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文档简介
制药工程学第四版王志祥林文主编
掌握:可行性研究的深度;设计阶段的划分;制药工程项目试车的一般原则。熟悉:制药工程项目建设的基本工作程序以及阶段划分。了解:工程项目的财务评价和国民经济评价;预算和概算的依据。学习要求第一章制药工程设计概述第一章制药工程设计概述
一个工程项目从计划建设到交付生产一般要经历以下基本工作程序项目建议书批准立项可行性研究审查及批准设计任务书初步设计设计中审施工图设计施工试车竣工验收交付生产设计前期设计期设计后期第一节项目建议书(1)项目名称。(2)项目提出的目的和意义。对于技改项目应阐明企业生产技术的现状及同国内外技术水平的差距,对于引进项目则应说明引进的理由。(3)产品方案、市场需求的初步预测和拟建规模。(4)工艺技术初步方案。(5)原材料、燃料和动力供应情况。(6)建设条件和建设地点初步方案。(7)环境保护和污染物治理措施。第一节项目建议书(8)项目实施初步规划,包括建设工期和建设进度的初步方案。
(9)工厂组织和劳动定员估算。
(10)投资估算和资金筹措方案,包括偿还贷款能力的大体测算。
(11)经济效益和社会效益的初步评价。
(12)结论。项目建议书是为工程项目取得立项资格而提出的,是设计前期各项工作的依据。对于一些技术成熟又较为简单的小型工程项目,项目建议书经主管部门批准后,即可按明确的设计方案,直接进行施工图设计。第二节可行性研究可行性研究是设计前期工作的核心,其研究报告是国家主管部门对工程项目进行评估和决策的依据。项目建议书经国家主管部门批准后,即可由上级主管部门组织或委托设计、咨询单位,进行可行性研究。可行性研究的任务是根据国民经济发展的长远规划、地区发展规划和行业发展规划的要求,结合自然和资源条件,对工程项目的技术性、经济性和工程可实施性,进行全面调查、分析和论证,作出是否合理可行的科学评价。第二节可行性研究若项目可行,则选择最佳方案,编制可行性研究报告,为国家主管部门对工程项目进行评估和决策提供可靠依据。对工程项目进行可行性研究可以实现工程项目投资决策的科学化和民主化,避免和减少投资决策的失误,保证工程项目的顺利实施和建设投资的经济效益。如果不进行可行性研究,或者可行性研究结果不能反映客观实际,就会给项目的投资决策带来失误,造成难以弥补的经济损失。第二节可行性研究世界各国都很重视工程项目的可行性研究,并形成了一套系统的科学方法。世界银行等国际金融组织,都将可行性研究作为工程项目申请贷款的先决条件。我国规定所有利用外资、技术引进和设备进口项目,都必须在可行性研究报告经过审查和批准后,才能与外商正式签约。大型工程、重大技术改造等工程项目,都要进行可行性研究有条件的其他工程项目,也要进行可行性研究。第一节可行性研究可行性研究的深度主要体现在投资估算的准确度以及内容所涉及的范围和论述情况。按照深度不同,可行性研究可分为机会研究、初步可行性研究和可行性研究三个阶段。机会研究的目的是提供一份可能进行建设的投资项目的研究报告,该报告也可以采用项目建议书的形式提出。机会研究的深度较浅,其投资额一般根据类似的工程估算,误差较大。第二节可行性研究在机会研究的基础上,可以进行初步可行性研究。初步可行性研究的目的是分析机会研究的结论是否正确,工程项目是否应该投资,是否需要进行详细的可行性研究等。并非所有的工程项目都要进行初步可行性研究,除非一些重大工程项目,一般工程项目可以越过初步可行性研究,而直接进行可行性研究。初步可行性研究的深度明显,研究报告提出的投资估算的偏差范围应在
20%以内。第二节可行性研究可行性研究是工程项目投资决策的基础,是一个深入到技术和经济论证的阶段。可行性研究的深度应能满足工程项目投资决策所需的各项要求,研究报告提出的投资估算的偏差范围应在
10%以内。可行性研究的成果就是编写出的可行性研究报告。各类可行性研究的内容侧重点差异较大,一般说来,应阐明以下问题。1.投资必要性。2.技术可行性。3.财务可行性。4.组织可行性。5.经济可行性。6.社会可行性。7.风险因素及对策
第二节可行性研究一些行业对工程项目可行性研究报告的内容和深度进行了规定,如《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》、《医药建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》等。各类可行性研究的内容侧重点差异较大,一般说来,应包括:1.总论。2.市场需求预测。3.产品方案及生产规模。4.工艺技术方案。5.原料、辅助材料及燃料的供应。6.建厂条件和厂址方案。7.公用工程和辅助设施方案。8.环境保护。9.劳动保护和安全卫生。10.工厂组织、劳动定员和人员培训。11.项目实施计划。12.投资估算和资金筹措。13.社会及经济效果评价。14.结论。第二节可行性研究承担可行性研究的单位,必须持有政府有关部门正式批准颁发的资格证书,并对项目的可行性研究结论负责。可行性研究涉及内容很广,既有工程技术问题,又有经济财务问题,是一项复杂的系统工程。可行性研究直接关系到工程项目的投资决策,但不能为了项目的“可行”而“研究”。编制可行性研究报告,必须遵循实事求是的科学态度,以保证可行性研究的科学性、公正性和严肃性。第二节可行性研究可行性研究报告编制完成后,由项目委托单位上报审批。审批程序可分为预审和复审两种。预审由预审主持单位负责进行,或委托有关单位组织设计、科研、企业等方面的专家参加,在广泛听取意见的基础上,提出预审意见。复审是为了杜绝可行性研究报告有原则性错误或研究的基础依据或社会环境发生重大变化时而举行的。第二节可行性研究一般大、中型工程项目的可行性研究报告由国家主管部门或各省、市、自治区的主管部门负责预审,报国家发改委审批,或由国家发改委委托有关单位审批。重大项目和特殊项目的可行性研究报告,由国家发改委会同有关部门预审,报国务院审批。小型工程项目按隶属关系报上级主管部门批准即可。第三节设计任务书设计任务书一般由建设单位的主管部门组织有关单位编制,也可委托设计、咨询单位或生产企业(改、扩建项目)编制。作用——在可行性研究报告的基础上,进一步对工程项目的技术、经济效益和投资风险等进行周密的分析,确认项目可以建设并落实建设投资后,编制出设计任务书,报国家主管部门正式批准后下达给设计单位,作为设计的依据。设计任务书是确定工程项目和建设方案的基本文件,是设计工作的指令性文件,也是编制设计文件的主要依据。第三节设计任务书设计任务书的内容视工程项目(新建、改建或扩建)的性质不同而有所差异。大、中型工程项目的设计任务书,一般应包括以下内容:(1)工程项目名称。(2)建设的目的和依据。(3)建设规模和产品方。(4)生产方法或工艺原则。