武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書伏立康唑原料藥車間工藝設(shè)計目錄摘要 第一章產(chǎn)品概述1.1產(chǎn)品名稱及分子式、分子結(jié)構(gòu)通用名：威凡，匹納普，萊立康化學(xué)名：(2R,3S)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(5-氟嘧啶-4-基)-1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-丁醇英文名：VoriconazolePowderforSolutionforInfusion化學(xué)結(jié)構(gòu)：分子式：C16H14F3N5O分子量：3491.2產(chǎn)品藥理作用及適應(yīng)癥1.2.1產(chǎn)品藥理作用伏立康唑是第三代合成的三唑類廣譜抗真菌藥，為氟康唑衍生物，具有抗菌譜廣、抗菌效力強(qiáng)的特點(diǎn)，尤其對于侵襲性曲霉菌侵潤感染療效好?？伸o脈注射或口服，口服具有良好的生物利用度，適于胃腸道功能正常的病人，特別是腎功能衰竭、不宜采用靜脈注射用的溶劑——環(huán)糊精的病人。1.2.2產(chǎn)品試用癥侵入性曲霉菌病，對氟康唑耐藥的嚴(yán)重侵入性念珠菌病感染（包括克魯斯念珠菌）以及由足放線菌屬和鐮刀菌屬引起的嚴(yán)重真菌感染。主要用于進(jìn)行性、有致命危險的免疫損害患者。1.2.3不良反應(yīng)總體情況:在治療試驗(yàn)中最為常見的不良事件為視覺障礙、發(fā)熱、皮疹、惡心、嘔吐、腹瀉、頭痛、敗血癥、周圍性水腫、腹痛以及呼吸功能紊亂。與治療有關(guān)的，導(dǎo)致停藥的最常見不良事件包括肝功能試驗(yàn)值增高、皮疹和視覺障礙。1.3藥代動力學(xué)一般藥代動力學(xué)特點(diǎn)分別在健康受試者、特殊人群和患者中進(jìn)行了伏立康唑的藥代動力學(xué)研究。對伴有曲霉病危險因素(主要為淋巴系統(tǒng)或造血組織的惡性腫瘤)的患者研究發(fā)現(xiàn)，每日2次口服伏立康唑，每次200mg或300mg，共14天，其藥代動力學(xué)特點(diǎn)（包括吸收快，吸收穩(wěn)定，體內(nèi)蓄積和非線性藥代動力學(xué)）與健康受試者一致。由于伏立康唑的代謝具有可飽和性,所以其藥代動力學(xué)呈非線性，暴露藥量增加的比例遠(yuǎn)大于劑量增加的比例。因此如果口服劑量從每日2次，每次200mg增加到每日2次，每次300mg時，估計暴露量（AUCτ）平均增加2.5倍。當(dāng)給予受試者推薦的負(fù)荷劑量（靜脈滴注或口服）后，24小時內(nèi)其血藥濃度接近于穩(wěn)態(tài)濃度。如不給予負(fù)荷劑量，僅為每日2次，多劑量給藥后大多數(shù)受試者的血藥濃度約在第6天時達(dá)到穩(wěn)態(tài)。吸收:口服本品吸收迅速而完全，給藥后1-2小時達(dá)血藥峰濃度?？诜蠼^對生物利用度約為96%。當(dāng)多劑量給藥，且與高脂肪餐同時服用時，伏立康唑的血藥峰濃度和給藥間期的藥時曲線下面積分別減少34%和24%。胃液pH值改變對本品吸收無影響。分布:穩(wěn)態(tài)濃度下伏立康唑的分布容積為4.6l/kg，提示本品在組織中廣泛分布。血漿蛋白結(jié)合率約為58%。一項(xiàng)研究中，對8名患者的腦脊液進(jìn)行了檢測，所有患者的腦脊液中均可檢測到伏立康唑。代謝:體外試驗(yàn)表明伏立康唑通過肝臟細(xì)胞色素P450同工酶，CYP2C19，CYP2C9和CYP3A4代謝。伏立康唑的藥代動力學(xué)個體間差異很大。體內(nèi)研究表明CYP2C19在本品的代謝中有重要作用，這種酶具有基因多態(tài)性，例如：15-2的亞洲人屬于弱代謝者，而白人和黑人中的弱代謝者僅占3-5%。在健康白人和健康日本人中的研究表明：弱代謝者的藥物暴露量（AUCτ）平均比純合子強(qiáng)代謝者的暴露量高4倍，雜合子強(qiáng)代謝者的藥物暴露量比純合子強(qiáng)代謝者高2倍。伏立康唑的主要代謝產(chǎn)物為N-氧化物，在血漿中約占72%。該代謝產(chǎn)物抗菌活性微弱，對伏立康唑的藥理作用無顯著影響。排泄：伏立康唑主要通過肝臟代謝，僅有少于2%的藥物以原形經(jīng)尿排出。給予用放射性同位素標(biāo)記過的伏立康唑后，多次靜脈滴注給藥者和多劑量口服給藥者中分別約有80%和83%的放射活性在尿中回收。絕大多數(shù)的放射活性（>94%）在給藥（靜脈滴注或口服）后96小時內(nèi)經(jīng)尿排出。伏立康唑的終末半減期與劑量有關(guān)?？诜?00mg后終末半減期約為6小時。由于其非線性藥代動力學(xué)特點(diǎn)，終末半衰期值不能用于預(yù)測伏立康唑的蓄積或清除第二章工藝流程概述2.1生產(chǎn)工藝流程框圖詳見附錄一。2.2RIN-1的合成.2RIN-1合成的操作過程操作過程：將1000L甲醇、100KgRIN-0加入到反應(yīng)釜X-00中，攪拌溶解；依次加入乙酸鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的Pd/C6.5Kg；抽真空將釜內(nèi)的空氣用氮?dú)庵脫Q三次，通入氫氣約L保持壓強(qiáng)為103KPa，常溫下反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，打開排空閥，壓入氮?dú)鈱⒏獌?nèi)氫氣排空，打開底部出料口開關(guān)，將反應(yīng)液放至中轉(zhuǎn)罐，釜內(nèi)殘余物體用甲醇沖洗，合并液體至中轉(zhuǎn)灌，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜X-019中，將反應(yīng)釜X-019底端出料口與離心機(jī)SWS600連接進(jìn)行離心操作；固體回收處理，離心液儲存于中轉(zhuǎn)灌X-026中，將中轉(zhuǎn)灌X-026中的離心液壓回反應(yīng)釜X-019，減壓蒸餾，溶劑回收，殘余固體加入二氯甲烷和水溶解，攪拌0.5h，控制溫度滴加40%NaOH溶液，調(diào)解pH至10.5-11.5，靜置分液，有機(jī)層儲存于中轉(zhuǎn)灌X-026，水層用二氯甲烷萃取，水層棄去進(jìn)行污水處理，合并有機(jī)層。有機(jī)層壓入反應(yīng)釜X-019，水洗，保留有機(jī)層，在X-19中減壓蒸干有機(jī)層，溶劑回收，固體加入異丙醇打漿，攪拌2h，離心，離心液回收處理，固體40-50℃下常壓干燥得目標(biāo)產(chǎn)物RIN-1。RIN-1，類白色固體，熔點(diǎn)124~128℃,收率：2.2.3工藝流程圖RIN-0RIN-0甲醇攪拌溶解乙酸鈉5%Pd-C催化加氫離心固體回收母液減壓蒸餾剩余物溶劑回收處理二氯甲烷水?dāng)嚢?0%NaOH溶液，調(diào)pH=10.5-11.5分液水相有機(jī)相二氯甲烷萃取分液水相有機(jī)相污水處理合并洗滌分液有機(jī)相水減壓蒸餾固體異丙醇離心離心液固體回收處理常壓干燥RIN-1水相污水處理溶劑回收處理2.3RIN-2的合成2.3.1手性拆分的化學(xué)方程式2.3.2RIN-2合成的操作過程將RIN-1、丙酮加入至反應(yīng)釜X-019中，攪拌溶解，加入R-(-)-樟腦-10-磺酸，繼續(xù)攪拌，再加入甲醇，加熱回流溶解，冷凍水冷卻控制溫度在18-22℃攪拌6h，將混合物抽入SSW600離心，離心液回收處理，固體在40-50℃下常壓干燥得類白色固體RIN-2，收率35-45%，熔點(diǎn)：工藝流程框RIN-RIN-1丙酮攪拌溶解(-)-CSA甲醇加熱回流離心母液回收處理固體常壓干燥RIN-2冷卻析晶2.4伏立康唑的合成2.4.1化學(xué)方程式2.4.2操作過程依次將純化水、二氯甲烷、RIN-2加入至反應(yīng)釜X-21中，攪拌，從儲液罐中滴加40%的NaOH溶液，調(diào)pH至10.5~11.5，停止攪拌，靜置分液，水層用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)層，水層棄去。有機(jī)層用純化水洗滌，水層棄去，有機(jī)層用無水硫酸鈉干燥，離心，固體收集處理，離心液減壓蒸餾得白色固體，固體用異丙醇溶解，通過管道壓入潔凈區(qū)，冷卻降溫至0℃，攪拌2h，離心，液體回收，固體在40-50℃下真空干燥12h，粉碎過80目篩，取樣送檢，檢測合格后，進(jìn)行外包裝得成品伏立康唑（RIN）。收率：2.4.3工藝流程框圖二氯甲烷二氯甲烷異丙醇離心冷卻降溫伏立康唑滴加40%NaOH溶液外包裝潔凈區(qū)RIN-2純化水?dāng)嚢璺忠核嘤袡C(jī)相二氯甲烷萃取分液水相有機(jī)相污水處理合并洗滌分液有機(jī)相純化水脫水離心固體收集處理母液減壓蒸餾溶劑回收處理固體水相污水處理無水硫酸鈉母液回收處理固體真空干燥內(nèi)包裝粉碎過篩取樣送檢2.5成品伏立康唑（RIN）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包裝：5Kg/桶含量：≥98.5%熔點(diǎn)：129-132攝氏度旋光度：-55.0℃~黑點(diǎn)≤7個/20g;255nm有最大吸收；單雜≤0.5%，總雜≤1.0%；光學(xué)異構(gòu)體≤0.5%；干燥失重≤0.5%；含氟14.7%~17.9%硫酸鹽≤0.02%氯化物≤0.002%重金屬≤0.1%

