盐酸伐昔洛韦设计说明书.doc

摘 要盐酸伐昔洛韦（Valacyclovir hydrochloride）是阿昔洛韦的L-缬氨酸酯的盐酸盐，是阿昔洛韦的前体药物，为抗病毒疱疹药，口服后吸收迅速并在体内很快转化为阿昔洛韦，其抗病毒作用为阿昔洛韦所发挥。临床用于治疗水痘带状疱疹及I型、II型单纯疱疹病毒感染。设计依据于盐酸伐昔洛韦实验室合成新工艺，经过合理放大，尝试进行原料药车间工艺设计，从而实现其工业化生产。以阿昔洛韦为起始原料药，以DMF为溶剂，在缩合剂DCC的作用下，与N-CBZ-L-缬氨酸发生缩合反应，然后在钯碳的催化下，与甲酸发生氢解反应，最后经过成盐、精制得到成品。设计包括：设计依据及设计原则、产品方案、工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备计算与选型、典型设备设计、车间布置设计、劳动保护、“三废”处理及其综合利用与工程经济。设计利用办公软件Microsoft Excel进行了物料衡算、热量衡算、设备选型与计算，同时利用AutoCAD软件绘制了带控制点的工艺流程图，车间平立面布置图，工艺流程框图，搪瓷釜装配图。关键词：抗病毒疱疹药；盐酸伐昔洛韦；阿昔洛韦；车间工艺设计AbstractThe design includes: an overview of products and raw materials, process flow design, mass and energy balance, calculation and selection of equipment, workshop layout design, preliminary piping layout, labor protection and safety production and Three Wastes treatment and its conprehensive Utilization and engineering economy.In this design, office software-Microsoft Excel was used for the mass and energy balance, equipment selection and calculation. Meanwhile several diagrams were drawn with AutoCAD software including the piping and instrument diagram,workshops plane- vertical layout graph, .目 录摘 要IAbstractII第1章 产品介绍21.1 基本信息21.2 药学作用21.2.1 体内过程21.2.2 药理作用及临床应用21.2.3 不良反应21.3 药品标准21.4 药品市场情况2第 2 章 流程设计及流程概述22.1 生产原理22.2 工艺流程框图22.3 工艺流程叙述22.3.1 缩合工段工艺流程叙述22.3.2 氢解工段工艺流程叙述22.3.3 精制工段工艺流程叙述2第3章 物料衡算33.1 计算方法与原则33.1.1 物料衡算的目的33.1.2物料衡算的依据33.1.3 物料衡算基准33.1.4盐酸伐昔洛韦合成所用原料及中间体物性参数33.1.5假设或经验工艺参数33.2缩合工段物料衡算（质量单位：千克）33.2.1缩合反应釜物料衡算（质量单位：千克）33.2.2缩合物过滤的物料衡算（质量单位：kg）43.2.3减压蒸馏罐的物料衡算53.2.4重结晶工段的物料衡算53.2.5离心干燥的物料衡算63.3氢解工段的物料衡算（质量单位：kg）63.3.2压滤罐过滤的物料衡算（质量单位：kg）73.3.3重结晶工段物料衡算（质量单位：kg）83.3.4离心干燥物料衡算83.5精制工段的物料衡算（质量单位均为：kg）93.5.2离心干燥的物料衡算10第4章 能量衡算104.1 计算方法与原则104.1.1 能量衡算的目的及意义104.1.2能量衡算的依据及必要条件104.1.3能量衡算基准124.1.4所用原料比热的推算124.1.5各种物质燃烧热的估算164.1.6某些物质溶解热的估算方法174.2缩合反应工段的能量衡算（能量单位：KJ）184.3减压蒸馏罐的能量衡算（能量单位：KJ）214.4缩合物重结晶工段的能量衡算（能量单位：KJ）234.5氢解反应釜的能量衡算（能量单位：KJ）244.6氢解工段重结晶的能量衡算（能量单位：KJ）264.7精制工段回流反应釜的能量衡算（能量单位：KJ）28第5章 