年产500吨对乙酰氨基酚的车间工艺设计

年产500吨对乙酰氨基酚的车间工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 目录一、生产任务--------------------------------------------------------------3二、产品介绍及前景展望---------------------------------------------------3三、生产工艺路线选择-----------------------------------------------------31.对乙酰氨基酚的二步合成法-----------------------------------------------------------------32对乙酰氨基酚的一步合成法（对氨基酚乙酰化---------------------------43生化合成法------------------------------------------------------------------------------------44结论-----------------------------------------------------------------------------------------------5四.对乙酰氨基酚的工艺流程-------------------------------------------------------------------------51反应方程式--------------------------------------------------------------------------------------52、对乙酰氨基酚的工艺流程------------------------------------------------------------------63.车间布置------------------------------------------------------------------------------------------8五、物料衡算--------------------------------------------------------------------------------------------91酰化反应罐的物料衡算------------------------------------------------92酸洗离心机的物料衡算------------------------------------------------103水洗离心机的物料衡算------------------------------------------------114精制脱色罐的物料衡算------------------------------------------------125精制结晶罐的物料衡算------------------------------------------------126精制离心罐的物料衡算------------------------------------------------137流化床的物料衡算----------------------------------------------------13六、能量衡算-------------------------------------------------------------------------------------------141反应罐能量衡算基本公式--------------------------------------------------------------------142比热容的计算----------------------------------------------------------------------------------143能量衡算----------------------------------------------------------15七、主要工艺设备计算------------------------------------------------------------------------------171工艺设备选型原则----------------------------------------------------------------------------172主要工艺设备计算---------------------------------------------------173主要设备选型-----------------------------------------------------------------------------------19八、技术安全及劳动保护----------