.884 总计1987.48 1.000 1580.63 1.000 406.85 1.000 3.第三工序表4-44缬沙坦减压浓缩物料平衡表进料出料釜液馏出液名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率乙酸乙酯1225.99 0.776 837.97 0.703 388.02 1.000 N-正戊酰基缬氨酸甲酯13.16 0.008 13.16 0.011 缬沙坦341.49 0.216 341.49 0.286 总计1580.63 1.000 1192.62 1.000 388.02 1.000 表4-45缬沙坦结晶离心物料平衡表进料出料滤液滤饼名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率乙酸乙酯837.97 0.703 771.81 0.965 66.15 0.169 N-正戊酰基缬氨酸甲酯13.16 0.011 1.03 0.001 12.13 0.031 缬沙坦341.49 0.286 27.29 0.034 314.20 0.801 总计1192.62 1.000 800.13 1.000 392.49 1.000 表4-46缬沙坦干燥物料平衡表进料出料滤液粗品名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率乙酸乙酯66.15 0.169 66.15 1.000 66.15 0.169 N-正戊酰基缬氨酸甲酯12.13 0.031 12.13 0.037 缬沙坦314.20 0.801 314.20 0.963 总计392.49 1.000 66.15 1.000 326.33 1.000 4.第四工序表4-47缬沙坦物料平衡表进料及中间产物出料出料粗品名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率N-正戊酰基缬12.130.0071.660.00110.480.183缬沙坦314.200.186313.850.1930.350.006丙酮1322.970.7841309.690.80413.270.232活性炭33.070.02033.070.578总计1682.371.0001623.541.00046.691.0000表4-48缬沙坦结晶离心物料平衡表进料及中间产物出料出料粗品名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率N-正戊酰基缬1.660.0010.120.0011.540.004缬沙坦313.850.1932.960.005310.90.83丙酮1309.690.9971259.580.99462.180.166总计1625.201.0001300.581.000374.621.000表4-49缬沙坦干燥物料平衡表进料及中间产物出料出料粗品名称质量/kg质量分率质量/kg质量分率质量/kg质量分率N-正戊酰基缬 氨酸甲酯1.540.0041.540.005缬沙坦310.900.830310.90.955丙酮62.170.16662.181.000 0.166总计1625.201.00062.181.000 312.441.0004.3能量衡算的计算方法与原则4.3.1 能量衡算的目的及意义能量衡算的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形式、计算传热面积、确定设备的主要工艺尺寸。传热所需的加热剂或冷却剂的用量也是以热负荷的大小为依据而进行计算的。4.3.2 能量衡算的依据及必要条件1. 能量衡算的主要依据是能量守恒定律,其数学表达式为 (4.1)式中,Q1物料带入到设备的热量,kJQ2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量,kJQ3过程热效应,kJQ4物料离开设备所消耗的热量,kJQ5加热或冷却设备所消耗的热量,kJQ6设备向环境散失的热量,kJ (4.2)式中,m 输入或输出设备的物料质量,kg c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1.013105Pa 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(下册)。若查不到,各种估算方法求出相应温度下的比热容值。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,过程热效应的符号为Q3:放热为正,吸热为负。3.Q5与Q6的确定 根据工艺操作经验,Q5+Q6一般为Q4+Q5+Q6的5%10%,只要计算出Q4,就可以确定Q5+Q6,从而计算出Q2。4.Q2 的计算由以上计算过程得到Q1,Q2,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。能量衡算是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能量衡算的首要条件。其次还必须收集有关物质的热力学数据,例如比热容、相变热、反应热等。本设计还将涉及到的所有物料的热力学数据汇总成一张表格,以便于计算。5.能量衡算基准能量衡算基本方程:4.4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(上、下),化学化工物性数据手册 有机卷,化学化工物性数据手册 无机卷 。部分数据手册中查不到时,可通过一些公式来估算物性常数。在本设计中涉及的物性计算有比热容、生成热、汽化热、 溶解热、 燃烧热等,以下介绍他们的计算方法。4.4.1 部分原料的比热容估算4.4.1.1.固体估算公式 (4.3)式中,M 化合物分子量;ni 分子中同种元素原子数;ci 元素的原子比热容 kJ/(kg.)。查制药设备与工艺设计P263,表10-4得: (4.4)表4-50 各种原子的比热原子固态的 ckcal/(kmol.)碳 C1.8氢 H2.3氧 O4.0氮 N2.6氯 Cl6.2其他6.2硫酸钠(Na2SO4): (4.5)4.4.1.2. 液体估算公式 (4.6)式中,M化合物分子量;n分子中同种基团的数目; c基团的比热容 kJ/(kmol.)。表4-51各种基团的比热容基团c(25)KJ/KmolH14.7 CH341.7 CH228.3CH=24.9C8.4O29.7 CO(酮)43.5 COO(酯)59.0OH44.0 NH262.8 NH51.1 N8.4 C6H5117.2Cl29.7甲醇: 甲基 1,羟基 1, (4.7)丙酮: 甲基 2,羰基 1 (4.8)4.4.2能量衡算4.4.2.1硫辛酸1.环合反应与水解反应图4.8 硫辛酸生产过程环合反应与水解反应工序热量衡算框图图4.9 硫辛酸生产过程精制工序热量衡算框图2.精制工序4.4.2.2依非韦伦1.加成工序图4.10 依非韦伦生产过程加成工序热量衡算框图图4.9 硫辛酸生产过程精制工序热量衡算框图2.环合工序图4.11 依非韦伦生产过程环合工序热量衡算框图3.精制工序图4.12 依非韦伦生产过程精制工序热量衡算框图4.4.2.3缬沙坦1.氢化还原工序图4.13 依非韦伦生产过程精制工序热量衡算框图2.精制工序图4.14 依非韦伦生产过程精制工序热量衡算框图4.4.3 热量衡算表1.硫辛酸表4-52环合工序与水解工序热量表操作热量Q(kJ/h)加热回流,温度20升至6051300环合反应-41650温度20升至60152500减压浓缩279000酸化反应-42020减压浓缩54000结晶离心,温度60降至40-27000温度40降至10-8100表4-53精制工序热量表操作热量Q(kJ/h)加热回流,温度20升至6039700蒸发吸热66700结晶离心,温度60降至40-38000温度40降至10-120002.依非韦伦表4-54加成工序热量表操作热量Q(kJ/h)加料反应,温度20降至0-18300加料(乙基锌和丙酮)-9000加料(丙酮和4-氯-(三氯乙酰基)苯胺)温度20升至6020500减压浓缩220000淬灭反应-35600减压浓缩温度0升至6061000蒸发吸热110000结晶离心,温度60降至40-15000温度40降至10-4400表4-55环合工序热量表操作热量Q(kJ/h)加料反应,温度0升至3566500反应放热-36000温度60降至40-30000温度40降至206000表4-56精制工序热量表操作热量Q(kJ/h)加热回流,温度20升至6055600蒸发吸热21000结晶离心,温度60降至40-28000温度40降至5-970003.缬沙坦表4-57氢化还原工序热量表操作热量Q(kJ/h)加热回流,温度20升至7095000氢化反应,温度38降至20-17000温度20升至10076000蒸发吸热87000减压浓缩100降至40-114000减压浓缩20升至6062000蒸发吸热30000结晶离心,温度60降至40-31000温度40降至5-5440表4-58精制工序热量表操作热量Q(kJ/h)加热回流,温度20升至408800蒸发吸热56000温度40降至5-100第五章 主要工艺设备选择5.1.反应釜5.1.1 夹套反应釜的总体结构带搅拌的夹套反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下,借助搅拌器将一定容积的两种(或多种)液体以及液体与固体或气体物料混匀,促进其反应的设备。一台带搅拌的夹套反应釜。它主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。搅拌容器分罐体和夹套两部分,主要由封头和筒体组成,多为中、低压压力容器;搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成,其形式通常由工艺设计而定;传动装置是为带动搅拌装置设置的,主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成;封头装置为动密封;它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起,构成完整夹套反应釜。罐体和夹套的设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成。罐体和夹套的设计主要包括其结构设计,各部件几何尺寸的确定和强度的计算与校核。罐体在规定的操作温度和操作压力下,为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。夹套传热是一种应用最普遍的外部传热方式。它是一个套在罐体外面能形成密封空间的容器,既简单又方便。罐体和夹套的结构设计图5-1 夹套式反应釜罐体一般是立式圆筒形容器,有顶盖、筒体和罐底,通过支座安装在基础或平台上。罐底通常为椭圆形封头,对于常压或操作压力不大而直径较大的设备,顶盖可采用薄钢板制造的平盖,并在薄钢板上加设型钢制的横梁,用以支承搅拌器及其传动装置。顶盖与筒体的连接形式分为可拆和不可拆两种筒体内径D11200mm,宜采用可拆连接。当要求可拆时做成法兰连接。夹套的形式与罐体相同。5.1.2不锈钢反应釜1.不锈钢反应釜应用范围不锈钢反应釜广泛应用于化工、食品、涂料、热熔胶、硅胶、油漆、医药、石油化工生产中的反应,如:蒸发,合成,聚合,皂化,磺化,氯化,硝化等。2.不锈钢反应釜的分类不锈钢反应釜根据加热方式可以分为:电加热、导热油循环加热、蒸汽加热不锈钢反应釜等;根据形势可以分为:夹套式、外盘管式、内盘管式、内盘管外夹套式、内盘管外盘管式不锈钢反应釜等。3.蒸汽加热不锈钢反应釜组成根据物料介质选择钢材的品种(Q245R,Q345R,304,321,316L,钛材等)及密封形式(填料密封,212机械密封,204B机械密封,205机械密封,206机械密封,磁力密封等);根据使用压力来设计钢材的厚度;根据加热温度来选择反应釜形式(外盘管,内盘管,夹套式);根据工艺要求来设计搅拌器形式;根据物料粘稠度及工艺要求来设计电机功率等;根据工艺要求来设计反应釜各个管口及用途等。4.蒸汽加热不锈钢反应釜分类外盘管蒸汽加热、内盘管蒸汽加热、夹套蒸汽加热及几种相结合等。一般2000L以下蒸汽加热不锈钢反应釜多采用夹套式,2000L-5000L根据压力可以采用夹套式及外盘管式,5000L以上如果蒸汽使用压力高于2公斤多采用外盘管式及外盘管兼内盘管式加热。如果加热温度过高超过160应采取导热油加热或电加热不锈钢反应釜导热油传热式。5.不锈钢反应釜特点(1)不锈钢材质具有优良的机械性能,可承受较高的工作压力,也可承受块状固体物料加料时的冲击和摩擦;(2)耐热性能好,工作温度范围很广(-196600);(3)具有很好的耐腐蚀性能,无生锈现象;(4)传热效果比搪瓷反应釜好,升温和降温速度较快;(5)有良好的加工性能,可按工艺要求,制成各种不同形状和结构的反应釜,釜壁可打磨抛光,使之不挂料,便于清洗。根据反应条件和反应介质以及温度的要求选择材料为不锈钢。6.根据本项目的特点,首先考虑到化工生产中的放大效应,其次考虑到传热和传质与试验的异同,所以反应器的大小不能与试验差距太大,综合考虑之后选择最大反应釜为2000L。