设备选型与计算305.1 选型方法和原理305.1.1 设备选型的目的305.1.2设备选型的依据305.1.3 设备选型基准305.1.4主要岗位的操作周期305.2常规设备的选型325.2.1缩合反应釜的选型计算公式325.2.2 DMF蒸馏釜的选型计算公式335.2.3缩合工段，重结晶反应釜的选型计算355.2.4氢解反应釜的选型计算365.2.3氢解工段，重结晶反应釜的选型计算385.2.4精制工段，回流反应釜的选型计算395.2.4 乙醇回收蒸馏反应釜的选型计算415.2.4 流体定性温度、物性以及列管式换热器形式选择435.2.5 主要工艺及结构基本参数的计算445.2.6 换热器主要构件尺寸及接管尺寸的确定48第1章 产品介绍1.1 基本信息产品名称：盐酸伐昔洛韦（又名：盐酸万乃洛韦）拼音名：yansuanfaxiluowei英文名：Valaciclovir HydrochlorideIPUAC名：L-缬氨酸-2-（6-氧代-2-氨基-1，6-二 氢- 9H -嘌呤-9-基）甲氧基乙基酯盐酸盐分子量：360.80分子式：C13H20N6O4HCL结构式：类别：原料药、解热镇痛类原料药。 质量标准：中国药典2005版 理化性质：本品为白色或类白色结晶性粉末；无臭，味微苦；有引湿性。 本品在水中易溶，在甲醇中微溶，在乙醇中极微溶解，在三氯甲烷中不溶。 1.2 药学作用1.2.1 体内过程 口服易吸收，血中阿昔洛韦达峰时间为0.881.75小时。 口服生物利用度为6713%，是阿昔洛韦的35倍。本品进入体内后广泛分布，可分布 至多种组织中，其中胃、小肠、肾、肝、淋巴结和皮肤组织中浓度最高，脑组织中的浓 度最低。本品在体内全部转化为阿昔洛韦，代谢物主要从尿中排除，其中阿昔洛韦占46% 59%，8-羟基-9-鸟嘌呤占25%30%，9-羟基甲氧基鸟嘌呤占11%12%。阿昔洛韦原形为单相消除，血消除半衰期（t1/2）为2.860.39小时。1.2.2 药理作用及临床应用本品是阿昔洛韦的前体药物，口服后吸收迅速并在体内很快转化为阿昔洛韦，其抗病毒作用为阿昔洛韦所发挥，阿昔洛韦进入疱疹感染细胞之后，与脱氧核昔竞争病毒胸腺嘧啶激酶或细胞激酶，药物被磷酸化成活化型无环鸟昔三磷酸酷，作为病毒复制的底物与脱氧鸟嘌呤三磷酸酯竞争病毒DNA多聚酶，从而抑制了病毒DNA合成，显示抗病毒作甩。本品体内的抗病毒活性优于阿昔洛韦，对单纯性疱疹病毒I型和II型的治疗指数分别比阿昔洛韦高42.91和 30.13%0对水痘带状疱疹病毒也有很高的疗效，对哺乳动物宿主细胞的毒性很低。大鼠和小鼠灌胃给药的LD50分别为4.4g/kg和1.51 g/kg o由于本品在体内很快转化为阿昔洛韦，其代谢物在体内没有蓄积现象。在不同阶段的长期毒性试验中，本品与阿昔洛韦具有相同的安全性。 1.2.3 不良反应 偶有头晕、头痛、关节痛、恶心、呕吐、腹泻、胃部不适、食欲减退、口渴、白细胞下降、蛋白尿及尿素氮轻度升高、皮肤瘙痒等，长程给药偶见痤疮、失眠、月经紊乱。1.3 药品标准（1）鉴别：（1）在含量测定项下记录的色谱图中，供试品溶液主峰的保留时间应与对照品溶液主峰的保留时间一致。 （2）本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱（光谱集1013图）一致。 （3）本品的水溶液显氯化物的鉴别反应（附录）。（2）检查：酸度 取本品0.10g，加水10ml溶解后，依法测定（附录 H），pH值应为4.0-6.0。 有关物质 取阿昔洛韦对照品约15mg，精密称定，置250ml量瓶中，加0.1mol/L氢氧化钠溶液5ml溶解，加水稀释至刻度，摇匀；精密量取1ml，置200ml量瓶中，精密加人含量测定项下的供试品溶液1ml，加流动相稀释至刻度，作为对照溶液，照含量测定项下的色谱条件，取20l注入液相色谱仪，调节检测灵敏度，使伐昔洛韦峰的峰高为满量程的20%-25%。再精密量取含量测定项下供试品溶液与对照溶液各20l，分别注入液相色谱仪，记录色谱图至伐昔洛韦峰保留时间的2倍，供试品溶液色谱图中如有与阿昔洛韦峰保留时间相同的峰，按外标法计算，含阿昔洛韦不得过1.5%；其他各杂质峰面积的和不得过对照溶液中伐昔洛韦峰面积。 水分 取本品，照水分测定法，含水分不得过8.0%。 炽灼残渣 取本品，依法检查，遗留残渣不得过0.1%。 重金属 取炽灼残渣项下遗留的残渣，依法检查，含重金属不得过百万分之二十。(3)含量测定：照高效液相色谱法（附录 D）测定。 