------------------------------------------------------------------20九、原辅料、成品的质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ----------------------------------------------------------------------201、原辅料、成品的质量标准--------------------------------------------------------------------202、包装材料----------------------------------------------------------------------------------------21十、课程设计总结------------------------------------------------------------------------22十一、参考文献---------------------------------------------------------------------------24一、生产任务：1、设计项目：对乙酰氨基酚的车间工艺设计。2、设计规模：年产500万吨。二、产品介绍及前景展望：对乙酰氨基酚是目前主要用于解热镇痛的OTC药物，其解热镇痛作用与阿司匹林相当，抗炎作用极弱，对胃肠道无明显刺激，适合于不宜使用阿司匹林的患者，为一线止痛药。它效果良好，口服吸收快而安全，并且对胃肠道刺激小，与阿司匹林相比，具有刺激小，极少有过敏反应等优点。是当今世界医药市场上头号解热镇痛药及畅销时间较长的传统普药，在心血管保健、预防妇科癌病等方面具备十分广阔的应用前景。扑热息痛在世界解热镇痛药领域占据着近一半的市场份额，需求量达7万吨/年，产需两旺。目前，世界需求量仍以15％的年速度持续增长。我国扑热息痛原料药产量已连续几年居世界第一并成为全球最大扑热息痛出口国。据中国医药保健品进出口商会的统计数字，我国从2004年以来，扑热息痛原料药出口数量始终保持在4万吨以上，2009年虽遭遇了国际金融危机，但我国出口扑热息痛仍有近5万吨。随着《药品生产质量管理 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》—GMP的颁布试行，必须对其工艺流程进行深入研究。本设计研究了对乙酰氨基酚的合成工艺、合成原料、产品物性及生产条件，介绍了对乙酰氨基酚的药理作用、鉴别和含量测定的方法以及国内外市场需求和发展，国内外合成工艺路线的比较等。并结合GMP认证的标准进行了对乙酰氨基酚车间设计。三、生产工艺路线选择：1.对乙酰氨基酚的二步合成法目前,APAP的二步合成法主要有对氨基酚酰化法,对羟基苯乙酮重排法等。1.1对氨基酚酰化法1.1.1对氨基酚的合成[1~7]PAP的合成方法很多,李建生等人已对此作了很好的综述。生产PAP的方法主要有:(1)以对硝基酚或对亚硝基酚为原料用硫化钠或金属酸还原法;(2)硝基苯、对硝基酚或对亚硝基酚的电化还原法;(3)硝基苯、对硝基酚或对亚硝基酚的催化还原法;(4)苯酚偶合催化还原法;(5)苯胺羟化法等。其中以硝基苯的电解还原法及硝基苯、对硝基酚和对亚硝基酚的催化还原法最符合现在的生产及环保要求,国外已有工业化生产装置。1.1.2对氨基酚的酰化PAP主要用醋酐进行酰化,各国科学家都不断地对这种方法作出改进。文献报道,用醋酐在醋酸乙酯或醋酸中代替水介质,可提高酰化率到92.2%,且溶剂易回收,废水污染降低。在含对氨基酚硫酸盐和苯胺硫酸盐的水溶液中,用氨调节pH到5,用蒸馏法除去苯胺后在20.C用醋酐酰化,同时用氨维持pH在5,可得含量为95%的APAP产品。此外,PAP在盐酸水溶液中用活性炭纯化,用Na2SO3稳定,用醋酐酰化可得药品级APAP。也可将PAP溶解在10%醋酸中,在85~90.C下,加Na2S2O4,在一定时间内加入醋酐,在85.C进行酰化可得纯度>99%的APAP。酰化的关键是要防止PAP被氧化,并采取一定方法将PAP的氧化产物除去,以保证APAP的纯度。1.2重排法对羟基苯乙酮在KI、醋酸酯存在下,经贝克曼重排可得APAP。也可在SO2、SOCl2存在下,温度低于30.C时经重排生成APAP,产率可达88.7%。在对羟基苯乙酮重排过程中,少量无机碘盐的存在可以大大减少氯代副产物的生成。对氨基酚乙酸酯在仲丁醇、磷酸、醋酸存在下加热到100.C,反应一定时间后,真空蒸除溶剂可得到含量95%的粗APAP。1.3其它方法文献报道,将FeSO4水溶液和氨水在60~80.C连续加入到对亚硝基酚悬浮液中,并与醋酐混合可制得APAP。用NaCl盐析出APAP。2对乙酰氨基酚的一步合成法（对氨基酚乙酰化）　方法1：将对氨基酚加入稀乙酸中，再加入冰醋酸，升温至150℃反应7h，加入乙酐，再反应2h，检查终点，合格后冷却至25℃以下，抽滤，水洗至无乙酸味，抽干，得粗品。