(5)原材料、燃料、动力(水、电、汽)等供应情况。(6)建设地区或地点,以及交通运输、占地面积、防震等要求。(7)资源综合利用和环境保护的要求。(8)建设工期和建设进度要求。(9)投资总额。(10)劳动定员控制数。(11)要求达到的技术水平和经济效益。(12)有关附件。小型工程项目设计任务书的内容可参照以上内容适当简化。第三节设计任务书所有大、中型工程项目的设计任务书,都应按隶属关系,由国务院主管部门或省、市、自治区提出审查意见,报国家发改委审批。某些重大项目,由国家发改委报国务院审批。地方项目的设计任务书,凡产供销涉及全国平衡的,上报前应征求国务院主管部门的意见,并按隶属关系,由国家主管部门或省、市、自治区审批。小型工程项目的设计任务书,也要按隶属关系,由国家主管部门或省、市、自治区审批。经正式批准的设计任务书,任何部门、单位或个人都不得随意变更。确有正当原因,需要修改设计任务书,应报经原审批部门同意,并正式办理变更设计任务书的有关手续。第四节设计阶段——阶段划分根据工程项目的建设规模、技术的复杂程度以及设计水平的高低,工程设计有三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计三种情况。三阶段设计包括初步设计、技术设计和施工图设计。对于技术要求严格、工艺流程复杂、又缺乏设计经验的大、中型工程,经主管部门指定后按三阶段进行设计。两阶段设计包括扩大初步设计(简称初步设计)和施工图设计。对于技术成熟的中、小型工程项目,为简化设计步骤,缩短设计时间,一般采用两阶段设计。
第四节设计阶段——阶段划分一阶段设计只进行施工图设计。对于技术简单、成熟的小型工程项目(如个别车间的GMP改造,小规模的改、扩建工程,翻版设计等)可以采用一阶段设计,即直接进行施工图设计。两阶段设计综合了三阶段和一阶段设计的优点,既节省时间,又较为可靠。目前,我国的制药工程项目,一般采用两阶段设计,即先进行初步设计,经审查批准后再进行施工图设计。第四节设计阶段——初步设计阶段设计单位得到主管部门下达的设计任务书以及建设单位的委托设计协议书,即可开始初步设计工作。初步设计是根据设计任务书、可行性研究报告及设计基础资料,对工程项目进行全面、细致的分析和研究,确定工程项目的设计原则、设计方案和主要技术问题,在此基础上对工程项目进行初步设计。初步设计阶段的成果主要有初步设计说明书、工程概算书和图纸。对于规模较小或比较简单的工程项目,工程概算书亦可合并于设计说明书中。第四节设计阶段——初步设计阶段在初步设计阶段,工艺设计是整个设计的关键。工艺专业是设计的主导专业,其他各专业(如土建、运输、设备、电气、自控仪表、采暖通风、给排水等)都要围绕工艺设计解决相关的设计原则和技术问题。工艺设计原则确定之后,其他各专业的设计原则也随之确定。初步设计的目的是保证工程项目投产后的经济效益。因此,初步设计不仅要有准确可靠的技术资料和基础数据,而且设计过程中要积极采用新工艺、新技术和新设备,并通过方案比较,优选出最佳设计方案进行设计。第四节设计阶段——初步设计阶段初步设计的依据
(1)项目建议书及有关部门的批复
(2)可行性研究报告及有关部门的批复
(3)正式批准的设计任务书及建设单位委托设计协议书。
(4)有关的设计规范和标准。
(5)新建、改建或扩建制药工程项目的申请报告,国家、省、市食品药品监督管理局的批复意见。
(6)有关的设计基础资料。第四节设计阶段——初步设计阶段初步设计的内容——是以大量的图、表和必要的文字说明完成的,一般应包括以下内容:
(1)总论。(2)总平面布置及运输。(3)制药工艺设计。(4)土建工程设计。(5)给排水及污水处理工程设计。(6)采暖通风及空调系统工程设计。(7)动力工程设计。(8)电气与照明工程设计。(9)仪表及自动控制工程设计。(10)安全卫生和环境保护工程设计。(11)工程概算。(12)有关附件。第四节设计阶段——初步设计阶段初步设计的深度,应满足下列要求(1)设计方案的比较、选择和确定。(2)主要设备的订货和加工安排。(3)主要原材料和建设材料的安排。(4)土地征用。(5)建设投资的控制。
(6)劳动定员和人员培训。(7)主管部门和有关单位的设计审查。(8)施工图的设计和编制。(9)施工准备和生产准备。(10)不存在悬而未决的问题。第四节设计阶段——初步设计阶段工作程序第四节设计阶段——初步设计的审批和变更初步设计的审批和变更大型工程项目的初步设计文件,按隶属关系,由国务院主管部门或省、市、自治区提出审查意见,报国家发改委审批。特大或特殊工程项目,由国家发改委报国务院审批。
中型工程项目的初步设计文件,按隶属关系,由国务院主管部门或省、市、自治区审批,批准文件抄送国家发改委备案。国家指定的中型工程项目的初步设计文件要报国家发改委审批。第四节设计阶段——施工图设计阶段施工图设计是根据初步设计及其审批意见,完成各类施工图纸、施工说明和工程概算书,作为施工的依据。施工图设计阶段的设计文件由设计单位直接负责,不再上报审批。施工图设计的内容1.图纸
(1)施工阶段带控制点的工艺流程图。(2)非标设备制造及安装图(3)施工阶段设备布置图及安装图。(4)施工阶段管道布置图及安装图。(5)仪器设备一览表。(6)材料汇总表。(7)其他非工艺工程设计项目的施工图纸。第四节设计阶段——施工图设计阶段施工图设计的内容2.说明书
(1)设备和管道的安装依据、验收标准及注意事项。
(2)对安装、试压、保温、油漆、吹扫、运转安全等要求。
(3)如果对初步设计的某些内容进行了修改,应详细说明修改的理由和原因。在施工图设计中,通将施工说明、验收标准等直接标注在图纸上,而无需写在说明书中第四节设计阶段——施工图设计阶段工作程序第四节设计阶段——施工图设计阶段施工图设计的深度
应满足下列要求:
(1)设备及材料的订货和安排。
(2)非标设备的订货、制作和安排。
(3)施工准备及编制施工预算和施工组织计划的要求。
(4)土建、安装工程的要求。
(5)对施工质量进行监控和验收的要求。第五节施工、试车、验收和交付生产制药工程项目建设单位(甲方)应根据批准的基建计划和设计文件,努力创造良好的施工条件,并做好施工前的各项准备工作。施工单位(丙方)应根据设计单位(乙方)提供的施工图,编制好施工预算和施工组织计划。施工前要认真做好施工图的会审工作。会审一般由建设单位、设计单位和施工单位三方共同参加,其目的是澄清图纸中的不清之处或存在的问题,并明确工程质量要求。施工单位应严格按照设计要求和施工验收规范进行施工,对施工过程中可能发生质量事故的环节、时期应及早研究,并采取相应的预防措施,确保工程质量万无一失。