色谱条件与系统适用性试验 用十八烷基硅烷缝合硅胶为填充剂；甲醇-0.02mol/L磷酸二氢钾溶液（20:80）为流动相；检测波长为251nm取有关物质项下的对照品溶液20l注入液相色谱仪，进行测试。伐昔洛韦峰与阿昔洛韦峰的分离度应符合要求。 测定法 取本品约50mg，精密称定，置100ml量瓶中，用0.02mol/L磷酸二氢钾溶液溶解并稀释至刻度，摇匀；精密量取适量，用流动相稀释成每1ml中约含20g的溶液，精密量取20l注入液相色谱仪，记录色谱图。另取盐酸伐昔洛韦对照品，同法测定。按外标法以峰面积计算，即得。(4)类别：抗病毒药。(5)贮藏：密封保存(6)制剂:（1）盐酸伐昔洛韦片，（2）盐酸伐昔洛韦胶囊1.4 药品市场情况盐酸伐昔洛韦是阿昔洛韦的前体药物，研究成功后于1995年1月在英国和爱尔兰上市，商品名Valtrex。美国FDA 1996年批准上市。国内产品亦于1996年上市。是一种抗疱疹病毒药。广泛用于治疗水痘带状疱疹及型、型单纯疱疹病毒感染，包括初发和复发的生殖器疱疹病毒感染。在中国境内通过GMP认证的生产厂家有25家，通过FDA认证的盐酸伐昔洛韦生产厂家有12家。第 2 章 流程设计及流程概述2.1 生产原理用阿昔洛韦（I）加上N - CBZ - L -缬氨酸（II）在DCC和DMAP的存在下生成N-CBZ-L-缬氨酸-阿昔洛韦，然后在Pd / C催化下用甲酸或氢气加氢得到伐昔洛韦，目前国内生产一般都用此路线，工艺相对稳定，但PdC用量大，成本较高，且需耐压设备。合成路线如图(2.1) 图(2.1)2.2 工艺流程框图(见附件) 2.3 工艺流程叙述2.3.1 缩合工段工艺流程叙述（1）配料：将N-CBZ-L-缬氨酸和4-（二甲氢基）吡啶按照投料比溶解在N-N-二甲基甲酰胺中。（2）缩合反应：向反应釜（）中加入阿昔洛韦和1，3-二环己基碳二亚胺，反应在常温下进行，不需要加热。反应12小时后按投料比加入水终止反应。（3）过滤后浓缩：反应终止后，将反应釜中物料放出，在压滤过滤罐中过滤，滤渣回收，滤液在减压蒸馏罐中减压蒸馏，回收DMF，回收完成后剩余滤液留待下一步反应。（4）重结晶：取浓缩后的滤液，按投料比加入甲醇，加热到所有固体全部溶解。持续搅拌降温直到温度降到-10.保持低温过夜。 （5）过滤干燥：重结晶完成后过滤，滤液回收处理，滤饼真空干燥后得到N-CBZ-L-缬氨酸-阿昔洛韦。2.3.2 氢解工段工艺流程叙述（1）氢解反应：甲酸和水按投料比加入氢解反应釜中为混合溶媒，加入干燥的N-CBZ-L-缬氨酸-阿昔洛韦、加入5%钯碳，室温搅拌，不断有气体冒出，TLC监测反应到原料反应完毕，大约3小时。待探测仪完成后按投料比加入浓盐酸，酸化，搅拌0.5小时。（2）过滤后重结晶：酸化完成后的反应液在压滤过滤罐中过滤，滤渣回收处理，滤液中按投料比加入异丙醇。冷却到-5，搅拌过夜。（3）离心干燥：重结晶后过滤，得到白色固体即盐酸伐昔洛韦粗品。固体干燥。2.3.3 精制工段工艺流程叙述（1）回流反应：将盐酸伐昔洛韦粗品与适量乙醇一起回流搅拌1小时，然后在室温下搅拌0.5小时，得到悬浮液。（2）过滤干燥：悬浮液通过反应釜下部放到离心机中离心。滤液通过泵打到蒸馏罐中，蒸馏回收乙醇，滤饼干燥得到盐酸伐昔洛韦，经HPLC检测合格后产品送至成品库。第3章 物料衡算3.1 计算方法与原则3.1.1 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，在图中一般以椭园框表示化工过程及设备，用线条表示物料管线及公用系统管线，用方框表示物料。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。3.1.2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。本设计中物料衡算部分中的物料组成、含量及投料比主要取自专利文献有关盐酸丙怕他莫的合成工艺。3.1.3 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。