湖州師范學(xué)院-awesome隊 化學(xué)原料藥多功能車間設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985 1目錄目錄I第1章設(shè)計依據(jù)及設(shè)計規(guī)模11.1.項目概述1*硫辛酸11.1.1.研究進(jìn)展21.1.2.以己二酸為起始原料的合成方法。21.1.3.環(huán)己酮及其衍生物合成法21.1.4.其它合成方法41.1.5.生產(chǎn)能力6*依非韋倫61.2.依非韋倫的概述61.2.1.研究進(jìn)展61.2.2.化學(xué)拆分法71.2.3.不對稱合成法8*纈沙坦121.2.4.背景121.2.5.研究進(jìn)展13第2章工藝說明152.1.生產(chǎn)方法：152.2.設(shè)計規(guī)模152.3.工藝路線152.4.工藝特點162.5.工藝流程詳細(xì)162.5.1.原料儲存162.5.2.，進(jìn)料準(zhǔn)備18*硫辛酸182.5.3.反應(yīng)202.5.4.產(chǎn)物的分離312.5.5.產(chǎn)物的精制322.5.6.產(chǎn)品的包裝342.5.7.物料輸送方法35第3章生產(chǎn)制度383.1.生產(chǎn)時間383.2.員工培訓(xùn)393.2.1.工人、技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員來源393.2.2.人員培訓(xùn)規(guī)劃39第4章物料衡算404.1.物料平衡404.1.1.物料衡算目的404.1.2.物料衡算意義404.1.3.物料衡算原則404.1.4.物料衡算414.2.能量平衡484.2.1.能量衡算目的484.2.2.能量衡算意義484.2.3.能量衡算原理494.2.4.能量衡算49第5章主要工藝設(shè)備選擇585.1.裝置的選型依據(jù)585.2.反應(yīng)釜選型依據(jù)58i.反應(yīng)釜595.3.換熱器615.4.固液分離設(shè)備61ii.壓濾器63iii.離心機(jī)655.5.干燥設(shè)備65iv.真空干燥器665.6.貯罐67v.混合罐68vi.儲罐695.7.泵類705.8.其它設(shè)備71vii.濃縮結(jié)晶釜71viii.脫色釜72ix.減壓濃縮釜73x.粉碎機(jī)73xi.萃取塔74xii.計量罐不銹鋼立式75第6章主要原輔材料和工藝用公用工程消耗量766.1.主要原輔材料的消耗量；766.1.1.硫辛酸766.1.2.依非韋倫786.1.3.纈沙坦80第7章布置827.1.設(shè)計依據(jù)827.2.車間布置83第8章行政法規(guī)執(zhí)行措施888.1.消防設(shè)計措施；888.1.1.標(biāo)準(zhǔn)888.1.2.消防建設(shè)898.1.3.廠房防火防爆898.1.4.儲罐區(qū)防火防爆908.1.5.消防系統(tǒng)918.1.6.日常消防管理938.2.環(huán)境保護(hù)措施；948.2.1.計依據(jù)及說明948.2.2.主要污染物、污染源分析以及處理968.2.3.生態(tài)988.2.4.廠內(nèi)綠化988.3.勞動安全衛(wèi)生措施；998.3.1.編制依據(jù)及設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范998.3.2.生產(chǎn)過程中職業(yè)危害因素分析1008.3.3.職業(yè)危害因素的防范與管理1038.4.節(jié)能措施；1088.4.1.設(shè)計說明1088.4.2.節(jié)水109第9章GMP 專篇1129.1.潔凈區(qū)劃分和空氣潔凈等級說明1129.1.1.制藥潔凈車間布置要求1129.1.2.空氣潔凈度和級別1139.1.3.我國的潔凈室的標(biāo)準(zhǔn)1149.2.車間人物流設(shè)施說明；1169.2.1.