第三章物料衡算3.1計算方法與原則3.1.1物料衡算的目的生產(chǎn)工藝流程框圖只是定性地表示，在由原料轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)品的過程中，要經(jīng)過哪些過程及設(shè)備，在圖中一般以橢園框表示化工過程及設(shè)備，用線條表示物料管線及公用系統(tǒng)管線，用方框表示物料。這種框圖只有定性的概念，沒有定量的概念，只有經(jīng)過車間物料衡算，才能得出進(jìn)入與離開每一過程或設(shè)備的各種物料數(shù)量、組分，以及各組分的比例，這就是進(jìn)行物料衡算的目的。車間物料衡算的結(jié)果是車間能量衡算、設(shè)備選型、確定原材料消耗定額、進(jìn)行化工管路設(shè)計等各種設(shè)計項(xiàng)目的依據(jù)。對于已經(jīng)投產(chǎn)的生產(chǎn)車間，通過物料衡算可以尋找出生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)生產(chǎn)、完善管理提供可靠的依據(jù)，并可以作為檢查原料利用率及三廢處理完善程度的一種手段。3.1.2物料衡算的依據(jù)在進(jìn)行車間物料衡算前，首先要確定生產(chǎn)工藝流程示意框圖，此圖限定了車間物料衡算的范圍，以指導(dǎo)設(shè)計計算既不遺漏，也不重復(fù)。其次要收集必需的數(shù)據(jù)、資料，如各種物料的名稱、組成及含量；各種物料之間的配比，主、副反應(yīng)方程式、主要原料的轉(zhuǎn)化率、總收率及各部收率等。本設(shè)計中物料衡算部分中的物料組成、含量及投料比主要取自專利文獻(xiàn)有關(guān)鹽酸丙怕他莫的合成工藝。3.1.3物料衡算基準(zhǔn)本設(shè)計中的化工過程均屬間歇操作過程，其計算基準(zhǔn)是將車間所處理的各種物料量折算成以天數(shù)計的平均值，從起始原料的投入到最終成品的產(chǎn)出，按天數(shù)平均值計將恒定不變。由設(shè)計任務(wù)規(guī)定的產(chǎn)品年產(chǎn)量及年工作日，計算出產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量，日產(chǎn)量確定后，再根據(jù)總收率可以折算出起始原料的日投料量，以此為基礎(chǔ)就完成車間物料衡算。本設(shè)計中，伏立康唑成品的含量為：99.5%3.1.4假設(shè)工藝參數(shù)第一步還原收率QUOTE，第二步收率QUOTE第三步游離收率QUOTE，總收率為QUOTE=77.1%3.1.5伏立康唑合成所用原料及中間體物性參數(shù)表3-1原料及中間物性參數(shù)表分子量g/molRIN-0420RIN-1349RIN-2581RIN3491885QUOTE(無水99％）142異丙醇（98％）60丙酮（99%）58R-(-)-樟腦-10-磺酸（99.5%）232甲醇（98%）32NaOH（40%）40乙酸鈉82密度g/QUOTE0.79132.680.814421.330.780.785QUOTE(40%)1.431.523.2還原（氫解脫氯）的物料衡算3.2.1反應(yīng)方程式3.2.2衡算過程（收率65%）進(jìn)料量RIN-0的每日純品投料量=QUOTE=QUOTE=1060.941㎏99.5%RIN-0的實(shí)際每日投料量==QUOTE=1066.273㎏其中雜質(zhì)量=99.5%RIN-0實(shí)際投料量-RIN-0每日純品投料量=1066.273-1060.941=5.332㎏甲醇用量甲醇=QUOTE(對應(yīng)26.5㎏RIN-0)=0.7913QUOTE134=106.03㎏甲醇：RIN-0(配比)=106.03:26.5=4.00:1甲醇用量=RIN-0實(shí)際投料量QUOTE配比=1066.273QUOTE4.00=4265.092㎏98%甲醇用量===4352.135㎏其中雜質(zhì)量=98%甲醇用量-甲醇用量=4352.135-4265.092=87.043㎏98%甲醇：RIN-0=4352.135：1066.273=4.082：198%甲醇的日投料體積V=QUOTE==5343.846L乙酸鈉用量乙酸鈉用量=16㎏（對應(yīng)26.5㎏RIN-0）乙酸鈉：RIN-0（配比）=16:26.5=0.6038:1乙酸鈉用量=RIN-0實(shí)際投料量QUOTE配比=1066.273QUOTE0.6038=643.816㎏99.5%乙酸鈉用量===647.051㎏其中雜質(zhì)量=99.5%乙酸鈉用量-乙酸鈉用量=647.051-643.816=3.235㎏99.5%乙酸鈉：RIN-0=647.051：1066.273=0.6069：1pd/c用量5%pd/c用量=3.34㎏（26.5㎏RIN-0）5%pd/c:RIN-0=3.34:26.5=0.126:15%pd/c用量=RIN-O實(shí)際每日投料量QUOTE配比（相對于1003.573㎏RIN-0）=1066.273QUOTE0.126=134.350㎏甲醇（沖洗）用量甲醇用量=QUOTE（對應(yīng)于26.5㎏RIN-0）=0.7913QUOTE30=23.739㎏=23.74㎏甲醇：RIN-0(配比)=23.74:26.5=0.8958:1甲醇用量=RIN-0每日實(shí)際投料量QUOTE配比（1003.573㎏RIN-0）=1066.273QUOTE0.8958=955.167㎏98%的甲醇用量==QUOTE=974.660㎏其中雜質(zhì)量=98%的甲醇用量-甲醇用量=974.660-955.167=19.493㎏98%甲醇用量：RIN-0=974.660：1066.273=0.914：198%甲醇每日投料體積V=QUOTE==1196.754L二氯甲烷用量二氯甲烷用量=QUOTE=1.335QUOTE=202.92㎏二氯甲烷：RIN-0(配比)=202.92:26.5=7.657:1二氯甲烷用量=RIN-O每日實(shí)際投料量（1003.573㎏RIN-0）=1066.273QUOTE7.657=8164.452㎏99%的二氯甲烷用量==QUOTE=8246.922㎏其中雜質(zhì)量=99%二氯甲烷用量-二氯甲烷用量=8246.922-8164.452=82.470㎏99%的二氯甲烷每日投料體積V=QUOTE=QUOTE=6177.470L99%二氯甲烷：RIN-O=8246.922：1066.273=7.7343：1水用量水用量=QUOTE（26.5㎏RIN-0）=1.0QUOTE152=152㎏水：RIN-0(配比)=152：26.5=5.7358:1水用量=RIN-0實(shí)際日投料量QUOTE配比（對應(yīng)于1003.573㎏RIN-0）=1066.273QUOTE=6115.929㎏水每日投料體積V==QUOTE=6115.929L萃?。