本设计中，成品中盐酸伐昔洛韦的含量为：98%表3-1 工艺要求年产量（吨）年工作日（天）日产实际精品量（kg）日产理论精品量（kg）170330504.85888.353.1.4盐酸伐昔洛韦合成所用原料及中间体物性参数表3-2 物性数据物料纯度密度投料比（以阿昔洛韦为基准物）摩尔质量缬氨酸95.80%1.55 251.28DMF99.50%0.944514.17 DCC99%2.50 206.33甲醇99%0.7910.7932.04阿昔洛韦98%1.00 225.21水100%10.50 18.02DMAP99%0.10 122.17缬氨酸-阿昔洛韦458.47DCU224.34盐酸伐昔洛韦98%360.8缬氨酸-阿昔洛韦96%1458.47甲酸98%1.223.6646.03水100%1318.02钯碳5%0.2浓盐酸38%1.051.0536.46异丙醇99.80%0.78523.5560.013.1.5假设或经验工艺参数表4-3 假设工艺参数名称数值年产量/kg170000成品含量99%盐酸伐昔洛韦总收率56.83%缩合反应率93.44%缩合反应第一次过滤100%离心干燥96.53%缩合工段总收率90.20%氢解工段反应率92.35%氢解工段第一次过滤100%离心干燥75.80%氢解工段总收率70.00%精致工段收率90%工作日/天3303.2缩合工段物料衡算（质量单位：千克）3.2.1缩合反应釜物料衡算（质量单位：千克）(1)进料量阿昔洛韦每日纯品投料量99%阿昔洛韦原料的实际日投料量其中，杂质的量4-(二甲氨基）吡啶每日纯品投料量 99% 4-（二甲氨基）吡啶原料的实际日投料量其中，杂质的量DMF纯品投料量99.5%DMF原料的实际日投料量其中，杂质的量N-CBZ-缬氨酸每日纯品投料量 99% N-CBZ-缬氨酸原料的实际日投料量其中，杂质的量99%DCC每日纯品投料量99%DCC实际日投料量其中，杂质的量进料物质汇总表如下：表3-4 进料量进料物质投料量（kg） 阿昔洛韦554.494-(二甲氨基）吡啶55.45 DMF7857.12 N-CBZ-缬氨酸859.46 DCC1386.22水量277.24杂质总量97.32总进料量11087.3 (2)出料量 根据工艺要求，该步反应转化率为93.44%阿昔洛韦的反应量未反应的阿昔洛韦的量缬氨酸-阿昔洛韦的生成量N-CBZ-缬氨酸的反应量未反应N-CBZ-缬氨酸的量DCC的反应量未反应DCC的量缩合反应产物的产量DCU产物的产量(3)出料物质汇总表如下表3-5 出料量出料物质投料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76未参与反应的N-CBZ-缬氨酸281.364-(二甲氨基）吡啶55.45未参与反应的阿昔洛韦36.37DMF7857.12未反应的 DCC911.56DCU516.12水量277.24副产品及其他杂质97.32总量11087.33.2.2缩合物过滤的物料衡算（质量单位：kg）(1)进料量过滤进料量=上一步缩合反应出料量=11087.3其中，总杂质的量=97.32进料物质汇总表：表3-6 进料量出料物质投料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76未参与反应的N-CBZ-缬氨酸281.364-(二甲氨基）吡啶55.45未参与反应的阿昔洛韦36.37DMF7857.12未反应的 DCC911.56DCU516.12水量277.24副产品及其他杂质97.32总量11087.3(2)出料量根据工艺要求，该步操作收率为100%过滤后缩合反应物的量=缩合反应物该步收率=1054.76100%=1054.76过滤阶段假设如下表：缩合工段过滤废渣占总投料量的质量比35%缩合工段假设物质在滤饼中的含量滤饼（%） N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦0未参与反应的N-CBZ-缬氨酸5.4% 4-(二甲氨基）吡啶1.0% 未参与反应的阿昔洛韦0.6% DMF52.0% 未反应的DCC20.5%DCU13.0% 水量5.0%副产品及其他杂质2.5%滤饼量过滤后滤液量出料物质汇总表：滤饼：出料物质 出料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦0.00 未参与反应的N-CBZ-缬氨酸209.55 4-(二甲氨基）吡啶38.80 未参与反应的阿昔洛韦23.28 DMF2017.89 未反应DCC795.51DCU504.47 水量194.03副产品及其他杂质97.01总量3880.54滤液：出料物质出料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76 未参与反应的N-CBZ-缬氨酸71.81 4-(二甲氨基）吡啶16.65 未参与反应的阿昔洛韦13.09 DMF5839.23 未反应的DCC116.05 DCU11.65 