第五节施工、试车、验收和交付生产制药工程项目在完成施工后,应及时组织专门机构抓好设备的调试与试车工作。根据实际情况,制药装置的调试有多种不同的方法,但总的原则是:从单机到联机到整条生产线;从空车到以水代料到实际物料。以实际物料试车,并生产出合格产品(药品),且达到装置的设计要求时,制药工程项目即告竣工。此时,应及时组织竣工验收。大型工程项目,由国家发改委组织验收。中、小型工程项目,按隶属关系由国家主管部门或省、市、自治区组织验收。第五节施工、试车、验收和交付生产竣工项目验收前,建设单位要组织设计、施工等单位先行验收,向主管部门提出竣工验收报告,并系统整理技术资料,绘制竣工图,在竣工验收合格后作为技术档案,移交生产单位保存。建设单位还要编好工程竣工决算书,报上级主管部门审查。竣工验收合格后的生产装置,即可交付使用方,形成产品的生产能力。施工图设计完成后,设计人员(代表)还要参加现场施工、试车、验收和投产工作。当制药工程项目投入正常生产后,设计人员还要对工程设计进行全面总结,为以后的设计提供经验。第二章厂址选择和总平面设计掌握:总平面设计的常用技术经济指标;与洁净厂房相关的基本概念,包括悬浮粒子、浮游菌、沉降菌、洁净室、洁净区、静态、动态、空气洁净度等。熟悉:厂址选择的程序和成果,洁净厂房总平面设计应遵守的设计原则。了解:厂址选择的程序和成果。学习要求第一节厂址选择
厂址选择是根据拟建工程项目所必须具备的条件,结合制药工业的特点,在拟建地区范围内,进行详尽的调查和勘测,并通过多方案比较,提出推荐方案,编制厂址选择报告,经上级主管部门批准后,确定厂址的具体位置。厂址选择是基本建设前期工作的重要环节,是工程项目进行设计的前提。厂址选择是否合理,不仅关系到工程项目的建设速度、建设投资和建设质量,而且关系到项目建成后的经济效益、社会效益和环境效益。第一节厂址选择——基本原则
1.贯彻执行国家的方针政策
2.正确处理各种关系3.注意制药工业对厂址选择的特殊要求选择厂址时必须充分考虑药厂对环境因素的特殊要求。工业区应设在城镇常年主导风向的下风向,药厂厂址应设在工业区的上风位置。4.充分考虑环境保护和综合利用5.节约用地6.具备基本的生产条件第一节厂址选择——程序
1.准备阶段
(1)组织准备——组成选址工作组(2)技术准备——编制厂址选择指标和收集资料提纲
2.现场调查阶段现场调查是厂址选择的关键环节,要深入现场进行充分的调查研究,收集相关资料,确定若干个具备建厂条件的厂址方案。现场调查的重点是按准备阶段编制的收集资料提纲收集相关资料,并按厂址选择指标分析建厂的可行性和现实性。第一节厂址选择——程序3.编制厂址选择报告阶段编制厂址选择报告是厂址选择工作的最后阶段,一般由工程项目的主管部门会同建设单位和设计单位共同编制,其主要内容包括概述、主要技术经济指标、厂址条件、厂址方案比较、厂址方案推荐、结论和建议、主要附件。厂址方案比较侧重于厂址的自然条件、建设费用和经营费用三个主要方面的综合分析和比较。第一节厂址选择——审批厂址选择报告应按规定程序审批。大、中型工程项目,如编制设计任务书时已经选定了厂址,则有关厂址选择报告的内容可与设计任务书一起上报审批。在设计任务书批准后选址的,大型工程项目的厂址选择报告需经国家城乡建设环境保护部门审批。中、小型工程项目,应按项目的隶属关系,由国家主管部门或省、市、自治区审批。第二节总平面设计——依据上级部门下达的设计任务书建设单位提供的有关设计委托资料设计规范和标准厂址选择报告。有关的设计基础资料,如设计规模、产品方案、生产工艺流程、车间组成、运输要求、劳动定员等生产工艺资料,以及厂址的地形、地势、地质、水文、气象、面积等自然条件资料。第二节总平面设计——原则总平面设计应与城镇或区域的总体发展规划相适应面向城镇交通干道方向作工厂的正面布工厂大门至少应设两个以上总平面设计应符合生产工艺流程的要求建(构)筑物应尽可能按照生产工艺流程的顺序进行布置,以缩短物料的传送路线,并避免原料、半成品和成品的交叉、往返。应将人流和物流通道分开,并尽量缩短物料的传送路线,避免与人流路线的交叉。第二节总平面设计——原则总平面设计应充分利用厂址的自然条件等高线与地形图图2-1地形图中的等高线第二节总平面设计——原则总平面设计应充分考虑地区的主导风向主导风向、风向频率与风玫瑰图图2-2风向方位图第二节总平面设计——原则总平面设计应充分考虑地区的主导风向主导风向、风向频率与风玫瑰图
原料药生产区应布置在全年主导风向的
下风侧,而洁净区、办公区、生活区应
布置在常年主导风向的上风侧,以减少
有害气体和粉尘的影响。图2-3风玫瑰图第二节总平面设计——原则总平面设计应符合国家的有关规范和规定总平面设计应留有发展余地总平面设计要考虑企业的发展要求,留有一定的发展余地。分期建设的工程,总平面设计应一次完成,且要考虑前期工程与后续工程的衔接,然后分期建设。
第二节总平面设计——内容平面布置设计——建(构)筑物、道路、管线、绿化等的平面位置立面布置设计——建(构)筑物、道路、管线、绿化等的立面位置运输设计——合理规划和布置交通运输路线和设施管线布置设计——各类物流、电气仪表、采暖通风等管线的平面和立面位置绿化设计——绿化方式选择、绿化区平面布置设计等第二节总平面设计——成果主要有总平面布置示意图及说明书、总平面设计施工图及说明书总平面布置示意图是根据生产工艺流程和厂区的自然条件绘制的建(构)筑物、道路和管线等的总平面布置方案图总平面设计施工图是在总平面布置示意图的基础上,明确规定各建(构)筑物、道路、管线等的相对关系及标高,以满足现场施工的需要。第二节总平面设计——成果总平面设计施工图包括建筑总平面布置施工图、建筑立面布置施工图、管线布置施工图等。如果工程项目比较简单,且厂址的地形变化不大,总平面设计施工图也可仅绘一张总平面布置施工图。总平面设计的有关说明书常以文字的形式附在相应图纸的一角,而无需单独编制。第二节总平面设计——技术经济指标建筑系数建筑系数过小,不但占地多,而且会增加道路、管线等的费用建筑系数也不能过大,否则会影响安全、卫生及改造等。制药企业的建筑系数一般可取25~30%。第二节总平面设计——技术经济指标厂区利用系数厂区利用系数能全面反映厂区的场地利用是否合理厂区利用系数是反映厂区场地有效利用率高低的指标制药企业的厂区利用系数一般为60~70%。第二节总平面设计——技术经济指标土方工程量平整场地所需的土方工程量越大,则施工费用就越高。要尽量少挖少填,并保持挖填土石方量的平衡绿化率