ㄋ畬樱┯枚燃淄榈牧慷燃淄橛昧?QUOTE=1.335QUOTE80=106.8㎏二氯甲烷：RIN-0（配比）=106.8:26.5=4.03:1二氯甲烷用量=RIN-0每日實(shí)際投料量QUOTE配比（對應(yīng)1003.573㎏）=1066.273QUOTE4.03=4297.080㎏99%的二氯甲烷用量===4340.485㎏其中雜質(zhì)量=99%二氯甲烷用量-二氯甲烷用量=4340.485-4297.080=43.405㎏99%二氯甲烷：RIN-O=4340.485：1066.273=4.070799%的二氯甲烷每日投料體積V=QUOTE==3251.300L水洗用水量用水量=QUOTE（對應(yīng)于26.5㎏RIN-O）=1.0QUOTE45=45㎏水：RIN-O=45：26.5=1.698：1用水量=RIN-O每日實(shí)際投料量QUOTE配比=1066.273QUOTE1.698=1810.532㎏水每日投料體積V===1810.532L異丙醇用量異丙醇用量=QUOTE（相對于26.5㎏RIN-O）=0.785QUOTE70=54.95㎏異丙醇：RIN-0=54.95：26.5=2.0736：1異丙醇用量=RIN-0每日實(shí)際投料量QUOTE配比（相對于1003.573㎏RIN-0）=1066.273QUOTE2.0736=2211.024㎏98%的異丙醇用量===2256.150㎏其中雜質(zhì)量=98%異丙醇用量-異丙醇用量=2256.150-2211.024=45.123㎏98%異丙醇：RIN-0=2256.150：1066.273=2.116:198%異丙醇的每日投料體積為V=QUOTE==2874.076L氫氣用量表3-2還原工段原料用量原料名稱規(guī)格配比每日投料量每日投料體積分子量g/mol密度g/QUOTERIN-099.51.001066.273420甲醇984／4.0824352.1355343.846320.81442乙酸鈉99.50.6038／0.6069647.051821.528Pd/c50.126134.350甲醇洗滌用）980.8958／0.914974.6601196.754320.81442二氯甲烷997.73438246.9226177.470851.335水1005.73586115.9296155.929181.0二氯甲烷（萃取用）994.03／4.07074340.4853251.300851.335水（洗滌用）1001.6981810.5321810.532181.0異丙醇982.0736／2.1162256.1502874.076600.785氫氣99%0.00520.00083.2.3.還原工段出料計算（收率是65%）（1）（2）（3）（4）（5）(6)(7)表3-3進(jìn)出物料平衡表進(jìn)料名稱質(zhì)量/Kg出料名稱質(zhì)量/kgRIN-01060.941剩余RIN-0371.3293.466剩余1.866甲醇4265.092甲醇4265.092乙酸鈉647.051乙酸鈉647.0515%Pd/C134.3505%Pd/C134.350生成的RIN-1573.035生成的HCl119.861雜質(zhì)5.386雜質(zhì)5.386總量6116.286總量6115.0313.2.4離心分離物料衡算（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）3.2.5減壓蒸餾的物料衡算（1）（2）（3）3.2.6萃取分液物料衡算（1）（2）（3）（4）3.2.7洗滌分液物料衡算（1）（2）（3）（4）（6）（7）3.2.8減壓蒸餾物流衡算（1）（2）3.2.9離心分離的物料衡算（1）（2）（3）（4）（5）總二氯甲烷的量=二氯甲烷萃取量+二氯甲烷量=8246.922+4340.485=12587.407（6）3.2.10常壓干燥物料衡算（1）（2）（3）3.3成鹽的物料衡算3.3.1反應(yīng)方程式3.3.2衡算過程（收率為40%）(1)進(jìn)料量RIN-1的每日純品投料量=QUOTE=QUOTE=833.325㎏9.5%RIN-1原料的實(shí)際日投料量=QUOTE=QUOTE=837.512㎏其中雜質(zhì)的量=RIN-1實(shí)際投料量-RIN-1每日純品投料量=837.512-833.325=4.187㎏(2)丙酮用量丙酮用量m=QUOTE（對應(yīng)于12㎏RIN-1）=0.7845QUOTE=94.14㎏丙酮：RIN-1（配比）=94.14:12=7.845:1丙酮用量m=RIN-1實(shí)際每日投料量QUOTE配比=837.512QUOTE7.845=6570.282㎏99%的丙酮用量===6636.648㎏其中雜質(zhì)量=99%的丙酮用量-丙酮用量=6636.648-6570.282=66.366㎏99%的丙酮日投料體積V=QUOTE=QUOTE=8459.717L99%丙酮：RIN-1=6636.648：837.512=7.924:1(3)R-（-）-樟腦-10-磺酸R-（-）-樟腦-10-磺酸的量=8㎏（對應(yīng)12㎏RIN-1）R-（-）-樟腦-10-磺酸:RIN-1（配比）=8：12=0.6667R-（-）-樟腦-10-磺酸用量=RIN-1實(shí)際每日投料量（對應(yīng)于788.264㎏RIN-1）=837.512QUOTE0.667=558.621㎏99.5%的R-（-）-樟腦-10-磺酸用量=QUOTE=QUOTE=561.428㎏其中雜質(zhì)量=99.5%R-（-）-樟腦-10-磺酸用量-R-（-）-樟腦-10-磺酸用量=561.428-558.621=2.807㎏99.5%R-（-）-樟腦-10-磺酸用量：RIN-1=561.428：837.512=0.67(4)甲醇用量甲醇用量=QUOTE（對應(yīng)12㎏RIN-1）=0.7913QUOTE=79.13㎏甲醇：RIN-1（配比）=79.13:12=6.594:1甲醇用量=RIN-1實(shí)際每日投料量（對應(yīng)于788.264㎏RIN-1）=837.512QUOTE6.594=5522.554㎏98%的甲醇用量==QUOTE=5635.259㎏其中雜質(zhì)量=98%的甲醇用量-甲醇用量=5635.259-5522.554=112.705㎏98%甲醇：RIN-1=5635.259:837.512=6.728698%的甲醇投料體積為V=QUOTE=QUOTE=6919.352L（5）丙酮（洗滌用）用量丙酮用量=9.35㎏（對應(yīng)于12㎏RIN-1）丙酮：RIN-1（配比）=9.35:12=0.7792:1丙酮用量=RIN-1實(shí)際每日投料量（對應(yīng)于788.264㎏RIN-1）=837.512QUOTE=652.589㎏99%的丙酮用量===659.181㎏其中雜質(zhì)量=99%的丙酮用量-丙酮用量=659.181-652.589=6.592㎏99%的丙酮日投料體積V=QUOTE==840.256L99%丙酮：RIN-1=659.181：837.512=0.7871:1表3-4成鹽工段原料用量原料名稱規(guī)格配比日投料量日投料體積（L）分子量（g／mol）密度（g／QUOTE）RIN-199.51.00837.512349丙酮（第一次）99.07.845／7.9246636.6488459.717580.7845R-（-）-樟腦-10-磺酸99.50.6667／0.67561.428232甲醇98.06.594／6.72865635.2596919.352320.81442丙酮（洗滌用）99.00.7792／0.7871659.181840.256580.7845丙酮（總計）99.08.6242／8.71117295.8299299.973580.78453.4.3拆分工段出料量物料衡算（收率為40%）（1）(2)(3)（4）（5）甲醇的出料量=甲醇的投入量=5522.554Kg（6）表3-5進(jìn)出物料平衡表 