水量83.21副产品及其他杂质0.31总量7206.763.2.3减压蒸馏罐的物料衡算(1)进料量粗品投料量=上一步滤液出料量=7206.76蒸馏进料物质总汇表蒸馏进料物质出料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76 未参与反应的N-CBZ-缬氨酸71.81 4-(二甲氨基）吡啶16.65 未参与反应的阿昔洛韦13.09 DMF5839.23 未反应的DCC116.05 DCU11.65 水量83.21副产品及其他杂质0.31总量7206.76 (2)出料量根据工艺要求，该步操作收率为100%蒸馏工段假设蒸出水占总量质量分数1.10%蒸出DMF占总量质量分数80.00%蒸出水量=总量蒸出水占总量质量分数 =7206.761.10% =79.27蒸出DMF量=总量蒸出DMF占总量质量分数 =7206.7680.00% =5765.41蒸馏出料物质总汇表蒸馏：出料物质出料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76 未参与反应的N-CBZ-缬氨酸71.81 4-(二甲氨基）吡啶16.65 未参与反应的阿昔洛韦13.09 DMF73.82 未反应的DCC116.05 DCU11.65 水量3.94副产品及其他杂质0.31 蒸馏之后总量1362.08 3.2.4重结晶工段的物料衡算(1)进料量进料量=上一步总出料量=1362.08甲醇投料量(纯)=阿昔洛韦理论纯投料量投料比 =554.490.79 =438.05甲醇实际每日投料量=甲醇投料量(纯)/纯度 =438.05/0.99 =442.47杂质量=甲醇实际每日投料量-甲醇投料量(纯) =442.47-438.05 =4.42总进料量=上步蒸馏之后总量+甲醇投料量=1327.29+429.50 =1756.79重结晶进料物质总汇表:重结晶：进料物质进料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76 未参与反应的N-CBZ-缬氨酸71.81 4-(二甲氨基）吡啶16.65 未参与反应的阿昔洛韦13.09 DMF73.82 未反应的DCC116.05 DCU11.65 水量3.94 甲醇442.47 副产品及其他杂质4.73 总量1708.97 (2)出料量根据工艺要求，该步操作收率为100%出料量=总进料量=1708.97重结晶出料物质总汇表重结晶：出料物质进料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76 未参与反应的N-CBZ-缬氨酸71.81 4-(二甲氨基）吡啶16.65 未参与反应的阿昔洛韦13.09 DMF73.82 未反应的DCC116.05 DCU11.65 水量3.94 甲醇442.47 副产品及其他杂质4.73 总量1708.97 3.2.5离心干燥的物料衡算(1)进料量总进料量=上一步重结晶出料量=1708.97离心干燥进料物质总汇表离心干燥：进料物质进料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1054.76 未参与反应的N-CBZ-缬氨酸71.81 4-(二甲氨基）吡啶16.65 未参与反应的阿昔洛韦13.09 DMF73.82 未反应的DCC116.05 DCU11.65 水量3.94 甲醇442.47 副产品及其他杂质4.73 总量1708.97 (2)出料量根据工艺要求，该步操作收率为95% 假设N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦纯度为96.53%，离心除去液体量占离心液质量系数为46.44%N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦晶体量= N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦该步收率 =1054.7696.53% =1018.16杂质量= N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦晶体量5%95% =1018.163.47%96.53% =36.60滤液量=离心液总量离心除去液体量占离心液质量系数 =1708.9746.44% =793.64总出料量= N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦晶体量+杂质量+滤液量 =1018.16+36.60+793.64 =1848.4离心干燥出料物质总汇表离心：出料物质出料量（kg）N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦1018.16 杂质36.60滤液793.64离心后固体总量1054.76 3.3氢解工段的物料衡算（质量单位：kg）3.3.1氢解反应工段的物料衡算(1)进料量进料量=上步离心后固体总量=1054.76其中：N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）=1018.16 进料杂质=36.60甲酸实际投料量= N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦投料比 =1054.763.66 =3860.42甲酸纯品投料量=甲酸实际投料量甲酸纯度 =3860.4298% =3783.21甲酸杂质=甲酸实际投料量-甲酸投料量（纯） =3860.42-3783.21 =77.21水投料量= N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦实际投料量投料比纯度 =1054.763100% =3164.285%钯碳投料量=N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦实际投料量投料比 =1054.760.2 =210.95浓盐酸实际投料量=N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦实际投料量投料比 =1054.761.05 =1107.50浓盐酸纯品投料量=浓盐酸实际投料量）纯度 =1107.5038% =420.85浓盐酸含水杂质=浓盐酸投料量-浓盐酸投料量(纯品） =1107.50-420.85 =686.65总投料量=上步离心后固体总量+甲酸实际投料量+水投料量+5%钯碳投料量+浓盐酸投料量 =1054.76+3860.42+3164.28+210.95+1107.50 =9397.91总杂质量=进料杂质+甲酸杂质 =36.60+77.21 =113.81进料物质总汇表进料物质质量 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）1018.16甲酸3783.21水3850.935%钯碳210.95盐酸420.85杂质113.81总量9397.91(2)出料量根据工艺要求，该步反应转化率为92.35%盐酸伐昔洛韦（纯）= N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）量N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦分子量盐酸伐昔洛韦分子量氢解收率 =1018.16458.47360.892.35% =739.96未反应的 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦= N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）量(1-氢解收率) =1018.16(1-92.35%) =77.89产生的CO2的量消耗的甲酸量剩余的甲酸量=3783.21-94.40=3688.81消耗的盐酸剩余的盐酸=420.85-74.78=346.07产生的甲苯量=盐酸伐昔洛韦（纯）/盐酸伐昔洛韦分子量甲苯分子量 =739.96360.892 =188.68出料物质总汇表出料物质质量盐酸伐昔洛韦（纯）739.96 未反应的N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦77.89 未反应的甲酸3688.81 水3850.93 5%钯碳210.95 未反应的盐酸346.07杂质113.81甲苯188.68 产生CO2180.48 总量9397.583.3.2压滤罐过滤的物料衡算（质量单位：kg）(1)进料量 接上步出料量（除去CO2)=9217.1进料物质总汇表：出料物质质量盐酸伐昔洛韦（纯）739.96 未反应的N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦77.89 未反应的甲酸3688.81 