原料药企业:20~30%;制剂企业:30~40%第二节总平面设计——厂区划分将全厂的建(构)筑物划分为若干个联系紧密而性质相近的单元生产车间——厂内生产成品或半成品的主要工序部门,如原料药车间、制剂车间等辅助车间——协助生产车间正常生产的辅助生产部门,如机修、电工、仪表等车间公用系统——包括供水、供电、锅炉、冷冻、空气压缩等车间或设施行管区——由办公室、汽车库、食堂、传达室等建(构)筑物组成生活区——由职工宿舍、绿化美化等建(构)筑物和设施组成第二节总平面设计——总平面布置图第二节总平面设计——总平面布置图全厂分别设有物流出入口、人流出入口和自行车出入口,人流、物流路线互不交叉在办公区和正门之间规划了三片集中绿地,出入厂区的人流可在此处集散,并使人有置身于园林之感厂区主要道路的宽度为10m,次要道路的宽度为4m或7m,采用发尘量较少的水泥路面。绿化设计按GMP的要求,以不产生花絮的树木为主,并布置大面积的耐寒草皮,起到减尘、减噪、防火和美化的作用第二节总平面设计——总平面布置图在总平面布置中,为准确标定建(构)筑物的位置,常采用地理测量坐标系或建筑施工坐标系地理测量坐标系——又称为XY坐标系,是国家地理测量局规定的坐标系,其特点是以南北向增减为X轴,东西向增减为Y轴作间距为50m或100m的方格网建筑施工坐标系——又称为AB坐标系,其特点是以厂区或建(构)筑物的方位为坐标轴作间距为50m或100m的方格网采用AB坐标系,可避免繁琐换算,给现场施工放线带来方便第三节洁净厂房的总平面设计——基本概念基本概念悬浮粒子——悬浮于空气中当量直径范围为0.1µm~5µm的固体或液体粒子,主要用于空气洁净度的分级浮游菌与沉降菌浮游菌——悬浮于空气中的带菌微粒沉降菌——降落于培养皿上的带菌微粒第三节洁净厂房的总平面设计——基本概念洁净室与洁净区洁净室——悬浮粒子浓度及微生物数量受控的限定房间洁净区——悬浮粒子浓度及微生物数量受控的空间,洁净区可以是开放式或封闭式洁净室与洁净区的建造和使用应减少室内诱入、产生及滞留的粒子,空间内其他有关参数如温度、湿度和压力等均需按规定要求进行控制第三节洁净厂房的总平面设计——基本概念静态与动态静态——指所有生产设备均已安装就绪,但没有生产活动且无操作人员在场的状态动态——指生产设备按预定的工艺模式运行并有规定数量的操作人员在现场操作的状态空气的洁净度——可用单位体积空气中所含尘埃的大小和数量来表示第三节洁净厂房的总平面设计——基本概念《洁净厂房设计规范》(GB50073-2013)表2-1空气的洁净等级洁净度等级/级大于或等于要求粒径的最大浓度限值/粒
m-30.1µm0.2µm0.3µm0.5µm1µm5µm1102————210024104——31000237102358—4100002370102035283—51000002370010200352083229610000002370001020003520083202937———3520008320029308———3520000832000293009———352000008320000293000GMP对厂房洁净等级要求洁净厂房——由于生产工艺等原因,需要采用空气净化系统以控制室内空气的含尘量或含菌浓度的厂房我国的GMP将洁净厂房内的空气划分为四个洁净等级GMP(2010版)对空气洁净等级的划分包含了静态和动态要求,而此前我国的GMP对空气洁净等级的划分仅有静态的概念二、GMP对厂房洁净等级要求洁净厂房内空气的洁净等级(98版)洁净等级/级尘粒数活微生物数/个
m-3
0.5
m尘粒数/粒m-3
5
m尘粒数/粒m-3
100
35000
5
10000
350000
2000
100100000
3500000
20000
500300000
10500000
60000
二、GMP对厂房洁净等级要求表2-2洁净厂房内空气的洁净等级(2010版)
洁净度级别悬浮粒子最大允许数/立方米静态动态≥0.5μm≥5μm≥0.5μm≥5μmA级352020352020
B级3520293520002900C级3520002900352000029000D级352000029000不作规定不作规定二、GMP对厂房洁净等级要求表2-2洁净厂房内空气的洁净等级(2010版)
级别浮游菌cfu/m3沉降菌(Φ90mm)cfu/4小时)表面微生物接触碟(Φ55mm)cfu/碟5指手套cfu/手套A级<1<1<1<1B级10555C级1005025-D级20010050-二、GMP对厂房洁净等级要求GMP对厂房洁净等级要求A级——高风险操作区,如:灌装区、放置胶塞桶、敞口安瓿瓶、敞口西林瓶的区域及无菌装配或连接操作的区域B级——无菌配制和灌装等高风险操作A级区所处的背景区域C级和D级——生产无菌药品过程中重要程度较低的洁净操作区二、GMP对厂房洁净等级要求不能简单地将旧版GMP中的百级等同于新版中的A级。事实上,原来厂房可达旧版百级的设备很难达到新版A级的要求。近似关系A级——动态百级B级——静态百级,动态万级,GMP里面没有千级的说法C级——静态万级标准,动态D级标准,即十万级D级——静态十万级二、GMP对厂房洁净等级要求二、GMP对厂房洁净等级要求GMP对厂房洁净等级要求洁净厂房内采用何种等级的洁净空气主要取决于药品的类型和生产工艺要求GMP-2010对不同等级洁净厂房的适用范围有明确的规定无菌药品的生产操作环境可分别参照表2-3和表2-4中的示例进行选择表2-3
最终灭菌产品生产操作环境示例洁净度级别最终灭菌产品生产操作示例C级背景下的局部A级高污染风险①的产品灌装或灌封C级产品灌装或灌封;高污染风险②产品的配制和过滤;眼用制剂、无菌软膏剂、无菌混悬剂等的配制、灌装或灌封;直接接触药品的包装材料和器具最终清洗后的处理。D级轧盖;灌装前物料的准备;产品配制③(指浓配或采用密闭系统的配制)和过滤直接接触药品的包装材料和器具的最终清洗。二、GMP对厂房洁净等级要求表2-4
非最终灭菌产品生产操作环境示例洁净度级别非最终灭菌产品的无菌生产操作示例B级背景下的A级处于未完全密封①状态下产品的操作和转运,如产品灌装(或灌封)、分装、压塞、轧盖②等;灌装前无法除菌过滤的药液或产品的配制;直接接触药品的包装材料、器具灭菌后的装配以及处于未完全密封状态下的转运和存放;无菌原料药的粉碎、过筛、混合、分装。B级处于未完全密封①状态下的产品置于完全密封容器内的转运;直接接触药品的包装材料、器具灭菌后处于密闭容器内的转运和存放。C级灌装前可除菌过滤的药液或产品的配制;产品的过滤。D级直接接触药品的包装材料、器具的最终清洗、装配或包装、灭菌。二、GMP对厂房洁净等级要求三、洁净厂房总平面设计的目的和意义洁净厂房总平面设计——确定药厂与周围环境之间,以及药厂内洁净厂房与各建(构)筑物之间的位置关系。洁净区域内的含尘量和含菌浓度几乎不受室外大气质量的影响,但这并不是说无需考虑洁净厂房周围的大气质量。若洁净厂房周围的大气质量较差,将增加空气净化系统的除尘负荷,降低高效过滤器的使用寿命。反之,若洁净厂房周围的大气质量较好,如洁净度不低于D级,则空气净化系统的末级过滤器可不使用高效过滤器,而仅使用中效过滤器,从而可节省投资,降低运行费用。表2-5
国内不同环境的大气含尘浓度二、GMP对厂房洁净等级要求环境尘埃浓度/107粒
m-3(粒径0.5