此方法的收率为90%　方法2：将对氨基酚、冰醋酸及含酸50%以上的酸母液一起蒸馏，蒸出稀酸的速度为每小时馏出总量的十分之一，待内温升至130℃以上，取样检查对氨基酚残留量低于2.5%，加入稀酸（含量50%以上），冷却结晶。抽滤，先用少量稀酸洗涤，再用大量水洗至滤液接近无色，得粗品。此方法的收率为90-95%。方法3：在冰醋酸中用锌还原对硝基苯酚，同时乙酰化得到对乙酰氨基酚；方法4：将对羟基苯乙酮生成的腙，置于硫酸酸性溶液中，加入亚硝酸钠，转位生成对乙酰氨基酚。精制方法：将水加热至近沸时投入粗品。升温至全溶，加入用水浸泡过的活性炭，用稀乙酸调节至pH=4.2-4.6，沸腾10min。压滤，滤液加少量重亚硫酸钠。冷却至20℃以下，析出结晶。抽滤，水洗，干燥得原料药扑热息痛成品。3生化合成法日本研究人员利用生物工程技术进行了乙酰氨基酚的生产研究。通过在酿酒酵母中表达一个融合基因,可产生个由鼠肝细胞色素P-450和NADPH细胞色素P-450还原酶基因构成的融合酶。此酶同时具有氧化和还原能力,可提供比单一细胞色素P-450更为有效的电子转移系统。借助转基因酵母可使乙酰苯胺对位羟化,其产率为3.3nmol/ml。生化合成法对环境污染小,选择性高,是近年来医药合成中最新方法,该法具有较大的潜在研究价值。4结论对乙酰氨基酚是国内常用的解热镇痛药,也是中国出口量较大的药物之一,近年来需求量不断增加。我国现在生产APAP大都采用对硝基氯苯水解制对硝基酚,再经铁屑还原,酰化而得。该法不但成本高,而且铁泥污染难以治理、操作复杂、收率较低。因此急需进行技术改进。近年来,发达国家均采用了加氢工艺代替铁屑还原,特别是用Pd/C催化剂,以对硝基苯酚为原料,一步合成APAP的方法,具有生产工序少,产品收率高,节省能源,废液大大减少,环境污染小,生产成本低等特点。而且针对我国生产厂家现有设备,设备投资小,可大大降低技改费用。如能实现此法的工业化生产,对增加企业经济效益,有效地减少化工厂的三废污染都有积极意义,而且必将进一步促进精细化工生产的发展。四、对乙酰氨基酚的工艺流程1反应方程式2、对乙酰氨基酚的工艺流程2.1对乙酰氨基酚初制对氨基苯酚和冰醋酸，经配料锅配料后，加入酰化釜，酰化，得到湿的对乙酰氨基酚粗品。（1）对于稀酸料和粗品来说，第1～3小时，蒸酸速度在40～60L/半小时，温度不高于117℃；第：稀酸料为0.32～0.36MPa，母液套用为：0.35～0.40MPa。整个反应过程约为11～13小时，蒸酸总量在640～800L之间。按规程开动离心机，放入欲离心料液进行离心。离心分离母液和固体物料后，用稀醋酸冲洗物料，按规定时间冲洗置换物料中的母液。再用去离子水冲洗，按规定时间冲洗置换物料中的稀醋酸。然后按规定时间继续甩滤后停机出料。酸洗后的液体和母液共用回收后套用，水洗的液体为废液，送往污水处理站处理。每吨湿粗品得酸洗用量为340～584L，水洗用量为523～800L。所得物料在检测水分和对氨基苯酚含量，水分控制在8.0%以内，对氨基苯酚含量不大于50ppm，并进行物料衡算。每批稀酸投料折干后得重量范围为：1300～1500kg(折干)，母液套用粗品为：1480～1760L。母液套用次数最高为8次。初制流程图：，2、2对乙酰氨基酚提纯对于酸处理外循环料来说，蒸酸速度控制在≤80L/半小时，蒸酸控制在860～940L之间，蒸酸过程约需6～8小时。按规程开动离心机，离心机内放入物料后，离心分离液体和固体，按规定冲洗量的稀醋酸冲洗固体物料，所得液体回收利用；再用去离子水按规定冲洗量得去离子水冲洗，按规定时间继续甩滤1-2分钟后停机出料。水洗的液体为废液，送往污水处理站。每吨湿酸处理外循环了的酸洗用量为475～725L，水洗用量为1125～1625L。所得物料要检测水分和对氨基苯酚含量，水分控制在10.0%以内，对氨基苯酚含量不大于50ppm，并进行物料衡算。酸处理外循环料每批折干后1300～1500kg(折干)，回收母液1100～1200L。精制离心后的湿对乙酰氨基酚进入振动流化床干燥机内。并调节振动流化床干燥机的热气通风量，使物料被烘干。干燥温度：80～100℃；进料速度不能超过起上限(50kg/min)。干燥后的物料在经过冷风冷却降温至50±10℃，振动流化床干燥机出完料后，进行物料收率计算，本工序收率应不低于95%。干燥并降温的物料经测试合格后(按ZL/SOP/ZK/00500取样，用快速水分测定仪测其水分，水分小于≤0.5%)，方可真空输送到二维混合机内混合。干燥并降温的物料经测试合格后真空输送到二维混合机内混合，达到要求批量并在不超过规定装料量2000～5400kg的情况下，混合15～20min，停止出料精制工艺流程图：2.3外循环工序采用双效浓缩装置，在蒸发室保持一定的负压，换热器提供热能，使精制母液中的水分在负压下不断的被蒸发，在一效与二效的蒸发室和换热器之间形成流，换热器蒸汽压力不超过0.35Mpa。精制母液在双效蒸发器内循环3～3.5小时后，蒸发室中已有晶体生成。这时停止循环，自换热器底部通蒸汽，加热溶解管程中的物料并给整个系统加压，当压力表显示0.1～0.2Mpa时，将热溶液自双效蒸发装置压入结晶罐中，降温结晶至25-35℃，离心脱水得外循环料。3.