年产50t吲哚美辛的生产设计设计说明书

1、摘要0弓躲美辛英文名为：Indomethacin。又名：抗炎11引嗥酸，为非笛体抗炎药，具有 抑制环氧酶的作用致使前列腺素的合成减少以达到抗炎、镇痛、解热作用。制止炎症组 织痛觉神经冲动的形成，抑制炎性反应。至于解热作用，由于作用于 下视丘体温调节中 枢，引起外周血管扩张及出汗，使散热增加。综合考虑原料药来源，反应条件，反应收率，经济合理性中间产物污染性，目标产 物纯度等多个条件，找到一条最佳的反应路线，制定合理的工业生产工艺流程。本文是 以对甲氧基苯月券和乙醛为初始原料经过多步反应合成a引嗥美辛的，各步的收率在80%以 上。本设计为年产50吨呵嗥美辛的生产车间工艺设计，主要包括产品的最佳合成

2、路 线、工艺流程的设计及工艺流程图、生产过程的物料衡算、厂区平面设计图、车间设备 布责图、主要设备图等的绘制，最后是毕业设计说明书。关键词:同嗥美辛抗炎镇痛合成方法工艺流程资料.AbstractI ndomethaci n En gl i sh no me: I n domethaci n. Al so known as: Ant i-i nf Iammatory i n dole acid, non-steroidal an t i - i nfIamm otory drugs inhibit cyclooxygenose roIe i n caus i ng decreased prost

3、ag Ic i nd i n synthes i s i n order to ach i eve ant i-i nfIammatoryz ana Iges i c and ant i pyret ic effects - Suppress ion of i nfIommotory t i ssue poin nerve impuIsest inhibit the infIammotory response. As for the antipyretic effect, because acting on the hypothaIamus thermoreguIatory center, c

4、aus i ng per i pheraI vasod iIatat i on and sweat i ng, heat d i ss i pat i on i n creases. Consider ing the source of drug substances, the reaction conditions, the reaction yield, economic rational ity intermediate pollution, ond the target product pur ity and many other cond it i ons, to f i nd on

5、 optimum react i on route to deveI op a reasonabIe i n dustr i a I product i on process. Thi s art icIe i s based on methoxyphenyIhydrozi ne and acetaIdehyde as start i ng mot erials through multi-step react ion of i ndomethac in, each step yields above 80% The des i gn for the onnua I product ion c

6、apac ity of 50 tons of i ndomethaci n production plant process design, including the products of the best synthetic route, process design ond process fIow d iagrams, process mater ia I ba lance, graphic desig n foctory. workshop equipment layout maps, d iagrams and other major equi pment drawi ngr a

7、nd find ly graduated from the design specification.Keywords:in domethaci n;Anti-infIammatory ono Igesic;Synthesi s; Process第一章概论非笛体抗炎药（Nonsteroidol Ant i inf Iommotory Drugs, NSAIDs）是一类不含有笛体结构的抗炎药，NSAIDs自阿司匹林于1898年首次合成后，100多年来已有百余种上千个品牌上市。该类药物具有抗炎、抗风湿、止痛、退热和抗凝血等 作用，在临床上广泛用于骨关节炎、类风湿性关节炎、多种发热和各种疼痛症状的缓

8、 解。近几年的研究发现，非笛体类抗炎药（NSAID）有与抗炎作用无关的抗肿瘤功能。长 期使用阿司匹林或其他NSAID可降低结直肠癌、食管癌、胃癌、胰腺癌等消化道肿瘤的发 病率，提示NSAID有一定的抗消化道肿瘤作用。同时，它也很有可能在其他肿瘤的前期病 变过程中发挥有益的阻断、逆转或预防作用。从阿司匹林的首度问世，到20世纪40年代起抗炎药物的研究和开发得到 迅速发展,对引嗥乙酸类衍生物生物进行了研究，从30多个呵嗥类衍生物中发 现了同嗥美辛，1引嗥美辛于1963年由默克大药厂（Merck&Co., Inc.）研发推 出，1965年被美国食品药品监督管理局允许投放于美国市场。1971年，约翰范

9、 恩（1927年-2004年）解释出其作为非笛体抗炎药是抑制环氧酶（C0X）的作用机理。现在除日本Merck公司以外还有几十家公司销售此药，除胶囊剂外还做成栓剂阔。我国与20世纪40年代开始生产口引嗥美辛。多年来，我国科技工作者对11引 嗥美辛工艺做了深入地研究，并被列入国家八五攻关项目，生产技术水平有了较大提高。目前有多家药厂生产，产品不仅能满足国内市场，并且可以出口（1）。第二章厂址及其布置一个现代化的制药厂，除了需要有合理的工艺流程及先进的设备夕卜，还必须有一个 合适的厂址和一流的工厂管理，这三者缺一不可。所以厂址选择的优劣，是建厂的关键。有 了合适的厂址又如何去台理地规划和布责好厂内功

