左乙拉西坦生产线设备设施和工艺流程

左乙拉西坦生产线设备设施和工艺流程作者：玖月琼兮左乙拉西坦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左乙拉西坦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 71.1.3 主要生产设备 91.1.4 物料能源消耗 101.1.5 物料平衡与工艺水平衡 12

（1）生产工艺原理左乙拉西坦生产包括(S)-2-氨基丁酸合成、(S)-2-(4-氯丁酰胺)丁酸合成、氯代丁酰胺合成、左乙拉西坦合成。通过脱氨脱氢酶催化、酰化、氨解、环合等化学反应合成中间产品，然后再通过重结晶、干燥、粉碎等精制过程，生产产品左乙拉西坦。（2）化学反应方程式=1\*GB3①(S)-2-氨基丁酸合成主反应：副反应：=2\*GB3②(S)-2-(4-氯丁酰胺)丁酸合成主反应：副反应：③氯代丁酰胺合成酰化主反应：副反应：氨解主反应：副反应：④左乙拉西坦合成主反应：副反应：=1\*GB3①(S)-2-氨基丁酸合成向反应釜中加入水，开搅拌，依次投入苏氨酸脱氨固定化酶、葡萄糖脱氢固定化酶、苏氨酸脱氢固定化酶、辅酶I，然后投入L-苏氨酸和甲酸铵，搅拌至中控检测反应完全（以L-苏氨酸为基准，(S)-2-氨基丁酸的产率为99.8%）。压滤，滤饼用水洗涤，合并滤液和洗液，减压蒸馏，向蒸出的溶液中加入浓硫酸中和，减压蒸出水套用，剩余物离心，母液套用；上步蒸馏剩余物料降温至10℃左右析晶，离心，离心母液为废水，固体投入下一步。(S)-2-氨基丁酸合成过程中产生的污染物主要有：废气：脱氨脱氢酶催化、洗涤压滤、减压蒸馏和析晶、酸解、离心工艺单元加料和工艺过程产生不凝性尾气和工艺尾气G9-1-1、G9-1-2、G9-1-3、G9-1-4、G9-1-6；减压蒸馏回收水产生废气G9-1-5。废水：全封闭离心产生母液废水W9-1-1。固废：离心产生废盐渣S9-1-1。=2\*GB3②(S)-2-(4-氯丁酰胺)丁酸合成向反应釜中加入(S)-2-氨基丁酸和水，搅拌溶清，加入碳酸氢钠，降温至0℃以下，滴加4-氯丁酰氯，滴完后在0℃以下保温5小时（以(S)-2-氨基丁酸为基准，(S)-2-(4-氯丁酰胺)丁酸的产率为81.7%）。加入乙酸乙酯，用15%盐酸调节pH=3以上，继续搅拌1小时。静置分层，水层用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用水洗，分层，有机层用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液减压蒸馏回收溶剂至无液体馏出得产物。(S)-2-(4-氯丁酰胺)丁酸合成过程中产生的污染物主要有：废气：酰化工艺单元加料和工艺过程产生不凝性尾气和工艺尾气G9-2-1；水洗分层、减压精馏回收乙酸乙酯产生不凝性尾气G9-2-2、G9-2-3。废水：萃取分层、水洗分层产生废水W9-2-1、W9-2-2。固废：干燥过滤产生废盐渣S9-2-1。③氯代丁酰胺合成室温下将上步产物溶解于甲苯中，加入二异丙基乙胺，搅拌30min，降温至0℃以下，滴加氯甲酸乙酯，滴完后在0℃以下保温至中控检测原料反应完全（氯甲酸乙酯的转化率为89.8%）。反应结束后，压滤，滤饼用氢氧化钠溶于水配制的溶液调碱回收二异丙基乙胺，滤液转移至氨解釜中，升温至40℃~50℃，通入氨气，保温8小时左右（氨的转化率为90.4%）。降温至室温，压滤，用甲苯洗涤滤饼，合并洗液和滤液，减压蒸馏回收溶剂至干，析出大量固体为产物。氯代丁酰胺合成过程中产生的污染物主要有：废气：酰化、过滤洗涤工艺单元加料和工艺过程产生不凝性尾气G9-3-1、G9-3-4；碱化分层回收二异丙基乙胺、常压蒸馏回收甲苯过程产生不凝性尾气G9-3-2、G9-3-5；氨解过程放空产生尾气G9-3-3。废水：碱化分层回收二异丙基乙胺产生高含盐废水W9-3-1。固废：过滤洗涤产生碳酸乙酯铵盐固废S9-3-1；常压蒸馏回收甲苯过程精馏残渣S9-3-2。④左乙拉西坦合成向反应釜中泵入乙醇，投入上步氯代丁酰胺、苄基三乙基氯化铵(TEBA)和氢氧化钾，室温下搅拌至反应完全（以氯代丁酰胺为基准，左乙拉西坦的产率为99.0%）。反应结束后，加入无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩回收乙醇套用，剩余物加入丙酮，搅拌1小时，降温至0℃左右析晶，离心，母液回收溶剂套用，固体烘干、粉碎、包装得左乙拉西坦。左乙拉西坦合成过程中产生的污染物主要有：废气：环合、重结晶工艺单元加料和工艺过程产生不凝性尾气G9-4-1、G9-4-3；过滤和减压蒸馏回收乙醇、离心和干燥、常压精馏回收丙酮产生不凝性尾气G9-4-2、G9-4-4、G9-4-5；粉碎和包装过程产生含尘尾气G9-4-6。固废：过滤产生废盐渣S9-4-1；常压精馏回收丙酮产生精馏残渣S9-4-2。300吨/年左乙拉西坦装置主要生产设备见表6.9.3-1。