车间布置本工程设计是单体厂房设计，整个操作过程都要在同意厂房内，即生产的酰化工段、精制工段、外循环工序都在同一建筑内。整个生产车间为四层建筑，钢筋混凝土结构。根据对乙酰氨基酚的生产工艺特点，酰化配料车间在四层，以便于物料利用为差输送到三层的酰化反应车间的生产环境洁净区域，包括精制洁净区、精致离心区，烘干区域、混合区域、粉碎区域、待验区、套袋区、缓冲区及更衣区，其均为洁净区，结晶级别为10万级。与生产有关的其他区域为非洁净区。各车间之间相互独立而又方便物料运输，有利于生产。一层设有行政管理、接待区域，便于管理和生产。所有车间内部不同洁净区之间以及洁净区域内部区域的人流、物流各自独立，完全符合GMP标准。3.1布置原则根据《药品生产质量管理规范》及本项目生产工艺特点，确定以下布置原则：按生产工艺流向合理布置，避免人物流交叉，减少污染。车间内区域划分清楚，洁净区域相对集中，使生产管理方便。充分利用厂房高度，利用位差使物料在管道内垂直输送，尽量缩短物料输送距离，节约能源，降低消耗。3.2我国GMP（1998年修订）附录规定了药品生产洁净室（区）的空气洁净度划分四个级别 洁净度级别 尘粒最大允许度（个/m3） 微生物最大允许度 ≥0.5ūm≥5ūm 浮游菌（个/m3）沉降菌（个/m3） 100级 3500 0 5 1 10000级 35000 200 100 3 100000级 350000 2000 200 10 300000级 10500000 6000 —— 153.3物料存放区域及生产辅助用室的布置(1).洁净厂房内应设置与生产规模相适应的辅助原料、半成品、成品存放区域，宜尽可能靠近与其相联系的生产区域，以减少过程中的混杂与污染；存放区域内宜设置待验区合格品区，或采取能够有效控制物料待验、合格状态的措施，不合格品必须设置专用存放。(2).取样室宜设置在仓储区，取样环境的空气洁净度等级同初次使用该物料的洁净室（区）。(3).称量室应放置在洁净室（区），空气洁净度等级同初次使用该物料的洁净室（区）。(4).备料室宜靠近称量室，其空气洁净度等级同初次使用该物料的洁净室（区）。(5).洁净工具洗涤、存放室，宜设置在洁净区域外；如需设在洁净室（区）内，其空气洁净等级英语本区域相同，并有防水污染的措施。(6).维修保养室可设在洁净室（区）外。3.4安全出口及安全措施的布置国家标准GBJ16-87《建筑设计防火规范》规定厂房安全出口的数目不应少于两个。对制药企业来说，洁净厂房每一生产层或每一洁净区安全出口数目除了符合国家标准GBJ16-87的规定外，安全出口的设置应满足疏散距离的要求。人员进入空气洁净度100级、10000级生产区的净化路线不得作为安全出口使用。安全疏散门应向疏散方向开启，且不得采用吊门、转门、推拉门及电控自动门；在防爆要求的洁净室依靠外墙布置，当不能靠外墙时，应考虑向屋外泄爆，并应有足够的泄压面积。3.5卫生条件：1、操作人员应按规定穿戴好工作服，保持个人清洁，方可进入生产作业区。2、使用设备、容器、管道等均应按相应要求进行清洁，需要消毒的消毒。3、生产中废物应及时运出车间，送到规定地点。4、每完成一工序应及时清场，保持操作场地清洁，并做好清场记录。五、物料衡算计算依据：年产量：500吨年工作日：300天日产量：500000/300=1666.667kg/天收率：85.97%对乙酰氨基酚分子量/对氨基苯酚分子量=151.16/109.10=1.3855对乙酰氨基酚收率=对乙酰氨基酚产量/（对氨基苯酚/1.3855）×100%物料计算以日产量为基准。1酰化反应罐的物料衡算年产量为500吨，一年按300个工作日计算，可得出日产量为：500吨/300天=1666.667㎏/天因为此物料衡算时以唐山双龙生物药业为模型，在此基础上进行扩建和改造，所以改造后产品的收率仍为改造前的收率，即85.97%。又因为 ：产品收率=对乙酰氨基酚产量 /对氨基苯酚/1.3855=85.97%则对氨基苯酚投料量=1666.667㎏/（0.8597*1.3855）=1399.25㎏根据对乙酰氨基酚生产设计的经验公式：对氨基苯酚投料量=（冰醋酸*含量）/0.89～0.91=1399.25㎏此物料衡算中运用经验常熟0.90；并且冰醋酸含量为98%；则投入冰醋酸量=1399.25㎏*0.90/0.98=1285.03㎏根据唐山双龙生物药业的参考公式，可得：总投料量：母液量=1:1因为总投料量=对氨基苯酚+冰醋酸=1399.25㎏+1285.03㎏=2684.28㎏由此的投入反应罐母液量为2684.28㎏/1=2684.28㎏综合以上计算，得：进料①：对氨基苯酚投料量=1666.667㎏/（0.8597*1.3855）=1399.25㎏冰醋酸投料量=1399.25㎏*0.90/0.98=1285.03㎏进料②：进入反应罐的母液量2684.28㎏/1=2684.28㎏出料③：此工艺过程可近似不考虑损耗，即完全出料：即出料③=对氨基苯酚投料量+冰醋酸投料量+投入反应罐的母液量=1399.25㎏+1285.03㎏+2684.28㎏=5368.56㎏完全进入离心机中的进料①2酸洗离心机的物料衡算根据稀醋酸的浓度、渗滤槽中剩余母液的粘度和质量，确定酸洗工艺过程中加入醋酸的质量，因为本设计采用的醋酸浓度为40%，又根据经验公式：HAC/对乙酰氨基酚溶液=1：7.67所以确定投入稀醋酸量=对乙酰氨基酚溶液/7.67=5368.56㎏/7.67=699.94㎏根据酸洗离心机的酸洗能力和物品的粘度得出经验离心率为66.98%，所以离心出来的母液=总投料量*66.98%=（5368.56㎏+699.94㎏）*66.98%=4064.68㎏，进入回收工艺。