設(shè)備1169.2.2.物料1169.2.3.質(zhì)量控制1189.2.4.機(jī)構(gòu)與人員1189.3.空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置、除塵及局部排風(fēng)說明；1209.3.1.概述1219.4.凈化裝修說明；1249.5.測試工作內(nèi)容如下：1299.6.工藝設(shè)備選型說明1329.7.公用工程設(shè)施符合 GMP 要求的說明133第10章存在問題及建議133133第1章 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計規(guī)模1.1. 項目概述*硫辛酸硫辛酸（Thioctic Acid）別名奧力寶、而硫辛酸、健肝靈、凱抒汀。硫辛酸是一種天然的二硫化物，其化學(xué)名稱是1，2-二硫戊環(huán)-3-戊酸，它是在1951年由Reed首次從豬肝中分離出來，隨后的研究發(fā)現(xiàn)，它屬于一種B族維生素，廣泛分布于生物組織中，是動植物、微生物的生長因子。在人體代謝過程中，氧自由基（活性氧ROS）占很大比重。自由基在人體內(nèi)不斷地產(chǎn)生和清除，這一動態(tài)平衡一旦破壞，自由基在體內(nèi)積蓄過多，就會引起衰老或?qū)е履承┘膊　Ａ蛐了犭p硫五元環(huán)結(jié)構(gòu)，使之具有了顯著的親電子性和與自由基反應(yīng)的能力。在水溶液中，它可直接消除有害的輕自由基和氧自由基等，它很容易形成聚合體，比單體具更強(qiáng)的清除自由基能力。因此硫辛酸被譽(yù)為“萬能抗氧劑”。硫辛酸還對砷、鉻、汞等重金屬中毒特別有效，并越來越多地運(yùn)用來治療糖尿病，同時也廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、化妝品和照相中。在歐美，硫辛酸主要用于肝功能障礙、亞急性壞死腦病和度蘑菇中毒的解毒；在日本和亞洲的其他國家，人們將硫辛酸及硫辛酸胺用于亞急性壞死性腦病、鏈霉素和卡那霉素的解毒以及噪聲造成的內(nèi)耳功能障礙；在我國，硫辛酸用于急性肝炎、肝硬化、肝性昏迷、脂肪肝等肝病的治療。鑒于硫辛酸的重要性和市場需要，找尋低成本制備硫辛酸的工業(yè)方法是一直人們所尋找的。1.1.1. 研究進(jìn)展由于硫辛酸具有重要的生理活性，自從其結(jié)構(gòu)得以確認(rèn)以后，其化學(xué)合成就引起了廣大科研工作者的極大興趣和關(guān)注。在設(shè)計合成硫辛酸路線時，必須考慮以下兩個問題，首先是形成8個碳鏈的適當(dāng)結(jié)構(gòu)；其次是轉(zhuǎn)化為二硫醇體系。以下按起始原料不同將所查閱的合成方法進(jìn)行簡要介紹。1.1.2. 以己二酸為起始原料的合成方法。該路線的主要反應(yīng)步驟包括單甲?；?、酸氯化生成己二酸單甲酯酰氯，在三氯化鋁存在下，己二酸單甲酯酰氯和乙烯進(jìn)行加成反應(yīng)生成8-氯，6-氧辛酸甲基酯，再經(jīng)還原、氯化、環(huán)合、水解等反應(yīng)合成硫辛酸。該路線是天津生物化學(xué)制藥廠采用的生產(chǎn)路線，總收率為34.6%:二氯代物和硫化鈉反應(yīng)易形成硫辛酸聚合物，難以分離，所得產(chǎn)物純度低。1.1.3. 環(huán)己酮及其衍生物合成法在該合成方法中主要有以下四種合成路線。方法一： 這種方法收率較低，僅有18%。方法二：該方法的缺點是起始原料2一乙氧基乙基澳價格比較昂貴的，而且a一硫辛酸的總收率僅有10%。方法三：此方法是一種有效制備硫辛酸的方法，易實現(xiàn)工業(yè)化。但其缺點是收率較低，僅有19%。方法四：該路線反應(yīng)步驟少，收率較高，基于乙烯基烷氧醚的收率為45%，易實現(xiàn)工業(yè)化，是一條具有工業(yè)化潛力的合成路線。1.1.4. 