m)地区和单位情况市区15~35北京、上海、天津三个地区的工厂、医院、研究所等7个单位市郊8~20北京、上海、洛阳、无锡四个地区的工厂、学校等6个单位农村3.8~7.8西北地区的户县、汉中、临潼等地的工厂、研究所等四个单位表2-6
国外不同环境的大气尘浓度二、GMP对厂房洁净等级要求环境尘埃浓度/107粒
m-3(粒径0.5
m)资料来源环境尘埃浓度/107粒
m-3(粒径0.5
m)资料来源农村3前苏联污染地区177日本大城市12.5普通地区17.7工业中心25洁净地区3.5农村10日本洁净室设计用17.5城郊20特别干净0.19城市50特别污染56四、洁净厂房总平面设计原则对有洁净厂房的药厂进行总平面设计时,污染问题是首要考虑的问题洁净厂房应远离污染源,并布置在全年主导风向的上风处不宜选在多风沙地区,周围环境应清洁远离灰尘、烟气、有毒和腐蚀性气体等污染源必须布置在全年主导风向的上风处四、洁净厂房总平面设计原则工厂烟囱——典型的灰尘污染源,不仅要处理好洁净厂房与烟囱之间的风向位置关系,而且要与烟囱保持足够距离道路——既是振动源和噪声源,又是主要的污染源有洁净厂房的工厂应尽量远离铁路、公路和机场洁净厂房不宜布置在主干道两侧,要合理设计洁净厂房周围道路的宽度和转弯半径,限制重型车辆驶入路面要用沥青、混凝土等不易起尘的材料构筑,露土地面要用耐寒草皮覆盖或种植不产生花絮的树木洁净厂房新风口与交通干道边沿的最近距离不宜小于50m四、洁净厂房总平面设计原则工厂烟囱——典型的灰尘污染源,不仅要处理好洁净厂房与烟囱之间的风向位置关系,而且要与烟囱保持足够距离道路——既是振动源和噪声源,又是主要的污染源有洁净厂房的工厂应尽量远离铁路、公路和机场洁净厂房不宜布置在主干道两侧,要合理设计洁净厂房周围道路的宽度和转弯半径,限制重型车辆驶入路面要用沥青、混凝土等不易起尘的材料构筑,露土地面要用耐寒草皮覆盖或种植不产生花絮的树木洁净厂房新风口与交通干道边沿的最近距离不宜小于50m四、洁净厂房总平面设计原则兼有原料药和制剂生产的药厂原料药生产区应布置在制剂生产区全年主导风向的下风侧除锅炉房外,其他有严重污染的区域,如三废处理等,也应布置在全年主导风向的下风侧此外,青霉素类等高致敏性药品的生产厂房,应布置在其他生产厂房全年主导风向的下风侧四、洁净厂房总平面设计原则洁净厂房的布置应有利于生产和管理将建(构)筑物按照生产工艺流程的顺序和洁净度要求的不同进行合理组合,可给生产、管理、质检、送风等带来很大的方便。目前国内许多中小型药厂采用的大块式或组合式布置,既有利于生产和管理,又可充分利用场地,缩短人流和物流路线,减少污染,降低能耗。四、洁净厂房总平面设计原则合理布置人流和物流通道,并避免交叉往返合理规划和布置人流和物流通道,并尽可能避免不同物流之间以及物流与人流之间的交叉往返厂区与外部环境之间以及厂内不同区域之间,可以设置若干个大门。为人流设置的大门,主要用于生产和管理人员出入厂区或厂内的不同区域;为物流设置的大门,主要用于厂区与外部环境之间以及厂内不同区域之间的物流输送无关人员或物料不得穿越洁净区,以免影响洁净区的洁净环境四、洁净厂房总平面设计原则洁净厂房区域应布置成独立小区,区内应无露土地面(a)以不产生花絮的树木围护
(b)抬高室外空间的地坪标高
四、洁净厂房总平面设计原则洁净厂房区域应布置成独立小区,区内应无露土地面(c)在室外空间周边设置水池
(d)在室外空间周边设置围墙第三章工艺流程设计掌握:工艺流程设计中的方案比较;以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程的设计技术。熟悉:工艺流程设计的作用、任务、程序和成果;工艺流程设计中应考虑的技术问题;不同深度的工艺流程图;常见单元设备的自控流程。了解:带控制点的工艺流程图的绘制要求和方法。学习要求第一节概述生产工艺流程设计和试验工艺流程设计生产工艺流程设计——对于工艺技术比较成熟,需要通过设计实现工业化生产的产品,其工艺流程设计属于生产工艺流程设计试验工艺流程设计——仅有文献资料、尚未进行试验和生产、且技术比较复杂的产品,其工艺流程设计一般属于试验工艺流程设计一、工艺流程设计的作用工艺流程设计是在确定的原料路线和技术路线的基础上进行的,它是整个工艺设计的中心。工艺流程设计是工程设计中最重要、最基础的设计步骤,对后续单项设计起着决定性的作用。工艺流程设计与车间布置设计一起决定着车间或装置的基本面貌。设计人员在设计工艺流程时,要做到认真仔细,反复推敲,努力设计出技术上先进可靠、经济上合理可行的工艺流程。二、工艺流程设计的任务工艺流程设计的任务是通过图解和必要的文字说明将原料变成产品(包括污染物治理)的全部过程表示出来。确定工艺流程的组成——确定工艺流程中各生产过程的具体内容、顺序和组合方式,是工艺流程设计的基本任务。确定载能介质的技术规格和流向确定操作条件和控制方法——保持生产方法所规定的工艺条件和参数,是保证生产过程按给定方法进行的必要条件。对需要控制的工艺参数应确定其检测点、显示仪表和控制方法。二、工艺流程设计的任务确定安全技术措施对生产过程中可能存在的各种安全问题,应确定相应的预防和应急措施,如设置安全水封、安全阀、爆破片、阻火器、报警装置、放空管、溢流管、泄水装置、防静电装置、防雷装置和事故贮槽等。在确定安全技术措施时,应特别注意开车、停车、停水、停电等非正常运转情况下可能存在的各种安全问题。绘制不同深度的工艺流程图三、工艺流程设计的基本程序工艺路线的选择从工业化的角度分析和研究实施的可行性、可靠性和先进性注意工艺路线中所涉及的关键设备和特殊工艺条件或参数确定工艺流程的组成和顺序确定工艺流程的组成,包括全部单元反应和单元操作明确主要设备、操作条件和基本操作参数确定设备之间的连接顺序以及载能介质的技术规格和流向三、工艺流程设计的基本程序绘制工艺流程框图——可用方框、圆框、文字和箭头等形式定性表示出由原料变成产品的路线和顺序绘制工艺流程示意图——以图例、箭头和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序绘制物料流程图物料衡算与能量衡算设计已由定性转入定量三、工艺流程设计的基本程序绘制初步设计阶段带控制点的工艺流程图设备、管道的工艺计算以及仪表自控设计绘制出初步设计阶段带控制点的工艺流程图列出设备一览表绘制施工阶段带控制点的工艺流程图按照初步设计的审查意见,对工艺流程图中所选用的设备、管道、阀门、仪表等作必要的修改、完善和进一步的说明。四、工艺流程设计的成果初步设计阶段的主要成果初步设计阶段带控制点的工艺流程图施工图设计阶段的主要成果施工阶段带控制点的工艺流程图工艺流程设计中的方案比较对于给定的工艺路线,工艺方法所规定的基本操作条件或参数,设计人员是不能随意改变的。设计人员往往可以采用不同的技术方案,通过方案比较来确定一条最优的技术方案,进行工艺流程的设计。规定的生产规模——连续生产?间歇生产?联合生产方式?液固混合物的分离——重力沉降?离心沉降?过滤?干燥?…间壁式换热器——列管式?套管式?板式?板翅式?螺旋板式?…第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中的方案比较明确评判标准——技术经济指标