表6.9.3-1300吨/年左乙拉西坦装置主要生产设备序号名称规格/型号材质数量备注1析晶釜1000L搪玻璃32蒸馏釜1500L搪玻璃63干燥釜1500L搪玻璃34结晶釜1500L搪玻璃65酶催化反应釜2000L搪玻璃66蒸馏釜2000L搪玻璃187萃取釜2000L搪玻璃38酰化反应釜2000L搪玻璃69环合反应釜2000L搪玻璃610氨解釜2000L不锈钢611精馏釜3000L不锈钢312氨气吸收釜3000L搪玻璃613酰化反应釜3000L搪玻璃614盐酸配制釜3000L搪玻璃115二异丙基乙胺回收釜3000L搪玻璃216精馏釜3000L搪玻璃417废水收集釜3000L搪玻璃118废水收集釜5000L搪玻璃119计量罐250L聚丙烯320计量罐300L聚丙烯321计量罐300L不锈钢322计量罐500L不锈钢423计量罐800L聚丙烯824计量罐1000L不锈钢225计量罐1500L不锈钢1526计量罐1500L聚丙烯1827计量罐3000L不锈钢428板框压滤机10m2聚丙烯229抽虑罐800mm不锈钢230二次冷冻200L+6m2不锈钢831高效粉碎机30B不锈钢132机械泵wlw-70碳钢3433精馏塔Φ400*7000搪玻璃734-35℃冷凝器15m2不锈钢335-20℃冷凝器15m2不锈钢336-15℃冷凝器15m2不锈钢1037-10℃冷凝器15m2不锈钢2380℃冷凝器6m2玻璃3397℃冷凝器6m2玻璃640离心机1000mm不锈钢541离心机1000mm衬塑442双锥真空干燥机500L聚丙烯343双锥真空干燥机500L不锈钢344双锥真空干燥机1000L搪玻璃145压滤罐800mm不锈钢5300吨/年左乙拉西坦装置主要原辅料能源、资源消耗表见表6.9.4-1。表6.9.4-1300吨/年左乙拉西坦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L-苏氨酸≥99.5%908.68272.60外购甲酸铵≥99.5%482.39144.72外购4-氯丁酰氯≥99%1097.52329.26外购氯甲酸乙酯≥99%740.41222.12外购氨/228.1168.43外购辅料固定化酶及辅酶/0.150.04外购硫酸≥98%336.55100.96外购盐酸15%2318.45695.54自制碳酸氢钠≥99.5%1323.76397.13外购乙酸乙酯/185.1055.53外购无水硫酸镁/29.928.97外购甲苯/281.8484.55外购二异丙基乙胺≥99%29.928.97外购氢氧化钠≥99%272.9881.89外购KOH≥99%344.03103.21外购无水硫酸钠/130.8839.26外购TEBA/18.705.61外购乙醇/80.3224.10外购丙酮/48.6114.58外购水新鲜水/6020.491806.15园区管网循环水/48m3/h342000m3自建能源电220/380V6415kwh/t1924489kwh电网蒸汽1.0MPa60004811热电厂氮气0.8MPa385Nm3/t11.55万Nm3/a自建压缩空气0.8MPa2887Nm3/t86.60万Nm3/a自建冷冻-15℃281万kcal/t84281万kcal自建冷水7℃293万kcal/t88006万kcal自建（1）物料平衡300吨/年左乙拉西坦装置物料平衡情况见表6.9.5-1和图6.9.2-1。表6.9.5-1300吨/年左乙拉西坦装置物料平衡（单位：kg/批，1121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199.5%L-苏氨酸24399.5%左乙拉西坦267.42299.5%甲酸铵129固定化酶及辅酶79.963固定化酶及辅酶80乙酸乙酯950.5498%硫酸90甲苯1074.63515%盐酸62099%二异丙基乙胺228699%4-氯丁酰氯293.5乙醇978.52799.5%碳酸氢钠354丙酮5878乙酸乙酯1000水13409无水硫酸镁8废气G9-1-11.4210甲苯1150废气G9-1-21.791199%二异丙基乙胺236废气G9-1-314.451299%氯甲酸乙酯198废气G9-1-479.221399%氢氧化钠73废气G9-1-514.1714氨61废气G9-1-60.91599%KOH92废气G9-2-1190.0516无水硫酸钠35废气G9-2-24.1317TEBA5废气G9-2-39.7418乙醇1000废气G9-3-110.6519丙酮600废气G9-3-20.6520水2950废气G9-3-34.321废气G9-3-411.2622废气G9-3-511.1523废气G9-4-15.0924废气G9-4-210.5525废气G9-4-31.2326废气G9-4-40.1827废气G9-4-59.2728废气G9-4-60.529废水W9-1-1171.2130废水W9-2-11642.0231废水W9-2-2252.6532废水W9-3-1641.5633固废S9-1-1126.4834固废S9-2-114.8135固废S9-3-1204.9636固废S9-3-223.1237固废S9-4-1190.4738固废S9-4-263.49小计9217.5小计267.425238.61380.72707.44623.33合计9217.59217.5（2）工艺水平衡300吨/年左乙拉西坦装置工艺水平衡情况见表6.9.5-2和图6.9.5-1。表6.9.5-2300吨/年左乙拉西坦装置工艺水平衡（单位：kg/批，1121批/年）序号进水出水来源数量来源数量198%硫酸1.8反应消耗