其它合成方法在下列的合成方法中起始原料比較復(fù)雜，而且這些方法存在收率、原料成本、反應(yīng)條件等方面的問題，此外也有生物合成法，但這些方法實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)都比較困難。方法一：2-(3-烷硫基丙酞基)環(huán)戊酮合成法：該路線起始化合物2-(3-烷硫基丙酞基)環(huán)戊酮須通過多步反應(yīng)制得，價格相當(dāng)昂貴，而且在液氨中與鈉反應(yīng)須在-60-10的低溫下進(jìn)行，操作費(fèi)用很高。方法二：6-烯基庚酸合成法Braude等是從6-烯基庚酸出發(fā)，用甲醛進(jìn)行Prins反應(yīng)生成6，8-甲烯基雙氧辛酸，總收率僅有%8。采用五步反應(yīng)，總收率為20一30%。此方法收率不高，起始化合物還需經(jīng)四氫呋喃甲醇制得。 化學(xué)原料藥多功能車間中硫辛酸生產(chǎn)時以硫化鈉、硫磺、6，8-二氯辛酸乙酯等為原料，經(jīng)過環(huán)合、水解、精制等過程制得。6，8-雙氧乙酸酷辛酸鹽，然后轉(zhuǎn)化為硫辛酸。Prins反應(yīng)的產(chǎn)物直接轉(zhuǎn)化硫辛二硫化鈉的制備：環(huán)合反應(yīng)水解、酸化反應(yīng)產(chǎn)品的收率為48.82%。（以6，8-二氯辛酸乙酯計）1.1.5. 生產(chǎn)能力在本次設(shè)計中，生產(chǎn)硫辛酸的計劃時間為100天，在100天內(nèi)生產(chǎn)25噸的硫辛酸。*依非韋倫1.2. 依非韋倫的概述 依非韋倫（Efavirenz，CAS 號：173676-60-3）是美國Merck公司開發(fā)的非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑劑，1998年經(jīng)FDA批準(zhǔn)上市用于HIV感染治療藥物。其化學(xué)名為(S)-6-氯-4-(丙基乙炔基)-1，4-氫-4-(三氟甲基)-2H-3，1-氧氮雜萘-2-酮，分子式為：C14H9ClF3NO2，分子量:315.68，結(jié)構(gòu)式如圖所示：依非韋倫結(jié)構(gòu)式本品是一種口服有效的I-型人類免疫缺陷病毒(HIV-1)的非核苷類反轉(zhuǎn)錄酶抑劑：選擇性好，高度抑制HIV-1，但不抑制HIV-2 和其他逆轉(zhuǎn)錄病毒；只針對病毒逆轉(zhuǎn)錄酶，而不抑制細(xì)胞多聚酶，因此毒性??；直接與HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶催化活性位點的p66疏水區(qū)結(jié)合，造成酶蛋白構(gòu)象改變，導(dǎo)致酶失活，阻止HIV-1 RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA；也能與細(xì)胞外如血漿中的逆轉(zhuǎn)錄酶結(jié)合，減少游離病毒毒粒逆轉(zhuǎn)錄，從而改變病毒的感染性。1.2.1. 研究進(jìn)展Merck 和Dupont 是最早報道合成依非韋倫的公司，Merck 的工藝中用到了CAN( 硝酸鈰銨) ，但在CAN 的作用下產(chǎn)生等量的對甲氧基苯甲醛( 對最后產(chǎn)品的分離不利) 和大量對環(huán)境有害的廢物鈰鹽; Dupont 的工藝沒有采用手性控制的不對稱技術(shù)，使得該路線需要化學(xué)拆分對映異構(gòu)體，原子不經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)率較為低下，分離難度加大。有文獻(xiàn)報道使用有機(jī)鋅試劑和不同的配體參與反應(yīng)時，也能合成出產(chǎn)率和ee值都較好的依非韋倫。本實驗室在綜合大量文獻(xiàn)、專利和考察了工業(yè)化生產(chǎn)所需條件的基礎(chǔ)上，得出了一條適合工業(yè)化生產(chǎn)的路線，并對該路線的最佳物料配比做了考察，合成出了具有良好ee值( 99 9%) 和較高產(chǎn)率( 69%) 的依非韋倫。