▲产物收率▲原料单耗▲能量单耗▲产品成本▲设备投资▲操作费用等明确评判标准——其他重要因素▲环保▲安全▲占地面积等第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中的方案比较实例3-1在药品精制中,粗品常先用溶剂溶解,然后加入活性炭脱色,最后再滤除活性炭等固体杂质。假设溶剂为低沸点易挥发溶剂,试确定适宜的过滤流程。确定方案比较的评判标准
▲过滤速度
▲溶剂收率第二节工艺流程设计技术第二节工艺流程设计技术图3-1常压过滤方案图3-2真空抽滤方案工艺流程设计中的方案比较第二节工艺流程设计技术图3-3真空抽滤-冷凝方案图3-4加压过滤方案工艺流程设计中的方案比较实例3-2用混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯。已知混酸组成为:HNO347%、H2SO449%、H2O4%;氯苯与混酸中HNO3的摩尔比为1:1.1;反应开始温度为40~55oC,并逐渐升温至80oC;硝化时间为2h;硝化废酸中含硝酸小于1.6%,含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%。试通过方案比较,确定适宜的硝化及后处理工艺流程。药品精制中,粗品常先用溶剂溶解,然后加入活性炭脱色,最后再滤除活性炭等固体杂质。假设溶剂为低沸点易挥发溶剂,试确定适宜的过滤流程。确定方案比较的评判标准——混合硝基氯苯的收率以及硫酸、硝酸及氯苯的单耗第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中的方案比较第二节工艺流程设计技术图3-5硝化-分离方案图3-6硝化-分离-萃取方案工艺流程设计中的方案比较第二节工艺流程设计技术图3-7硝化-分离-萃取-浓缩方案工艺流程设计中的方案比较实例3-3在加压连续釜式反应器中,用混酸硝化苯制备硝基苯。已知混酸组成为:HNO35%、H2SO465%、H2O30%;苯与混酸中HNO3的摩尔比为1:1.1;反应压力为0.46MPa,反应温度为130℃
;反应后的硝化液进入连续分离器,分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为120℃;酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。试以单位能耗为评判标准,确定适宜的工艺流程。方案比较的评判标准——单位能耗第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中的方案比较第二节工艺流程设计技术图3-8间接水冷-常压浓缩方案工艺流程设计中的方案比较第二节工艺流程设计技术图3-9原料预热-闪蒸浓缩方案工艺流程设计中的方案比较实例3-4在甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸
已知反应在间歇釜(磺化釜)中进行,磺化反应速度与甲苯浓度成正比,与硫酸含水量的平方成反比。为保持较高的反应速度,可向甲苯中慢慢加入浓硫酸。同时,应采取措施将磺化生成的水及时移出磺化釜。试通过方案比较,确定适宜的脱水工艺流程。方案比较的评判标准▲水能否及时移走▲以及脱水后的甲苯能否及时返回磺化釜第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中的方案比较第二节工艺流程设计技术图3-10间歇脱水方案图3-11连续脱水方案工艺流程设计中的方案比较以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程产品的生产过程都是由一系列单元操作或单元反应过程所组成。在工艺流程设计中,常以单元操作或单元反应为中心,建立与之相适应的工艺流程。主要设备——标明进料和出料的名称、组成及工艺条件过程的温度、热效应——传热设备和载能介质的技术规格过程的参数显示和控制方式——仪表和自动控制方案过程的燃烧、爆炸、毒害情况——安全技术措施过程所产生的污染物——污染治理方案,等等第二节工艺流程设计技术实例3-5工业生产中,硝化混酸的配制常在间歇搅拌釜中进行,试以搅拌釜为中心,完善硝化混酸配制过程的工艺流程。实验室如何配制?工业混酸的配制过程就不那么简单了,需要考虑一系列互相关联的因素。第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程首先,配制混酸需要一个容器第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程釜搅拌釜夹套釜载能介质——冷却水烧杯+玻璃棒实验室→工业化其次,考虑操作方式
▲实验室——间歇操作▲工业化——多采用间歇操作第三、为保证硫酸与硝酸的配比,要考虑物料的计量第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程计量罐量筒实验室→工业化硫酸计量罐硝酸计量罐废酸计量罐第四、要考虑配酸原料和产品的贮存
第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程贮罐玻璃瓶实验室→工业化硫酸贮罐硝酸贮罐废酸贮罐混酸贮罐第五、要考虑物料的输送方式
第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程液体输送实验室直接倒入实验室→工业化泵送真空抽吸压缩空气压送安全问题第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程图3-12混酸配制过程的工艺流程示意图实例3-6在合成抗菌药诺氟沙星的生产中,以对氯硝基苯为原料制备对氟硝基苯的反应方程式为反应拟在间歇釜式反应器中进行,试以反应器为中心,完善反应过程的工艺流程。实验室如何配制?将该过程实现工业化就是一件比较复杂的事。第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程
从实验室的反应瓶→工业化的反应器
第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程间歇釜式反应器搅拌器夹套釜载能介质
?