水3850.93 5%钯碳210.95 未反应的盐酸346.07杂质113.81甲苯188.68 总量9217.1（2）出料量根据工艺要求，该步操作收率为100% 过滤假设如下氢解工段压滤罐过滤滤饼占总量质量分数为20%氢解工段过滤假设物质占滤饼的质量分数滤饼（%）盐酸伐昔洛韦（纯）0 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）4%甲酸20%水20%5%钯碳9%盐酸12%杂质3%甲苯4%滤饼量=总量过滤滤饼占总量质量分数 =9217.10.2 =1843.42滤饼中成分如下表滤饼成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）0 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）73.74 甲酸368.68 水368.68 5%钯碳165.91 盐酸 221.21杂质55.30 甲苯73.74 总量1327.26 滤液量=总进料量-滤饼量 =9217.1-1327.26 =7889.84滤液中成分如下表滤液成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）739.96 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）4.15 甲酸3320.13 水3482.25 5%钯碳45.04盐酸124.86杂质58.51甲苯114.94 总量7889.84 3.3.3重结晶工段物料衡算（质量单位：kg） (1)进料量进料量=上步滤液量=7889.84异丙醇投料量（纯）=N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）投料比 =1018.1623.55 =23977.67异丙醇实际投料量=异丙醇投料量（纯）含量 =23977.6799.8% =24025.72异丙醇杂质=异丙醇实际投料量-异丙醇投料量（纯） =24025.72-23977.67 =48.05重结晶工段物料汇总表重结晶物料质量异丙醇23977.67盐酸伐昔洛韦（纯）739.96 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）4.15 甲酸3320.13 水3482.25 5%钯碳45.04盐酸124.86杂质106.56甲苯114.94 总量31915.56（2）出料量 根据工艺要求，该步操作收率为100% 出料量=上步进料总量=31915.56 出料物质汇总表重结晶出料物料质量异丙醇23977.67盐酸伐昔洛韦（纯）739.96 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）4.15 甲酸3320.13 水3482.25 5%钯碳45.04盐酸124.86杂质106.56甲苯114.94 总量31915.563.3.4离心干燥物料衡算(1)进料量总进料量=上一步总出料量=31915.56离心干燥进料成分汇总重结晶物料质量异丙醇23977.67盐酸伐昔洛韦（纯）739.96 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）4.15 甲酸3320.13 水3482.25 5%钯碳45.04盐酸124.86杂质106.56甲苯114.94 总量31915.56(2)出料量根据工艺要求，该步操作收率为75.80%假设：离心固体体量占总量质量分数为1.8%氢解离心干燥假设滤饼占总量的质量分数1.80%物质占固体物料的质量分数数值盐酸伐昔洛韦（纯）96.78% N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）0.20%甲酸0.00%水0.00%5%钯碳1.89%盐酸0.00%杂质1.13%异丙醇0.00%甲苯0.00%总量100.00%盐酸伐昔洛韦量=上步盐酸伐昔洛韦该步收率 =739.960.7580 =560.89离心干燥成分汇总表离心干燥出料成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）560.89 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）1.13 甲酸0.00 水0.00 5%钯碳10.95 盐酸0.00 杂质1.51甲苯0.00 异丙醇0.00 总量574.48 离心干燥滤液成分汇总表离心干燥滤液成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）179.07 N-CBZ-缬氨酸-阿昔洛韦（纯）3.02甲酸3320.13水3482.25 5%钯碳34.09 盐酸124.86 杂质105.05 异丙醇23977.67 甲苯114.94总量3134.08 3.5精制工段的物料衡算（质量单位均为：kg）3.5.1.