合成路線如下圖所示。依非韋倫的合成路線1.2.2. 化學(xué)拆分法合成路線一： 早期使用的是化學(xué)拆分法。1993年，Merck公司申請了依非韋倫的化合物專利，首次報道了依非韋倫的合成路線。以對氯苯胺為原料，經(jīng)4步反應(yīng)合成得到重要的中間體2-三氟乙?；?4氯苯胺。接著在炔基格式試劑的作用下得到化合物，進(jìn)而與羰基二咪唑關(guān)環(huán)得到消旋的依非韋倫。經(jīng)薄荷酰氯酯化后為非對映異構(gòu)體，重結(jié)晶拆分再酸解脫去薄荷基團(tuán)得到具有光學(xué)純的依非韋倫，該路線總產(chǎn)率只有25%左右、ee%值為98%。 化學(xué)拆分法：對氯苯胺合成依非韋倫 合成路線二： 1997 年，Radesca 等以對氯苯基異氰酸酯為原料，與叔丁醇反應(yīng)得到中間體，然后再經(jīng)三步反應(yīng)得到了消旋的依非韋倫，最后經(jīng)化學(xué)拆分法得到左旋的依非韋倫?？偟寐始s為16%，原子不經(jīng)濟(jì)，分離難度大。 1.2.3. 不對稱合成法 不對稱合成，也稱立體選擇性合成、手性合成、對映選擇性合成，是研究向反應(yīng)物引入一個或多個具手性元素的化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)合成分支。不對稱合成目前在藥物合成和天然產(chǎn)物全合成中都有十分重要的地位。 合成路線三： Dupont 公司采用不對稱合成技術(shù)控制手性合成了依非韋倫。該路線以 2-三氟乙?；?4 氯苯胺為原料，經(jīng)對甲氧基芐氯氨基保護(hù)后得，再在丁基鋰作用下，與N，N-四氫吡咯烷基-L-苯丙醇胺和環(huán)丙基乙炔反應(yīng)，得到ee%98%的化合物，進(jìn)而與光氣關(guān)環(huán)，硝酸鈰鹽（CAN）脫保護(hù)得到目標(biāo)產(chǎn)物。該路線使工藝的立體選擇性、產(chǎn)率都大大的提高（產(chǎn)率60 %）。但是在CAN的作用下會產(chǎn)生等量的對甲氧基苯甲醛（對最后產(chǎn)品的分離不利）和大量對環(huán)境有害的廢物鈰鹽。 硝酸鈰鹽合成依非韋倫合成路線四： 1998 年，Pierce 等使用醌類化合物二氯二氰醌（DDQ）對中間體進(jìn)行環(huán)化，然后在堿性條件下與NaBH4反應(yīng)開環(huán)，得到氨基醇。氨基經(jīng)光氣關(guān)環(huán)得到依非韋倫（該步反應(yīng)產(chǎn)率為94%）。該合成方法是對硝酸鈰鹽法的改進(jìn)，即可除去產(chǎn)生的對甲氧基苯甲醛，也可減少鈰鹽對環(huán)境的污染，但是 DDQ氧化還原的產(chǎn)物 DDQH 也對環(huán)境有一定的污染。 DDQ 參與合成依非韋倫在此基礎(chǔ)上，Choudhury 等人對脫保護(hù)的方法進(jìn)行了改進(jìn)：使用醌類化合物四氯苯醌對中間體進(jìn)行環(huán)化，然后在堿性條件下與NH2OH或者 TsNHNH2反應(yīng)開環(huán)，得到氨基醇，該步反應(yīng)產(chǎn)率為82%。 四氯苯醌參與合成依非韋倫合成路線五： 1998 年Merck公司首先報道，使用2-三氟乙酰基-4 氯苯胺與N，N-四氫吡咯烷基-L-苯丙醇胺、格氏試劑和二乙基鋅所形成的配合物反應(yīng)，得到產(chǎn)率為87%、ee%值高達(dá)99.2%的。該反應(yīng)用二乙基鋅替代丁基鋰，提高了反應(yīng)的對映選擇性，省去了保護(hù)和脫保護(hù)兩步，進(jìn)一步減少了對環(huán)境的污染，但是反應(yīng)中用到的格氏試劑、二乙基鋅的價格昂貴，工業(yè)化生產(chǎn)成本高。 Et2Zn 參與合成依非韋倫合成路線六： 2003 年，姜標(biāo)等選用了一種新的配體(1R，2R)-1-(4-硝基苯基)-2-(N，N-二甲基氨基-3-(叔丁基氧基)-1-丙醇，在Zn(II)、Cu(II)絡(luò)合下。