卡培他滨生产线设备设施和工艺流程

卡培他滨生产线设备设施和工艺流程作者：玖月琼兮卡培他滨生产线工艺流程编号：LZH/JYQX-HP01b-2020作者：玖月琼兮2020年8月目录1.1卡培他滨生产工艺原理和设备设施 31.1.1 生产工艺原理及化学反应方程式 31.1.2 生产工艺流程及产污环节 111.1.3 主要生产设备 151.1.4 物料能源消耗 161.1.5 物料平衡与工艺水平衡 18

（1）生产工艺原理卡培他滨生产包括酯化物合成、酰化物合成、脱氧氟胞苷和卡培他滨合成。通过缩合、酯化、还原、酰化、水解等化学反应合成卡培他滨。（2）化学反应方程式=1\*GB3①酯化物合成=2\*GB3②酰化物合成A.还原物合成还原物全称：甲基-5-脱氧-2,3-O-异亚丙基-D-呋喃核糖苷B.酰化物合成水解物全称：(3R,4S,5R)-5-甲基四氢呋喃-2,3,4-三醇酰化物全称：(3R,4R,5R)-2,3,4-三乙酰氧-5-甲基四氢呋喃=3\*GB3③脱氧氟胞苷合成硅烷化物全称：5-氟-N-三甲基硅基-2-三甲基硅氧基-4-嘧啶胺脱氧氟胞苷全称：(3R,4R,5R)-2-[4-氨基-5-氟-2-氧代嘧啶-1(2H)-基]-3,4-二乙酰氧基-5-甲基四氢呋喃=4\*GB3④卡培他滨合成氨基酯全称：(3R,4R,5R)-2-(5-氟-2-氧代-4-(戊氧基羰基氨基)嘧啶-1(2H)-基)-3,4-二乙酰氧基5-甲基四氢呋喃水解主反应：水解副反应：卡培他滨合成工艺流程及产污环节见图6.14.2-1。=1\*GB3①酯化物合成将无水丙酮和无水甲醇泵入缩合釜中，加入D-核糖，搅拌下缓慢滴加98%硫酸，滴完后在55℃左右搅拌25h后开始中控至检测原料基本反应完全。将料液转移至蒸馏釜中，60℃以下减压脱除丙酮和甲醇回用于缩合釜，剩余物泵入乙酸乙酯溶解，再加入水洗涤、分层，水层用乙酸乙酯进一步萃取，合并有机层，水层作为废水排出。合并后的有机层加入无水硫酸镁干燥，过滤，滤渣作为危废处置；滤液转入蒸馏釜减压脱溶回收乙酸乙酯回用于萃取釜。剩余物（缩酮物）进入酯化釜，加入饱和碳酸氢钠溶液，降温至5℃左右分批加入对甲苯磺酰氯，加完后在10℃左右保温24小时。保温结束，加水，料液转入结晶釜，升温至室温保温1h，然后降温至0℃左右析晶，全封闭离心，母液作为废水排出；固体用异丙醇溶解重结晶，再全封闭离心，固体真空干燥、粉碎得酯化物（以D-核糖为基准，酯化物产率为98.6%）。离心母液精馏回收乙酸乙酯和异丙醇，分别回用于萃取釜和重结晶釜。酯化物合成过程中主要有缩合釜加料和减压脱溶不凝性尾气G14-1-1；回收乙酸乙酯不凝性尾气G14-1-2；酯化釜加料和反应不凝性尾气G14-1-3；精馏不凝性尾气G14-1-4；真空干燥不凝性尾气G14-1-5；粉碎粉尘G14-1-6。萃取和离心单元产生的废水W14-1-1和W14-1-2；干燥和精馏产生的危废S14-1-1和S14-1-2。=2\*GB3②制备酰化物A.还原物合成将N-甲基吡咯烷酮和甲苯泵入还原釜，加入酯化物和硼氢化钠，升温至85℃左右搅拌至中控检测原料反应完全。降温至10℃左右，泵入水，搅拌4小时后静置分层。水层用甲苯进一步萃取，合并有机层，水层精馏回收N-甲基吡咯酮回用于还原釜。合并后的有机层，加水洗涤、分层，水层作为废水排出，有机层用无水硫酸镁干燥，全封闭过滤，滤渣作为危废处置，滤液减压蒸馏回收甲苯溶剂回用于萃取釜，蒸馏釜剩余物进入水解釜（以酯化物为基准，还原物产率约98.9%）。B.酰化物合成将1%硫酸泵入水解釜，加入还原物，升温至90℃左右搅拌4小时。冷却至室温，加入固体碳酸钠，搅拌1小时，再加入活性炭脱色，过滤，滤渣作为危废处置，滤液减压浓缩至干。