表5-1蒸汽加热不锈钢反应釜的技术参数位号材料规格L数量内锅直径mm夹套直径mm换热面积m2公称容积m3实际容积m3电机功率减速机型号搅拌转速r.p.m重量kgR101-A/B0Cr17Ni12Mo215002130014005.2150017144BLD4-360-1002413R105-A/B0Cr17Ni12Mo215002130014005.2150017144BLD4-360-1002413R103/1040Cr17Ni12Mo220002140015007.02200021605.5BLD5.5-360-10029855.1.3搪玻璃反应釜5.1.3.1概述 搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃,衬在钢制容器的内表面,经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以,它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点,是一种优良的耐腐蚀设备,5.1.3.2应用范围搪玻璃反应釜广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业。为了保证搪玻璃设备正常使用,现将其主要性能和安装、使用注意事项说明如下:5.1.3.3搪瓷反应釜技术规范1使用压力搪瓷反应釜使用压力范围为0.20.4MPa。2耐酸性对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。如将合格的搪玻璃试样置于20%HCl溶液中煮沸48h,腐蚀速率为0.9lg/m2.d(优等品指标为1.0g/m2.d)。3耐碱性搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。将搪玻璃试样置于1N氢氧化钠溶液腐蚀,试验温度80时间48h。腐蚀速率为6.76g/m2.d(优等品指标为7.0g/m2.d)。4操作温度搪玻璃设备加热和冷却时,应缓慢进行。搪玻璃设备使用温度范围为0200,耐温急变性200。5瓷层厚度玻璃设备的瓷层厚度0.82.0mm,搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.61.8mm。6耐压电搪玻璃具有良好的绝缘性,当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时,高频电火花不能击穿瓷层。7耐冲击性玻璃层的内应力越小,弹性越好,硬度越大,抗弯抗压强度越高,则耐冲击就越好。玻璃层在规定厚度内,用直径30mm,重量112g钢球冲击时,其冲击功为28210-3J(优等品指标为26010-3J)。搪玻璃反应釜采用蒸汽加热方式。当生产要求加热温度在100以下时,可以使用蒸汽加热搪玻璃反应釜的方式,由于本设计的工艺条件温和,反应温度都在80左右,所以采用一个大气压以下的蒸汽对设备进行加热。表5-2搪玻璃反应釜设备参数材料型号位号数量公称容积(L)计算容积(L)换热面积(m2)主要尺寸(mm)转动装置型号D1D2D3H1H2H3H4H搪玻璃K2000R102A/B2200021607.02130014501622435174050012763700BLD-3搅拌转速转/分搪玻璃管口夹套管口参考重量kg锚框式叶轮式abcdefgh放料口进出口喷嘴口63/85130300400125100100125灯1251001251003-402-502600由于硫辛酸的第一工序的用热量最大为Q=51396.64kJ/h且 (5.1)查文献类比得到K=100 =100 (5.2)所以计算所需的换热面积为A=51396.64kJ/h(100100)=5.139m2 (5.3); 而此反应釜所能提供的换热面积为A=7.025.139;满足生产要求。5.2储罐5.2.1储罐设计5.2.1.1概述本项目完成了对全厂储罐的工艺参数设计及选型,并选取乙醇储罐给出了详细的计算说明,乙醇是化工行业重要的原料,为无色透明液体,它的纯品气味清淡,有浓郁的芳香味。乙醇一般在常温环境下储存,乙醇是一种有机物,俗称酒精,分子式为CH3CH2OH(C2H6O),是带有一个羟基的饱和一元醇,在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味,并略带刺激性。有酒的气味和刺激的辛辣滋味,微甘。乙醇液体密度是0.789g/cm3(20) ,乙醇气体密度为1.59kg/m3,沸点是78.4,熔点是-114.3,易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。能与水、氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶,相对密度(d15.56)0.816。乙醇的用途很广,可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%-75%的乙醇作消毒剂等,在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。5.2.1.2乙醇储罐详细设计根据本项目小组设计的工艺流程物衡数据如下:每批料用量V=1120.532L; 存储时间为1024h;(由于乙醇属于原料,为了保证生产的连续性和原料的充足性,所以选择十天的储量)装载系数,设A=0.9;(物料物性相对温和) 乙醇密度791 kg/m3;罐的几何容积V0。V0 =10V=1120.53210=11205.32L=11.20532m3 (5.4)再考虑到装料系数V2=V00.9=11.205320.9=12.5 (5.5) 查化工设计手册:因此选择1个公称容积为12m3的储罐。此储罐的设计压力为0.12MPa。根据介质性质和储罐的大小,公称容积为12m3储罐材料选择为20R。由于乙醇储罐在三个药品中都有套用,分别被用作储存乙醇、丙酮、醋酸异丁酯,以下命名为容积储罐A。原料罐分别被用作6,8-二氯辛酸乙酯、4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺 、N-正戊酰基缬氨酸甲酯的储存。表5-3罐区储罐设备一览表名称位号公称容积m3计算容积m3公称直径DN高度H底盖直径材料设备重量溶剂储罐AV1401212.522003200224020R1560原料罐V14155.0918002000108020R330乙酸乙酯罐V14266.9718002400246020R5855.3 换热器计算及选型5.3.1 计算依据(1)管壳式换热器 , GB151-1999;(2)化工工艺设计手册 ,化学工业出版社;(3)换热器化工设备设计全书, 化学工业出版社。5.3.2选型原则(1)换热器的分类按照传热原理可分为:直接接触式换热器、蓄能式换热器、管板式换热器;按照结构可分为:浮头式换热器、固定管板式换热器、填料函式换热器、U形管换热器、蛇管换热器等。(2)换热器的类型选择换热器的类型很多,结构类型决定了换热器的性能,因此在特定场合选择适应这个场合特点的换热器可以使传热效率提高,能耗下降。换热器选型时需要考虑的因素是多方面的,主要有:流体的性质;热负荷及流量大小;温度、压力及允许压降的范围;设备结构、材料、尺寸、重量;价格、使用安全性和寿命;在换热器选型中,除考虑上述因素外,还应对结构强度、材料来源、制造条件密封性、安全性等方面加以考虑。 表5-4 操作参数操作条件参 数管程壳程介质乙醇循环水进口温度/6025出口温度/6030进口压力/MPa0.10.1根据物料的属性及相变用换热器大师进行模拟,计算中间温度如下:图5-2中间温度计算根据温度分布情况应用主程序进行设计模拟计算图5-3 设计模拟进行模拟布管:图5-4布管图输出最后报告图5-4计算报告查化工工艺设计手册知:可以满足要求生产要求的换热器的型号BEM600-0.1-40-0.1-1II。最后应用换热器大师主程序中的校核进行校核合格后再进行强度、材料、以及其他零部件的选择配合。表5-5换热器设备参数类型壳体参数换热管参数其他部件参数换热面积mm数量内径mm厚度mm管根数管长度mm外径mm厚度mm折流板个数鞍座个数封头厚度mm管板厚度mm固定管板式60062452500252.53261210.82与2000L的不锈钢反应釜R103和R104配套使用。表5-6换热器设备一览表位号型号类型换热面积壳体规格管长列管规格E101A/BBEM400-0.1-8.4-0.1-1II固定管板式8.44002500252E102A/BBEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252E103BEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252E104BEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252位号管数排列方式材质设备重量数量备注E101A/B189正三角形DSS6502与R101配套使用E102A/B245正三角形DSS8182与R102配套使用E103245正三角形1Cr18Ni9Ti9821与R103配套使用E104245正三角形1Cr18Ni9Ti9821与R104配套使用5.4离心机简介用离心过滤方法分离悬浮液中组分的离心分离机。在过滤离心机转鼓壁上有许多孔,转鼓内表面覆盖过滤介质。加入转鼓的悬浮液随转鼓一同旋转产生巨大的离心压力,在压力作用下悬浮液中的液体流经过滤介质和转鼓壁上的孔甩出,固体被截留在过滤介质表面,从而实现固体与液体的分离。悬浮液在转鼓中产生的离心力为重力的千百倍,使过滤过程得以强化,加快过滤速度,获得含湿量较低的滤渣。固体颗粒大于0.01毫米的悬浮液一般可用过滤离心机过滤。过滤式离心机有多种类型。选用原则选择离心分离机须根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体(或两种液体)的密度差、液体粘度、滤渣(或沉渣)的特性,以及分离的要求等进行综合分析,满足对滤渣(沉渣)含湿量和滤液(分离液)澄清度的要求,初步选择采用哪一类离心分离机。然后按处理量和对操作的自动化要求,确定离心机的类型和规格,最后经实际试验验证。 通常,对于含有粒度大于0.01毫米颗粒的悬浮液,可选用过滤离心机;对于悬浮液中颗粒细小或可压缩变形的,则宜选用沉降离心机;对于悬浮液含固体量低、颗粒微小和对液体澄清度要求高时,应选用分离机。通过网络了解和在线咨询厂家客服后,选择了符合生产条件和性价较高的由张家港市越丰化工机械有限公司生产的平板全自动卸料离心机。表5-7平板全自动卸料离心机设备参数位号型号转鼓直径 mm转鼓容积 L最大装料限量 Kg转鼓转速 r/min分离因数电机功率 Kw外形尺寸(长宽高) mm机器重量 Kg数量S101S102LGZ1000100017523510005601121001500225035002注:离心过滤机选择标准均来自张家港市越丰化工机械有限公司企业标准。图5-5平板全自动下卸料离心机5.5结晶槽结晶槽工作原理从固体物质的不饱和溶液里析出晶体,一般要经过下列步骤:不饱和溶液饱和溶液过饱和溶液晶核的发生晶体生长等过程。结晶器一种槽形容器,器壁设有夹套,用以加热或冷却槽内溶液。结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。根据本项目的生产量及工条件要求,选用以结晶槽:表5-8结晶槽设备参数位号规格型号公称容积(L)方形尺寸(长/宽/高)(mm)圆形直径(mm)夹套厚度(mm)夹套容积(L)数量V122XJ-1500B15001500/1000/10001400805201V123XJ-1500B15001500/1000/10001400805201V124XJ-1500B15001500/1000/10001400805201V125XJ-1500B15001500/1000/10001400805201注:此设备为台州恒之泰医化设备有限公司生产的标准设备,执行企业标准与相应的国家标准相结合的制造和验收。5.6泵设备选型5.6.1 选用依据(1)工业泵选用手册,第二版;(2)泵与原动机选用手册,中国石化出版社;(3)化工工艺设计手册,第四版;(4)离心泵效率,GB/T13007-1991;(5)陈敏恒,丛德滋.化工原理.化学工业出版社。5.6.2 选用原则选用泵包括所选用的形式及其相配的传动部件、原动机等。正确选择泵是使用泵的关键。如果选择不合适,就不能达到使用要求,或者造成设备、资金和能源的浪费,或者给泵的运行及所属系统带来不利的影响。因此在选择泵时,一定要全面考虑,作较细致的工作,以便使所选的泵能满足所需要的流量和扬程,并在管路系统中处于最佳工况。泵因为其使用条件的特殊性,在选型的过程中一般应遵循下列原则:(1)根据所输送的流体性质(如清水、黏性液体、含杂质的流体等)选择不同用途、不同类型的泵。(2)流量、扬程必须满足工作中所需要的最大负荷。额定流量一般直接采用工作中的最大流量,如缺少最大流量值时,常常取最大流量的1.1-1.15倍。额定扬程一般取装置所需扬程的1.05-1.1倍。因为裕量过大会使得工作点偏离高效工作区,裕量过小满足不了工作要求。(3)为防止发生汽蚀,要求泵的必需汽蚀余量小于装置汽蚀余量。如不合乎此要求,需设法增大装置汽蚀余量,或者要求制造泵的厂家降低泵的必需汽蚀余量值,或者双方同时采取措施、达到要求。5.6.3 具体选型以乙醇输送泵为例来具体说明泵的选型过程。乙醇经过乙醇输送泵送至混合罐,输送介质为乙醇,无腐蚀性,在常温常压下操作。5.6.3.1泵类型的选取乙醇为无毒液体,理化性质:乙醇液体密度是0.789g/cm3(20) ,乙醇气体密度为1.59kg/m3,沸点是78.4,熔点是-114.3,易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物,能与水以任意比互溶。能与水、氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶,相对密度(d15.56)0.816。