反应瓶搅拌器实验室→工业化
确定载能介质——加热或冷却介质
第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程加热介质热水低压饱和水蒸气导热油30~100℃100~150℃100~250℃联苯混合物——常用的高温有机载热体,由26.5%的联苯和73.5%的二苯醚组成的低共熔和低共沸混合物,熔点为12.3℃,沸点为258℃,可在较低压力下得到较高的加热温度。考虑环境污染——由于过程的温度较高,物料中的低沸点组分可能挥发,并对环境造成污染,因此,在反应器的上部应设置一台回流冷凝器,并用冷却水冷却,以回收易挥发组分。考虑固液分离问题——氟化反应是液-固非均相反应,反应液经冷却后,其中的固体应滤除。因此,在反应器的下部可设置一台过滤器。为提高过滤速度,可采用带冷却回收装置的减压抽滤系统或采用加压过滤。
第二节工艺流程设计技术以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程第二节工艺流程设计技术图3-13氟化反应过程的工艺流程示意图以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程生产方式的选择第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题生产方式连续生产联合生产间歇生产优点:生产能力大、产品质量稳定、易实现机械化和自动化、生产成本较低缺点:适应能力较差优点:装置简单、操作方便、适应性强等优点:整个生产过程是间歇的,但其中的某些生产过程是连续的提高设备利用率在工艺流程设计中,保持各单元操作或单元反应设备之间的能力平衡,提高设备利用率,是设计者必须考虑的技术问题。设计合理的工艺流程——各设备均满负荷运转,无闲置时间。为实现主要设备之间的衔接和能力平衡,常采用中间贮罐进行缓冲第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题提高设备利用率实例3-7在某产品的生产过程由磺化、冷却中和、浓缩三道工序组成,磺化液和中和液均为液态,磺化釜的操作周期为12h,冷却中和釜的操作周期为4h,浓缩釜的操作周期为8h。试确定适宜的设备配置方案。第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题可设计出多种不同的设备配置方案提高设备利用率第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题设备名称磺化釜冷却中和釜浓缩釜备注操作周期/h1248方案I设备台数111111日总操作批数111每台设备日闲置时间/h122016方案II设备台数1110.50.50.5日总操作批数222每台设备日闲置时间/h0168提高设备利用率第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题设备名称磺化釜冷却中和釜浓缩釜备注操作周期/h1248方案III设备台数111磺化釜与冷却中和釜之间以及冷却中和釜与浓缩釜之间均设置中间贮罐0.50.251/3日总操作批数243每台设备日闲置时间/h080提高设备利用率第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题设备名称磺化釜冷却中和釜浓缩釜备注操作周期/h1248方案IV设备台数211磺化釜与冷却中和釜之间、冷却中和釜与浓缩釜之间均设置中间贮罐0.251/61/3日总操作批数463每台设备日闲置时间/h000提高设备利用率第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题设备名称磺化釜冷却中和釜浓缩釜备注操作周期/h1248方案V设备台数212磺化釜与冷却中和釜之间设置中间贮罐0.251/61/6日总操作批数466每台设备日闲置时间/h000提高设备利用率为保持主要设备之间的能力平衡,提高设备利用率,设备之间应根据需要设置中间贮罐。贮罐结构简单,制造容易,故设置中间贮罐而增加的设备投资将远小于因设备利用率的提高而节省的费用。第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题物料的回收与套用在工艺流程设计中,充分考虑物料的回收与套用,以降低原辅材料消耗,提高产品收率,是降低产品成本的重要措施。例如,混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题硝化-分层-萃取方案硝化-分层方案硝化-分层-萃取-浓缩方案物料的回收与套用母液的循环套用或经适当处理后套用——反应母液、结晶母液等第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题物料的回收与套用溶剂的回收与套用——闭路循环第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题能量的回收与利用在工艺流程设计中,充分考虑能量的回收与利用,以提高能量利用率,降低能量单耗,是降低产品成本的又一重要措施。第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题能量的回收与利用原料预热-闪蒸浓缩方案——间接水冷-常压浓缩方案第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题120℃安全技术措施在工艺流程设计中,对所设计的设备或装置在正常运转以及开车、停车、检修、停水、停电等非正常运转情况下可能产生的各种安全问题,应进行认真而细致的分析和研究,制订出切实可靠的安全技术措施。第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题安全技术措施报警装置——含易燃、易爆气体或粉尘的场所事故贮槽——强放热反应设备的下部安全水封、安全阀或爆破片——可能出现超压的设备溢流管——用泵向高层设备中输送物料阻火器——低沸点易燃液体的贮罐排空阀——设备内部的液体可能冻结接地装置——可产生静电火花的管道或设备防雷装置——可能遭受雷击的管道或设备第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题仪表和控制方案的选择在工艺流程设计中,对需要控制的工艺参数,如温度、压力、浓度、流量、流速、pH值、液位等,都要确定适宜的检测位置、检测和显示仪表以及控制方案。
现代制药企业对仪表和自控水平的要求越来越高,仪表和自控水平的高低在很大程度上反映了一个制药企业的技术水平。第二节工艺流程设计技术工艺流程设计中应考虑的技术问题工艺流程图是以图解形式表示的工艺流程,在工艺流程设计的不同阶段,工艺流程图的深度是不同的。
在初步设计阶段,需绘制工艺流程框图、工艺流程示意图、物料流程图和带控制点的工艺流程图在施工图设计阶段,需绘制施工阶段带控制点的工艺流程图第三节工艺流程图工艺流程框图是在工艺路线和生产方法确定之后,物料衡算开始之前表示生产工艺过程的一种定性图纸,是最简单的工艺流程图工艺流程框图定性表示出由原料变成产品的工艺路线和顺序,包括全部单元操作和单元反应设计工艺流程框图时,要对选定的工艺路线和生产方法进行全面而细致的分析和研究,确定出工艺流程的全部组成和顺序第三节工艺流程图工艺流程框图第三节工艺流程图工艺流程框图图3-14阿司匹林的生产工艺流程框图第三节工艺流程图工艺流程示意图图3-15阿司匹林的生产工艺流程示意图以图例、箭头和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序,绘制出工艺流程示意图第三节工艺流程图物料流程图当工艺流程示意图确定之后,即可进行物料衡算、能量衡算和设备的工艺计算绘制出物料流程图设计已由定性转入定量最简单的方法是将物料衡算和能量衡算结果直接加进工艺流程示意图中,得到物料流程图第三节工艺流程图图3-16氯苯硝化的物料流程图物料流程图第三节工艺流程图图3-16氯苯硝化的物料流程图物料流程图序号物料名称流量/kg
h-1HNO3H2SO4H2O氯苯硝基氯苯总计1补充硫酸
2.40.2