以此计算出:湿品对乙酰氨基酚=总投料量-离心出来的母液=（5368.56㎏+699.94㎏）-4064.68㎏=2003.82㎏综合以上计算，得：进料①：来自于酰化反应罐的出料③对乙酰氨基酚溶液=5368.56㎏进料②：投入稀醋酸量=对乙酰氨基酚溶液/7.67=5368.56㎏/7.67=699.94㎏出料③：湿品对乙酰氨基酚=总投料量-离心出来的母液=（5368.56㎏+699.94㎏）-4064.68㎏=2003.82㎏进入水洗离心工艺进料①，并且要保证湿品中HAC含量≤2.5%，本设计计算时取2.5%。出料④：离心出来的母液=总投料量*66.98%=（5368.56㎏+699.94㎏）*66.98%=4064.68㎏3水洗离心机的物料衡算根据湿品中含醋酸量和湿品对乙酰氨基酚的纯净度，投入洗剂水与对乙酰氨基酚的比例=7：10，所以洗剂水量=湿品对乙酰氨基酚*7/10=2003.82㎏*7/10=1402.67㎏又根据离心机的脱水能力，经验值为42%，所以脱水量=总投料量*42%=（2003.82㎏+1402.67㎏）*42%=1430.73㎏并且要保证湿品中含水量应≤3%，本次设计计算中采用3%。由于设备的原因造成洗涤过程中有损耗，一般为0.65%～0.70%，本次设计取值为：0.68%，所以可确定：损耗量=（2003.82㎏+1402.67㎏）*0.68%=23.16㎏以此得出粗品对乙酰氨基酚=总投料量-损耗-量脱水量=2003.82㎏+1402.67㎏-23.16㎏-1430.73㎏=1952.60㎏,进入精制脱色工艺进料①综合以上计算，得：进料①：来自于酸洗离心出料③，湿品对乙酰氨基酚=1952.60㎏进料②：洗剂水量=湿品对乙酰氨基酚*7/10=1952.60㎏*7/10=1366.82㎏出料③：出粗品对乙酰氨基酚=总投料量-损耗-量脱水量=2003.82㎏+1402.67㎏-23.16㎏-1430.73㎏=1952.60㎏出料④：脱水量=总投料量*42%=（2003.82㎏+1402.67㎏）*42%=1430.73㎏4精制脱色罐的物料衡算根据唐山双龙生物药业的参考公式，可得：粗品：纯净水：活性炭=180：400：16投入粗品为1952.60㎏则纯净水用量为4339.11㎏计算出活性炭的用量为173.56㎏综合以上计算，得出：进料①：粗品=1952.60㎏进料②：纯净水用量=4339.11㎏进料③：活性炭用量=173.56㎏出料④：经过脱色的进料①、进料②、进料③完全出料，即出料④=1952.60㎏+4339.11㎏+173.56㎏=6465.27㎏完全进入精制结晶罐的进料①。5精制结晶罐的物料衡算根据唐山双龙生物药业的参考公式，可得：粗品：焦亚硫酸钠溶液=1800：52精制罐投入粗品为1952.60㎏则计算出焦亚硫酸钠溶液用量为56.41㎏综合以上计算，得：进料①：精制脱色罐出料=6466.27㎏进料②：亚硫酸钠溶液用量=56.41㎏出料③：进料①和进料②混合结晶，即出料③=6466.27㎏+56.41㎏=6522.69㎏完全进入精制离心罐的进料①。6精制离心罐的物料衡算根据酸洗离心机的离心能力和物品的粘度得出经验离心率为66.98%，所以离心出来的母液=总投料量*66.98%=6522.69㎏*66.98%=4368.90㎏，进入回收工艺。废弃物经验比例约为总投料量的3.43%，即废弃物=总投料量*3.43%=6522.69㎏*3.43%=223.73㎏湿成品=总投料量-离心出来的母液-废弃物=6522.69㎏-4368.90㎏-22.37㎏=2131.42㎏综合以上计算，得：进料①：精制结晶罐出料=6522.69㎏出料②：离心出来的母液=总投料量*66.98%=6522.69㎏*66.98%=4368.90㎏出料③：废弃物=总投料量*3.43%=6522.69㎏*3.43%=223.73㎏出料④：湿成品=总投料量-离心出来的母液-废弃物=6522.69㎏-4368.90㎏-223.73㎏=1938.66㎏7流化床的物料衡算根据物料衡算，干燥物料总重为：1938.66㎏，含水量为4%，即230.114㎏进行完全脱水即干燥失重为77.55㎏因为流化床的排空系统和机器本身造成的损耗一般为：0.150%～0.171%，本次设计取0.150%，所以损耗量为：1938.66㎏*0.150%=2.91㎏。在沉降室和扑集器得到粉子、渣子质量为2.91㎏，由总产率为85.97%，成品量1666.6667㎏（符合设计要求）。综合以上计算，得：进料①：来自于精制离心机，湿成品=1938.66㎏出料②：得到成品=1666.67㎏。