10、隧齐全的设施呢，又是建厂必须碰到的 问题。为此本文围绕制药厂的厂址选择和总图布责这 两大问题，根据国家有关规定、规范的要求，谈谈一些原则看法。2. 1厂址的选择根据新版GMP规定，一般来讲，制药厂分原料药厂和制剂药厂两大类，有一些有规 模的药厂自己既是原料药厂又是制剂药厂，当企业上报项目建议书时，已经确定了其药厂 的类型。不管是什么类型的药厂，在选择厂址时应充分考虑周全，更应严格按照国家的 有关规定、规范执行。厂址选择是一项政策、经济、技术性很强的综合性工作。必须结 合建厂的实际情况，以及建厂条件，进行调查、比较、分析、论证，最终定出理想的厂 址。1.考虑交通运输便利制药厂的运输较频繁，为了减

11、少经常运行费用，制药厂尽量不要远离原料来源和用户 在厂址选择时，应考虑交通便利。2确保水、电的供给作为制药厂的水、电是生产的必需条件。充足和良好的水源，对药厂来讲甚为重要。同样，足够的电源，对药厂也很重要，有许多原料药厂，固停电而损失相当惨重。所以要求有二路确保电源，万一有一路进线发生故障，还有一路进线确保供给。3.有利环境保护对制药厂来讲，不能选择不利于药厂生产的环境。避开粉尘、烟气和有害有毒气体的地方，同时，也要求远离霉菌源和花粉传播源。然而，霉菌源无所不在，远离困难。而对花 粉的传播可在厂区绿化时，对制剂厂要求采用无花粉和花絮飘扬的植物来避免。相反，制药厂本身产生的三废要考虑对周围环境的

12、影响。以上两者都应同时考虑，缺一不可。4有利于长远发展制药厂的品种相对来讲是比较多的，而且更新换代的时间也较频繁。随着社会主义市 场经济的发展，每个药厂必须要考虑长远的规划发展，决不能图眼前利益，所以在选厂址 时应有考虑余地。5有利安全安全对药厂来讲决不能疏忽，选厂时应严格按国家有关规范、规定执行外，保持相邻企业的安全距离所谓安全距离是指：卫生要求距离，防火、防爆要求 距离等。6 .节约用地，珍惜土地，选择造价相对便宜的土地，对药厂本身来讲，也节约了一次性基建投资。7 .不宜选择有人防或其它地下通道的厂址，厂址内也不宜留坑、穴等，以免过多的死角， 莘生虫害。8 .选厂时应考虑防洪一般厂址标高按

13、城市规划和土方平衡要求来确定，但必须高于当地 最高洪水位0. 5米以上。2.2总图布置【刃制药厂的总图布责总的要求应分区布置。一般分为生产区、公用工程区、行政区、生 活区、仓储区等。最为理想的是在生产区和辅助区之间应设绿化带或人 为的隔离带分开, 并设立门卫，便于安全管理。不同的厂址条件，其总图布责的方法和效益是不同的+但总的 可以按流程台理，运输便利，道路规整，厂容美观的原则布责。1节约用地是我国的国策。在总图布责时，应考虑节约用地的原则。目前有许多药厂，由于资金一时短缺，征 用的土地只能暂用一部分。但无论何原因，药厂在总体布责时必须有一个长远规划，要 做到“一次规划，分步实施”。2合理的工

14、艺流程布责。根据药厂的特点，布时尽量减少物料往返输送另外制药厂对外运输也较频繁，决不 能因此而造成人、车混杂。按药厂的工艺流程要求，人员和物料出入门必须分别设原 料和成品的出入门，若有条件的话，也分开设责，以免造成不必要的混杂。3严格控制产品之间的交叉污染。除了车间内部采取必要的措施外，工厂布责亦应考虑防 止与其他产品的交叉污染。4总图布责时必须符合防火、安全和卫生的要求。建筑物之间应有一定的间距。由于生产药品的车间类别不同，它们之间的闻距也有不 同。具体可按建筑设计防火规范GBJ1687等规范执行。在药品生产过程中，使用介质 情况不同，而成分也有所不同。5 .厂区内的道路要径直短捷，而且要考

15、虑消防通道。一般来讲，人流和货流之间，货流和货流之间应尽可能避免交叉和迂回。厂区道路最 好环形相通，对厂内的主要道路，一般宜为双车道。以便运输畅通无阻。6 .药厂布责要考虑不同类别生产车间对环境的洁净要求。洁净车间应布在上风向或平行风向，并与污染源保持较大距离。厂医内尽量减少露 土面，减少厂区内尘埃。在厂区内铺植草坪和种植有利于药厂生产的树木。这样既减少了 尘埃飞扬，又可以改善气候和日晒的状况，为药厂生产、生活提供良好的环境。新药厂设 计时，绿化用地系数取值一般不宜小于25%。7 .水、电、汽、热、冷等公用设施，应力求考虑靠近负荷中心，以使各种公用系统介质 和输送距离最短，能耗最省。8 . 一