2.62硝酸230
4.7
234.73回收废酸
237.614.7
252.34配制混酸23024019.6
489.65萃取氯苯
403.418.7422.16硝酸损失2.3
2.37硝化液
909.48粗硝基苯
2.40.26.1569.3578.09分离废酸5.2237.682.9
5.7331.410氯苯
416.8
416.811萃取废酸
237.684.44.1
326.112浓缩蒸汽
73.813冷凝液
73.814废水
69.7
69.715回收氯苯
4.1
4.1第三节工艺流程图图3-17用框图绘制的氯苯硝化的物料流程图物料流程图第三节工艺流程图带控制点的工艺流程图——基本要求表示出生产过程中的全部工艺设备,包括设备图例、位号和名称表示出生产过程中的全部工艺物料和载能介质的名称、技术规格及流向
表示出全部物料管道和各种辅助管道(如水、冷冻盐水、蒸汽、压缩空气及真空等管道)的代号、材质、管径及保温情况
第三节工艺流程图带控制点的工艺流程图——基本要求表示出生产过程中的全部工艺阀门以及阻火器、视镜、管道过滤器、疏水器等附件,但无需绘出法兰、弯头、三通等一般管件
表示出生产过程中的全部仪表和控制方案,包括仪表的控制参数、功能、位号以及检测点和控制回路等。第三节工艺流程图带控制点的工艺流程图——图面要求图线和字体
主物料管道、辅助管道总管、公用系统管道总管以及设备位号线用粗线(0.6~0.9mm)表示
其它物料管道以及支管用中粗线(0.3~0.5mm)表示
设备及机器轮廓用0.25mm的细实线绘制,其它采用(0.15~0.25mm)的细线绘制仪表引出线及连接线用细实线
流程图中一般无需标注尺寸,但当需要注明尺寸时,尺寸线用细实线表示。有关图线和字体的具体要求见附录三。第三节工艺流程图绘制方法——设备常用设备的代号和图例见附录四。对于图例中没有表示的设备,则在流程图中可绘出其象征性的几何图形,以表明该设备的几何特征即可。设备上的管道接头、支脚、支架、基础、平台等一般不需表示当有多台相同的设备并联时,可只画一台设备,其余设备可分别用细实线方框表示,在方框内注明设备位号,并画出通往该设备的支管。
在初步设计阶段的工艺流程图中,当有多台相同的设备串联或轮换使用时,一般只画1台设备
在施工阶段的工艺流程图中则应根据需要画出2台或2台以上的设备,以表示清楚。第三节工艺流程图绘制方法——设备在带控制点的工艺流程图中
要表示出设备的名称和位号图3-18设备位号的表示方法
设备类别代号——附录四
设备所在的主项编号——按工程设计总负责人给定的主项编号填写,采用两位数字(01~99)表示
同类设备顺序号——按主项内同类设备在工艺流程中流向及立面位置的先后顺序编写,采用三位数字,第一位数字用楼层代号,从1开始,后两位为设备顺序号,可用两位数字(01~99)表示
相同设备尾号——相同设备的数量,用字母A~Z表示。只有1台可不加设备尾号,超过26台时,则用数字表示第三节工艺流程图绘制方法——设备在带控制点的工艺流程图中要表示出设备的名称和位号
设备位号应与设备名称一起标注在设备内或附近空白处,位置力求整齐、明显,必要时还可由设备加一引出线。
设备位号和名称一般用粗实线分开,线上方书写设备位号,线下方在需要时可书写设备名称
或第三节工艺流程图绘制方法——管道、管件和阀门常见管道、管件和阀门的图例见附录五。对于图例中没有的管件或阀门可根据其特点增补图例。管道、管件和阀门图例应在流程图或首页图(将设计中所采用的部分规定以图表的形式绘制成首页图,包括图纸目录、设备一览表以及各种图例、符号、代号和说明等)中加以说明在初步设计阶段的工艺流程图中,应绘出主要管道、阀门、管件和控制点;在施工图设计阶段的工艺流程图中,应绘出全部管道、阀门、管件和控制点物料管线用粗线表示,其它管线用中粗线,控制回路用细线表示第三节工艺流程图绘制方法——管道、管件和阀门在同一流程图中,当两设备相距较远时,其物料管线仍需连通,不能用文字表示。当两根无联系的管线相互交叉时,可将一根画成连续实线,而另一根在交叉处断开。线条拐弯处可画成直角。
当流程图中的管道需与另一流程图中的管道相连时,可在管道断开处用箭头注明至某设备或管道的图号对于排水或排污管道,应用文字说明排入何处第三节工艺流程图绘制方法——管道、管件和阀门在带控制点的工艺流程图中,应对每一根管道进行标注管道的标注方法可按HG20519的标准执行,也可根据本单位的标准执行,但应易于区别和记忆,满足施工和安装要求图3-19管道的标注方法第三节工艺流程图绘制方法——管道、管件和阀门介质名称代号介质名称代号介质名称代号空气A中压蒸汽MS循环冷却水(供)CWS压缩空气CA高压蒸汽HS循环冷却水(回)CWR工艺空气PA蒸汽冷凝液C冷冻盐水(供)BS仪表空气IA蒸汽冷凝水SC冷冻盐水(回)BR放空VT水W排污BD真空VE精制水PW排液、排水DR氮气N饮用水DW废水WW氧气OX雨水RW生活污水SS工艺气体PG软水SEW化学污水CS工艺液体PL自来水、生活用水DW含油污水OS蒸汽S锅炉给水BW油OL伴热蒸汽TS热水(供)HWS工艺固体PS低压蒸汽LS热水(回)HWR表3-2常见介质的号第三节工艺流程图绘制方法——管道、管件和阀门
管道顺序号是指相同类别的介质在同一主项内以流向先后为序的顺序编号,用两位数字(01~99)表示
介质代号、主项编号和管道顺序号一起组成管道号或管段号
管道尺寸以mm为单位,只注数字,不注单位,以公称直径表示管道等级由管材代号、管材等级顺序号和公称压力等级代号组成
管材等级顺序号由数字(1-9)组成。在压力等级和管道材质类别代号相同的情况下,可以有九个不同系列的管材等级
管材代号和管道公称压力等级代号均用大写英文字母表示第三节工艺流程图图3-20管道等级标注方法第三节工艺流程图绘制方法——管道、管件和阀门管道的隔热或隔声代号用大写英文字母表示第三节工艺流程图绘制方法——自控和仪表应绘出全部与工艺过程有关的检测仪表、检测点和控制回路
在检测控制系统中,每一个仪表或元件都要标注仪表位号第一个字母表示被测变量的代号,后续字母表示仪表的功能工段或工序序号可用(1~9)表示,超过9时,可用(01~99)表示仪表序号是按工段或工序编制的仪表顺序号,可用两位数字(01~99)表示图3-21仪表位号的表示方法第三节工艺流程图绘制方法——自控和仪表第三节工艺流程图绘制方法——自控和仪表在带控制点的工艺流程图中,检测仪表、显示仪表的图例均用圆圈来表示,并用圆圈中间的横线来区分不同的安装位置第三节工艺流程图常见单元设备的自控流程
流体输送设备——离心泵被控变量一般为流量改变出口阀门的开度或回路阀门的开度或泵的转速均可调节离心泵的流量图3-24改变出口阀门开度调节流量
第三节工艺流程图常见单元设备的自控流程
流体输送设备——离心泵图3-25改变回路阀门开度调节流量第三节工艺流程图常见单元设备的自控流程
流体输送设备——容积式泵——往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵等图3-26齿轮泵的流量调节
出口不能堵死被控变量一般为流量流量一般可通过控制回路阀门的开度来调节,也可通过改变泵的转速或冲程来调节第三节工艺流程图常见单元设备的自控流程
流体输送设备——真空泵——机械泵和喷射泵机械泵——水环泵和活塞泵喷射泵——水喷射泵和蒸汽喷射泵被控变量一般为真空度第二节工艺流程设计技术图3-27改变吸入管路阀门开度控制真空度常见单元设备的自控流程图3-27改变吸入管路阀门开度控制真空度
流体输送设备——真空泵——喷射泵第三节工艺流程图常见单元设备的自控流程
流体输送设备——压缩机图3-29改变进口阀门开度调节流量
被控变量一般为流量或压力流量——改变进口阀门的开度或回旁阀门的开度或压缩机的转速当进口阀门开度较小时,会在压缩机进口处产生负压,吸入同样体积的气体,其质量流量减少。负压较为严重时,压缩机的效率将显著下降第三节工艺流程图常见单元设备的自控流程
流体输送设备——压缩机图3-30压缩机流量的分程控制流程
对离心式压缩机,当负荷(流量)减小至一定程度时,工作点将进入不稳定区,并产生一种危害极大的“喘振”现象为避免在压缩机进口处产生严重负压
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