根据输送介质乙醇的理化性质,我们选用塑料泵。塑料泵泵用以输送不含固体颗粒的石油化工产品,介质为温度在-20+100范围内,性能范围为:流量Q2600m3/h;扬程H32600m。其总流量为1120L,计划用三分钟输入,所以其流量为22.4m3/h。表5-9塑料泵设备参数位号型号进出口管径相数级数功率HP全扬程全流量重量数量P102KB-50032L50*5032321380432表5-10泵设备选型一览表位号型号流量进出口管径功率扬程设备重量P101MPH-F-45350050*502.22280P 102KB-50032L38050*502.22143P 103MP-F-25812525*250.26128P 104MP-F-25812525*250.26128P 105KB-50032L38050*502.22143P 106MPH-F-45350050*502.22280P 107MPH-F-45350050*502.22280P 108KB-50032L38050*502.22143P 109MP-F-25812525*250.26128P 110MP-F-25812525*250.261285.7过滤洗涤干燥三合一装置5.7.1性能与用途该过滤/洗涤/干燥(三合一)设备是在一密闭容器内先后完成搅拌、反应、过滤、清洗、脱液、干燥(并可二次打浆)等工艺工程。具有结构简单、工艺流程简化、生产效率高、无交叉污染、物料更换便捷、自动化程度高等特点。同时可大大降低所需洁净厂房的体积,基础投资费低,广泛应用于制药、化工、食品、染料等行业,尤为适合洁净度要求高,小批量多品种及特大批量的生产场合。该产品完全符合GMP、FDA规范要求。5.7.2设备优越性系统封闭:此设备是一个全封闭运行的系统,能完全避免生产过程中溶剂对空气的污染,同时能减少因与毒性物质接触而导致操作人员中毒事故的发生。回收完全:物料和溶剂近乎完全回收,避免因物料遗漏和溶液挥发而引起的浪费,具有很大的经济效益,特别是处理物料和使用溶剂价值高时更是如此。同时干燥:过滤、清洗和干燥能在同一设备中完成。容器壁可以配备加热套层,从而能够快速干燥的目的。操作连续:能够过滤和干燥在一个连续的系统内进行,毋须处理湿滤饼。在过滤器下可以连续一个干燥器,使湿滤饼直接卸入干燥器,干燥后的产品可以机械传送到称重、包装等工序。节约人力:一个经过简单培训的技术人员即可以完成操作。开、关、自动进料、自动出料都毋须技术人员监控。清洗彻底:由于此设备具有自动喷淋和重新打浆的功能,滤饼可以得到非常彻底的清洗。并且洗涤液用量较其他类型设备少,可减少排污量和降低废水处理费用。清洁生产:此多功能过滤器干燥系统装配有粉尘捕集器,能完全收集器干燥后产生的粉尘,可满足高洁净度的生产操作要求。综合考虑以上所述的优点和其能够洁净生产的特点,将其作为本项目所生产药品的最后质量把关设备。表5-11 过滤/洗涤/干燥三合一设备参数位号型号公称过滤面积内直径公称容积m3筒体高度滤饼厚度重量kgX101UNFCD12001.112001100040087594 5.8主要工艺设备一览表反应釜设备一览表序号位号名称型号规格操作条件材料容积/L附件数量单重 /kg保温层备注介质温度/压力/MPa材料厚度/mm1R101-A/B环合釜-A/B1500氢气750.20Cr17Ni12Mo21500BLD4-322413保温玻璃棉1002R102-A/B水解釜-A/BK2000盐酸氢氧化钠770.1搪玻璃2000BLD-322600保温玻璃棉1003R103浓缩釜2000乙酸乙酯食盐水770.10Cr17Ni12Mo22000BLD5.5-312985保温玻璃棉1004R104脱色釜2000乙酸乙酯770.10Cr17Ni12Mo22000BLD5.5-312985保温玻璃棉1005R105-A/B浓缩釜-A/B1500硫化钠乙酸乙酯770.10Cr17Ni12Mo21500BLD4-322413保温玻璃棉100换热器设备一览表序号位号名称型号类型换热面积/m2壳体规格管长/mm列管规格管数排列方式材质设备重量(kg)数量备注1E101-A/B环合釜冷凝器-A/BBEM400-0.1-8.4-0.1-1II固定管板式8.44002500252189正三角形DSS6502与R101配套使用2E102-A/B水解釜冷凝器-A/BBEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252245正三角形DSS8182与R102配套使用3E103浓缩釜冷凝器BEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252245正三角形1Cr18Ni9Ti9821与R103配套使用4E104脱色釜冷凝器BEM600-0.1-10.8-0.1-1II固定管板式10.86002500252245正三角形1Cr18Ni9Ti9821与R104配套使用离心机设备一览表序号位号型号名称转鼓直径/mm转鼓容积/L最大装料限量 /kg转鼓转速 /r/min分离因数电机功率 /kw外形尺寸(长宽高)/mm机器重量 /kg数量附件备注1S101LGZ1000粗品离心机100017523510005601121001500225035001滤网清洗装置2S102LGZ1000中间产品离心机100017523510005601121001500225035001滤网清洗装置过滤器设备一览表序号位号型号名称数量滤袋数量设计压力/Mpa最大流量/m3/h过滤面积/m2过滤精度/m进出口/mm材质/SSABCDE容积/L功率备注1F101SAM-M2硫酸镁过滤器121.0901.00.3-600DN80-100304/316151613003351505001750.62F102SAM-M4脱碳过滤器141.01802.00.3-600DN80-150304/316167513003351505502100.83F103SAM-M4有机相过滤器141.01802.00.3-600DN80-150304/316167513003351505502100.8结晶槽设备一览表序号位号型号名称公称容积/L操作条件材料尺寸(长/宽/高)/mm圆形直径/mm夹套厚度/mm夹套容积/L备注介质温度/压力/Mpa1V122XJ-1000B粗品结晶槽1000浓缩液100.11Cr18Ni9Ti1000/1000/10001200603002V123XJ-1000B精制结晶槽1000滤液100.11Cr18Ni9Ti1000/1000/10001200603003V124XJ-1000B中间产品结晶槽1000浓缩液100.11Cr18Ni9Ti1000/1000/10001200603004V125XJ-1000B精制结晶槽1000滤液100.11Cr18Ni9Ti1000/1000/1000120060300干燥机设备一览表序号位号型号名称装载量/kg原料含湿率/%原料状态干燥时间/h容积/m3直径/m数量外形尺寸/mm功率kw重量/kg备注1D101YZG-1000粗品干燥机50020针状53.52.511694119015002.48652D102YZG-1000中间产品干燥机50020针状53.52.511694119015002.4865鼓风机设备一览表序号位号型号名称输送介质进口工况出口升压/Mpa轴功率/kw转速/r/min配套电机功率备注流量/m3/h压力/MPa温度/参考密度/kg/m31C101C(H2)100-3氢气鼓风机氢气1000.933201.080.229073602级350kw2C102C(N2)100-3氮气鼓风机氮气1000.850201.360.229073602级350kw压滤机设备一览表序号位号型号名称数量过滤面积/m2滤饼厚/mm过滤压力/MPa滤板规格/mm滤室面积/m3长宽高/mm质量/kg备注1M101BM390压滤机12300.5390390301565530650400泵设备一览表序号位号型号名称流量/m3/h进出口管径/mm功率/kw材料附件数量单重/kg备注1P101MPH-F-453硫化钠溶液进料泵50050502.222PVDF1802P 102GS-50-2C乙醇、四丁基溴化铵进料泵38050503213161433P 103MP-F-2586,8-二氯辛酸乙酯进料泵12525250.2612FRPP184P 104MP-F-258NaOH溶液进料泵12525250.2612FRPP185P 105GS-50-2C盐酸进料泵38050503213161436P 106MPH-F-453饱和食盐水进料泵50050502.222PVDF1807P 107MPH-F-453乙酸乙酯粗品进料泵50050502.222PVDF1808P 109MP-F-258有机相循环进料泵12525250.2612FRPP189P 110-A/BMP-F-258水相循环进料泵12525250.2612FRPP28储罐设备一览表序号位号图号名称公称容积VN/m3计算容积/m3高度/mm公称直径DN/mm材料数量单重/kg备注1V 101HG 21504.1-92-02硫化钠溶液配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11052V102HG 21504.1-92-02乙醇、四丁基溴化铵配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11053V103HG 21504.1-92-026,8-二氯辛酸乙酯缓冲罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11054V104-A/BHG 21504.1-92-026,8-二氯辛酸乙酯高位槽-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti21055V105-A/BPT1500环和液收集罐-A/B1.51.5315301200PE2606V106HG 21504.1-92-02NaOH溶液配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11057V 107-A/BHG 21504.1-92-02NaOH溶液高位槽-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti21058V108HG 21504.1-92-02盐酸配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti11059V109-A/BHG 21504.1-92-02盐酸高位槽-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti210510V110HG 21504.1-92-02滤液收集罐11.1140010001Cr18Ni9Ti210511V111HG 21504.1-92-02饱和食盐水配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti110512V112-A/BHG 21504.1-92-56乙醇受液槽-A/B11.09100010001Cr18Ni9Ti210513V 113-A/BHG 21504.1-92-02水相收集罐-A/B11.1140010001Cr18Ni9Ti210514V114PT1500食盐水收集罐1.51.5315301200PE16015V115HG 21504.1-92-56乙酸乙酯受液槽11.09100010001Cr18Ni9Ti210516V116HG 21504.1-92-02乙酸乙酯配液罐11.1140010001Cr18Ni9Ti110517V117HG 21504.1-92-56氢气缓冲罐11.09100010000Cr17Ni12Mo2111518V118HG 21504.1-92-02滤液收集罐11.1140010001Cr18Ni9Ti210519V 119PT1500滤液收集罐1.51.5315301200PE16020V130HG 21504.1-92-02乙酸乙酯高位槽11.1140010001Cr18Ni9Ti110521V131HG 21504.1-92-02离心母液收集槽11.1140010001Cr18Ni9Ti110522V132HG 21504.1-92-02离心母液收集槽11.1140010001Cr18Ni9Ti110523V133HG 21504.1-92-02离心母液收集槽11.1140010001Cr18Ni9Ti1105其他设备一览表序号位号型号名称公称过滤面积/m2内径/mm公称容积/m3筒体高度/mm滤饼厚度/mm数量质量/kg备注1X101UNFCD1200三合一干燥器1.11200110004001875167第六章 主要原辅料和工艺用公用工程消耗量6.1主要原辅材料的消耗量6.1.1.硫辛酸1.环合工序表6-1 硫辛酸环合工序原料、辅料消耗量名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式6,8-二氯辛酸乙酯99%493.8456791.70购买纯化水符合药典标准246.9328397.26购买水合硫化钠99%543.2162469.46购买硫磺99%83.959654.45购买四丁基溴化铵99%44.455111.68购买95%乙醇工业987.68113583.2购买2.