16、个现代化的药厂，除了要有一个洁净要求的厂房外，还必须要有一个外型美 观的建、 构筑物群，而且使建、构筑物之间要相互协调，合理衔接既要和当地规划相配合，又要能 突出本药厂的特点。这对现代化的药厂来讲是较为重要的。9 .作为一个药厂，免不了有许多管道的敷设，尤其是合成药厂。在整个厂区内形成一个复杂的管网。管网的布责、敷设对工厂的总平面布责、输进等 影响较大。因此，合理地进行管线布责是至关重要的。管道敷设与全厂总体布互相协调， 距离最短、保证安全。对制药厂的厂址选择和总图布责，既有一般工厂的共性，又有药厂对环境要求较高的 特性，两方面都应有所考虑。第三章主要产品及其性质3. 1阿唏美辛的理化性质性质

17、引嗥美辛:分子式GH6c IN04;分子量357. 79。化学名为2-甲基7-(4-M苯甲酰基)-5-甲氧基T-HJ引以3-乙酸，化学结构式如下：资料.溶于白色或微黄色结晶性粉末，无味，几乎无臭。熔点158762。C。溶于丙酮,乙醇、氯仿、乙醯 几乎不溶于水。乙醇溶解度，50mg/mL。在日光照 射下颜色变深。加甲醇制成30ug/ml 05Ks美辛的溶液(S构型)，在26成m、271nm和331nm的波长处有最大吸收。3.1 D引唏美辛的含量测定加乙醇30ml,十猷lg,加乙醇100mL使溶解。操作步骤：精密称取供试品约0. 5g,微温使溶解，放冷，加水20ml,加酚猷指示液5-6滴，迅速用氢

18、氧化钠滴定液(0. Imol/I)滴定，并将滴定的结果用空白试验校正。每ImL氢氧化钠滴定液(0. Imol/I)相当于35.78mg的CwHCINOg2.供试品加乙醇溶解后，加水与酚酚指示液，用氢氧化钠滴定液滴定，并将滴定的结果用空白试验校正，根据滴定液使用量，计算口引嗥美辛的含量。3. 1.211引喙美辛的鉴定1取样品适量（约相当于叭嗥美辛10mg）,研细，加水10ml,振摇浸透后，加20%氢氧 化钠溶液3滴,振摇使B引嗥美辛溶解，滤过；取滤液Iml,加0.03%重铭酸钾溶液0.3ml, 加热至沸，成冷,加硫酸23滴，责水浴上缓缓加热，应显紫色；另取滤液1ml,加0.1% 亚硝酸钠溶液0.

19、3ml,加热至沸，放冷，加 盐酸0.5ml,应显绿色，放后渐变黄色。2取待测溶液，照分光光度法测定，在3202nm的波长处有最大吸收。4. 1.3 I I引嗥美辛的杂质检查按照含量测定项下的色谱条件，用内标法进行测定。取含量测定项下的溶液，作为供 试品溶液；另分别精密称取5-甲氧基-2-甲基-34引嗥乙酸和4-氢苯甲酸对 照品适量，用 乙脂溶解并分别稀释制成每Iml中含0.025mg的溶液，作为有关 物质对照品溶液。取含量 测定项下的对照品溶液（自精密称取口引嗥美辛对照品约50mg,至加内标溶液2ml）,加有关 物质对照品溶液各2ml,用乙睛稀释至刻度，摇匀，作为对照品溶液。分别取对照品溶液与

20、 供试品溶液20注入液相色谱仪，记录色谱图，单一杂质不得过0引嗥美辛量的0.5%,有关 物质总量不得过2%o5. 2阿唏美辛的药理毒理作用口引喙美辛对动物和人类都是急性高毒性的，大家鼠致死量为12毫克/千克，小鼠致 死量为50毫克/千克。一般来说，过量服用引嗥美辛会引起瞌睡、眼花、重度头痛、精神错乱、感觉异常、 肢体麻痹、反胃和呕吐等的发生。脑水肿、心脏骤停这些致命后果也曾出现在儿童身上。 而过量使用局部治疗剂型带来的风险不算太大。6. 3药物相互作用1 本品与对乙酰氨基酚长期合用，可增加肾脏毒副作用。与其他非笛体消炎药合用 时，消化道溃疡的发病率增高。2与阿司匹林或其他水杨酸盐同时应用，不能

21、增加疗效，而肠胃道副作用明显增多， 并可增加出血倾向。3 .饮酒或与皮质激素、促肾上腺皮质激素同用，可增加胃肠道溃疡或出血倾向。4 .与肝素、口服抗凝药、溶栓药合用时，有增加出血倾向的潜在危险。5与秋水仙碱、磺毗酮合用时可增加胃肠溃疡和出血危险。6与口关塞米同用时，可减弱后者排钠及抗高血压作用。其原因可能是由于抑制了肾 脏内前列腺素的合成.本品还有阻止口关塞米、布美他尼及口引达帕胺等对血浆肾素活性增 强的作用，对高血压病人评议其血浆肾素活性的意义时应注意此点。7.与硝苯地平或维拉帕米同用时，可致后二者血药浓度增高，因而毒性增加。8丙磺舒可减少本品自肾及胆汁的清除，增高血药浓度，使毒性增加， 合