進(jìn)料名稱質(zhì)量出料名稱質(zhì)量RIN-1333.330剩余RIN-1499.995左旋樟腦磺酸558.621剩余左旋樟腦磺酸335.173丙酮6570.282丙酮6570.282甲醇5522.554甲醇5522.554生成RIN-2554.913雜質(zhì)6.994雜質(zhì)6.994總量12991.731總量12991.7313.3.4離心分離物料衡算進(jìn)料量（2）（3）3.4游離的物料衡算3.4.1反應(yīng)式3.4.2衡算過程（收率85%）進(jìn)料量RIN-2的每日純品投料量=QUOTE=QUOTE=546.589㎏（98.5%）的RIN-2的實(shí)際投量=QUOTE=QUOTE=554.913㎏其中雜質(zhì)的量=RIN-2的實(shí)際投量-RIN-2的每日純品投料量=554.913-546.589=8.324㎏二氯甲烷用量m(QUOTE)=二氯甲烷的密度（對應(yīng)12㎏RIN-2）=1.335QUOTE=82.1025㎏二氯甲烷:RIN-2(配比)=82.1025:12=6.84；1二氯甲烷用量=RIN-2實(shí)際投料量（每日）（對應(yīng)554.913㎏）=554.913QUOTE6.84=3795.605㎏99%的二氯甲烷用量==QUOTE=3833.944㎏99%二氯甲烷：RIN-2=3833.944：554.913=6.9091其中雜質(zhì)含量=（99%）二氯甲烷用量-二氯甲烷用量=3833.944-3795.605=38.339㎏99%二氯甲烷的投料體積V=QUOTE=QUOTE=2871.868L(3)加入純化水的量（對應(yīng)12㎏RIN-2）=1QUOTE=61.5㎏純化水：RIN-2(配比)QUOTE加入純化水的量=RIN-2實(shí)際每日投料量（對應(yīng)522.283㎏RIN-2）=554.913QUOTE=2843.929㎏純化水的投料體積為QUOTE=QUOTE=2843.929（L）(4)滴加40%的NaoH的量m=QUOTE(40%)QUOTE=1.43QUOTE=3.575㎏NaoH(40%):RIN-2(配比)=3.575：12=0.2979：1NaoH（40%）用量=RIN-2實(shí)際每日投料量=554.913QUOTE=165.309㎏40%NaoH的投料體積為V=QUOTE=QUOTE=115.600（L）40%NaoH:RIN-2=0.2979(5)水層萃取所用的二氯甲烷：m=QUOTE（對應(yīng)12㎏RIN-2）=1.335QUOTE=80.1㎏二氯甲烷(水層萃取)：RIN-2(配比)=80.1：12=6.675水層萃取二氯甲烷用量m=RIN-2實(shí)際每日投料量=554.913QUOTE=3704.044㎏99%二氯甲烷用量m==QUOTE=3741.459㎏其中含有雜質(zhì)量為=99%二氯甲烷含量-二氯甲烷用量=3741.459-3704.044=37.415㎏99%二氯甲烷（水層萃取用）的投料體積為VQUOTE=QUOTE=2802.591L99%二氯甲烷：RIN-2=3741.459：554.913=6.7424(6)用于有機(jī)層干燥的無水硫酸鈉用量30㎏（對應(yīng)12㎏RIN-2）NQUOTESQUOTE(無水)：RIN-2(配比)=30:12=2.5:1NQUOTESQUOTE(無水)用量m=RIN-2實(shí)際每日投料量QUOTE配比（對應(yīng)522.283㎏RIN-2）=554.913QUOTE2.5=1387.283㎏(99%)NQUOTESQUOTE(無水)用量m=QUOTE=QUOTE=1401.295㎏99%NQUOTESQUOTE(無水)：RIN-2=1401.295:554.913=2.525:1其中雜質(zhì)含量為=99%NQUOTESQUOTE(無水)用量-NQUOTESQUOTE(無水)用量=1401.295-1387.283=14.012㎏（7）用于溶解《作為溶劑》的異丙醇用量m=QUOTE（對應(yīng)于12㎏RIN-2）=0.785QUOTE=23.55㎏異丙醇（用作溶劑）：RIN-2（配比）=23.55:12=1.9625：1作為溶劑的異丙醇用量=RIN-2實(shí)際每日投料比QUOTE配比=554.913QUOTE1.9625=1089.017㎏98%的異丙醇用量==QUOTE=1111.241㎏其中雜質(zhì)的含量=（98%）異丙醇用量-異丙醇用量=1111.241-1089.017=22.225㎏98%的異丙醇的每日投料體積為V==QUOTE=1415.594L98%異丙醇：RIN-2=1111.241：554.913=2.0026：1(8)洗滌濾餅所用的異丙醇量m=QUOTE（對應(yīng)于12㎏RIN-2）=0.785QUOTE8=6.28㎏異丙醇（洗滌用）：RIN-2=6.28:12=0.5233:1異丙醇（洗滌用）用量=RIN-2實(shí)際每日投料量QUOTE配比=554.913QUOTE0.5233=290.386㎏98%的異丙醇用量為m==QUOTE=296.312㎏98%異丙醇：RIN-2=296.312：554.913=0.5340：1其中雜質(zhì)量為m=98%異丙醇用量-異丙醇用量=296.312-290.386=5.926㎏98%的異丙醇每日投料體積為V=QUOTE=QUOTE=377.468L表3-6游離工段原料用量原料名稱規(guī)格配比日投料量（㎏）日投料體積（L）分子量g／mol密度g／QUOTERIN-298.51.0054.913581二氯甲烷(第一次)99.06.843833.9442871.868851.335純化水100.05.1252843.9292843.929181.040%的NaoH40.00.2979165.309115.600401.43二氯甲烷(水層萃取)99.06.74243741.4592802.591851.335無水NQUOTESQUOTE99.02．5251401.2951422.68異丙醇（溶劑）98.01.9625／2.00261111.2411415.594600.785異丙醇（洗滌用）98.00.5233／0.5340296.312377.468600.785二氯甲烷（總計）99.013.58427575.4035674.459851.335異丙醇（總計）98.02.4858／2.53661407.5531793.062600.7853.4.3游離反應(yīng)工段的出料量的物料衡算（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）表3-7進(jìn)出料平衡表進(jìn)料名稱質(zhì)量出料名稱質(zhì)量RIN-2546.589剩余RIN-281.98840%NaOH165.309剩余40%NaOH24.798二氯甲烷7575.403剩余二氯甲烷7575.403純化水2843.929剩余純化水2843.929生成RIN279.080生成水14.394生成左旋樟腦磺酸鈉203.913雜質(zhì)8.32雜質(zhì)91.21總量11131.23總量11114.7153.4.4萃取分液物料衡算（1）（2）（3）（4）3.4.5洗滌分液物料衡算（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）3.4.6離心過程的物料衡算(1)（2）出料量3.4.7減壓蒸餾物料衡算（1）（2）3.4.8冷卻降溫離心的物料衡算（1）（2）（3）（4）（5）3.4.9固體真空干燥物料衡算第四章能量衡算4.1計算方法與原則4.1.1能量衡算的目的及意義能量衡算的主要目的是為了確定設(shè)備的熱負(fù)荷。根據(jù)設(shè)備熱負(fù)荷的大小、所處理物料的性質(zhì)及工藝要求再選擇傳熱面的形式、計算傳熱面積、確定設(shè)備的主要工藝尺寸。傳熱所需的加熱劑或冷卻劑的用量也是以熱負(fù)荷的大小為依據(jù)而進(jìn)行計算的。4.1.2能量衡算的依據(jù)及必要條件能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為其中：Q1——物料帶入到設(shè)備的熱量，KJQ2——加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的熱量，KJQ3——過程熱效應(yīng)，KJQ4——物料離開設(shè)備所消耗的熱量，KJQ5——加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量，KJQ6——設(shè)備向環(huán)境散失的熱量，KJm——輸入或輸出設(shè)備的物料質(zhì)量，kgc——物料的平均比熱容，KJ/(kg?℃)t——物料的溫度該式的計算基準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，即0℃及1.013×105Pa為計算基準(zhǔn)。因?yàn)槲锪系谋葻崛菔菧囟鹊暮瘮?shù)，上式中物料的比熱容是指進(jìn)、出口物料的定壓平均比熱容，對于進(jìn)口物料取基準(zhǔn)溫度與物料進(jìn)口溫度的平均溫度下的比熱容；對于出口物料取基準(zhǔn)溫度與物料出口溫度的平均溫度下的比熱容。