水解工序表6-2硫辛酸水解工序原料、辅料消耗量名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式20%氢氧化钠工业444.4451110.6配制纯化水符合药典标准662.9976250.75购买36%精制盐酸工业1156.72133022.8配制乙酸乙酯99%1234.61141980.15购买饱和食盐水工业93.2610724.6配制无水硫酸镁工业24.682838.8购买3.精制工序表6-3硫辛酸精制工序原辅料消耗量名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式粗品99%187.3114984.8制得乙酸乙酯99%691.2579493.75购买活性炭医用级23.052650.75购买6.1.2依非伟伦1.加成工序表6-4依非韦伦加成工序原辅料消耗量名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺99%331.9634855.8购买丙酮99%1311.22137678.1购买A(生物碱)99%23.232439.15购买B(醇类物质)99%159.3516731.75购买乙基锌99%149.3815684.6购买环丙基乙炔锂99%129.4613593.3购买乙酸乙酯99%995.87104566.35购买纯化水符合药典标准663.869699购买2.环合工序表6-5依非韦伦环合工序原辅料消耗量名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式加成物中间体299.6431462.2车间制得氯甲酸甲酯99%164.80217304.21购买碳酸钠99%203.5721374.85购买无水硫酸钠99%59.926291.6购买乙酸乙酯99%1108.67116410.35购买纯化水符合药典标准299.6431462.2购买3.精制工序表6-7依非韦伦精制工序原辅料消耗表名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式环合粗品中间体249.6626214.3车间制得乙酸乙酯99%509.3953485.95购买活性炭医用级37.453932.25购买6.1.3缬沙坦1.氢化还原工序表6-8缬沙坦氢化还原工序原辅料消耗表名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式N-正戊酰基缬氨酸甲酯99%359.5328762.4购买醋酸异丁酯99%1438.05115044购买5%Pd-c工业3.64291.2购买乙酸乙酯99%1258.30100664购买纯化水符合药典标准359.5128760.8购买2.精制工序表6-9缬沙坦精制工序原辅料消耗表名称规格日用量/kg年用量/kg来料方式缬沙坦粗品中间体326.3326106.4车间制得丙酮99%1322.97105837.6购买活性炭医用级33.072645.6购买6.2工艺用公用工程的消耗量表6-10 公用系统规格参数表序号系统名称系统参数温度/压力/MPa1饱和蒸汽1430.42循环水250.13冷冻盐水-100.14氮气200.15压缩空气200.1表6-11公用系统消耗量表序号系统名称计量单位交接点规格参数最大消耗量日用量温度/压力/MPa1饱和蒸汽kg/h1430.4242.7199.82循环水kg/h250.126663.3200533冷冻盐水kg/h-100.169904452.84氮气kg/h100.6450045005压缩空气m/s200.1第七章 车间布置及设备布置7.1 设计基础资料7.1.1布置依据1.建筑物设计防火规范,GBJ 50016-2006;2.石油化工企业设计防火规定,GB 50160-2008;3.洁净厂房设计规范,GB50073-20014.医药工业洁净厂房设计规范,GB50457-20085.药品生产质量管理规范,2010年修订版6.石油化工工艺装置布置设计通则,SH3011-20007.化工、石油化工管架、管墩设计规定,HG 20670-20007.1.2布置原则1. 车间布置要适应总图布置要求,与其他车间、公用工程系统、运输系统组成有机体。最大限度地满足工艺生产及设备维修要求,产生好的经济效益。车间布置设计应简洁、紧凑,以达到最小的占地面积;车间立面图应尽量将高大的设备布置在 室外,便于生产管理、安装、操作、检修。要符合有关的布置规范和国家有关法规,妥善处理防火、防爆、防毒、防腐等问题,保证安全生产。 2. 车间布置按照流程化、经济化、露天化、集中化的布置理念,结合厂区地理位置对生产车间进行布置。车间厂房均采用长方形布置,厂房框架柱间距6m,厂房宽度均不超过24m,跨度均采用6m/跨,车间短边(即宽度)长为1-3跨,长度按生产规模确定,超过18m的厂房均设有两个或两个以上安全入口,操作高度低于5m的地方配有移动平台供操作和检修使用。设备布置应尽量满足工艺流程顺序,要保证水平方向和垂直方向上的连续性,充分利用位差压差,以减少动力设备消耗。相同或同类设备尽量布置在一起,便于统一管理。振动设备,如泵类,均放置在车间底层,压缩机按照HG/T20673-2005压缩及厂房建筑设计规定统一布置在压缩机房内。 3. 主要设备间距:由于设备间距关系到设备和管道安装、检修、安全生产以及投资成本,设备布置除需要满足上述原则外,更要考虑设备之间的间距。对于设备间距目前尚无统一规定,在设计时参考设备布置下表7-1中的数据。表7-1设备间距参考数据序号项目净安全距离/m1泵和泵之间的距离不少于0.72泵和墙之间的距离至少1.23双排泵间距离不少于24换热器与换热器间距离至少1.05塔和塔间距1.0-2.06反应器与人行道间距不少于1.8-2.07通廊、操作台通行步行部分的最小净空高度不少于2.2-2.58不常通行部分净高不小于2.29操作梯角度一般情况不大于45特殊情况6010散发可燃性气体及蒸汽的设备与变配电室、自控仪表室、分析化验等之间的距离不少于1511工艺设备和道路间距离不少于1.07.1.3布置概况根据GMP要求,原料药生产车间区域布局分为一般生产区、控制区和洁净生产区。一般生产区是指洁净等级没有特殊要求的车间,本设计中粗品生产车间为一般生产区,而洁净区是有特定洁净要求的车间,原料药的精制车间处于D级洁净区。 本设计中,装置布置总体遵循流程清晰,管线最短,相同设备集中布置,便于操作维修的原则。长方形厂房具有结构简单、施工方便、设备布置灵活、采光和通风效果好等优点。车间均采用钢混结构,适合大跨度的建筑和高层建筑,且施工快,外部美观,拆装方便。考虑到物流走向及车间大小等因素,将车间按流程在厂区全年最大风向的下风侧成长方形布置,方便公用工程管道的进出、检修和维护,车间地基做加强处理。7.2车间主要设备及其布置方案7.2.1粗品车间1整体布置原料药的生产分为D级生产区与一般生产区, 粗品车间属于一般生产区为长30m,宽12m ,高12m的钢筋混凝土建筑,采用6m6m 的框架结构。除精制工序外,其余原料药生产过程均在一般生产区进行。车间分为两层,反应釜R101AB,R102AB,R103,R105AB均布置于该建筑二层,相应的加热回流冷凝器及减压浓缩冷凝器,受液罐等均布置于二层,物料上料中需要严格控制上料时间的加料高位槽布置于二层。将固体与液体混合溶解、液体与液体混合溶解的原料混合罐布置于车间一层,混合罐旁边的泵将配置好的溶液送至二层的反应釜进行反应,反应后的物料通过位差进入一层相应的储槽、过滤器、结晶槽、离心机、压滤机等处理设备中。部分物料的输送依靠真空抽吸进行,通过真空抽吸,可将一层缓冲罐中的物料送至二楼反应釜中或送至同水平高度的设备中。干燥设备在一层单独设有干燥室,该生产厂房设有三个门,两个楼梯,人流物流通畅,布置合理有序,充分利用位差,符合设计规范。2各设备位置具体说明车间平面图包括: EL0.000平面(一层设备布置图)、EL3.500平面图(二层设备布置图)共2张; 设备外型尺寸和设备编号; 设备定位尺寸和尺寸线; 操作台主要尺寸。 图7-1为粗品车间一层平面布置图,其中有 5个配液罐,9个泵,5个收集罐,压虑机1个,2个缓冲罐 ,2个过滤器 ,2个结晶槽 ,2个离心机 ,1个高位槽 ,2个冷凝器 ,2个干燥机,1个鼓风机, 两个楼梯分别位于车间东西两侧,人流物流通畅。图7.1粗品车间一层平面布置图表7-1粗品车间一层设备一览表设备名称设备位号设备数量硫酸钠溶液配液罐V1011乙醇、四丁基溴化铵配液罐V10216,8-二氯辛酸乙酯缓冲罐V1031NaOH溶液配液罐V1061盐酸配液罐V1081饱和食盐水配液罐V1111硫酸钠溶液进料泵P1011乙醇、四丁基溴化铵进料泵P10216,8-二氯辛酸乙酯进料泵P1031NaOH溶液进料泵P1041盐酸进料泵P1051饱和食盐水进料泵P1061附表1设备名称设备位号设备数量有机相循环进料泵P1091水相循环进料泵P110A/B2环合液收集罐V105A/B2滤液收集罐V1101水相收集罐V113A/B2食盐水收集罐V1141氢气缓冲罐V1171滤液收集罐V1191粗品结晶槽V1221中间产品结晶槽V1241乙酸乙酯缓冲罐V126乙酸乙酯高位槽V1301离心母液收集槽V131、V1322粗品离心机S1011中间产品离心机S1021氢气鼓风机C1011粗品干燥机D1011中间产品干燥机D1021硫酸镁过滤器F1011有机相过滤器F1031压滤机M1011A.配液罐:粗品车间有6个,中心线对齐,相隔1.5米,布置于厂区西侧靠墙处。B.泵:泵用于回流,其中每个混合罐有一个泵,在车间西侧靠墙呈“一”字集中布置。水相收集罐和2个有机相收集罐各有一个泵,位于车间北部靠墙呈“一”字集中布置。方便操作与维修,且整齐美观。泵与泵之间出口管对齐,并列布置,间距1.5米。C.冷凝器:粗品车间冷凝器共两个,按照流程走向集中布置在车间东北侧,中心线在一条线上,整齐美观。冷凝器竖向布置,间距2米。D.缓冲罐:用于存放物料,共两个,分别布置于车间北侧和南侧,中心线在一条线上,整齐美观。E.收集罐:有机相收集罐一个,水相收集罐两个按照流程走向集中布置于车间北侧,与缓冲罐中心线在一条直线上。滤液收集罐共两个,集中布置于车间南侧,与缓冲罐中心线在一条直线上。 F.结晶槽:共两个,集中布置于车间北侧,水相收集罐东侧,与水相收集罐中心 线在一条直线上。G.过滤器:共两个,分别布置于滤液收集罐西侧,与滤液收集罐中心线在一条直线上,管线短捷且整齐,易于统一操作和检修。H.离心机:用于分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物,共两个,集中布置于车间东北侧。I.高位槽:离心机离心过程需要淋洗,故布置一台高位槽,位于车间东北侧靠墙,离心机北侧,管线短捷整齐,易于操作。J.干燥机:用于除去产品中的水分,共两台,集中布置于车间东南角。K.鼓风机:用于缬沙坦制备过程中鼓入氢气,位于车间东侧,靠近干燥设备。图7.2粗品车间二层平面布置图图7.2为粗品车间二层平面布置图,反应釜7个,高位槽6个,受液罐3个,冷凝器5个。表7-2粗品车间二层设备一览表设备名称设备位号设备数量环合釜R101-A/B2水解釜R102A/B2浓缩釜R1031浓缩釜R105A/B26,8-二氯辛酸乙酯高位槽V104A/B2NaOH溶液高位槽V107A/B2盐酸高位槽V109A/B2乙醇受液槽V112A/B2环合釜冷凝器E101A/B2水解釜冷凝器E102A/B2浓缩釜冷凝器E1031乙酸乙酯受液槽V1151 A.反应釜:粗品车间的化学反应容器,共七个,位号分别为R101AB,R102AB,R103,R105AB。分两排集中布置于车间中心位置,两排设备中心线在一条直线上,反应釜之间的间距为3.4米。其中共用设备有R101、R105、R103、R102及R104。硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦第一工序共用R101A,依非韦伦、缬沙坦第二工序共用R105B,硫辛酸、依非韦伦共用R102A,依非韦伦、缬沙坦共用R103,硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦精制工序共用R104。B.冷凝器:粗品车间塔顶冷凝器共五个,按照流程走向集中布置在二层。冷凝器放在反应釜旁钢架上,中心线在一条线上,整齐美观。其中R105A和R102A共用一台冷凝器,R105B和R102B共用一台冷凝器。所有冷凝器都属相布置,考虑到冷凝器较长,采用两个6米的跨度,方便抽出管束进行检修。每个冷凝器之间间距3.4米。C.受液罐:车间受液罐共三个,用于加热回流或者减压浓缩后溶剂回收,其中R105A和R102B共用一台受液罐,R105B和R102B共用一台受液罐,分别位于相应冷凝器旁边。D.高位槽:用于部分加料时间需严格控制的物料上料过程。共六个,分两组,分别位于车间北侧和南侧,中心线在一条直线上,呈“一”字集中布置,整齐美观。7.2.2洁净区布置总则(1)洁净厂房设计必须做到技术先进、经济适用、可靠安全、确保质量,并符合节约能源,劳动卫生和环境保护的要求。(2)洁净厂房设计应为施工安装、维护管理、检修测试盒安全运行创造必要的条件。7.2.2.1布置的一般原则(1)厂房框架柱间距6m,厂房宽度均不超过24m,跨度均采用6m/跨,车间短边(即宽度)长为1-3跨,长度按生产规模确定,超过18m厂房均设有两个或两个以上安全入口。(2)满足产品生产工艺和空气洁净度等级的要求,一般是顺应产品流程进行布置,尽量做到人流、物流的路线短捷,设备布置紧凑,并符合有关的消防安全、卫生规定。(3)洁净室只布置产品生产所必需的工艺设备以及有空气洁净度等级要求的工序和工作室。(4)为满足产品生产工艺,宜将要求空气洁净度等级高的洁净室靠近空调机房的布置;空气洁净度等级相同的工序或工作室宜集中布置。