對化合物的酮羰基進(jìn)行立體選擇性加成，得到產(chǎn)率為80%、ee%值為99%的產(chǎn)品 。該路線反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高，但是該法使用的配體不是易得原料。 新手性氨基醇配體催化合成依非韋倫合成路線七： 2011 年，Chinkov 等人發(fā)現(xiàn)中間體12具有自催化作用。將2-三氟乙?；?4 氯苯胺加入環(huán)丙基乙炔、中間體、配體、二乙基鋅的混合物中，反應(yīng)生成中間體，產(chǎn)率為79%，ee%值高達(dá)99.6%。反應(yīng)大大減少了二乙基鋅、配體用量。 依非韋倫自催化*纈沙坦1.2.4. 背景纈沙坦(valsartan)，化學(xué)名稱為：N-(1-戊?；?-N-4-2-(1H- 四氮唑-5-基)苯基芐基-L-纈氨酸，是瑞士諾華公司研發(fā)的一種血管緊張素 II受體拮抗劑(ARB)。1996 年12月，美國FDA批準(zhǔn)其首先在德國上市，商品名為Diovan(代文)。該藥的特點是口服后可直接起效，并且維持降壓時間較長。纈沙坦在治療中度高血壓中療效確切，耐受性比較好，副作用也少。隨著越來越多的ARB類藥物循證醫(yī)學(xué)證據(jù)的積累，纈沙坦的臨床應(yīng)用已經(jīng)從高血壓的治療階段發(fā)展到對冠心病、糖尿病、腎病、心力衰竭等全面心血管事件的干預(yù)階段。隨著這一藥物的臨床應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，大規(guī)模的臨床研究的深入開展，對其作用機(jī)理、有效性、安全性將會有更加全面的認(rèn)識，具有較大的開發(fā)和應(yīng)用前景。研究合成該原料藥的新方法，降低生產(chǎn)成本，具有重要的意義。 1.2.5. 研究進(jìn)展方法一:J.Med.chem合成路線以鄰甲氧基苯基甲酸為原料經(jīng)酰氯化和2-甲基-2-氨基-丙醇縮合，再在氯化亞砜中環(huán)合得到噁唑啉。再經(jīng)格氏反應(yīng)、水解、溴化制得4-甲基-2-氰基聯(lián)苯，與L-纈氨酸芐基（或甲酯）縮合，戊?；?，與疊氮三丁基錫環(huán)合成四氮唑，最后脫芐酯得纈沙坦。粗品收率為25.4%（以鄰甲氧基苯甲酸計）方法二：歐洲專利路線以4-溴甲基-2-氰基聯(lián)苯為原料制備2-氰基-4甲酰-聯(lián)苯，與L-纈氨酸芐基（或甲酯）在分子篩5A作用下，再用硼氫化鈉還原制備化合物，后三步與J.Med.chem合成路線相同。 由于專利未報道溴化物制成苯甲醛路線的收率，所以無法計算總收率?；瘜W(xué)原料藥多功能車間中纈沙坦是以N-正戊?；i氨酸甲酯（4 - 異丙基 - 3 - 戊酰基-2 - 2 - （2H-四唑-5 - 基） - 聯(lián)苯-4 - 基 - 惡唑烷-5酮）為起始原料，經(jīng)過加氫還原、精制而成。纈沙坦的收率為86.05%。（以N-正戊?；i氨酸甲酯計）第2章 工藝說明2.1. 生產(chǎn)方法： 間歇式生產(chǎn)。在生產(chǎn)操作一開始物料一次投入系統(tǒng)，直到操作過程結(jié)束后，立即將產(chǎn)物一次取出。在投料與出料之間，系統(tǒng)內(nèi)沒有物料交換。間歇操作是我國制劑工業(yè)目前采用的主要操作方式。這主要是制劑產(chǎn)品的產(chǎn)量相當(dāng)少，國產(chǎn)化連續(xù)操作設(shè)備尚不成熟，原輔料質(zhì)量不穩(wěn)定，技術(shù)工藝條件及產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格等。從國外制藥工藝發(fā)展情況看，廣泛采用先進(jìn)的連續(xù)化操作生產(chǎn)線聯(lián)動線是制藥工業(yè)向?qū)I(yè)化規(guī)?；较虬l(fā)展的必然趨勢，也是促進(jìn)我國制藥企業(yè)全面實施GMP與國際接軌的有效途徑。