對于不同物料的比熱容可查《化學(xué)工程手冊》（第1冊）或《化學(xué)工藝設(shè)計手冊》（下），若查不到，各種估算方法求出相應(yīng)溫度下的比熱容值。（2）過程熱效應(yīng)化學(xué)過程的熱效應(yīng)包括化學(xué)反應(yīng)熱與狀態(tài)變化熱。純物理過程只產(chǎn)生狀態(tài)變化熱；而對于化學(xué)反應(yīng)過程，在產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的同時，往往還伴有狀態(tài)變化熱。在熱量衡算中，過程熱效應(yīng)的符號為：放熱為正；吸熱為負(fù)。（3）與的確定根據(jù)工藝操作經(jīng)驗(yàn)，一般為的5%～10%，只要計算出Q4，就可以確定，從而計算出。（4）的計算由以上計算過程得到,,,,后，根據(jù)熱量平衡方程式求出設(shè)備的熱負(fù)荷。正值表示需對設(shè)備加熱；負(fù)值表示需冷卻.能量衡算是以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)而進(jìn)行的，所以，車間物料衡算表是進(jìn)行車間能量衡算的首要條件。其次還必須收集有關(guān)物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，例如比熱容、相變熱、反應(yīng)熱等。本設(shè)計還將涉及到的所有物料的熱力學(xué)數(shù)據(jù)匯總成一張表格，以便于計算。(5)能量衡算基準(zhǔn)能量衡算的基本方程為：4.2熱量衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計算和查取在熱量衡算中，大部分物料的物性常數(shù)可通過相關(guān)的物性常數(shù)手冊查取，如《化學(xué)工程手冊》（第1冊），《化工工藝設(shè)計手冊》（下）。當(dāng)遇到手冊中數(shù)據(jù)不全的情況時，就需通過一些公式來估算這些物性常數(shù)。在本設(shè)計中涉及的物性計算有比熱容、汽化熱、熔融熱、溶解熱、濃度變化熱效應(yīng)、燃燒熱等，以下介紹他們的計算方法。4.2.1所用原料比熱的推算(1)無法查取的固體原料比熱的推算式中: M——化合物分子量ni——分子中同種元素原子數(shù)ci——元素的原子比熱容kJ/(kg.℃)查《制藥設(shè)備與工藝設(shè)計》P263，表10-4得：表4-1各種原子的比熱原子固態(tài)的c[kcal/(kmol.℃)]碳C1.8氫H2.3氧O4.0氮N2.6氯Cl6.2其他6.2RIN（C16H14F3N5O）=RIN-1硫酸鈉（Na2SO4）：醋酸鈉（C2H3O2Na）：(2)無法查取的液體原料比熱的推算式中： M——化合物分子量n——分子中同種基團(tuán)的數(shù)目c——基團(tuán)的比熱容kJ/(kmol.℃)表4-2各基團(tuán)的比熱容基團(tuán)c（25℃）[KJ/Kmol·℃]—H14.7—CH341.7—CH2—28.3—CH=24.9—C—8.4—O—29.7—CO—（酮）43.5—COO—（酯）59.0—OH44.0—NH262.8—NH—51.1—N—8.4C6H5—117.2—Cl29.7二氯甲烷：亞甲基ni=1，氯基ni=2異丙醇：甲基2，—CH—1，羥基1甲醇：甲基1，羥基1，丙酮：甲基2，羰基1表4-3各物質(zhì)的比熱容物質(zhì)C（25℃）[KJ/Kmol·K]物質(zhì)C（25℃）[KJ/Kmol·K]RIN-01.087RIN-11.159甲醇2.678丙酮2.188乙酸鈉1.261左旋樟腦磺酸0.332CH2Cl21.032RIN-20.98740%NaOH3.437無水硫酸鈉1.020水4.19RIN1.159KJ/(kg﹒K)異丙醇2.258H27.2435%Pd/C0.185HCl0.8114.2.2各種物質(zhì)燃燒熱的估算完全燃燒法計算物質(zhì)的燃燒熱：RIN-0（C16H14ON5F3Cl2）的燃燒熱：完全氧化所需的氧的個數(shù)為RIN-1（C16H14ON5F3）的燃燒熱：完全氧化所需的氧的個數(shù)為RIN-2（C26H30O5N5F3S）的燃燒熱：完全氧化所需的氧的個數(shù)為左旋樟腦磺酸C10H16O4S的燃燒熱：完全氧化所需的氧的個數(shù)為差的H2的燃燒熱為4.2.3某些物質(zhì)溶解熱的估算方法固體熔融熱的估算（《制藥設(shè)備與工藝設(shè)計》P266）對于溶質(zhì)在溶解過程中不發(fā)生解離作用，溶劑與溶質(zhì)之間無化學(xué)作用及絡(luò)合物的形成，則固態(tài)溶質(zhì)可以取其熔融熱的數(shù)值為其溶解熱?！鱄m=4.187TmK1/M式中： △H——熔融熱，KJ/KgTm——熔點(diǎn)，KK1——常數(shù)（見表10-6無機(jī)物K1=5～7，有機(jī)物K1=13.5）M——摩爾質(zhì)量溶質(zhì)為固態(tài)，溶解熱為其熔融熱—熔點(diǎn)K查得=586℃—沸點(diǎn)K4.3還原工段物料衡算4.3.1還原反應(yīng)物料衡算（1）（2）Q4(物料帶走的熱量)的計算（3）Q5+Q6的計算（4）Q3(過程熱效應(yīng))的計算化學(xué)反應(yīng)熱物理變化熱：（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理無聊的量）的計算（6）加熱劑或冷卻劑用量的計算在此工段中Q2為負(fù)值，需要冷卻，沒冷冰鹽水進(jìn)口溫度為-50C，出口溫度為50C，表4-3還原工段能量衡算表熱量類型數(shù)量KJ熱量類型數(shù)量KJQ1Q4Q2Q3Q5+Q64.3.2離心分離工段能量衡算（1）（物料帶入熱量）的計算（2）Q4（物料帶走的熱量）的計算(3）Q5+Q6的計算（4）Q3（過程熱效應(yīng)）的計算（無化學(xué)反應(yīng)無物理反應(yīng)）（5）Q2(加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量)的計算（6）加熱劑或冷卻劑用量的計算此工段中Q2為正值需要加熱，在本次設(shè)計中采用1200C一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的飽和水蒸氣間接加熱查表得該狀態(tài)下飽和水蒸氣的熱焓計算公式如下：則此崗位水蒸氣的用量為：表4-5離心工段能量衡算表熱量類型數(shù)量KJ熱量類型數(shù)量KJQ113490Q413400Q21075.217Q30Q5+Q61165.2174.3.3減壓蒸餾熱量衡算（進(jìn)料T=20℃出料T=80℃）（1）Q1（物料帶入熱量）的計算（2）Q4（物料帶走熱量）的計算（3）Q3(過程熱效應(yīng)的計算)在減壓蒸餾過程中無化學(xué)反應(yīng)，故無化學(xué)熱效應(yīng)，只有甲醇汽化熱（4）Q5+Q6的計算（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算此工段需加熱，在本次設(shè)計中采用1200C一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的飽和水蒸氣間接加熱，查表得該狀態(tài)下飽和水蒸氣的熱焓則水蒸氣用量為：表4-6減壓蒸餾熱量衡算表熱量類型數(shù)量KJ熱量類型數(shù)量KJQ1Q4Q2Q3Q5+Q64.3.4萃取分液能量衡算（進(jìn)料80℃出料為25℃）（1）Q1（物料帶入熱量）的計算（2）Q4（物料帶走熱量）的計算（3）Q5+Q6的計算（4）Q3(過程熱效應(yīng)的計算)此過程無化學(xué)反應(yīng)，也無物理現(xiàn)象即Q3=0（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算（6）加熱劑和冷卻劑用量的的計算在此工段中Q2為負(fù)值，需要冷卻，沒冷凍鹽水進(jìn)口溫度為-50C,出口溫度為50C,查得冷凍鹽水的平均比熱容則冷凍鹽水用量表4-7萃取分液能量衡算表熱量類型數(shù)量KJ熱量類型