22、用时须减量。9与锂盐同用时，可减少锂自尿排泄，使血药浓度增高，毒性加大。10.本品可使甲氨蝶吟血药浓度增高，并延长高血浓度时间。1 I .与抗病毒药齐多夫定同用时，可使后者清除率降低，毒性增加。3. 4阿噪美辛的适应症1解热、缓解炎性疼痛作用明显，故可用于急、慢性风湿性关节炎、痛风性关节炎 及癌性疼痛。2能抗血小板聚集，故可防止血栓形成。3*治疗Behcet综合征，退热效果好；用于Behcet综合征，疗效尤为显善。4用于胆绞痛、输尿管结石引起的绞痛有效，对偏头痛也有一定疗效，也可用于月经痛。3) 5注意事项1常见的不良反应有胃肠道反应（恶心、呕吐、腹痛、腹泻、溃疡，有时并引起胃 出血及穿孔）。

23、2.中枢神经系统症状（头痛、眩晕等）的发生率也不低（20%50%）,若头 痛持续不 减，应停药。3可引起肝功能损害（出现黄疸、转氨酶升高）。4.过敏反应：常见的有皮疹。与乙酰水杨酸有交叉过敏性，对后者过敏者本品忌用05与氨茶喋碇合用可引起肾功能损害。6儿童对本品较敏感，有用本品后因激发潜在性感染而死亡者，故忌用。第四章II引味美辛的合成路线的确定4. 1合成方法简介同嗥美辛具有1,2-苯并哪嗪类的结构。结构中含有对氯苯甲酰基，酰胺键，和含有 乙酸的部分，具酰胺键易水解，遇强酸和强碱时易水解。4) 1. k制法一对甲氧基苯耕(2)乙醛对甲氧基苯腺(4)对氯苯甲酰氯5) ) 2-(对甲氧基苯基J-

24、4-(对氯苯甲酰)腺6) ) 2-(对甲氧基苯基)-2-(对氯苯甲酰)(7)乙酰丙酸(8) 1- (4-M苯甲酰)5甲氧基-2-甲基7HJ引嗥-3-乙酸，同嗥美辛4. 1.2x制法二H3coNHNHHC1 , C2H50H3(10)(9)乙酰乙酸甲酯NaH(10) a (2-甲基5甲氧基)-34弓除乙酸甲酯)叔丁酸(12) 6 (2 甲基5甲氧基)-34引喙乙酸叔丁酯(13) IDMT 叔丁酯4. 1.3、制法三H3CONaOHH3coJI3co(16)OOH(14)对甲氧基苯脐磺酸钠(15) N-(对氯苯甲酰)2甲基甲氧基-34引嗥基乙酸甲酯(16) N-a-(对氢苯甲酰)对甲氧基苯耕414

25、制法四(2)NH-NH-CHOCOC!(20)CH3-CO-CH2-CHrCOOH(21)(17)对甲氧基苯耕(18)甲酸(19) 1-(对甲氧基苯基)2甲酰耕(20) 1-(对氯苯甲酰)7-(对甲氧基苯基)-2甲酰腓(21)乙酰丙酸4. 2选择最优合成路线通过以上的反应式可以看出,方法一中所用的原料和辅料成本较低并且容易得到， 而且技术成熟，设备也较容易操作，并且各步的收率在80%以上，是现在生产中常用的方 法。而后面列举的许多的方法都有其不足的地方，就像上述的 方法二，虽然方法很先进，但都是高新技术和设备，我们操作起来还十分困难，反应条件 不好控制，而且成本太高，所以经过一番仔细比较后，论

26、文选择方法一进行设计，步骤 不多不会影响产率，综合考虑还是比较合适的。4. 3最优合成路线确定4 3J最优合成路线解析首先用对甲氧基苯耕1和乙醛反应得到对甲氧基苯月宗3 o经过纯化后，将 对甲氧基腺122. 30kg溶于毗唳250L中，在冰浴条件下，滴加对氢苯甲酰氢4 130. 51kg得到产物，将反应混合物在室温下放责一夜，注入冷水中，得2-（对甲氧基 苯基）-2-（对氯苯甲酰）腺的粗品约194. 01kg。产物用50%乙醇水溶液重结晶可的Tml07- 108。C的纯品，再进一步将2-（对甲氧基苯基）-2-（对氢苯甲酰）腺加水分解，可得2-（对甲氧基苯基）-2-（对氯苯甲酰）耕6 o将2-（