向剩釜中泵入吡啶和甲苯，料液转移至酰化釜中，降温至0℃左右，滴加醋酐，室温下搅拌45小时。降温至10℃，加入水，搅拌，静置分层，水层用甲苯进一步萃取。合并有机相，加水洗涤、分层，水相作为废水排出，有机层加入活性炭脱色，全封闭过滤，滤渣作为危废处置，滤液减压蒸馏回收甲苯套用于酰化釜和萃取釜。脱溶剩余物泵入正己烷重结晶，全封闭离心，固体真空干燥后粉碎，得到中间产品酰化物（以还原物为基准，酰化物产率约96.8%）；离心母液通过精馏回收正己烷回用于重结晶釜。酰化物合成过程中产生的污染物有：废气：还原釜加料和反应不凝性尾气G14-2-1；回收N-甲基吡咯烷酮精馏单元不凝性尾气G14-2-2；回收甲苯溶剂蒸馏单元不凝性尾气G14-2-3；水解过程产生的不凝性尾气G14-2-4；减压脱溶过程不凝性尾气G14-2-5；酰化过程产生的加料不凝性尾气G14-2-6；酰化物合成中减压脱溶回收甲苯溶剂产生的不凝性尾气G14-2-7；正己烷溶剂回收精馏过程不凝性尾气G14-2-8；离心和真空干燥不凝性尾气G14-2-9；粉碎产生的粉尘G14-2-10。废水：精馏回收N-甲基吡咯烷酮产生的废水W14-2-1、水洗分层废水W14-2-2、W14-2-5；萃取分层废水W14-2-4；减压蒸馏冷凝水W14-2-3。固废：精馏残渣S14-2-1、S14-2-5；干燥、脱色过滤滤渣S14-2-2、S14-2-3、S14-2-4。=3\*GB3③脱氧氟胞苷合成向还原釜中泵入无水甲苯，投入5-氟胞嘧啶，泵入六甲基二硅胺烷（HMDS），加热至回流，保持回流至中控检测原料基本反应完全。反应结束后，经减压蒸馏、二级冷冻和精馏回收甲苯溶剂回用于还原釜。脱溶后剩余物加入正庚烷溶解，转移至缩合釜，加入酰化物，降温至-5℃左右，滴加无水四氯化锡的正庚烷溶液，滴完后在0℃左右搅拌至中控检测原料反应完全。然后加入水，升温至室温搅拌3小时，全封闭过滤、滤饼用正庚烷洗涤，洗涤后的滤饼作为危废处置，合并滤液和洗液，用水洗涤、分层，水相作为废水排出，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压蒸馏、精馏回收溶剂正庚烷回用于溶剂洗涤釜。剩余物用异丙醇重结晶、离心，固体真空干燥、粉碎得到中间产品脱氧氟胞苷（以酰化物为基准，脱氧氟胞苷产率约为97.6%）。重结晶离心母液经过精馏回收异丙醇溶剂回用于重结晶釜。脱氧氟胞苷合成过程中产生的污染物有：废气：还原釜加料和反应不凝性尾气G14-3-1；精馏回收甲苯、正庚烷、异丙醇溶剂不凝性尾气G14-3-2、G14-3-4、G14-3-6；减压脱溶不凝性尾气G14-3-3、G14-3-5；真空干燥不凝性尾气G14-3-7；粉碎粉尘G14-3-8。废水：洗涤分层废水W14-3-1。固废：精馏回收甲苯、正庚烷、异丙醇产生的精馏残液S14-3-1、S14-3-4和S14-3-5；洗涤过滤和干燥过滤工序产生固废S14-3-2和S14-3-3。=4\*GB3④制备卡培他滨向缩合反应釜中泵入甲苯，投入脱氧氟胞苷，泵入无水吡啶，开搅拌，降温至0℃左右，滴加氯甲酸正戊酯和甲苯混合液，滴完后室温下搅拌至中控检测原料反应完全。再加水搅拌，静置分层，水层作为废水排出，有机层用水洗涤，分层，水层为废水，有机层减压脱溶回收甲苯溶剂回用于缩合釜。向脱溶剩余物中泵入甲醇，搅拌溶解，料液转移至水解釜，降温至-10℃左右滴加10%氢氧化钠溶液。滴完后0℃左右搅拌至中控检测原料反应完全。泵入甲苯萃取分层，有机相水洗分层，萃取和水洗的水层合并进入精馏装置回收甲醇套用于水解釜；水洗后的有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，滤饼作为危废处置，滤液减压蒸馏、精馏回收溶剂甲苯套用于萃取釜。