六、能量衡算1反应罐能量衡算基本公式反应罐能量衡算可表示如下：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6Q1------对氨基苯酚和冰醋酸带入设备的热量KJ;Q2------加热剂水蒸汽传给物料的热量KJ;Q3------过程反应热KJ;Q4------生成对乙酰氨基酚带走的热量KJ;Q5------加热剂水蒸汽带走的热量KJ;Q6------设备向环境散失的热量KJ;t1------对氨基苯酚和冰醋酸带入设备的温度℃,t1=20℃。t2------加热剂水蒸汽的进入温度℃,t2=140℃。t3------最终反应罐中温度℃,t3=130℃。t4------物料流出时的温度℃,t4=130℃。t5------加热剂水蒸汽流出时的温度℃,t5=130℃。2比热容的计算（一）经《化学基础数据手册》可查得乙酸与醋酐的比热容，见下表。（二）ASP与SA比热容的计算大多数液体的比热容在1.7～2.5KJ/（㎏·℃）之间，少数液体例外，如液氨与水的比热容比较大，在4左右；而汞和液体金属的比热容较小。液体比热容一般与压强无关，随温度上升而稍有增大。作为水溶液比热容的近似计算，可先求出固体的比热容，再按下式计算C=Cs×n+(1-n)式中C------水溶液中的比热容KJ/（㎏·℃）。Cs-----固体的比热容KJ/（㎏·℃）。n------水溶液中固体的质量分数。对于绝大多数有机化合物，其比热容可利用下表求得。先根据化合物的分子结构，将各种集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成比热容。表1基团结构摩尔热容[J/(mol·℃)] 基团温度 C6H5- -NH2 -NH- -CO -OH -CH3 20℃ 116.36 61.69 51.10 43.34 41.90 41.36 130℃ 143.66 ----- ----- 47.32 82.58 51.62所以：ASP的比热容=[(C6H5-)+(-NH2)+(-NH-)+(-CO)+(-OH)+(-CH3)]/151.16AS的比热容=[(C6H5-)+(-NH2)+(-OH)]/109.10经以上式子可求得所需比热容KJ/（㎏·℃）。对氨基酚比热容20℃=（116.36+61.69+41.90）/109.10=2.02130℃=(143.66+82.58)/109.10=2.07对乙酰氨基酚比热容：20℃=（116.36+51.10+43.34+41.36+41.90）/151.16=1.95130℃=(143.66+47.32+82.58+51.62)/151.16=2.15冰醋酸比热容：20℃=（43.34+41.90+41.36）/60=2.11130℃=(43.34+82.58+51.62)/60=3.03表2所需比热容 温度名称 20℃ 130℃ 冰醋酸对乙酰氨基酚对氨基酚 2.111.952.02 3.032.152.073能量衡算3.1.Q1与Q4Q1与Q4均可用下式计算Q1（Q4）=∑mctKJ;式中m---输入（输出）设备的物料质量㎏；c---物料的平均比热容KJ/（㎏·℃）；t---物料的温度℃；利用（1）Q1=∑mct=[1285.03㎏×2.11KJ/㎏·℃+1399.25㎏×2.02KJ/㎏·℃]×20℃=1.11×KJQ4=1666.667㎏×2.15KJ/㎏·℃×130℃=4.66×KJ3.2.Q2与Q5Q2与Q5均可用下式计算Q2(Q5)=∑mctKJ;式中m---水的重量㎏；c---水蒸汽比热容KJ/㎏·℃；t---温度℃；Q2=1000×1366.82㎏/300天×4.2KJ/㎏·℃×140℃=26.88×105KJQ5=1000×1366.82㎏/300天×4.2KJ/㎏·℃×130℃=24.88×105KJ3.3.Q3Q3===100054.4KJ/mol×151.6g/mol=8.192×105KJ由Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6所以Q6=Q1+Q2+Q3-Q4-Q5=1.11×105KJ+26.88×105KJ+8.23×105KJ-4.66×105KJ-24.88×105KJ=6.68×105KJ七、主要工艺设备计算1工艺设备选型原则1.为提高产品质量，节约投资，降低能耗，并满足GMP要求，工艺设备选用国内先进、成熟、可靠的设备，使建成后的生产装备达到国内先进水平。2.凡接触物料精、干、包岗位的容量和管件均选用不锈钢材料。3.设备选型为将来的阿司匹林扩产留有余地。2主要工艺设备计算2.1酰化反应结晶罐根据物料计算，醋化反应总量为5368.56千克，物料比重为1.25，生产周期为24小时，醋化罐装料系数为0.86，拟选2000L酰化罐，则需设备台数为：N=5368.56/1.25/0.86/2000=2.49（台）故选用3台2000L酰化反应结晶罐能满足生产需要。2.2冰醋酸计量罐根据物料计算，冰醋酸总量为1285.03千克，物料比重为0.9，生产周期为24小时，罐装料系数为0.86，拟选1000L计量罐，则需设备台数为：N=1285.03/1.25/0.86/1000=1.66（台）故选用2台1000L冰醋酸计量罐能满足生产需要。