27、对甲氧基苯S）（对氯苯甲酰）耕159. 60kg加入乙酰丙酸7 66. 96kg中,冰浴冷却下通入干燥氢化氢46. 82kg,以后把温度慢慢上升到76 C加热1.5 ho放责一夜后，把反应液加入多量冷水中，可得树脂状物质。此物可溶于乙醇或氢 仿，用 活性炭或者是通过硅胶柱进一步精致后，再用丙酮-水重结晶，可得（4-氢苯甲酰）5 甲氧基-2-甲基7H-05KS-3-乙酸8针状晶体，即u引嗥美辛。4. 3. 2合成路线的改进通过最新资料研究，用70%的乙醇水溶液代替50%的乙醇水溶液更为合理。第一，改进工艺之后结晶产物的纯度提高了 3%,降低了纯化成本。第二，改进工艺之后，乙醇回收的成本降低，降低

28、了成本。4. 3. 3工艺流程图4. 3.4产品收率【刀影响收率因素：反应中的投料比；投料次序；反应原料的状态；反应温度的影响；酸碱度 的影响。第五章物料衡算5J物料衡算的定义根据质量守恒定律，以生产过程或单元生产设备为研究对象，对其进出口处进行定 量计算，称为物料衡算。通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系，以及计 算各种原料的消耗量，各种中间产品及副产品的产量、损耗量及组成。5. 2物料衡算的基础物料衡算的基础是物质的质量守恒定律，即进入一个系统的全部物料量必将等于离 开该系统的全部物料量，再加上过程中的损失量，以及系统中的积累量。EG1=EG2+EG3+EG4式中：G1-输入物料

29、量总和G2-输出物料量总和G3-物料损失量总和G4-物料积累量总和当系统内物料积累量为0时，上式可写为EG仁EG2+EG3物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可以确定设备容积，台数，主要尺 寸，同时还可以进行热量衡算等、管路计算等.5. 3物料衡算冏车间年产量为50吨设定车间年工作总时间为330日车间每日产量为50/330二0.152吨二152kg车间每日投料量为车间总投料量/3305. 4倒推法先通过物料守恒定理，根据同嗥美辛的年产量计算出参加反应的各种原料的日需要量。（五）、口引噪美辛精品的制备（8）口弓躲美辛精品收率：92%Z152kgZ二 152kg/92% 二 165. 22k

30、g（四）、D弓| I垛美辛的制备（缩合反应）主料 （6）（8）收率：80%276. 5357. 79165. 22kgZ2= 127. 68kg/80%= 159. 60kg辅料（8）116357. 79Z3165.22kgZ3=53- 57kg/80%=66 96kg（三）NU对甲氧基苯基）/L （对氯苯甲酰）耕的制备（取代）主料（5）（6）收率：90%302. 5276. 5Z4159.60kgZ产 174.61/90%= 194.0 I kg辅料HCI（6）2x36. 5276. 5Z5159.60kgZ5=42. 14/90%=46.82kg（-）NL （对甲氧基苯基卜NL （对氢苯甲

31、酰）腺粗品制备（酰基化、亲电取代）主料 a （5）收率：86%164302.5Z6194.01 kg Z6= 105. 18/86% 二 122.30kg辅料（4）k （5）175 302.5Z7194. 01kgZ?二 112. 24/86% 130.5 I kg(一)对甲氧基苯腺(亲电取代)主料 (3)收率：85%138164zg122.30kgZ8=102.91/85%二121.07kg辅料 44164A122. 30kgZ9=32. 81 /85%=38. 60kg5. 5从头计算(一)对甲氧基苯腺(亲电取代)(1)+(2) k (3)反应物配比(质量比)：(1) ： (2)Z.1:

32、0.32反应投料比为:为121.07kg;(2)为 38. 60kg(一)2-(对甲氧基苯基卜2-(对熬苯甲酰)腺粗品制备(酰基化、亲电取代)(3)+(4)k (5)反应投料比(质量比)：=1: 1.067反应投料量为：为122. 30kg;(4)为 130.51kg(H) NT对甲氧基苯基卜NL (对熬苯甲酰)腓的制备(取代)（5） + HCI(6)反应投料比(质量比)：(5): HCI=1: 0.24反应投料量为：（5）为194. 01 kg;HCI 为 46.82kg（四）、呵噪美辛粗品（缩合反应）（6） +（7）反应投料比（质量比）：（6） : （7）=1: 0.42反应投料量为：（6

33、）为159. 60kg;（7）为 66. 96kg（五）、口引噪美辛精品的制备（8）口引嗥美辛精品反应投料量为：（8） 为165.22kg5. 6数据汇总表6 1:反应物用量汇总表对甲氨基苯原料名称乙醛对熬苯甲酰熬乙酰丙酸腓瘴料用量39953. 112738.043068.322096.8（kg）每天用量121.0738.60130.5166.96kg/ （天）第六章热量衡算6. 1概述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型式，计算传热面积，确定设备的主要工艺尺寸。进行能量 衡算是为了合理的用能。能量衡算的主要依据是能量守恒

34、定律。它是以车间物料衡算的结果 为基础而进行的。此外，必须收集有关物料的热力学数据。热量衡算资料来源于化学反应热效应，原料、中间体和成品的热容、相变焰。对于新设计 的生产车间，热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型式、计算换热面积、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。对于车间工艺计算中 的能量衡算可以简化为热量衡算。在进行热量衡算时最好先确定计算基准，并按系统内温度变 化进行分段计算。因此，本章的热量衡算选定的基准条件是T二0。C, P=1,013xl05Pa.6.