回流反应釜的物料衡算(1)进料量粗品投料量=上一步重结晶固体出料量=574.48 其中：盐酸伐昔洛韦（纯）量为560.89 其余全部归为杂质，总量为13.59乙醇投料量实际投料量= 盐酸伐昔洛韦量粗品量投料比 =574.4839.45 =22663.24乙醇纯品投料量=乙醇实际投料量乙醇纯度 =22663.2499.8% =22617.91乙醇所含杂质水=乙醇实际投料量-乙醇投料量（纯） =22663.24-22617.91 =45.33总投料量=粗品投料量+乙醇实际投料量 =574.48 +22663.24 =23237.72进料物质汇总表如下回流反应釜进料成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）560.89 乙醇（纯）22617.91 乙醇杂质水45.33 盐酸伐昔洛韦（杂质）13.59总量23237.72 (2)回流出料量 根据工艺要求，该步操作收率为100%回流总出料量=总进料量=23237.72出料物质汇总表如下：回流反应釜进料成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）560.89 乙醇（纯）22617.91 乙醇杂质水45.33 盐酸伐昔洛韦（杂质）13.59总量23237.72 3.5.2离心干燥的物料衡算(1)进料量总进料量=上一步总出料量=23237.72回流反应釜进料成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）560.89 乙醇（纯）22617.91 乙醇杂质水45.33 盐酸伐昔洛韦（杂质）13.59总量23237.72 (2)出料量根据工艺要求，离心干燥该工段收率为90%假设：精制工段离心除去液体量占离心液质量系数为95%离心干燥后盐酸伐昔洛韦（纯）量=盐酸伐昔洛韦量*该步收率 =560.8990% =504.80离心滤液量=总量 精制工段离心除去液体量占离心液质量系数 =23237.7295% =22075.83剩余杂质量=总杂质量-离心滤液中杂质量 =13.59-3.29 =10.3盐酸伐昔洛韦纯度=酸伐昔洛韦（纯）量（酸伐昔洛韦（纯）量+剩余杂质量） =504.80（504.80+10.3） =98%出料物质总汇表离心干燥出料成分质量盐酸伐昔洛韦（纯）504.80固体杂质10.3 除去滤液22075.83 离心后含液体量64679 第4章 能量衡算4.1 计算方法与原则4.1.1 能量衡算的目的及意义（1）在过程设计中，可以决定过程所需要的能量，从而计算出生产过程能耗指标，以便对工艺设计的多种方案进行比较，选定先进的生产工艺。（2）其数据是设备选型与计算的依据。（3）是组织、管理、生产、经济核算和最优化的基础。4.1.2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Q1+ Q2+Q3=Q4+Q5+Q6其中：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，KJ（放热为正，吸热为负）Q4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，KJQ1（Q4）=mct（KJ）m 输入或输出设备的物料质量，kgc物料的平均比热容，KJ/(kg) t物料的温度Q5=MC(t2-t1)KJM设备各部件的质量，kgC设备各部件的比热容，KJ/(kg)t1设备各部件的初始温度，t2设备各部件的最终温度，Q5+Q6=5%10%Q总(2) 有机化合物的比热容公式Cpnici/M式中 M化合物的摩尔质量,kg/kmol； ni分子中i种基团的个数； cii种基团的摩尔热容，J/(mol)。用标准燃烧热求化学反应热QrQr（Qc)反应物（Qc)产物 KJ/mol且规定正值表示放热，负值表示吸热。（3）用卡拉奇法估算有机物质的燃烧热Qc109.07n109.07（4CHP)式中