脱溶剩余物加入乙酸乙酯重结晶、离心、真空干燥、粉碎、包装得到产品卡培他滨（以脱氧氟胞苷为基准，卡培他滨产率约为96%）。重结晶离心母液经过精馏回收乙酸乙酯溶剂回用于重结晶釜。卡培他滨合成过程中产生的污染物有：废气：缩合釜加料过程产生的不凝性尾气G14-4-1、减压脱溶不凝性尾气G14-4-2和G14-4-5；精馏回收甲醇、甲苯和乙酸乙酯不凝性尾气G14-4-3、G14-4-4和G14-4-6；真空干燥不凝性尾气G14-4-7；粉碎包装粉尘G14-4-8。废水：静置分层废水W14-4-1、水洗分层废水W14-4-2、回收甲醇精馏废水W14-4-3。固废：干燥过滤滤渣S14-4-1、精馏回收甲苯和乙酸乙酯溶剂精馏残液S14-4-2和S14-4-3。50吨/卡培他滨装置主要生产设备见表6.14.3-1。表6.2.3-150吨/卡培他滨装置主要生产设备序号名称规格/型号材质数量备注1酰化反应釜1000L搪玻璃12脱色釜1000L搪玻璃13蒸馏釜1000L搪玻璃24还原反应釜1500L搪玻璃25蒸馏釜1500L搪玻璃56水解釜1500L搪玻璃17脱色釜1500L搪玻璃18萃取、水洗釜1500L搪玻璃39缩合反应釜1500L搪玻璃110结晶釜1500L搪玻璃211调碱釜1500L搪玻璃112中转釜1500L搪玻璃113缩合反应釜2000L搪玻璃114酯化反应釜2000L搪玻璃215结晶釜2000L搪玻璃416蒸馏釜2000L搪玻璃217萃取、干燥釜2000L搪玻璃818精馏釜3000L不锈钢1019废水处理釜3000L搪玻璃420接收罐500L不锈钢921接收罐800L不锈钢322接收罐800L搪玻璃123接收罐1000L不锈钢1124滴加罐200L不锈钢125滴加罐500L不锈钢326滴加罐800L不锈钢327高位槽100L聚丙烯128高位槽300L不锈钢129过滤器15m2不锈钢830-35℃冷凝器3m2不锈钢331-30℃冷凝器9m2不锈钢232-20℃冷凝器3m2不锈钢433-10℃冷凝器3m2不锈钢334-5℃冷凝器3m2玻璃5350℃冷凝器3m2玻璃1136高效粉碎机30B不锈钢437精馏塔7m（50×600）不锈钢1038离心机1000mm不锈钢539离心液地槽200L不锈钢540泵前后冷凝器200L+5m2玻璃841泵前后冷凝器200L+5m2不锈钢642双锥真空干燥机1000L不锈钢443真空泵wlw-70碳钢1344压滤罐200L不锈钢150吨/卡培他滨装置主要原辅料能源、资源消耗表见表6.14.4-1。表6.14.4-150吨/卡培他滨装置主要原辅料能源、资源消耗类别名称组分或规格单耗（kg/t）年耗量（t/a）备注原料D-核糖≥99%474.5423.73外购丙酮/271.7713.59外购甲醇/247.0512.35外购醋酐≥99.5%939.5946.98外购5-氟胞嘧啶≥99%393.8719.69外购六甲基二硅胺烷≥99%507.7625.39外购氯甲酸正戊酯≥99%450.8122.54外购辅料浓硫酸≥98%15.190.76外购对甲苯磺酰氯≥99%631.1431.56外购硼氢化钠≥99%121.016.05外购乙酸乙酯/190.019.50外购无水硫酸镁/71.183.56外购饱和碳酸氢钠溶液/3108.24155.41自制异丙醇/200.5410.03外购甲苯/693.4034.67外购N-甲基吡咯烷酮/327.4316.37外购碳酸钠≥99%52.202.61外购硫酸1%4745.41237.27自制活性炭/47.452.37外购吡啶/958.5747.93外购正己烷/96.764.84外购无水四氯化锡/19.931.00外购正庚烷/212.3610.62外购无水硫酸钠/61.693.08外购氢