为减少污染,洁净室内要求空气洁净度高的工序布置在上风侧,易产生污染的工艺设备布置在靠近回风口的位置或下风侧。(5)医药工业洁净厂房周围应绿化。厂区内宜减少露土面积,不应种植易散发花粉或对药品生产产生不良影响的植物。7.2.2.2洁净区布置1. 布置总说明D级洁净区内, 共有五个6米的跨度,走廊宽3米。洁净区内长30米、宽15米,面积恭维450米。D级洁净区包括:女二更、男二更、 工器具存放间、工器具清洗间、缓冲手消毒、内包材、内包装、待检室、粉碎混合区、产品储存区、脱外缓存、原料暂存、精制车间。一般洁净区为:更鞋、女一更、男一更、清洁间、洗衣整理、外包装间、空调机房、操作室、原辅料储存、原辅料暂存、物净、配电室、动力更衣室、真空机房。2. D级洁净区面积表7-3一般生产区面积与D级生产区面积名称面积/(m2)一般生产区面积215D洁净等级面积2353. 洁净区域车间布置图图7.3 D级区间布置(1)D级布置说明按照GMP要求,原料药硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦的精制、烘干、粉碎、包装车间需在D级环境要求下布置。本设计中D级生产区包括:女二更、男二更、脱外衣洗手、穿洁净服、手消毒、洁具清洗间、洁具存放间、器具清洗间、器具存放间、内包装间、产品暂存、精制离心车间。(2)动力间说明 本设计中,公用动力间包括空调机房、真空机房、配电室等。 空调机房占地面积大,其中的空调机组占地达到5*6=30m2 。 配电室是整个厂房的动力中心,负责整个车间的电力供给。本设计中,配电室尽量靠近精制机械室以及其他耗电量大的地方,布置合理。 真空机房的布置靠近供公共输送点,其来源与出处都是精良考虑便捷,减少热量损失。其他动力间的设置严格按照洁净厂房设计规范以及药物生产管理规范中的规定,经过仔细详尽考虑设计,设计合理。(3)D级洁净区人流物流说明 图7.4 D级洁净区人流、物流图 本设计中,物流进入洁净区需要进行严格的净化措施。设计中,物料统一进入储藏室,然后按照需要进行物流分配。在进入洁净区时另外又有净化间,以确保整个车间的洁净度。 人流先经过脱鞋、在经过一更并进行缓冲洗手后,进入二更再进一步缓冲消毒,已达到进入D级洁净生产区的洁净度要求。本设计中的人流物流是从不同的入口进入,然后经过不同的路线进入生产区,基本无交叉,有效防止了交叉污染。设计合理。7.2.2.3精制车间1布置说明精制车间位于D级洁净区的最东部,长15米、宽6米。主要有1个反应釜,1个脱色釜冷凝器,1个精制结晶槽,1个三合一干燥器,1个离心母液收集罐,1个乙酸乙酯配料罐,1个泵及1个脱碳过滤机。楼梯布置于车间北侧。2车间设备布置 表7-4精制车间设备布置一览表设备位号设备名称设备数量R104反应釜1E104脱色釜冷凝器1X101三合一干燥器1V123精制结晶槽2V133离心母液收集槽1V116乙酸乙酯、粗品配液罐1P107乙酸乙酯粗品进料泵1F102脱碳过滤器1A.反应釜:精制车间有1个,反应器需经常操作,因此布置在彩钢架子中,位于精制车间的北侧,搭建操作平台,便于单独管理操作。B冷凝器:有1个,由于热量负荷大,选用卧式换热器,布置在反应釜架子后面,中心线距反应釜中心线1.6米,满足安全距离,方便检修抽束。 C.三合一干燥器:使物料在一个密闭容器内完成过滤、洗涤、干燥、固体卸料全过程,避免了物料对环境的污染,也避免了环境对物料的污染,布置于精制车间的东侧靠墙,与收集罐中心线在一条线上 呈“一”字排列,布置美观。D.收集槽:有1个离心母液收集罐,1个滤液收集罐,之间间距1.5米,集中布置于精制车间东侧,中心线在一条直线上。E.结晶槽:精制车间有2个结晶槽,之间间距1.5米,集中布置于精制车间东侧靠墙,与三合一干燥器,收集罐中心线在一条直线上,呈“一”字排布。3精制车间布置图A.车间平面图包括: EL0.000平面图、EL2.500平面图共2张; 设备外形尺寸和设备编号; 设备定位尺寸和尺寸线; 操作台主要尺寸。图7.5 精制车间平面布置图图7.6 精制车间立面布置图B.车间立面图包括: 车间A-A立面图1张; 设备外形尺寸和设备编号; 设备外形尺寸及尺寸线; 操作台主要尺寸和台面相对标高。图7.7 主管平面布置图7.3管道布置方案 图7.8主管平面布置图 第八章 行政法规执行措施8.1消防设计专篇8.1.1设计依据(1)EHS标准建筑设计防火规范,GB50016;(2)建筑内部装修设计防火规范,GB50222。 8.1.2厂房防火级别认定 工艺过程中存在有多种高度易燃物质,根据建筑设计防火规范规定判断生产厂房应为乙级厂房。8.1.3消防措施 (1)设置防火防爆本项目中,控制室、配料室等均采用一级防火材料,并且在建筑建设过程中安置避雷针,以防止雷电引起的爆炸事故。(2)设置泄压有爆炸危险的厂房,应设置轻质屋盖泄压、门窗泄压及轻质外墙泄压。钢板复合的墙板和屋面板重量轻,但在一定长度内应断开搭接,以达到泄压目的。布置泄压面,应尽可能靠近爆炸位;侧面泄压应尽量避开室外设备、人员集中场所、主要道路。其泄压比值应达到建筑设计防火规范的要求。本项目中,采用轻质屋盖作为泄压设施,保持顶棚平整,避免产生死角,保持厂房上部空间通风良好。(3)采用不发火地面不发火无机材料地面,是采用不发火水泥砂浆、细石混凝土、水磨石等无机材料制成。骨料可用不含金属的石灰石、白云石等不发火材料,施工前配置成试块,进行试验,确认不发火后才能正式使用。在使用不发火混凝土制作地面时,应采用摩擦碰撞不发火材料做分格条。采用不产生火花的有机面层、彩色耐磨不发火涂料,施工周期短,易清洁,美观大方,是目前经常采用的做法。(5)消防系统 火警探测系统探测器类型主要包括可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合,可燃气体探测器,红外光束感烟探测器,缆式线型定温探测器等。根据本厂各区间的不同,分别选择不同类型的探测器。如在生产区,由于可能出现的氢气的泄漏而发生的火警,采用可燃气体探测器和感温、火焰探测器,以便一旦发生火灾警报以立即进行处理;再如控制室和计算机室,应使用缆式线型定温探测器。火灾自动报警系统火灾自动报警系统应设有自动和手动两种触发装置。火灾报警控制器容量和每一总线回路所连接的火灾探测器和控制模块或信号模块的地址编码总数,宜留有一定余量。火灾自动报警系统的设备,应采用经国家有关产品质量监督检测单位检验合格的产品。一个报警区域宜设置一台区域火灾报警控制器或一台火灾报警控制器,系统中区域火灾报警控制器或火灾报警控制器不应超过两台。区域火灾报警控制器或火灾报警控制器应设置在有人值班的房间或场所。系统中可设置消防联动控制设备。当用一台区域火灾报警控制器或一台火灾报警控制器警戒多个楼层时,应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位,设置识别着火楼层的灯光显示装置。区域火灾报警控制器或火灾报警控制器安装在墙上时,其底边距地面高度宜为1.3-1.5m,其靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m,正面操作距离不应小于1.2m。系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器;或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器。系统应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号。消防控制室内设集中报警控制器,总线联动控制盘和多线联动控制盘,显示电视安全监视系统的显示屏幕,显示消防泵、消火栓、消防水炮、水喷淋系统及其它消防系统工作状态的仪表盘,可录音受警电话总机,火灾广播设备等。消防联动系统当消防联动控制设备的控制信号和火灾探测器的报警信号在同一总线回路上传输时,宜采用金属管或经阻燃处理的硬质塑料管保护,并应敷设在不燃烧体的结构层内,且保护层厚度不宜小于30mm。消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备当采用总线编码模块控制时,还应在消防控制室设置手动直接控制装置。设置在消防控制室以外的消防联动控制设备的动作状态信号,均应在消防控制室显示。火灾应急广播控制中心报警系统应设置火灾应急广播,集中报警系统宜设置火灾应急广播。火灾应急广播扬声器的设置,应符合下列要求:民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所。每个扬声器的额定功率不应小于3W,数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。在环境噪声大于60dB 的场所设置的扬声器,在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15dB。客房设置专用扬声器时,其功率不宜小于1.0W。火灾应急广播与公共广播合用时,应符合下列要求:火灾时应能在消防控制室将火灾疏散层的扬声器和公共广播扩音机强制转入火灾应急广播状态。消防控制室应能监控用于火灾应急广播时的扩音机的工作状态,并应具有监控遥控开启扩音机和采用传声器播音的功能。床头控制柜内设有服务性音乐广播扬声器时,应有火灾应急广播功能。应设置火灾应急广播备用扩音机,其容量不应小于火灾时需同时广播的范围内火灾应急广播扬声器最大容量总和的1.5 倍。消防专用电话消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。消防控制室应设置消防专用电话总机,且宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备。自动喷水系统自动喷水系统根据国家标准GB50084-2001 中的规定,本厂生产区采用湿式自动喷水灭火系统,在建筑内部采用干式系统、预作用系统、雨淋系统、自动喷水泡沫联用系统。消火栓宜选用地上式消火栓;消火栓应沿道路敷设;消火栓距路面边不宜大于5m;距建筑物外墙不宜小于5m;地上式消火栓距城市型道路路面边不得小于0.5m;距公路型双车道路肩边不得小于0.5m,距单车道中心线不得小于3m;地上式消火栓的大口径出水口,应面向道路。消火栓的数量及位置:应按其保护半径及被保护对象的消防用水量等综合计算确定,并符合下列规定:消火栓的保护半径,不应超过120m;高压消防给水管道上的消火栓的出水量,应根据管道内的水压及消火栓出口要求的水压经计算确定,低压消防给水管道上公称直径为100mm、150mm 消火栓的出水量,可分别取15L/s、30L/s;工艺装置区、罐区,宜设公称直径150mm 的消火栓。工艺装置区的消火栓应在工艺装置四周设置,消火栓的间距不宜超过60m。当装置宽度超过120m 时,宜在装置内的道路路边增设消火栓。可燃液体罐区、液化烃罐区距罐壁15m 以内的消火栓,不应计算在该储罐可使用的数量之内。与生产或生活合用的消防给水管道上设置的消火栓,应设切断阀。当检修消火栓允许停水时,可不设。 消防给水系统系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。可由市政或企业的生产、消防给水管道供给,也可由消防水池或天然水源供给,并应确保持续喷水时间内的用水量;与生活用水合用的消防水箱和消防水池,其储水的水质,应符合饮用水标准。系统应设独立的供水泵,并应按一运一备或比例设置备用泵。系统的供水泵、稳压泵,应采用自灌式吸水方式。每组供水泵的吸水管不应少于2 根。报警阀入口前设置环状管道的系统,每组供水泵的出水管不应少于2根。供水泵的吸水管应设控制阀,出水管应设控制阀、止回阀、压力表和直径不小于65mm 的试水阀。采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,应设高位消防水箱,其储水量应符合现行有关国家标准的规定;消防水箱的供水,应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4 只喷头在最低工作压力下的10min 用水量确定。消防水箱的出水管,应符合下列规定:应设止回阀,并应与报警阀入口前管道连接,轻危险级、中危险级场所的系统,管径不应小于80mm,严重危险级和仓库危险级不应小于100mm。8.1.4 工艺过程中易燃易爆物质表8-1 易燃易爆物质一览表物质闪点易燃易爆特性九水合硫化钠未确定可燃,其蒸气与空气混合,能形成爆炸性混合物。硫磺207正常情况下燃烧缓慢,与氧化剂混合时燃烧速度剧增;与氧化剂混合可形成爆炸性混合物;遇明火、高温易发生火灾;摩擦产生的高温和明火等均可导致硫磺粉尘爆炸和火灾;一般情况下硫磺粉尘比易燃气体更易发生爆炸。附表1物质闪点易燃易爆特性氢氧化钠176-178C遇酸中和放热; 遇水放热36%精制盐酸-40C可燃,其蒸气与空气混合,能形成爆炸性混合物。乙酸乙酯7.2C易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。乙醇13C遇明火、高温、氧化剂易燃; 燃烧产生刺激烟雾乙基 锌45F1.在空气中自燃。与具有活泼氢的醇类、酸类激烈反应。遇水分解,生成氢氧化锌和乙烷。2.高度易燃液体,在空气中自燃,与水剧烈反应,应在惰性气氛中保存。甲醇11C易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。燃烧分解一氧化碳、二氧化碳。有剧毒。醋酸异丁酯71 F与空气混合可爆,遇明火、高温、氧化剂易燃; 燃烧产生刺激烟雾。5%Pb-c未确定钯碳催化剂不能暴露于空气,容易着火,所以一般是用50%的湿钯碳。加料时必须用惰性气体保护,否则和溶剂蒸汽摩擦也会引起着火。