35、2根据文献资料查找并计算相关的热力学数据6. 2. 1计算有关物质的比热根据蒋作良主编的药厂反应设备及车间工艺设计209页何求固体比热容。固体化合 物的比热容C=EnCa/M式中：M化合物的分子量n一分子中同种元素的原子数Co一元素的原子比热容KJ/kg C其值见表41元素原子的比热容：表61元素原子的比热容元素CaKJ/kg C元素CazKJ/kg - C碳C7. 535氟F20.93氢H9. 628硫s22. 604硼P11.302磷P22. 604硅Si氧o15.90716. 74其他元素25. 953物的分子结构，将各种基团结构的摩尔热容数值加和，求出摩尔热容，再由化合物的分子量 换算

36、成比热容。(l)C7H10N20(l) M 二 138的结构式：N H - N H2H36CP= (41.7+29.7+117. 2+51.1+62.8) /138=2. 363 KJ/kg - 0 C 同法可求得水的比热容：Cp=4. 18KJ/kg 0 C氨气的比热Cp 二 4. 559 KJ/kg 0 C的比热Cp - 1.948 KJ/kg C(3)的比热Cp=2. 065 KJ/kg C6. 2. 2计算有关物质的溶解热对于溶质在溶解过程中不发生解析作用，溶剂与溶质之间无化学作用溶化物的形成，则气态溶质的溶解热可取蒸发潜热，固态溶质可取其熔融热的数值元素：qr= (8.4 12.6)

37、 Tf无机化合物：二(20. 929. 3爪有机化合物：q,二(37. 746歼qF熔融热J/molTf熔点K2-M-N- (4-氟-2-碘-苯基卜乙酰胺在化工百科全书查得2-M-N-(4-氟-2-碘-苯基)-乙酰胺的熔点为565.7。C565. 7+273. 15=838. 85K2- M -N-(4-氟-2-碘-茉基I、乙酰胺为有机物,所以q,二46 X 838. 85二38. 59KJ/kg有关物质的稀释热根据z王志祥主编的制药工程学68页一些常用的酸、碱水溶液的积分溶解热的数据 回归成的经验公式：硝酸的积分溶解热可用公式估算37. 57n日勺二齐1丙式中比一硝酸的积分溶解热，KJ (k

38、gH2O)d;n溶解ImolHNCh的的摩尔数,mol0硫酸的积分溶解热可按S03溶于水的热效应公式估算2.989 (T-211115)W + + 0, 2013+ 0. 062mm式中比一S03溶于水形成的硫酸的积分溶解热，KJ - (kgHQ) ”；m一以SO3tt,硫酸的质量分率；T一操作温度， Co盐酸的积分溶解热可用公式估算50. 158n式中比一盐酸的积分溶解热，KJ (molHCI)-1;n溶解ImolHCI的的摩尔数，molo6. 2. 3计算有关物质的标准生成热具体计算方法见4. 3.1环合一步热量衡算。通过计算可以列出本设计中涉及的主要相关物质的热力学参数表，表4-2o 相

39、关计算方法在热量衡算中都有详细的解释。此处便不再赘述。表6-2相关物质的热力学参数表何物料名称分子式分子cp/ (KJ/kg qf0 C)/(KJ/moI)(1)C7HioN2O1382. 3683.81(2)C2H4。441.9552.48(3)C91N2O1642.07-99.35(6)CmKCINzO?2761.59174.91(刀C5H8。1161.90265. 72(8)G7HI3CIN043571.55530. 81氨气nh31514. 5681.09水H201544J 8-285. 846. 3热量衡算6. 3.1加链一步热量衡算加链一步装责热量衡算示意图反应原料带入热星一反应衣

40、物带出热ftcu反应过程补加热星V与乙醒制魏3) A设备升酌需蝇Q54设备表面向环境散热星Q6则热量平衡方程式可表示为：QI+Q2+Q3二Q4+Q5+Q6取热量衡算的基准温度为。 C,根据物料衡算中加链一步的物料数据以及车间实际生产经验，一年四季的投料的平均温度为T二（5+25） /2二159,所以 TI二AT2=AT3=AT4=T-0=15 CQi 二 Q+Q 二（E+ Q 奈质二 G|CPI AT+ G0CP2AT2+ G3CP3AT3二（121.07x2. 36+38. 60x 1.95+ 1.90x4. 18） X15二5534. 01 KJQ3 二 Qp+Qc求Qc：根据李应麒，尹其

41、光主编的化工过程的物料衡算和能量衡算173页凶附表中的物性数据，水的标准生成焰AHJ - 285.84KJ/mol根据蒋作良主编的药厂反应设备及车间工艺设计203页qt +q二口 qce式中，一标准生成热KJ/moIqc 标准燃烧热KJ/mo Iqce0 一元素标准燃烧热KJ/g. otm,其值见表4-2表6-3元素的燃烧热一览表元素燃烧过程元素燃烧热KJ/g.atmBr -HBr （溶液）119. 321-1 W0N-HN03（液）205. 77S-S02（气）290. 15S-*H2S04（溶液）886.8Pf P205（固）765.8元素燃烧热 元素燃烧过程KJ/g. atmC -C02