2.2. 設(shè)計規(guī)模產(chǎn)品名稱 設(shè)計規(guī)模（t/a）含量包裝規(guī)格 其他硫辛酸2599.5%25Kg/桶非無菌原料藥依非韋倫2599.5%25Kg/桶非無菌原料藥纈沙坦 2599.5%25Kg/桶非無菌原料藥2.3. 工藝路線（1）硫辛酸：以硫化鈉、硫磺、6，8-二氯辛酸乙酯等為原料，經(jīng)環(huán)合、水解、精制等過程制得。（2）依非韋倫：以環(huán)丙基乙炔鋰、4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺為原料，經(jīng)加成、環(huán)合、精制等過程制得。（3）纈沙坦：以 N-正戊酰基纈氨酸甲酯為起始原料，經(jīng)加氫還原、精制等。 2.4. 工藝特點1 選用三種物料間歇生產(chǎn)，硫辛酸生產(chǎn)100天 依非韋倫生產(chǎn)150天 纈沙坦50天；2 采用能使物料和能量有高利用率的連續(xù)過程；3 維持各個反應(yīng)在最適宜的工藝條件下進(jìn)行；4 設(shè)備或者器械的設(shè)計考慮到流動形態(tài)對過程的影響，并考慮到某些因素可能變動對工藝的影響；5 盡可能采用先進(jìn)設(shè)備，先進(jìn)生產(chǎn)方法及成熟的科學(xué)技術(shù)成就，以保證產(chǎn)品質(zhì)量；遵循“三協(xié)調(diào)”原則即人流物流協(xié)調(diào)工藝流程協(xié)調(diào)潔凈級別協(xié)調(diào)，正確劃分生產(chǎn)工藝流程中生產(chǎn)區(qū)域的潔凈級別，并且按工藝流程合理布置，避免生產(chǎn)流程的迂回往返和人物流交叉。充分預(yù)計生產(chǎn)故障，使得此工藝靈活性提高，以便及時處理，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。2.5. 工藝流程詳細(xì)2.5.1. 原料儲存儲罐硫辛酸依非韋倫纈沙坦V10016，8-二氯辛酸乙酯/95%乙醇V1002NaOH/醋酸異丁酯V100395%乙醇/醋酸異丁酯 儲罐硫辛酸依非韋倫纈沙坦W100636%HCl/V100795%乙醇/儲罐硫辛酸依非韋倫纈沙坦V2001/乙基鋅/V2002/丙酮/V2003/環(huán)丙基乙炔鋰/2.5.2. ，進(jìn)料準(zhǔn)備*硫辛酸1) 稱量水合硫化鈉658.35kg，備用。2) 將反應(yīng)釜升溫至60，備用。3) 稱量硫磺粉101.745kg，備用。4) 稱量四丁基溴化銨538.65kg備用。*依非韋倫1) 將儲罐V2002中的丙酮用計量罐為W2002依次量取94.136L，104.59L，209.18L分別放入V2004，V2005，V2006混合罐中。2) 將V2004混合罐加入60.5L的乙基鋅攪拌混合0.5小時，控制溫度30制成混合溶液I待用。3) 將V2005混合罐加入85.86L環(huán)丙基乙炔鋰攪拌混合0.5小時，控制溫度30，制得混合溶液II待用。4) 將V2006混合罐加入4-氯-2-（三氟乙?；┍桨泛捅?09.18攪拌混合0.5小時，控制溫度30，制得混合物III待用。5) 稱量A物質(zhì)12.0218Kg，與物質(zhì)B 0.48W和丙酮418.36加入加成反應(yīng)釜中。*纈沙坦1稱量N-正戊酰基纈氨酸甲酯578.44kg2稱量5%Pd-C（鈀-碳）5.7844kg3將反應(yīng)釜預(yù)熱至70752.5.3. 反應(yīng)1 硫辛酸硫辛酸生產(chǎn)以硫化鈉、硫磺、6，8-二氯辛酸乙酯等為原料，經(jīng)環(huán)合、水解、精制等過程制得。 產(chǎn)品主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下： （1）二硫化鈉制備 Na2S. 9H2O + S =Na2S2 + 9H2O在環(huán)合反應(yīng)釜R301A、R301B分別等量加入149.6kg的純化水、329.2kg水合硫化鈉攪拌升溫至60，分批將101.7kg硫磺平均加入兩個反應(yīng)釜中，反應(yīng)1.5h，制得二硫化鈉。