2.3稀醋酸计量罐根据物料计算，稀醋酸总量为699.94千克，物料比重为0.95，生产周期为24小时，罐装料系数为0.86，拟选1000L计量罐，则需设备台数为：N=699.94/0.95/0.86/1000=0.857（台）故选用1台1000L稀醋酸计量罐能满足生产需要。2.4酸母液计量罐根据物料计算，酸母液总量为2684.28千克，物料比重为0.9，生产周期为24小时，罐装料系数为0.86，拟选2000L计量罐，则需设备台数为：N=2684.28/0.9/0.86/2000=1.734（台）故选用2台2000L酸母液计量罐能满足生产需要。2.5精制脱色罐根据物料计算，脱色总量为6522.69千克，物料比重为1.5，生产周期为12小时，罐装料系数为0.86，拟选1000L脱色罐，则需设备台数为：N=6522.89/1.5/0.86/1000/2=2.528（台）故选用3台1000L精制脱色罐能满足生产需要。2.6酸洗离心机根据物料计算，液总量为5368.56+699.94=6068.5千克，物料比重为1.5，生产周期为8小时，罐装料系数为0.86，拟选1000L，则需设备台数为：N=6068.5/1.5/0.86/1000/3=1.562（台）故选用2台1000L离心机能满足生产需要。2.7稀醋酸储罐：应至少储备5天的量根据物料计算，稀醋酸总量为6999.4千克，物料比重为0.95，生产周期为24小时，罐装料系数为0.86，拟选10000L计量罐，则需设备台数为：N=6999.4/0.95/0.86/10000=0.857（台）故选用1台10000L稀醋酸计量罐能满足生产需要。2.8冰醋酸储罐：应至少储备五天的量根据物料计算，冰醋酸总量为12850.3千克，物料比重为0.9，生产周期为24小时，罐装料系数为0.86，拟选10000L计量罐，则需设备台数为：N=1285.03/1.25/0.86/10000=1.195（台）故选用2台10000L冰醋酸计量罐能满足生产需要。4、主要尺寸4.1容积为10000L设取D=1800mm，H=3750mm壁厚筒体14mm，封头15mm视镜：Dg1254.2容积为2000L设取D=1050mm，H=2200mm壁厚筒体8mm，封头12mm视镜：Dg1254.3容积为1000L设取D=850mm，H=1750mm壁厚筒体12mm，封头11mm视镜：Dg1253、主要设备选型表1设备一览表 设备名称 编号 台数 材质 规格型号 搅拌 型号 转速 1 酰化反应结晶罐 R210901-R210927 3 不锈钢 2000L 框式 63转/分 2 冰醋酸计量罐 V210601-V210604 2 不锈钢 1000L 3 稀醋酸计量罐 V210701-V210704 1 不锈钢 1000L 4 酸母液计量罐 V210801-V210804 2 不锈钢 2000L 5 稀醋酸储罐 V211301-V211327 1 不锈钢 10000L 6 冰醋酸储罐 V100101-V100103 2 不锈钢 10000L 7 脱色罐 V2116011-V2116012 3 不锈钢 1000L 8 离心冲料计量器 M211701-M211704 2 不锈钢 1000L 9 离心机 R211101-R211127 2 不锈钢 LGZ-1250 10 石墨冷凝机 L210501-R210504 2 石墨 YKA40 11 电动葫芦 L220401-L220402 6 铸铁 1T×6m 八、技术安全及劳动保护：1、各岗位应严格按本岗位操作法操作，不得违反。2、检查：系统要干净，防止渗漏。3、压滤时，压力不得超过0.15MPa。4、离心时，不可随意打开离心机盖。5、穿戴好劳动防护用品，严格按设备操作规程操作，以防安全事故发生。6、各类电器设备不得随意乱动，如发生故障，应请电工来维修，不得随意拆修。7、设备操作过程中发生异常声音等特殊情况应立即停机，请维修工人检查后确保正常才可操作。8、严格按防爆区 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 进行管理，防止发生安全事故。九、原辅料、成品的质量标准：1、原辅料、成品的质量标准： 品名 质量标准 对乙酰氨基苯酚 《中国药典》2005版二部 对氨基苯酚 GB/T21892—2008 冰醋酸 《中国药典》2005版二部 醋酐 《中国药典》2005版二部 重亚硫酸钠 GB/T 无水硫酸钠 GB/T 活性炭 《中国药典》2005版二部 纯水 《中国药典》2005版二部1．1对乙酰氨基苯酚粗品质量标准： 项目 企业标准 检验方法 外观 白色或浅色粒状结晶 目测 气味 无酸气 鼻闻 水份 <3% 干燥恒重法 含量测定 >95% 重氮化法1．2对乙酰氨基苯酚成品质量标准： 项目 企业标准 性状 本品为白色结晶或结晶性粉未;无臭,味微苦。本品在热水或乙醇中易溶,在丙酮中溶解,在水中略溶。 