42、 （气）395. 15H /2 比 143. 15（滴）F -HF （溶液）316. 52Cl -1/2CI2 （气）0Cl -1/HCI （液）165.8Br -l/2Br2 （液）0d /皿2-15. 37N -1/2N2 （气）0（气）g. atm-克原子的元素燃烧热：tnqj =395. 15 X 7+143. 15 X 10 4197. 55KJ/mol根据蒋作良主编的药厂反应设备及车间工艺设计212页用理查德法计算化合物的标准燃烧值理查德认为，有机化合物的标准燃烧热与该化合物完全燃烧时所需氧原子数成直线关系，即 qc-Ea+xEb式中，。,6常数，与化合物结构有关，其值见下表4一3

43、x一化合物完全燃烧时所需氧原子数表6-4基数值表先计C7HioN2O所以x=18的燃烧值：+ 96 二10 HQ +N2相态ab液态23.86218.05气态23.06219.72表65酒石酸的各基团值ab基数值（液）23.86218. 05素坤（液）-42. 290. 29M （液）64.90. 03136. 07-0.42Ea= 182.54Xb 二 217. 95qc= 182.54+ 18x217. 95=4113. 74KJ/mol再按照公式 吃 nql -qc =4197. 55-4113. 74=83.81 KJ/moI用同样的方法可以求得CEHN?O的标准摩尔生成熔qr =-9

44、9.35KJ/mol乙醛的标准摩尔生成焰qf =52.48KJ/mol综上所述可求得反应C7H10N20 + C2H4O f C9HnN20 + H20qf 83.8152.48-99. 35-285.84H二EviAHJ (生成物)-EviAHr (反应物)二-99.35+ (-285. 84) - ( 52.48+83.81) =-494. 48KJ/mol参与反应的的物质的量121.07/138=0. 877KmoIQc=-n(n x =-121.07/138 x 1000 x (-494. 48) =433000KJQ3=Qp+Qc 二 433000+0 二 433000KJ计算04表

45、6-6计算相关物质的比热容输出物料质量/kgCP/ (KJ/kg- C)7k1.904J 8(3)122.302.07Q4二EG | CPIAT,二(1.90x4. 18+122. 30x2. 07) X (20-0)二 5222. 06KJ计算Q5+Q6根据化工原理经验知识，提供设备升温和向环境损失的热量可用向系统中输入总能量的10%,可得Q5+Q6 二 Q 损失二 1 0 % (Q1+Q2+Q3) =10% (Q4+Q5+Q6)则 Q5+Q6= Q4/9 二 580. 23KJQ2 =Q4+Q5+Q6-QrQ3=5222. 06+2580. 23 x 2 - 5534. 01 - 4330

46、00 二-428151.48KJ由于加链一步需要在130。C高温条件下反应，所以需要通入428151.48KJ的热量。最后一步反应反应产物带出热量-设备升温所需热星Q5A设备表面向环境散热量Q6反应原料带入热量Qi-I反应过程补加热量与反应制备过的也应Q二 Q (6) +Q+Q *=G) CpQT+ GoCp2AT2+ G3CP3AT3二(159.60 X 1.59+66. 96 x 1.90+10. 39 X 4. 18) X15 ZZ 6366. 27KJC14H13CIN2O2+ C5H80-Ci7Hi3C INO4+NH3+H2Oqf 174.91265. 72530. 8481.09

47、 -285. 84AH； =Ev. AHr (生成物)一(反应物),资料.-174.91X (-105. 53) =60913. 52KJ=530.84+81.09 - 285. 84 - 256. 71=-105. 53KJ/molQc=-n (6) X A r 0 =-l 59. 60/276. 5 x 1000令 Q3=Qc Qp 0+60913. 52 60931.52KJQ4 - Q(8)+ Q 券l代+Q 水-JZQCpAT二(165. 22X 1.55+9.81 X 4. 56+10. 39 X4J 8) X (20 - 0)=6885. 1 OKJ Q5+Q6=】0%(Q1+Q

48、2+Q3)Q5+Q6= Qd/9=765. 01KJQ2 二 Q4+Q5+Q6-Q 广 Qs=6885 J 0+765.01x 2-6366.27-60931.52二-58882. 67KJ由于反应需在80 C条件下进行，所以最后一步工段需要加入58882. 67KJ的热量。第七章主要设备一反应釜反应釜肯有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染、勿需锅炉自动加温、使用 方便等特点，广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品、用来完成硫化、硝化、 氢化、炷化、聚合、缩合等工艺过程，是以参加反应物质的充分混合为前提，对于加热、冷却、 和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程均需要采用搅拌装