丙酮1 F空气混合可爆遇明火、高温、氧化剂易燃,产生刺激烟雾8.2环境保护专篇8.1.1总述随着医药工业的发展,三废(废气、废液及废渣)的污染和治理,已成为人们越来越关注的课题之一。 医药工业是污染较严重的部门,从原料到产品,从生产到使用,都存在着环境污染的因素。许多化学品直接危害人体和生物体的健康。处理这些污染物已成为医药生产中的关键问题。任何新建的制药厂在落实计划之前都必须做好环境保护的可行性研究。环境保护工程和主体工程应同时设计、施工和投产。对原有的企业,要按制已存在的污染物,科学治理,以达到国家规定的排放标准。与此同时,要综合利用工业废弃物变害为利,变废为宝。 在医药生产中环境保护和污染治理,主要从以下方面着手: 控制污染源; 更新有污染的产品品种; 排料封闭循环; 改进设备结构和操作; 减少或消除生产系统的泄漏; 控制排水; 回收和综合利用。8.2.2设计依据(1)中华人民共和国水污染防治法实施细则,国务院令第284号;(2)中华人民共和国固体废物污染环境防治法,2013年修订版;(3)中华人民共和国大气污染防治法,2000年修订版;(4)中华人民共和国环境保护法,2014年修订版;(5)制药工业污染防治技术政策,环境保护部令第18号。 8.2.3主要污染源(1)硫辛酸 表8-2硫辛酸工艺过程的主要污染物液体污染物氢氧化钠溶液、36%精制盐酸、乙酸乙酯、四丁基溴化铵、乙醇、氢硫酸、固体污染物无水硫酸镁、七水硫酸镁、硫磺粉、九水合硫化钠、四丁基溴化铵(2)依非韦伦表8-3依非韦伦工艺过程的主要污染物液体污染物醇类物质B、乙基 锌、氯甲酸甲酯、丙酮、环丙基乙炔锂、乙酸乙酯、环丙基乙炔、4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺、基-(三氟甲基)-苯甲醇、甲醇固体污染物生物碱A、氢氧化锂、氢氧化锌、十水硫酸钠、硫酸钠(3)缬沙坦表8-4依非韦伦工艺过程的主要污染物气体污染物氢气液体污染物醋酸异丁酯、乙酸乙酯、N-正戊酰基缬氨酸甲酯、缬沙坦、丙酮固体污染物活性炭、0.01Pd-C8.2.4处理措施(1)废气主要的排放气来自工厂管道的泄露。治理措施以预防为主,对设备定期检修,防止泄漏;治理为辅,应回收或综合利用,如不能回收或综合利用时,应采取措施使其符合排放标准。在选择废气治理方法时应避免产生二次污染。(2)废水废水系统应根据水量、水温、污染物的性质和含量,以及废水和污染物被回收利用或处理的方法,进行合理划分做到清污分流,进行循环利用或重复利用。另外,选用先进的生产工艺以减少废弃物、降低不良影响。改革工艺、提高产品得率、降低原料消耗、减少排污量是废水处理的根本途径。本工程污水主要包括生产废水(含工艺废水、洗罐废水、地面冲洗废水、循环冷却水排水等)、生活办公污水及初期雨水等,其中循环冷却水排水属于清净水,不进入中水回用处理装置,其余废水进入调节池中进行预处理。化学制药过程会用到多种有机溶剂,本设计中的有机溶剂有乙酸乙酯、乙醇、丙酮,且用量较大,所以对其进行处理时,应该考虑回收套用。图8.1废水处理PID图 (3)废渣药厂废渣是在生产过程中产生的固体、半固体或浆状废物。生产过程中,废渣的来源广泛,如脱色精制工序产生的废活性炭,废水处理产生的污泥,以及蒸馏残渣、失活的催化剂、不合格中间体和不合格产品等。废渣的处理方法一般有综合利用法、焚烧法、填土法、抛海法等方法。 (4)噪声噪声对人体的健康和安全有害,长期处于高强度的噪声环境中会损害人的听觉。强度不高的噪声,会使人心烦疲劳。噪声主要来自工厂压缩机、电机和泵等。噪音处理可采用吸声,隔音(给压缩机设单独小间等),消声等方法。因此总图布置应合理的考虑噪声源的布局,减少噪声危害。如控制噪声传播,对泵设备采用防震措施,在传播噪声的管壁、机壳上安装橡胶、沥青材料。8.2.5具体污染物处理法8.2.5.1硫辛酸第二工序主要污染物:减压浓缩阶段的只要成分是乙醇,属液体状态。危险评估:毒性分级,中毒;急性毒性,口服-大鼠 LD50: 7060 毫克/公斤,口服-小鼠 LD50: 3450 毫克/公斤;可燃性危险特性,遇明火、高温、氧化剂易燃,燃烧产生刺激烟雾; 长期大量饮酒易患酒精中毒症。治理措施:在反应中乙醇作为有机溶剂用量较大,采取减压蒸馏法回收利用。 酸化萃取阶段时水相的主要成分有:二硫化钠,硫磺,硫氢酸,四丁基溴化铵,氯化钠,氯化氢等。只要污染物是硫和氯等元素。危险评估:废水中含有硫元素,含硫废水中的硫化物有毒性、腐蚀性,并具臭味,对环境造成极大的污染,且对废水构筑物的正常运转产生很大影响,因此生产中的含硫废水必须加以妥善处理。另外,废水中含氮、氯的化合物会造成水体富营养化。治理措施:先通过中和池调节PH值,再通过氧化池处理硫化物。处理后的废水送至市政处理。干燥阶段的固体污染物有硫酸镁和七水硫酸镁。 硫酸镁危险评估:有毒。毒理学数据:小鼠皮下: LD50 645 mg/kg(小鼠皮下);小鼠腹腔:670-733mg/kg;刺激性:本品可能引起引起胃痛、呕吐、水泻、虚脱、呼吸困难、紫绀等。 七水硫酸镁危险评估:硫酸镁内服可作为轻泻剂。由于吸收缓慢和代谢迅速,一般不表现毒性。内服大剂量可使神经、肌肉麻痹,心机能衰竭。有时可引起皮肤病。治理措施:无水硫酸镁作为干燥剂,对酸化萃取的有机相进行干燥,生成七水硫酸镁。本设计将七水硫酸镁烘干成无水硫酸镁,再回收利用。节约资源避免浪费。第三工序及第四工序各个操作步骤的主要污染物污染物是乙酸乙酯。 危险评估:乙酸乙酯属中毒级。急性毒性:口服- 大鼠 LD50: 5620 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 4100 毫克/ 公斤。健康危害, 对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可引进行性麻醉作用,急性肺水肿,肝、肾损害。持续大量吸入,可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有致敏作用,因血管神经障碍而致牙龈出血;可致湿疹样皮炎。慢性影响:长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等。 本品易燃,具刺激性,具致敏性。 治理措施:有机溶剂乙酸乙酯,可采用乙酸乙酯回收机对乙酸乙酯进行回收,再套用,产生的残留物送至市政处理。8.5.4.2 依非韦伦第二工序1.减压浓缩后所得主要污染物是含环丙基乙炔锂,乙基锌,丙酮和醇类物质B的馏出液。 危险评估:(1)乙基锌:遇空气、氯气、氧化剂能自燃; 燃烧产生刺激烟雾;对水生生物有极高毒性,可能对水体环境产生长期不良影响。有损害生育能力的危险。吞食可能造成肺部损伤。蒸汽可能引起困倦和眩晕。 (2)丙酮:属于易燃液体;毒性较大,可致中毒;其急性毒性为:口服-大鼠 LD50: 5800 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: LD50:3000毫克/公斤;有关刺激数据:兔子眼睛 20 毫克,重度刺激; 兔子皮肤 395 毫克,轻度刺激;爆炸物危险特性:与空气混合可爆可燃性危险特性:遇明火、高温、氧化剂易燃, 燃烧产生刺激烟雾。 治理措施: 由于馏出液中含有大量丙酮以及有毒物质,丙酮溶液可回收,因此将馏出液送厂外回收处理馏出液送厂外回收处理。 2.萃取水相后主要污染物是液体醇类物质B和生物碱A. 危险评估:(1).醇类物质B:与空气混合形成爆炸性混合物 遇明火、高温、氧化剂易燃; 燃烧产生刺激烟雾。(2)生物碱A:大部份的生物碱对于人体有毒,但也有些能入药。主要有镇痛或麻醉的作用。 治理措施:(1)生物碱这类物质,因其结构复杂,不宜降解。通过水解法对废水进行预处理,使废水中结构复杂的大分子有机物降解转变成结构简单的小分子有机物,使其更易降解。(2)醇类物质B采用化学氧化法进行预处理。预处理后的废水排至污水处理站。 3.有机相过滤主要污染物是固体氢氧化锌和氢氧化锂。其危险性如下: (1).氢氧化锌:中毒者会出现食欲不佳、烦渴、疲倦、胸闷及压痛等,引起肝大及出现肺间质水肿,肺泡上皮破坏。空气中最高容许浓度0.5 mg/m3。 (2)氢氧化锂:类别:腐蚀物品;急性毒性:口服小鼠 LD50:200 毫克/ 公斤。 治理措施: 对于此类有毒的,具有高污染性的固体废弃物,送至有资质的单位处理。收集氢氧化锌和氢氧化锂,送至市政部门处理。 4.减压浓缩,结晶离心,真空干燥得主要污染物是液体丙酮和乙酸乙酯。 危险评估:(1)丙酮:易燃液体;毒性分级:中毒;急性毒性口服-大鼠 LD50: 5800 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: LD50:3000毫克/公斤;刺激数据眼睛-兔子20 毫克 重度; 皮肤-兔子395毫克 轻度;爆炸物危险特性与空气混合可、爆;可燃性危险特性遇明火、高温、氧化剂易燃, 燃烧产生刺激烟雾。(2)乙酸乙酯:毒性分级:中毒;急性毒性:口服-大鼠 LD50: 5620 毫克/ 公斤;口服-小鼠 LD50: 4100 毫克/ 公斤;.健康危害: 对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可引进行性麻醉作用,急性肺水肿肝、肾损害。持续大量吸入,可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有致敏作用,因血管神经障碍而致牙龈出血,;可致湿疹样皮炎。慢性影响:长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多;.燃爆危险: 本品易燃,具刺激性,具致敏性;危险特性: 易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源着火回燃。 治理措施:利用丙酮的易挥发性,回收丙酮。再通过乙酸乙酯回收机回收套用乙酸乙酯,残留物送至市政处理。 第四工序 1.萃取水相所得主要污染物为液体甲醇,氯化钠,碳酸氢钠和碳酸钠。 危险评估: (1)甲醇:有毒,可致盲。LD505628mg/kg(大鼠,经口)。急性毒性:LD505628mg/kg(大鼠经口);15800mg/kg(兔经皮);LC5082776mg/kg,4小时(大鼠吸入);亚急性和慢性毒性:大鼠吸入50mg/m3,12小时/天,3个月,在810周内可见到气管、支气管粘膜损害,大脑皮质细胞营养障碍等。生殖毒性:大鼠经口最低中毒浓度(TDL0):7500mg/kg(孕719天), (2)氯化钠:无化学毒性,但摄入过多会引起细胞脱水,严重者会导致死亡。LD50(大鼠经口):3.750.43g/kg。 (3)碳酸氢钠常温下是接近中性的极微弱的碱,其固体或水溶液加热50以上时,可转变为碳酸钠,对人具有刺激性和腐蚀性,对眼睛、皮肤及呼吸道粘膜有刺激性,引起炎症。致死量:25新鲜配制的0.1mol/L水溶 液pH值为8.3。低毒,半数致死量(大鼠,经口)4420mg/kg。 (4)碳酸钠:纯碱粉尘对皮肤、呼吸道和眼睛有刺激作用。长时间接触纯碱溶液可能出现湿疹、皮炎等。其浓溶液可引起烧伤、坏死,以至角膜浑浊。空气中纯碱粉尘最高容许浓度为2mg/m3。致死量:LD50(半数致死量)约6 g/kg(小鼠经口)。 治理措施:先通过调节池调解PH值,再通过氧化池处理甲醇,将处理后的废水送至市政处理。 第五工序 1.减压浓缩,结晶离心;减压浓缩,结晶离心再减压干燥后所得主要污染物为:甲醇和乙酸乙酯,5-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯甲醇和5-氯-(环丙基乙炔)-2-氨基-(三氟甲基)-苯甲醇依非韦伦。 危险评估: (1)甲醇:有毒,可致盲。急性毒性:LD505628mg/kg(大鼠经口);15800mg/kg(兔经皮);LC5082776mg/kg,4小时(大鼠吸入);身体危害:对中枢神经系统有麻醉作用;对视神经和视网膜有特殊选择作用,引起病变;可致代谢性酸中毒。慢性影响:神经衰弱综合征,植物神经功能失调,粘膜刺激,视力减退等。皮肤出现脱脂、皮炎等 (2)乙酸乙酯:毒性分级:中毒;急性毒性口服- 大鼠 LD50: 5620 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 4100 毫克/ 公斤;健康危害: 对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可引进行性麻醉作用,急性肺水肿,肝、肾损害。持续大量吸入,可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有致敏作用,因血管神经障碍而致牙龈出血;可致湿疹样皮炎。慢性影响:长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等;燃爆危险: 本品易燃,具刺激性,具致敏性;危险特性: 易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。 治理措施: (1)废液中甲醇的含量较少,采用氧化法处理。氯甲酸甲酯采用氧化法处理,处理后的废液送至市政处理。 (2)乙酸乙酯作为用量较大的有机溶剂,需回收套用,通过乙酸乙酯回收机回收,再套用,产生的残留物送至市政处理。8.2.5.3缬沙坦第一工序氢化反应的主要污染物为钯碳催化剂。钯碳催化剂是一种用于有机合成中的催化氢化的催化剂,需密闭存放,远离溶剂和含硫、磷的化合物。在有机溶剂中使用时必须在氮气保护下进行。过滤时滤渣不能进行干燥。 钯碳催化剂不能暴露于空气,容易着火,加料时必须用惰性气体保护,否则和溶剂蒸汽摩擦会引起着火。本项目中,钯碳催化剂要回收循环利用。第二工序减压浓缩的主要污染物为醋酸异丁酯。