數(shù)量KJQ1Q48368Q2Q3Q5+Q6727.6524.3.5洗滌分液能量衡算（進(jìn)料溫度為25℃出料溫度為20℃）（1）Q1(物料帶入熱量)的計算（2）Q4(物料帶走的熱量)的計算（3）Q5+Q6的計算（4）Q3(過程熱效應(yīng)的計算)此過程無化學(xué)反應(yīng)，也無物理現(xiàn)象即Q3=0（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算（6）加熱劑和冷卻劑用量的的計算在此工段中Q2為負(fù)值，需要冷卻，沒冷凍鹽水進(jìn)口溫度為-50C,出口溫度為50C,查得冷凍鹽水的平均比熱容則冷凍鹽水用量表4-8洗滌分液能量衡算表熱量類型數(shù)量KJ熱量類型數(shù)量KJQ115954Q48496.935Q2-6718.201Q30Q5+Q6738.8644.3.6減壓蒸餾能量衡算（進(jìn)料溫度為25℃，出料溫度為85℃）（1）Q1(物料帶入熱量)的計算（2）Q4(物料帶走的熱量)的計算（3）Q5+Q6的計算（4）Q3(過程熱效應(yīng))的計算在此減壓蒸餾過程中無化學(xué)反應(yīng)，故無化學(xué)熱效應(yīng)，只有CH2Cl2汽化熱（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算（6）加熱劑和冷卻劑用量的的計算此工段需加熱，在本次設(shè)計中采用1200C一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的飽和水蒸氣間接加熱，查表得該狀態(tài)下飽和水蒸氣的熱焓則水蒸氣用量為：表4-9減壓蒸餾熱量衡算表熱量類型數(shù)量KJ熱量類型數(shù)量KJQ18496.935Q4-4493.269Q2-9037.084Q3-4295Q5+Q6-341.884.4成鹽工段能量衡算4.4.1成鹽反應(yīng)的能量衡算1.攪拌溶解熱量衡算（1）Q1（物料帶入的熱量）的計算：（2）Q4（物料帶走的熱量）的計算（3）Q5+Q6的計算取系數(shù)為0.08，則：（4）Q3（過程熱效應(yīng)）的計算Q31（化學(xué)反應(yīng)熱）的計算：Q32（物理變化熱）的計算：（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算：（6）加熱劑或冷卻劑用量的計算：在此工段中Q2為負(fù)值，需要冷卻，設(shè)冷凍鹽水進(jìn)口溫度為﹣5℃,出口溫度為5℃。查得冷凍鹽水（20%CaCl2）的平均比熱容＝0.74×4.187＝3.10kJ/(kg·℃)即冷凍鹽水的量為表4-10攪拌溶解熱量衡算表熱量類型數(shù)量（KJ）熱量類型數(shù)量（KJ）Q130630Q430400Q2-115600Q5+Q62643.478Q31180004.4.2加熱回流熱量衡算(進(jìn)料溫度為25℃，出料溫度為70℃)（1）Q1（物料帶入的熱量）的計算：Q1=上一步的Q4，即（2）Q4（物料帶走的熱量）的計算：Q5+Q6的計算：取系數(shù)為0.08，則：（4）Q3（過程熱效應(yīng)）的計算：此過程無化學(xué)反應(yīng)，只有甲醇和丙酮的回流，即只有甲醇和丙酮的汽化熱，查表的甲醇的汽化熱為設(shè)每秒回流量為總量的0.001%，回流時間為3小時，則（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算：(6)加熱劑或冷卻劑用量的計算在此工段中Q2為正值，需要加熱，在本次設(shè)計中采用120℃一個標(biāo)準(zhǔn)大壓下的飽和水蒸氣間接加熱，查表得該狀態(tài)下飽和水蒸汽的熱焓H=2706.3kJ/kg，則此崗位水蒸氣的用量為:表4-11加熱回流能量衡算表熱量類型數(shù)量（KJ）熱量類型數(shù)量（KJ）Q1Q4Q2144193Q5+Q6Q34.4.3冷卻析晶熱量衡算（進(jìn)料溫度為70℃，出料溫度為25℃）（1）Q1（物料帶入的熱量）的計算：Q1=上一步的Q4，即（2）Q4（物料帶走的熱量）的計算：（3）Q5+Q6的計算：取系數(shù)為0.08，則：（4）Q3（過程熱效應(yīng)）的計算：在結(jié)晶過程中沒有發(fā)生化學(xué)變化，故Q3=0（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算：(6)加熱劑或冷卻劑用量的計算由于Q2為正值，所以需要加熱，但是Q2比較小，無需加熱劑，該過程為析晶，不需要蒸發(fā)析晶，只需要自然冷卻即可。表4-12冷卻析晶熱量衡算表熱量類型數(shù)量（KJ）熱量類型數(shù)量（KJ）Q1Q4Q22413.478Q5+Q62643.478Q304.5拆分工段物料衡算4.5.1拆分反應(yīng)的能量衡算（1）Q1（物料帶入的熱量）的計算：（2）Q4（物料帶走的熱量）的計算：（3）Q5+Q6的計算：取系數(shù)為0.08，則：（4）Q3（過程熱效應(yīng)）的計算：化學(xué)反應(yīng)熱物理變化熱（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算：(6)加熱劑或冷卻劑用量的計算在此工段中Q2為正值，需要加熱，在本次設(shè)計中采用120℃一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的飽和水蒸氣間接加熱，查表得該狀態(tài)下飽和水蒸汽的熱焓H=2706.3kJ/kg，則此崗位水蒸氣的用量為:表4-13反應(yīng)工段能量衡算表熱量類型數(shù)量（KJ）熱量類型數(shù)量（KJ）Q120840Q420390Q22250000Q5+Q61773Q3-22490004.5.2母液減壓蒸餾的能量衡算（1）Q1（物料帶入的熱量）的計算：（2）Q4（物料帶走的熱量）的計算：（3）Q5+Q6的計算：取系數(shù)為0.08，則：（4）Q3（過程熱效應(yīng)）的計算：此過程無化學(xué)變化，只有二氯甲烷的蒸發(fā)，即（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算：（6）加熱劑或冷卻劑用量的計算在此工段中Q2為正值，需要加熱，在本次設(shè)計中采用120℃一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的飽和水蒸氣間接加熱，查表得該狀態(tài)下飽和水蒸汽的熱焓H=2706.3kJ/kg，則此崗位水蒸氣的用量為:表4-14母液減壓蒸餾能量衡算表熱量類型數(shù)量（KJ）熱量類型數(shù)量（KJ）Q18989.772Q41194.493Q22577000Q5+Q6103.869Q3-25850004.5.3冷卻降溫?zé)崃亢馑悖?）Q1（物料帶入的熱量）的計算：（2）Q4（物料帶走的熱量）的計算：（3）Q5+Q6的計算：取系數(shù)為0.08，則：（4）Q3（過程熱效應(yīng)）的計算：此過程無化學(xué)變化，只有RIN的溶解，即（5）Q2（加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量）的計算：（6）加熱劑或冷卻劑用量的計算：在此工段中Q2為負(fù)值，需要冷卻，設(shè)冷凍鹽水進(jìn)口溫度為﹣5℃,出口溫度為5℃。查得冷凍鹽水（20%CaCl2）的平均比熱容＝0.74×4.187＝3.10kJ/(kg·℃)即冷凍鹽水的量為表4-15冷卻降溫?zé)崃亢馑惚頍崃款愋蛿?shù)量（KJ）熱量類型數(shù)量（KJ）Q14309.185Q4374.294Q2-22120Q5+Q632.547Q318215.552