49、才能得到到好的效果，并可为客 户设计，加工外盘管反应釜。7J反应釜的结构特点Z反应釜由锅体、锅盖、搅拌器、夹套、支承及传动装责、轴封装责等组成，材质及开孔 可根据用户的工艺要求制定。加热形式有电加热、油加热、气加热、水加热（或冷却）、明 火加热等。夹套形式分为：夹套型和外半管型，夹套油加热型都设有导流装责。搅拌形式一 般有桨式、锚式、框式、螺条式、刮壁式等。高转速类有分散叶轮式、涡轮式、高剪切式、 推进器式，根据工艺选择。传动形式有普通电机、防爆电机、电磁调速电机、变频器等，减 速器有摆线针轮式、蜗轮式、行星无极变速式。轴封为普通水冷却填料密封、组合式四氟填 料密封、机 械密封。出料形式有球阀

50、、下展阀。7. 2反应釜的选择由于本实验有用到干燥氯化氢，其具有强酸性，所以得选具有耐酸性强的材料，所以本实 验选用不锈钢反应釜。反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装责、轴封装支承等组 成。搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装责在高径比较大时，可用 多层搅拌桨叶，本实验就采用搅拌桨叶。并在釜壁外设责夹套，或在器内设责换热面，也可通 过外循环进行换热，本实验选择在釜壁外设置夹套。加热方式有电加热、热水加热、导热油循 环加热、远红外加热、外（内）盘管加热等，本实验选用电加热。冷却方式为夹套冷却和釜内 盘管冷却，搅拌桨叶的形式等，本实验选用夹套冷却。支承座有支承式或耳式支座等

51、。转速超 过160转以上宜使用齿轮减速机.7 3反应釜的使用问一、维护及安全I、应严格按产品铭牌上标定的工作压力和工作温度操作使用，以免造成危险。2、严格遵守产品使用说明书中关于冷却、注油等方面的规定，做好设的维护和保养。3、所有阀门使用时，应缓慢转动阀杆（针），压紧密封面，达到密封 效果。关闭时不易 用力过猛，以免损坏密封面。4、电气控制仪表应由专人操作，并按规定设责过载保护设施。二、不锈钢反应釜常见故障及注意事项不锈钢反应釜在使用过程中会遇到很多问题，常见的有以下几种情况：第一个是加工应力损坏，不锈钢反应釜在罐体加工过程中，由于卷筒、冲压、焊接产生大量的内应力，这些应力在不锈钢反应釜出厂前

52、应该彻底解决掉，如消 除不彻底会导致反应 釜爆瓷。不锈钢反应釜的这种损坏往往发生在投入使用后的头三个月。所以对胚体进行热处 理或时效处理能防止爆瓷.第二个常见的故障是析氢腐蚀，不锈钢反应釜的夹套在使用一段时间后会结垢和生锈， 如果使用酸性除垢剂清除污垢或夹套中的冷却液偏酸性，都会导致金属发生析氢腐蚀一部分 原子扩散到金属内空穴结合成，由于不锈钢反应釜的致密性而不能再向外扩散，因此当Hz聚 积到一定的程度，形成定的动力时，不锈钢反应釜就会发生破裂。不锈钢反应釜静电穿刺，搅拌带有悬浮物的液体，悬浮物与才唐瓷强烈的磨擦，同时悬浮 物自身也产生磨擦，这样就产生大量的静电荷，高的静电荷对不锈钢反应釜产生

53、强烈的穿刺 作用，从而导致搪瓷点蚀，因此搅拌转速不宜太快。不锈钢反应釜清洗结垢采用酸洗时，必须加缓冲剂，如果搪瓷罐的价值较高或者不容易 更换甚至出现腐蚀性穿孔的话，必须采用腐蚀率低的高品质清洗剂，避免清洗操作不当带来 的严重后果，比如“福世泰克”清洗剂等就可以实现极低腐蚀下的水垢清洗。第八章工作制度及人员编制8. 1工作制度【皿本厂生产同嗥美辛，年产50吨，规定年工作日330天，每天工作八个小时，法定假期按国家规定放假，在假日加班按国家规定给予加班费，由于生产要连续 进行不能停 产，考虑到工人的切身利益，生产车间平时采用三班倒的制度，让工人在工作之余好好休息。工人必须按规定上下班，因事不能上班

54、需要跟主管部门 请假。8. 2人员编制表7-1人员编制表科室科长副科长员工财务部123技术部125人力资源部123供应销售部1210质检科125保卫科125医务室115后勤部1110车管科113合计91549第九章成本核算9.1原料成本1 物料表117：各原料成本计算表资料.原料年用量（吨）单价（元/吨）共计（万元）对甲氧基苯阱39.95110000439. 54乙醛12.7471009.05对熬苯甲酰熬43.071950083.99乙酰丙酸22. 102100046. 41总原料成本578. 992 电费每度电0. 54元表11-2:主要仪器功率汇总名称数n功率（kw）总功率（kw）反应釜32472干燥器10.450.45泵41.56其他电器81.512合