醋酸异丁酯是一种有机溶剂,易燃低毒,与空气混合时可爆,遇明火、高温、氧化剂易燃,燃烧产生刺激烟雾。急性毒性数据为口服-大鼠 LD50: 5800 毫克/公斤;口服-小鼠 LD50:3000毫克/公斤;刺激性数据为:眼睛-兔子20毫克;皮肤-兔子395毫克。本项目中作为用量较大的溶剂,采用有机溶剂回收机回收套用。洗涤分层的主要污染物为醋酸异丁酯与乙酸乙酯。乙酸乙酯是一种有机溶剂,毒性等级为中,对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可引进行性麻醉作用,急性肺水肿,肝、肾损害。持续大量吸入,可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有致敏作用,因血管神经障碍而致牙龈出血;可致湿疹样皮炎。长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等。本品易燃,具刺激性,具致敏性。乙酸乙酯易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸,与氧化剂接触反应强烈。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。急性毒性为口服-大鼠 LD50:5620毫克/公斤。本项目中,乙酸乙酯为用量较大的有机溶剂,采用乙酸乙酯回收机回收套用,处理后的残留物送至市政处理。第三工序减压浓缩、结晶离心、干燥的主要污染物为乙酸乙酯。乙酸乙酯才用乙酸乙酯回收机回收套用,处理后的残留物送至市政处理。第四工序脱碳过滤的主要污染物有丙酮、醋酸异丁酯、甲酯、活性炭。丙酮是一种易燃液体,与空气混合可爆,遇明火、高温、氧化剂易燃, 燃烧产生刺激烟雾。具有毒性,毒性等级为中,急性毒性数据为口服-大鼠LD50: 5800毫克/公斤,口服-小鼠LD50:3000毫克/公斤。具有刺激性,刺激性数据为眼睛-兔子20毫克,重度;皮肤-兔子395毫克,轻度。本项目中,丙酮为用量较大的有机溶剂,利用其易挥发性将其与其他有机溶剂分离,经活性炭吸附床吸附,再精馏处理后回收套用,其余残留物送至市政处理。结晶离心的主要污染物有乙酸乙酯、醋酸异丁酯和甲酯。三种有机溶剂中丙酮含量较大,可回收套用。本项目中利用丙酮的易挥发性,将其与其他有机溶剂分离,经活性炭吸附床吸附,再精馏处理后回收套用,残留物送至市政处理。干燥的主要污染物为丙酮,丙酮经经活性炭吸附床吸附,再精馏处理后回收套用。8.3劳动安全卫生专篇8.3.1设计依据(1)中华人民共和国安全生产法 2002年版;(2)药品生产质量管理规范 2011年版;(3)安全评价通则 国家安全生产监督管理局; (4)生产性粉尘作业危害程度分级 GB5817-1986。(5)安全生产许可证条例 2004.1.13国务院令第397号。8.3.2主要危害因素分析(1)生产过程中的原辅料、催化剂等存在高度易燃性物质,要注意防火、防爆措施;(2)生产中的粉尘可能造成眼部和呼吸道危害;(3)某些制药设备运行时会产生巨大的机器噪声,长期在噪声环境中工作会影响工作人员的身心健康;(4)机械振动,不仅能使设备失效,也会成为噪声的根源;(5)机械伤害。8.3.3劳动保护措施(1)防火防爆措施设置必要的泄压措施,保证厂房通风良好,采取防静电措施,车间地面采用绝缘材料紧密填实,采用防爆电机作为驱动机,保证安全。易燃易爆管线、设备在投料前用氮气置换,以排除系统中空气,防止形成爆炸性混合物。注意厂房的通风,降低作业区域可燃物的含量,持续监测空气吸入口的可燃易爆物质的含量。(2)防尘措施工艺和物料:采用不产生和少产生粉尘的工艺。限制、抑制扬尘和粉尘扩散:尽量采用密闭管道输送、密闭自动称量、密闭设备加工,以防止粉尘外逸;通过降低物料落差、适当隔绝气流、设置空间等方法抑制由于正压造成的扬尘;采用喷雾、增湿、小袋包装减少装卸、清扫过程中粉尘的产生和扩散。(3)防毒措施生产装置密闭化、管道化,尽可能负压生产,防止有毒物质泄漏、外流;设置有毒物质事故安全排放装置、自动检测报警装置、联锁事故排毒装置、事故泄漏时的解毒装置;实施防毒教育、定期检测检查、定期体检、监护作业、急性中毒及缺氧窒息抢救训练等管理措施。(4)防噪措施噪声控制采取的综合措施有合理布局,优先选用低噪声设备,采取隔音、消音、减震等措施,最大限度降低噪声污染,保证员工健康与安全。8.3.4车间安全守则8.3.4.1车间安全生产原则 (1)本车间使用的原料有易燃易爆或有强腐蚀性,需要定点存放,妥善管理;防止摩擦和撞击产生火花,药品运转保持润滑; (2)车间严禁烟火,严禁携带火种及各种易燃品进入生产区域,车间周围严禁堆放各种易燃品; (3)防止电火花产生,应对电气设备和线路定期检修,为防止静电产生火花,所有设备应接地; (4)不准在设备、机械、管理或其他生产设施和生产区域内晾晒衣物及堆放与生产无关的物品; (5)不准在工作时间内做与工作无关的事情; (6)不准未经请示动用明火,动火检修严格按有关手续办理;(7)本车间职工定期进行身体检查,禁止班前、班后8小时饮酒; (8)消防器材定点存放,人人均需掌握使用方法。8.3.4.2个人防护守则 (1)工人上岗前必须接受三次安全教育(包括消防知识、自救、保护意识)方可上岗; (2)操作人员换岗、上岗必须经过技术安全培训工作,同时进行考核后方可独立操作; (3)操作时必须穿戴工作服、手套及其他有关防护品; (4)工作服等防护用品必须经常清洁,不得穿回宿舍(家)中; (5)对原料和中间产物,禁止直接接触; (6)每班及时清理工作岗位卫生,凡有毒物品或腐蚀性原料撒落时应及时清理干净; (7)班后洗澡,防止有毒物品影响自己和他人。8.3.4.3动火规定 如需动火,由车间向保卫科提出书面申请,保卫科到现场检查,提出动火意见,车间根据提出的动火意见进行动火前准备工作: (1)动火部位及周围必须清理,易燃物品需存放到安全地点; (2)设备管道动火前需清理干净,与其他设备管道不得串通; (3)动火时,室内打开窗户,设备打开人孔,并准备好有效的消防器材; (4)动火时车间必须有专人监护,动火后必须专人检查无隐患后方可离开 。8.3.4.4安全用电 车间职工要熟悉本岗位各种电气设备的作用和操作程序,能正确使用,并能熟练掌握在生产异常情况时需采取的应急措施。8.3.4.5动力使用 (1)压料按规定压力,保护压力稳定,开启缓慢,关闭先关空压后开排气。 (2)受压容器及管道等设备,需装压力表,安全阀并经常检查灵敏度,装有防爆片的设备应按规定试压及更换。 (3)节约蒸汽,使用蒸汽设备,管道应装疏水器,蒸汽应连在回汽上。(4)用汽时慢慢打开蒸汽阀,按规定压力使用,开启时需预防烫伤,停工时必须吹尽管路的设备内积水,防止冻裂。8.4节能专篇8.4.1概述制药工业是具有多样性和高竞争性的工业,由于高度专业化和各个企业常有的商业秘密,所以只能提供的是普遍性的问题,这就需要制药企业主动思考,实践,进而研究出一套适合自身发展的工艺技术,摸索出具有各自特色的节能减排的途径、方法,从而实现经济效益、社会效益和环境效益的同步发展。一般来说,制药行业的节能减排主要从三方面着手,一是减少能源消耗,如节水、节电、废水和废渣处理再运用等方式;二是改进工艺路线,比如用低毒、低污染的原料替代高毒、高污染的原料。由于任务书中规定了药品的工艺路线,因此本设计不考虑工艺路线改进。三是加强管理,综合利用,这需要企业各部门积极配合,严格完善管理制度。 8.4.2废水、废渣的处理化学制药工艺主要是采用化学法,使有机物质或无机物质发生化学反应生成所需的合成制药。这类生产的废水中含有种类繁多的有机物、金属、废酸及废碱等。生产过程本身使用大量化学原料,但由于多步反应,原料利用率低,大部分随废水排放,不但对环境造成相当恶劣的影响,而且造成严重的资源浪费。化学制药废水的节能减排主要从物料回收和综合利用方面着手,采用新技术和先进生产设备,降低生产过程中的不必要浪费,同时对工艺用水进行净化,以再生、复用、建立无废水排放的闭路用水循环。加强管理,将节能、降耗、减能的目标分解到各个层次和岗位。对于废渣与废水的节能减排过程相似,从物料的回收和综合利用方面着手,减少不必要的浪费。8.4.3节水制药厂的用水量大,浪费现象比较严重,其中反应过程用水点设备为反应釜、真空泵、离心机;反应结束后,用水点为地面冲洗、设备清洗、滤布、洗手池、淋浴室、分析室等;公共后勤部门用水点为办公楼厕所。为减少废水的排放,减少不合理用水,清洁生产方案如下:1. 严禁用水冲地,物料洒落地面时,要求使用拖把清洁,既减少废水又可降处理负荷;2. 对洗手用的自来水阀门,加装节水板,可节水40到50;3. 反应釜夹套冷却水通过专用管道流到回水池,循环利用;4反应釜夹套冷却水用温度计测量进出水的温差,在满足生产工艺的情况下,科学地控制进出水量 ;5. 对浪费严重的设备进行更换,减少跑、冒、滴、漏现象;6. 提高水的循环利用率,变开路为闭路循环;7. 为了加强成本核算管理,对每个生产工序加装自来水表,将每个产品的用水量单独列出,准确计量每个生产工序的用水量,按照节水奖金专项考核办法进行考核;8. 对用盐水冷冻的反应釜,改用节水装置溴化锂冷冻机组;9. 离心机甩滤后的滤布由分散刷洗改为集中浸泡清洗。 8.4.4节电电能消耗约占制药企业生产成本的3一7,节电可采取以下措施:1. 办公楼、车间休息场所杜绝长明灯现象,养成随手关灯习惯。2. 反应釜上的观察灯,需要观察时开,结束后立即关闭。3. 每一工序安装电表,精确计量。4. 大型动力设备安装变频调速装置。5. 对用电量较大的机泵进行重点考核。8.4.5生产过程控制 生产过程是将原辅料反应生成产物的过程。转化率的高低,对污染的削减、成本的控制至关重要,是清洁生产的难点和重点。生产控制主要通过过程优化,从反应条件、温度、压力、原料的投加等方面进行分析。1.对每一步反应过程进行物料平衡,做到定额发料;2.加强对原料纯度的分析,做到达不到反应工艺要求的不投料,减少副产物的产生;3.对工艺改革和反应控制条件的研究,例如投料方式、搅拌方式、搅拌时间、反应温度、压力等;4.对反应所用溶媒进行回收时,应分门别类地进行,蒸馏时要严格控制时间、温度,确保回收率;5.对起催化作用的重金属,应进行工艺改革,降低单位耗用量,同时也减少进入环境的机会;6.对废弃物的母液进行提取;7.对各种有毒溶剂进行研究,看能否用无毒无害的溶剂替代;8.加强操作过程的管理,严格按规程操作。争取达到合成方法“原子经济性”原则,即尽量使参加反应过程的原子都进入最终产物,或可以被重新利用。8.4.6加强管理,减少污染 加强管理这里指两个方面,一是加强企业各项专业管理,二是加强环境保护管理。将前者称为企业车间管理和物料管理,后者称为环境管理。企业车间管理包括:激励机制;职工培训;加强监督管理;加强生产的计划管理;记录文件化。物料管理包括:物料跟踪及库存控制,防止跑、冒、滴、漏,物料经管及贮存程序等设备预防式的维修保养。环境管理包括:废物处理、处置及贮存程序,加强废物的监督管理。经调查表明:制药生产污染物的产生有13 是由于管理不严而造成跑、冒、滴、漏现象,岗位工人操作不严而造成的,因此加强企业管理,可以达到不花钱而显著降低污染排放量的目的,因此在制定环保制度时必须贯彻以强化管理为主,预防为主及谁污染谁治理的三大政策体系。第九章 GMP专篇9.1洁净区划分9.1.1 设计依据(1)洁净厂房设计规范,GB50073-2001;(2)建筑设计防火规范,GB50016-2006;(3)医药工业洁净厂房设计规范,GB50457-2008;(4)药品生产质量管理规范,2010修订版。9.1.2 洁净区平面布置原则根据GMP要求,原料药生产车间区域布局分为一般生产区、控制区和洁净区。一般生产车间是指洁净等级没有特殊要求的车间,而洁净区是有特定洁净要求的车间,本节重点介绍洁净区布置。9.1.2.1总则(1)洁净厂房设计必须做到技术先进、经济适用、可靠安全、确保质量,并应符合节约能源,劳动卫生和环境保护的要求。(2)洁净厂房设计应为施工安装、维护管理、检修测试盒安全运行创造必要的条件。9.1.2.2布置的一般原则(1)应满足产品生产工艺和空气洁净度等级的要求,一般是顺应产品流程进行布置,尽量做到人流、物流的路线短捷,设备布置紧凑,并应符合有关的消防安全、卫生规定。(2)洁净室内只布置产品生产所必需的工艺设备以及有空气洁净度等级要求的工序和工作室。(3)为满足产品生产工艺 。噪声要求的前提下,宜将要求空气洁净度等级高的洁净室靠近空调机房的布置;空气洁净度等级相同的工序或工作室宜集中布置。为减少污染,洁净室内要求空气洁净度高的工序宜布置在上风侧,易产生污染的工艺设备布置在靠近回风口的位置或下风侧。(4)医药工业洁净厂房周围应绿化。厂区内宜减少露土面积,不应种植易散发花粉或对药品生产产生不良影响的植物。9.1.2.3本设计多功能车间洁净区布置方案1. 洁净车间布置方案洁净车间分为有洁净度要求的D及洁净区和一般洁净区。本车间共有2个6米的跨度,5个6米长开间,走廊宽3米。洁净车间长30米、宽15米,面积共为450米。D级洁净区包括:女二更、男二更、 工器具存放间、工器具清洗间、缓冲手消毒、内包材、内包装、待检室、粉碎混合区、产品储存区、脱外缓存、原料暂存、精制车间。一般洁净区包括:更鞋、女一更、男一更、清洁间、洗衣整理、外包装间、空调机房、操作室、原辅料储存、原辅料暂存、物净、配电室、动力更衣室、真空机房。2.洁净区面积表7-3一般生产区面积与D级生产区面积名称面积/(m2)一般生产区面积215D洁净等级面积2353洁净区域车间布置图 图9-1 洁净车间布置 9.1.3布置说明9.1.3.1概况(1)本设计中,洁净区集中布置,空气质量要求高的车间在中心位置,靠近空调总的运输管道,为洁净度的控制提供了良好的条件。 (2)车间完全按照GMP标准要求设计,人流物流严格分开,路线短捷,有足够的作业场地,工艺布置合理、无工艺倒流及工艺交叉的工艺点,能够有效地防止交叉及污染。