熔点 本品的熔点为168-172 类别 （1） 应呈正反应 （2） 应呈正反应 乙醇溶液的澄清度与颜色 溶液应澄清,无色;如显浑浊,与1号浊度标准液比较,不得更浓;如显色,与棕红色2号或橙红色2号标准比色液比较,不得更深. 酸度 应为5.5-6.5 氯化物 应不得过0.02 有关物质 供试溶液如显杂质斑点与对照品溶液的主斑点比较,不得更大,更深. 对氨基酚 应不得过0.005% 干燥失重 应不得过0.5% 炽烧残渣 应不得过0.1% 重金属 不得过百万分之十 微生物 细菌≤100个/g,霉菌和酵母菌≤100个/g,大肠杆菌不得检出. 含量测定 按干品计算含C8H9NO2应为98.0-102.0%1．3对氨基酚质量标准： 项　　　目 法定标准 物理外观 米白色至棕色晶体 氨基值（质量分数）/%≥ 96．5 对氨基苯酚纯度（HPLC）≥ 98．0 有机杂质≤ 1.2 干燥失重≤ 0.7 铁含量≤ 150 灰份≤ 2.0 熔程≤ 183-190.22、包装材料： 包装材料名称 规格 材质 内包装专用袋 Ø350mm×500mm 无毒聚乙烯 外包装桶 Ø400mm×600mm（高） 纸桶十、课程设计总结药物制剂工程技术与设备这门课程应该是我们大四这年主要的专业课了，虽然一个学期过去了，自己学到的只是皮毛而已。但是作为一个即将进入社会从事与药相关的行业的话，那么我想以后要学习这个课程的知识还有很多。我的课程设计 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目是年产500吨对乙酰氨基酚合成车间工艺设计。其中最难得是绘制图纸，即车间平面布置图。这次课程设计历时两周，主要分为四个步骤：首先计划是确定生产工艺和洁净度的划分，和有关GMP的知识；接着确定工艺流程；然后主要就是进行物料衡算和能量衡算、设备选择和计算；最后是车间布置设计和及作图。整个过程中目标明确，课题完成的挺顺利的。下面我就结合自己的任务谈谈我们所学的专业知识在这个设计的应用以及自己在做课程设计的一些体会。最开始在图书馆查阅相关GMP的知识和生产工艺、厂区洁净度的划分，还比较顺利。接着在一系列的工艺流程中选择了用对氨基苯酚乙酰化，再经脱色、冷却结晶、离心、烘干制得初品，再有对初品提纯便制得成品。然后是工艺计算部分，包括物件衡算、能量衡算、主要工艺尺寸的选择和计算，有一些例子可以借鉴还算勉强合格。前已说过，我的任务主要是绘制车间平面布置图，大部分是要先设计好图纸，然后根据自己的草图绘制出车间平面布置，当然车间设计我也是上网查了好多资料，然后根据别人的设计再根据自己的工艺要求进行改造。这既要求我要熟悉对乙酰氨基酚的合成工艺，也要对车间设计、工程类的知识有所掌握，还要查阅一些行业及国家标准等等。图形的绘制在大一的时候我们已经学过《机械制图》，这个应该问题不大，关键在于设计车间，就在图书馆查了《药物制剂工程技术与设备》中化学合成药物作为主要的设计依据。从整个平面布置来看，厂房可能会稍微显得宽大，但是考虑到以后剂型更改或是生产扩建等等问题，所以设计时加大了点面积。但是在这个平面布置图中许多没有根据的计算，尺寸的标注不是很好，可能如果实践的话可行性会减少许多，另外在绘图的时候只是为了达到效果而没有标准的建立各种样式及模块，这是以后需要学习和改进的地方。说实话这次课程设计（年产500顿对乙酰氨基酚的合成车间工艺设计）真的有点累。然而，当我整理自己的设计成果时，慢慢回味这两周的心路历程，一种少有的成功喜悦立马让我的倦意消失。虽然这只是我人生中的一点点顺利，然而通过它令自己成熟了很多。这次课程设计使我深深体会到，做任何事都必须耐心、细致，有几次计算过程中都出现了错误。不免使人心烦意乱。想到今后工作学习中还会出现更多类似繁杂的工作不免扶额，还是把它当做一种训练吧！慢慢养成一种对工作高度负责、认真对待的良好习惯。这次课程设计也是我充分意识到自己真正掌握的知识是如此匮乏，综合应用所学专业知识的能力是如此不足。同学却对我说学到了，并将它发扬就是好的，我必将终有所获。十一、参考文献[1]《药品生产质量管理规范》(1998年版)[2]《中华人民共和国药典》(2005版)[3]徐匡时《药厂反应设备及车间工艺设计》北京化学工业出版社198130--63[4]孙小芳，余晓捷.使用药品GMP认证技术[M].2003,1:209-227[5]郎红旗，孟嘉，莫慢，GMP管理规范实施指南[M].2001,1:108-116氨基酚冰醋酸醋酸母液酰化反应（蒸馏）冷却结晶离心、洗涤、甩干稀酸稀酸取样送检粗品稀酸母液纯水无水硫酸钠粗品重亚硫酸钠活性炭溶解、脱色精滤冷却结晶离心、洗涤、甩滤干燥检验内包装成品入库母液回收去炭外包装内包装材料外包装材料23_1322909592.unknown_1411313399.unknown_1411313986.unknown_1411314259.unknown_1411314308.unknown_1411314022.unknown_1411313450.unknown_1322909789.unknown_1322909393.unknown_1322909547.unknown_1302892196.bin_1234567960.unknown