第五章設(shè)備選型5.1選型方法和原理Vd—根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，通過物料衡算確定的每天處理物理量，m3/d；Va—設(shè)備的名義容積，m3；Vp—設(shè)備的有效容積，m3；ε=Vp/Va—設(shè)備的裝料系數(shù)；T—設(shè)備每一生產(chǎn)周期的持續(xù)時間，h（生產(chǎn)過程的持續(xù)時間T包括反應(yīng)時間T1和輔助過程時間T2）；a—每天總的操作批數(shù)；β—每天每臺設(shè)備的操作批數(shù)；np—需用設(shè)備臺數(shù)；n—實(shí)際安裝的設(shè)備臺數(shù)；δ—設(shè)備生產(chǎn)能力的后備系數(shù)，%npVa=VdT/24ε實(shí)際上，往往由于設(shè)備的檢修及其它原因，不能連續(xù)地進(jìn)行生產(chǎn)，因此，還得考慮設(shè)備的后備系數(shù)δ，故實(shí)際安裝的設(shè)備臺數(shù)為：n=np（1+δ/100）=VdT（1+δ/100）/24εVa對于不起泡的物理或化學(xué)過程，一般裝料系數(shù)=0.7～0.8；對于沸騰的或有泡沫產(chǎn)生的物理或化學(xué)過程，一般裝料系數(shù)=0.4～0.6；流體的計量及儲存設(shè)備，一般裝料系數(shù)=0.85～0.9；5.1.1設(shè)備選型的目的化工生產(chǎn)是原料通過一系列的化學(xué)、物理變化的過程其變化的條件是化工設(shè)備提供的。因此，選擇適當(dāng)型號的設(shè)備、設(shè)備符合要求的設(shè)備，是完成生產(chǎn)任務(wù)、獲得良好效益的重要前提。5.1.2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備選型依據(jù)與步驟.設(shè)備的選型.是根據(jù)物料衡算、熱量衡算的數(shù)據(jù)進(jìn)行的，根據(jù)物料衡算的數(shù)據(jù)可以從《化工工藝設(shè)計手冊》上查取并選型所需的設(shè)備型號，在根據(jù)其所對應(yīng)的參數(shù)結(jié)合熱量衡算的數(shù)據(jù)對所選設(shè)備進(jìn)行校核。選擇設(shè)備時，應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。這樣可以使工藝其經(jīng)濟(jì)上合理，技術(shù)上先進(jìn)，投資省，耗材料少，加工方便，采購容易，運(yùn)行費(fèi)用低，水電汽消耗少，操作清洗方便，耐用易維修。定型設(shè)備一般分為如下4步進(jìn)行。(1)通過工藝選擇設(shè)備類型和設(shè).材料。(2)通過物料計算數(shù)據(jù)確定設(shè)備大小、臺數(shù)。(3)所選設(shè)備的檢驗(yàn)計算，如過濾面積。(4)考慮特殊事項(xiàng)。5.1.3設(shè)備選型基準(zhǔn)根據(jù)各單元操作反應(yīng)的周期，計算出生產(chǎn)批次，在由總體積計算出單批生產(chǎn)體積，以此數(shù)據(jù)查找《化工工藝.計手冊》，對設(shè)備進(jìn)行選.。5.2部分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選型5.2.1還原反應(yīng)工段的選型計算（體積單位：升；時間單位：小時）（1）還原反應(yīng)釜的選型容積的確定：RIN-0（）：甲醇：乙酸鈉：5%Pd/C：H2：雜質(zhì)（假設(shè)）：則：還原反應(yīng)周期=還原反應(yīng)時間+裝料時間+離心時間=5.5每日每個反應(yīng)釜理論最大生產(chǎn)批次查化工工藝設(shè)計手冊，選擇搪瓷開式反應(yīng)罐，取VT=3000L取裝料系數(shù)：，則每天需操作的批數(shù)：生產(chǎn)過程中需要反應(yīng)釜的個數(shù)：則反應(yīng)釜安裝個數(shù)，修正每個反應(yīng)釜裝料容積：校正：裝料系數(shù)：，符合條件傳熱面積：A=,τ=3.5K=150kcal/(m2·h·℃)=628.05kJ/(m2·h·℃)T1=25℃=298.15K,T2=40℃=313.15K;t1=-5℃=268.15K,t2=5℃=278.15KTm===30.829K為安全起見，換熱面積乘以安全系數(shù)1.2A=符合條件即選定2個的搪玻璃開式反應(yīng)釜，每釜每天生產(chǎn)4批（2）還原反應(yīng)物減壓蒸餾反應(yīng)釜的選型容積的確定：上一步粗品（假設(shè)）：則：減壓蒸餾周期=減壓時間+裝料時間=8.5h受還原反應(yīng)工段限制，每釜每天生產(chǎn)2批，即查化工工藝設(shè)計手冊，選擇搪玻璃開式反應(yīng)罐，取VT=3000L取裝料系數(shù)：，則每天需操作的批數(shù)：生產(chǎn)過程中需要反應(yīng)釜的個數(shù)：則反應(yīng)釜安裝個數(shù)1，修正每個反應(yīng)釜裝料容積：校正：裝料系數(shù)：，符合條件傳熱面積：A=,τ=8hK=150kcal/(m2·h·℃)=628.05kJ/(m2·h·℃)T1=20℃=293.15K,T2=80℃=353.15K;t1=120℃=393.15K,t2=80℃=353.15KTm==K即選定兩個VT=3000L的反應(yīng)釜，每天生產(chǎn)兩批（3）萃取反應(yīng)釜的選型容積的確定：上一步粗品（假設(shè)）：二氯甲烷：純化水：則：萃取反應(yīng)周期=萃取反應(yīng)時間+裝料時間+分離時間=3受還原反應(yīng)工段限制，每釜每天生產(chǎn)2批，即查化工工藝設(shè)計手冊，選擇搪玻璃開式反應(yīng)罐，取VT=3000L取裝料系數(shù)：，則每天需操作的批數(shù)：生產(chǎn)過程中需要反應(yīng)釜的個數(shù)：則反應(yīng)釜安裝個數(shù)，修正每個反應(yīng)釜裝料容積：校正：裝料系數(shù)：，符合條件傳熱面積：取為安全起見，換熱面積乘以安全系數(shù)1.2，符合條件即選定四個VT=3000L的反應(yīng)釜，每天生產(chǎn)2批（4）減壓蒸餾反應(yīng)釜的選型容積的確定：上一步粗品（假設(shè)）：則：減壓蒸餾周期=減壓時間+裝料時間=3受還原反應(yīng)工段限制，每釜每天生產(chǎn)2批，即查化工工藝設(shè)計手冊，選擇搪玻璃開式反應(yīng)罐，取VT=3000L取裝料系數(shù)：，則每天需操作的批數(shù)：生產(chǎn)過程中需要反應(yīng)釜的個數(shù)：則反應(yīng)釜安裝個數(shù)，修正每個反應(yīng)釜裝料容積：校正：裝料系數(shù)：，符合條件即選定2個VT=3000L的反應(yīng)釜，每天生產(chǎn)兩批（5）計量罐選型甲醇（RIN-0）儲罐：查化工工藝設(shè)計手冊，選擇臥式橢圓形封頭儲罐，取公稱容積VN=3200L,公稱直徑DN=1200mm,長度L=5600mm。甲醇計量罐：則查化工工藝設(shè)計手冊，選擇立式橢圓形封頭容器，取公稱容積VN=8000L,公稱直徑DN=1800mm,高度L=3000mm。二氯甲烷計量罐：則查化工工藝設(shè)計手冊，選擇立式橢圓形封頭容器，取公稱容積VN=5000L,公稱直徑DN=1000mm,高度L=2000mm。純化水：則查化工工藝設(shè)計手冊，選擇立式橢圓形封頭容器，取公稱容積VN=4000L,公稱直徑DN=1200mm,高度L=3200mm。5.2.2成鹽反應(yīng)工段的選型計算（體積單位：升；時間單位：小時）（1）成鹽反應(yīng)釜的選型容積的確定：RIN-1（）：左旋樟腦磺酸（）：丙酮：甲醇：雜質(zhì)（假設(shè)）：則：成鹽反應(yīng)周期=成鹽反應(yīng)時間+裝料時間=4受前面生產(chǎn)崗位限制，每釜每日生產(chǎn)2批，即查化工工藝設(shè)計手冊，選擇搪玻璃開式反應(yīng)罐，取VT=2000L取裝料系數(shù)：，則每天需操作的批數(shù)：生產(chǎn)過程中需要反應(yīng)釜的個數(shù)：則反應(yīng)釜安裝個數(shù)，修正每個反應(yīng)釜裝料容積：校正：裝料系數(shù)：，符合條件傳熱面積：取為安全起見，換熱面積乘以安全系數(shù)1.2，符合條件即選定6個VT=2000L的反應(yīng)釜，每天生產(chǎn)兩批5.2.3甲醇回流換熱器的選型甲醇的冷凝熱= 甲醇的氣化量則將甲醇冷凝下來所需要的換熱量：冷凝水進(jìn)口溫度；出口溫度；物料進(jìn)口溫度與出口溫度相等，即總傳熱系數(shù)則：選用P0.5型蝶式換熱器三個，冷凝片數(shù)為三，其參數(shù)為：D1=610mm，D=450mm，B=175mm，H=830mm第六章車間布置形式6.1車間布置的方法與原理車間布置是車間工藝設(shè)計設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，是工藝專業(yè)向其他非工藝專業(yè)提供開展車間設(shè)計的基礎(chǔ)資料之一。