(3)人流先经过脱鞋、在经过一更并进行缓冲洗手后,进入二更再进一步缓冲消毒,以达到进入D级洁净生产区的洁净度要求。(4)本设计中综合各类因素,总体布局经济合理。9.1.3.2D级洁净生产区D级洁净区包括:女二更、男二更、 工器具存放间、工器具清洗间、缓冲手消毒、内包材、内包装、待检室、粉碎混合区、产品储存区、脱外缓存、原料暂存、精制车间。9.2.3.3辅助生产间洁净厂房设计规范中对洁净厂房设计的规定如下:(1)称量室宜设置在生产区内,称量室的空气洁净度等级应与使用被称量物料的医药洁净室(区)相同。(2)备料室宜靠近称量室布置,备料室的空气洁净度等级应与称量室相同。(3)设备、容器及工器具的清洗和清洗室的设置,应符合下列要求:需在医药洁净区内清洗的设备、容器及工器具,其清洗室的空气洁净度等级应与该医药洁净区相同;设备、容器及工器具洗涤后应干燥,并应在与使用该设备、容器及工器具的医药洁净室(区)相同的空气洁净度等级下存放。无菌洁净室(区)的设备、容器及工器具洗涤后应及时灭菌,灭菌后应在保持其无菌状态措施下存储;医药洁净室(区)的清洁工具洗涤和存放室不宜设置在洁净区域内。如需设置在洁净区域内时,医药洁净室(区)的空气洁净度等级应与使用清洁工具的洁净室(区)相同。无菌洁净区域内不应设置清洁工具洗涤和存放室;(4)有特殊要求的仪器应设置专门仪器室;(5)原料药中间产品质量检验对生产环境有影响时,其检验室不应设置在该生产区内。本设计特点:(1)辅助生产间包括物料净化室、清洁室、称量室、配料室、空调机室等;(2)辅助间的设计过程严格按照药品生产质量管理规范以及洁净厂房设计规范的相关规定;(3)车间的大小是按照生产的需要以及设备的大小来确定的;(4)在区域划分上,辅助生产间紧紧围绕主生产区,为主要生产提供方便。9.2.3.4 管理区(1)设计规范中规定,管理区的位置应该尽量不要出现在洁净区内部;(2)在本设计中,办公室、出纳管理师等管理间均设在洁净区外部。9.2.3.5公用动力间本设计中的公用动力间包括空调机房、真空机房、配电室等。(1)空调机房占地面积很大,其中的空调机组占地达到56=30;(2)配电室是整个厂房的动力中心,负责整个车间的电力供给。本设计中,配电室尽量靠近精制机械室以及其他耗电量大的地方,其布置合理;(3)真空机房的布置靠近供公共输送点,其来源与出处都是尽量考虑便捷减少热量损失;(4)其他动力间的设置严格按照洁净厂房设计规范以及药物生产管理规范中的规定,经过仔细详尽考虑设计,其设计合理。9.2 人流与物流9.2.1设计人流物流图图9-2 D级人流物流图9.2.2人流说明(1)医药工业洁净厂房内人员净化用室和生活用室的设置,应符合下列要求:人员净化用室应根据产品生产工艺和空气洁净度等级要求设置。不同空气洁净度等级的医药洁净室(区)的人员净化用室宜分别设置。空气洁净度等级相同的无菌洁净室(区)和非无菌洁净室(区),其人员净化用室应分别设置;人员净化用室应设置换鞋、存外衣、盥洗、消毒、更换洁净工作服、气闸等设施;厕所、淋浴室、休息室等生活用室可根据需要设置,但不得对医药洁净室(区)产生不良影响。(2)人员净化用室和生活用室的设计,应符合下列要求:人员净化用室入口处,应设置净鞋设施;存外衣和更换洁净工作服的设施应分别设置;外衣村衣柜应按设计人数每人一柜设置;盥洗室应设置洗手和消毒设施;医药洁净区域的入口处应设置气闸室,气闸室的出入门应采取防止同时被开启的措施。(3)本设计中,设有两组人员净化设施,第一组净化用于人员进入生产区,要求人员换鞋更衣,分别设置存外衣和更换洁净工作服的设施。同时进入盥洗室,进行缓冲洗手,为进入下一洁净度做好准备。第二组更衣用于进入生产洁净区,此区洁净度的要求更高,更衣室洁净度达到D级。整体人流路线短捷,避免与物流交叉。设计中过程着重考虑洁净度的要求以及便捷问题。本设计符合GMP管理规定及洁净厂房设计规范中的规定,设计合理。9.2.3 物流说明(1)设计规范中规定如下:医药洁净室(区)的原辅物料、包装材料和其他物品出入口,应设置物料净化用室和设施。进入无菌洁净室(区)的原辅物料、包装材料和其他物品,除应满足本规范的规定外,尚应在出入口设置供物料、物品灭菌用的灭菌室和灭菌设施。物料清洁室或灭菌室与医药洁净室(区)之间,应设置气闸室或传递柜。传递柜密闭性应好,并应易于清洁。两边的传递门应有防止同时被开启的措施。传递柜的尺寸和结构,应满足传递物品的大小和重量所需要求。传送至无菌洁净室(区)的传递柜应设置相应的净化设施。生产过程中产生的废弃物出口,宜单独设置专用传递设施,不宜与物料进口合用一个气闸室或传递柜。(2)本设计说明本设计中,物流进入洁净区都需要进行净化,各类原料设备进入都是如此。设计中,物料统一进入储藏室,同时进入灭菌室进行灭菌,然后按照需要进行物流分配。洁净净化区设置有传递窗,防止传送至无菌洁净室的物流被污染,在进入洁净区时另外又有净化间,为维护整个车间的洁净度做出贡献。(3)人流与物流没有交叉,设计过程中的人流物流是从不同的入口进入,然后经过不同的路线进入生产区,基本无交叉,有效防止了交叉污染。设计合理。9.3净化空调控制系统 9.3.1设计依据(1)药品生产质量管理规范,2010年修订;(2)采暖空调与空气调节设计规范,GBJ19-87;(3)医药工业洁净厂房设计规范,GB50457-2008;(4)建筑设计防火规范 ,GBJ16-87。9.3.2 设计规范按GMP的相应规范此生产车间的环境有如下要求:(1)温度与湿度主要影响产品工艺条件和细菌的繁殖条件、由操作舒适度和存贮温湿度条件带来的对产品质量的影响。为满足产品特性和工作人员的舒适度,我们取温湿度数据如下夏季:(231),455;冬季:(201),455。(2)压差不同等级洁净室之间压差大致为10 Pa,洁净区与非洁净区之间压差5 Pa,洁净区与室外压差不应10 Pa。初、中、高效过滤网压差报警设定值分别为100 Pa、200 Pa、500 Pa。(3)风量各空调机组总送风量不低于设计要求,以满足GMP对各洁净等级功能间的空气循环次数要求。根据标准医药工业洁净厂房设计规范(GB50457-2008)第514条规定:洁净室内应保证一定的新鲜空气量,其数值频取下列风量中的最大值;乱流洁净室总送风量的10%30%,层流洁净室总送风量的24%;补偿室内排风和保持室内正压值所需的新鲜空气量;保证室内每人每小时的新鲜空气量不小于40立方米。我们设定D级洁净区的新风量为20%。由此得出下面计算公式:D级,房间高度按4.5米计算,换气次数取15次/小时,新风量取20%每人最低需要面积=40立方米20%154.5米=2.96平方米生产结束后,关闭排风系统,保持送风系统低风量运行。(4)设备控制系统控制软件应根据事先确定的工作及节假日作息时间表,定时启、停送风机组,并自动记录机组的运行时间,提示按时维修。根据风量要求进行控制,输出模拟量运行状态及数字量报警信号。阀门应能承受0.4 MPa的工作压力,DN50以下阀门为螺纹连接,DN50以上阀门为法兰连接。与阀门配套的电动执行器阀芯推力1 800 N,承受介质温度1 500 ,并具有手动功能,输入、输出信号为010 V或420 mA。温度传感器的精度0.5 ,湿度传感器精度3,室内微压差传感器应具现场显示功能,滤网压差只需报警功能。9.3.3 空调系统技术方案9.3.3.1空调净化系统的设计原则空气净化系统的设计要求保证进入洁净室的空气是可控的且净化达标的;洁净室内的气流按设计方向流动,能及时排出,洁净室内人、设备及物料产生的尘粒和微生物;洁净室内的洁净环境通过相邻房间之间的气压保证不被污染。这也要求进入洁净厂房的空气须经“分级过滤、气流组织、气压控制”三大措施来保证其洁净度。(1)三级过滤空气净化系统的分级过滤系统处理步骤为:粗过滤的新风与洁净系统的回风混合后,通过洁净室空调机进行温湿度的处理,然后依次通过初效过滤器增压风机中效过滤器高效过滤器(百级洁净区高效层流前有加压风机)的流程进行空气的三级分级过滤,从而保证各洁净室进风的尘埃粒子数、微生物数符合GMP的要求,尤其对百级洁净区应达到无菌状态。(2)气流组织洁净室的气流组织史保证实现环境净化的主要措施之一,气流组织有非层流方式或层流方式两种。用高度净化的气流作为载体,把粉尘排出,叫做层流方式,并有垂直层流和水平层流两种方式。从房顶方向吹入清洁空气通过地面排出交垂直层流式,从侧壁方向刮入清洁空气,从对面侧壁排出叫水平层流式。非层流方式(乱流方式)由于换气次数的变化洁净度也随之变换。洁净度要求D级时换气次数在1525次/小时范围内;层流方式通常规定了气体流速为0.250.5米/秒。精制车间,D级洁净区采用非层流方式(乱流方式),换气次数的要求为15次/小时。9.3.3.2洁净系统风量的计算D级洁净区:换气次数n=15次/h,有效面积s= 235m2,高度为6m;(1)D级洁净区的风量计算按照公式(9-1)进行风量的计算,Q=shn m3/h (9-1)式中:n换气次数,次/h;s房间有效面积;h房间净高度,m。根据公式(9-2)可得D级洁净区的送风量为:QD级 =shn m3/h (9-2)=235615=21150 m3/h(2)空调总风量的选择根据以上计算结果,D级洁净区空调总风量取: 25000 m3/h。9.3.3.3洁净室冷热负荷的计算(1)洁净室冷负荷的计算根据经验选择夏季空调面积冷负荷指标平均按0.45kw/m2 计算洁净室夏季总冷负荷。D级洁净区的总面积235m2,夏季总冷负荷为 105.75kw。 (2)洁净室热负荷的计算根据经验选择冬季空调面积热负荷指标平均按0.15kw/m2计算洁净室冬季总热负荷。D级洁净区的总面积235m2,冬季总热负荷为35.25kw。 9.3.3.4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)初效过滤器选用滤料为WY-CP-200涤沦无纺布的初效过滤器,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)中效过滤器选用袋式中效过滤器,滤材为WZ-CP-2涤纶无纺布。主要是滤除110微米的尘埃颗粒,置于高效滤器前,风机之后,用于保护高效过滤器。(3)高效过滤器(HEPA)选用GB-01型高效滤器,滤材为超细玻璃纤维纸,主要用于滤除小于1微米的尘埃颗粒,装于净化空调通风系统末端,即高效送风口上,其滤尘效率为99.97%以上,特点是效力高、阻力大。9.3.3.5洁净式空调机的选用根据设计的风量与洁净区的选型参数:表9-2洁净区空调选型参数洁净区风量(m3/h)冷负荷(KW)热负荷(KW)D级21150105.7535.25 根据表9-2参数,选用HB-Y型洁净空调机组。9.3.3.6送回风方式本设计中,室内送风采用上送下回乱流型。送风为带压高效过滤器的扩散板口(下袋式);回风为带过滤层20可开式百叶风口,风管布置在吊顶内,送风温差4-6。空调系统的送风、回风干管,穿越楼板及防火墙设置防火调节阀,并与主风机联锁,只要系统中任一个防火调节阀(70)自行关闭的空调系统的回风机随后停止运行。9.3.3.7空调仪表 洁净区设置温度和湿度仪表,主要房间设置微压表,空调机房内设置空调风温控制仪,根据室温变化,调节冷媒(热媒)流量,从而保持室内温度要求。9.4除尘措施原料药生产过程中的粉碎工序中产生的大量粉尘飞扬在洁净区域中,此时仅靠系统排风来除尘是不太切合实际的,必须增加局部除尘过滤设施,以阻止粉尘对洁净区域的污染扩散,防止粉尘在空气中的含量达到一定浓度时可能产生的粉尘爆炸。由于原料药生产一般属于非连续性作业,只有当生产进行到粉碎工序时才有必要开启除尘设施。综上,本设计对这些岗位进行局部排风除尘,除尘器选用单机布袋式除尘器。采取该操作间的回风与除尘机的除尘排风管连锁,即在不进行粉碎操作的情况下,其风量被空调系统回风利用;但是在粉碎除尘时,回风管上的电动密闭阀自动关闭,操作间的风量被除尘风管全排。此外,设计和调节时应保证排风量和回风量大致相等,使该操作间负压的压差保持相对稳定,除尘后二次风经过过滤后排至室外,符合环保要求。9.5净化装修9.5.1人净系统9.5.1.1医药工业洁净厂房设计规范 规定进入洁净区人员规范要求:1、尽量减少进入洁净区的人数和次数。入洁净区的人员应保持工作需要的最低人数。检查和控制都要尽可能在洁净区外面进行,辅助人员尽量靠层流区域外侧,生产无关人员尽量不进入洁净区。进入无菌区人数应通过验证来确定。2、人员在进入无菌区域前应用无菌的消毒剂(如酒精)消毒双手,待消毒剂挥发干后方可进入无菌区域。3、仅用无菌工器具接触无菌物料。在处理已灭菌物料时,始终须使用无菌工器具。在每次使用期间,无菌工器具应保存在A 级环境中,保存方式应能避免污染(如放在无菌容器中)。在操作全过程中,应在必要时更换工器具。首次更衣后,应在必要时将所戴的无菌手套消毒或更换,以最大限度地降低污染的风险。人员不应以其衣着或手套的任何部位直接接触无菌产品、无菌容器、无菌密封件及关键表面。4、缓慢和小心移动。快速移动会在关键区域产生紊流。它们破坏单向流,造成超越洁净厂房设计及控制参数的不良状况。缓慢和小心移动是洁净厂房始终遵循的基本原则。动作应尽量平缓,尽量避免下蹲动作,更不应躺在地面或坐在地面上。如果因为维修不可避免这些动作时,维修后应立即更换衣服,并避免交叉污染。5、保持整个身体在单向气流通道之外。采用单向流设计是为了保护无菌设备的表面、容器-密封件以及产品。在关键区内单向流保护的破坏会增加产品污染的风险。6、用不危害产品无菌性的方式进行必要的操作。为保持无菌物料附近的无菌状态,应在适当的侧面进行操作,在垂直单向流条件下,不得在产品上游方向进行无菌操作。7、在关键区域的任何情况下,人员间应保持一段距离,人员
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