氧化钠10%2372.70118.64自制水新鲜水/20755.941037.80园区管网循环水/26m3/h185000m3自建能源电220/380V20860kwh/t1043001kwh电网蒸汽1.0MPa520002608热电厂氮气0.8MPa1252Nm3/t6.26万Nm3/a自建压缩空气0.8MPa9387Nm3/t46.94万Nm3/a自建冷冻-15℃1117万kcal/t55828万kcal自建冷水7℃954万kcal/t47696万kcal自建（1）物料平衡50吨/卡培他滨装置物料平衡情况见表6.2.5-1和图6.2.2-1。表6.2.5-150吨/卡培他滨装置物料平衡（单位：kg/批，237批/年）序号入方出方物料名称数量物料名称产品回收物料废气废水固废199%D-核糖100卡培他滨210.732丙酮350.4甲醇551.043甲醇603.1丙酮293.13498%硫酸3.2乙酸乙酯640.965乙酸乙酯681异丙醇1137.746无水硫酸镁15甲苯2344.88799%对甲苯磺酰氯133N-甲基吡咯烷酮5148饱和碳酸氢钠溶液（9.4%）655正己烷459.619异丙醇1180正庚烷472.251099%硼氢化钠25.5废气G14-1-14.411甲苯2491废气G14-1-22.5512N-甲基吡咯烷酮583废气G14-1-332.311399%碳酸钠11废气G14-1-45.78141%硫酸1000废气G14-1-50.3615活性炭10废气G14-1-60.81699.5%醋酐198废气G14-2-15.617吡啶202废气G14-2-26.0118正己烷480废气G14-2-34.921999%5-氟胞嘧啶83废气G14-2-435.562099%六甲基二硅胺烷107废气G14-2-510.9321无水四氯化锡4.2废气G14-2-62.1822正庚烷517废气G14-2-72.523无水硫酸钠13废气G14-2-86.222499%氯甲酸正戊酯95废气G14-2-93.772510%氢氧化钠500废气G14-2-100.526水4373.9废气G14-3-110.9127废气G14-3-23.5828废气G14-3-35.5929废气G14-3-4930废气G14-3-55.7931废气G14-3-65.0932废气G14-3-70.533废气G14-3-80.534废气G14-4-10.7235废气G14-4-26.4936废气G14-4-312.9437废气G14-4-44.7738废气G14-4-54.4239废气G14-4-68.1640废气G14-4-70.9341废气G14-4-80.542废水W14-1-1351.2543废水W14-1-21135.7744废水W14-2-1311.245废水W14-2-2437.346废水W14-2-3986.6747废水W14-2-4796.2148废水W14-2-5304.149废水W14-3-11141.5950废水W14-4-1725.8151废水W14-4-2150.9852废水W14-4-3707.2253固废S14-1-120.354固废S14-1-228.8155固废S14-2-1243.4656固废S14-2-210.1757固废S14-2-38.9958固废S14-2-49.159固废S14-2-531.8660固废S14-3-18.4761固废S14-3-29.5362固废S14-3-314.2163固废S14-3-427.7264固废S14-3-554.0265固废S14-4-17.7166固废S14-4-220.6967固废S14-4-342.54小计14414.3210.736413.61204.2870