車間布置設(shè)計的任務(wù)；第一是確定車間的火災(zāi)危險類別，爆炸與火災(zāi)危險性場所等級及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；第二是確定車間建筑（構(gòu)筑）物和露天場所的主要尺寸，并對車間的生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和行政生活-區(qū)域位置做出安排；第三是確定全部工藝設(shè)備的空間位置。一個布置不合理的車間，基礎(chǔ)建設(shè)時候工程造價高，施工安裝不便，車間建成后又會帶來生產(chǎn)和管理的問題，造成人流和物流紊亂，設(shè)備維護(hù)和檢修不便,增加輸送物料的能耗，且容易發(fā)生事故。因此，車間布置設(shè)計時應(yīng)遵守設(shè)計程序，按照布置設(shè)計的基本原則，進(jìn)行細(xì)致而周密的考慮。本設(shè)計對伏立康唑原料藥生產(chǎn)車間進(jìn)行了初步的設(shè)計，包括廠房形式、廠房平面布置廠房立面布置、輔助車間和行政-生活部分的布置等內(nèi)容。車間一般由生產(chǎn)部分、輔助生產(chǎn)部分和行政-生活部分組成。6.1.1車間組成生產(chǎn)部門：還原工段、成鹽工段、游離工段、控制室、壓縮空氣、真空泵房等輔助部門：變電配電室、車間組成、通風(fēng)空調(diào)室、車間化驗(yàn)室、機(jī)修儀修電修室、儲藏室生活部門：更衣室、辦公室、工人休息室、浴室、廁所6.2廠房布置考慮到本車間的防爆要求，也綜合考慮到利用率和建設(shè)費(fèi)用等因素，設(shè)計采用了長方形單層廠房。結(jié)合本車間的生產(chǎn)規(guī)模，各工段的生產(chǎn)特點(diǎn)（主要指防火、防爆等級和生產(chǎn)毒害程度等），廠區(qū)面積較大，地勢平坦，在符合設(shè)計規(guī)范的條件下，采用了分散型布置，將車間的生產(chǎn)部分、輔助生產(chǎn)部分和行政、生活部分分散布置?？紤]到單層廠房的工藝設(shè)備作三層放置，所占空間很高，所以其他非生產(chǎn)部分采用兩層建設(shè)，底層為機(jī)修室、動力室等，上層為行政、生活場所。（1）廠房安排此廠房的生產(chǎn)規(guī)模較小，車間各工段聯(lián)系頻繁，生產(chǎn)特點(diǎn)無顯著差異，在結(jié)合建筑設(shè)計防火規(guī)范及工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的前提下，將車間的生產(chǎn)、輔助、生活部門集中布置在一幢廠房內(nèi)。（2）廠房平面布置伏立康唑廠房平面布置，其外形位長方形，此布置有利于總平面圖的布置，節(jié)約用地，有利于設(shè)備排列，縮短管線，易于安排交通出入口，有較多可供自然采光和通風(fēng)的墻面。廠房的柱網(wǎng)布置，生產(chǎn)類別為甲類生產(chǎn)，采用框架結(jié)構(gòu)，采用的柱網(wǎng)間距是6×6m，符合建筑模數(shù)的要求，可以充分利用建筑結(jié)構(gòu)上的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件，節(jié)約設(shè)計和施工力量，加速基建進(jìn)度。廠房的寬度為15m，盡可能利用自然采光和通風(fēng)以及建筑經(jīng)濟(jì)上的要求，其跨度控制在6m,分布形式為6-3-6。（3）廠房垂直布置廠房的高度，主要由工藝設(shè)備布置要求所決定。廠房垂直布置要充分利用空間，每層高度取決于設(shè)備的高低，安裝的位置，檢修要求及安全衛(wèi)生等條件。此廠房層高采用6m，在每層樓板上設(shè)置了一定面積的泄爆孔，以防有爆炸危險。6.3車間設(shè)備布置行政、生活部分包括辦公室、會議室、男女更衣室、浴室和廁所；輔助生產(chǎn)部分包括動力室、配電房、化驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)室、機(jī)修室和原、輔料及成品的倉庫等。其中對采光、采暖和通風(fēng)要求較高的辦公室、化驗(yàn)室布置在南面，而對這些要求相對較低的更衣室、廁所、浴室則布置在北面，其他輔助生產(chǎn)部分布置在底層，兼顧了廠區(qū)供電、供水、供熱和管理方便的各方面要求，因而使之成為一個有機(jī)的整體。生產(chǎn)部分由還原工段、成鹽工段、游離工段三個部分組成，生產(chǎn)部分的設(shè)備采用單面布置，工人背光操作。布置設(shè)備儀器時盡量符合了工藝的順序，保證了水平方向和垂直方向上的連續(xù)性。對于有壓差的設(shè)備，充分利用高位差，采用上下層布置方法，充分利用其高位差。所以，廠房總體布置時采用了把換熱器放置在最上層，計量罐、高位槽安放在第二層，主要設(shè)備（如反應(yīng)罐，蒸餾罐等）水平布置在中間層（第三層），離心機(jī)、過濾機(jī)、貯槽等布置在最底層（地面）的布置方法。在安全生產(chǎn)和合理布局的前提下，為了最大限度縮短設(shè)備間的管道長度，我們按工藝流程先后順序把工藝設(shè)備（主要是反應(yīng)罐）安排在一起，全部靠墻直線排列，保證了車間內(nèi)部的緊湊和美觀。此次設(shè)計中設(shè)備布置采用的是室內(nèi)露天聯(lián)合布置方法，生產(chǎn)中一般不需要經(jīng)常操作的或可用自動化儀表控制的設(shè)備，如塔、冷凝器、液體原料儲罐、成品儲罐、氣柜等都可布置在室外；需要大氣調(diào)節(jié)溫濕度的設(shè)備入涼水塔、空氣冷卻器等也都露天布置伙伴露天布置；不允許有顯著濕度變化，不能受大氣影響的一些設(shè)備如反應(yīng)罐、各種機(jī)械傳動的設(shè)備、裝有經(jīng)密度極高的設(shè)備及其它應(yīng)該布置在室內(nèi)的設(shè)備，則應(yīng)布置在室內(nèi)。生產(chǎn)工藝對設(shè)備布置的要求如下：（1）在布置設(shè)備時一定要滿足工藝流程順序，要保證水平方向和垂直方向的連續(xù)性。通常把計量槽、高位槽布置在最高層，主要設(shè)備如反應(yīng)器布置在中層，儲槽等布置在底層。這樣既可以利用位差進(jìn)出物料，又可以減少樓面的荷重，降低造價。（2）要盡可能地縮短設(shè)備管線。（3）要考慮物料特性對防火、防爆、防毒及控制噪音的要求，譬如對噪音大的設(shè)備宜采用封閉式隔間等。（4）根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要與可能，適當(dāng)預(yù)留擴(kuò)建余地。（5）設(shè)備間距：設(shè)備之間或設(shè)備與墻之間的凈間距大小，雖無統(tǒng)一規(guī)定，但設(shè)計者應(yīng)結(jié)合上述布置要求，及設(shè)備的大小，設(shè)備上連接管線的多少，管徑的粗細(xì)，檢修的頻繁程度等各種因素，再根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，決定安全距離。

第7章勞動安全7.1一般生產(chǎn)區(qū)安全醫(yī)藥企業(yè)為創(chuàng)造安全生產(chǎn)的條件，必須采取各種措施防止火災(zāi)與爆炸的發(fā)生。在制藥工廠都會大量的使用各種有機(jī)物，而有機(jī)物必須注意各種安全防范措施，本設(shè)計中考慮到有機(jī)物的燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、閃點(diǎn)、爆炸、爆炸極限等各種情況，采取相應(yīng)防護(hù)措施。7.2車間藥物安全7.2.1甲醇甲醇熔點(diǎn)：-98℃；沸點(diǎn)：64.5~64.7°C；密度：0.791g/mLat25°C；閃點(diǎn)：52°F。無色透明易燃易揮發(fā)的極性液體。純品略帶乙醇?xì)馕?，粗品刺鼻難聞。能與水、乙醇、乙