（2） 環(huán)合反應(yīng) 在上述環(huán)合反應(yīng)釜R301A、R301B中分別平均加入1197kg95%乙醇和53.87kg的四丁基溴化銨，升溫至75。再在R301A、R301B分別緩慢滴加299.25kg 6,8-二氯辛酸乙酯，滴加時間為2h，加熱回流，反應(yīng)8h，得到環(huán)合液，冷卻至室溫備用。（3） 水解、酸化反應(yīng)將上述環(huán)合液1/3經(jīng)管道流入減壓濃縮釜E301，另外2/3環(huán)合液經(jīng)管道流入儲罐V301備用。由計量罐V1005經(jīng)管道向減壓濃縮釜E301緩慢加20%氫氧化鈉溶液147L，升溫至60，反應(yīng)3小時。將上述反應(yīng)液減壓濃縮除去乙醇，餾出液約為反應(yīng)液體積的1/2。將濃縮液降至室溫。然后緩慢加入適量2mol/L鹽酸，調(diào)節(jié)體系pH值至2（加入過程耗時約 1.5小時）。將上述反應(yīng)液經(jīng)管道流入萃取塔T401，用498.8kg乙酸乙酯萃取上述酸化液，有機(jī)相用飽和食鹽水洗滌分層，廢液流入儲罐V401。再用無水硫酸鎂干燥有機(jī)相，經(jīng)壓濾器M401過濾,濾液進(jìn)入濃縮結(jié)晶釜E401，濃縮至餾出液約為上述有機(jī)相體積的1/2，將濃縮液緩慢冷卻至10以下，結(jié)晶出粗產(chǎn)品。將濃縮結(jié)晶釜E401中出來的液體用離心機(jī)M402離心，用20kg乙酸乙酯淋洗，濾餅 （含濕量為20%）轉(zhuǎn)移至真空干燥器E402，在真空度0.08MPa條件下干燥，得淡黃色針狀粗品（粗品含量99%）。在脫色釜R601中依次加入267.3kg粗品、801.9kg 乙酸乙酯、26.7kg活性炭，加熱回流2小時，再將脫色釜R601中反應(yīng)后的反應(yīng)液加到多功能設(shè)備M601中脫碳過濾，結(jié)晶，固液分離，在真空度0.08MPa 條件下干燥，得淡黃色針狀硫辛酸精品。 最后將硫辛酸精品按要求經(jīng)粉碎機(jī)M602粉碎、待檢。檢驗合格后，將粉碎后的硫辛酸進(jìn)行內(nèi)包、外包、入庫。2 依非韋倫依非韋倫生產(chǎn)以環(huán)丙基乙炔鋰、4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺為原料，經(jīng)加成、環(huán) 合、結(jié)晶等過程制得。 主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下： 加成反應(yīng)稱量A物質(zhì)12.0218Kg，與物質(zhì)B 0.48W和丙酮418.36L加入加成反應(yīng)釜R301A,R301B中，攪拌冷卻至 0（約1小時），將混合溶液緩慢加入加成反應(yīng)釜中R301A,R301B中（約 2 小時）。維持體系溫度 28 以下，再將混合溶液緩慢加入到加成反應(yīng)釜R301A,R301B中（約 2 小時），并維持體系溫度在 05，反應(yīng)（約1.5小時）。再將混合溶液緩慢加入加成反應(yīng)釜R301A,R301B中（約3小時），并維持體系溫度 40，反應(yīng)（約 2 小時），得加成液（加成液比容約為 950kg/m3）。將加成液通入減壓濃縮釜E301中減壓濃縮，餾出液約為加成液體積的 3/4，餾出液收集到儲罐V401中，儲罐通到廠外回收處理。 加入 551.2842L乙酸乙酯，溶解濃縮物，再加入 1W164.843Kg冰水，控制溫度在 05淬滅反應(yīng)（約 1 小時）。 加入 1W 純化水洗滌靜置分層，水相經(jīng)預(yù)處理后排至污水處理站，有機(jī)相過濾、減壓濃縮，餾出液約為上述有機(jī)相總體積的 1/2。濃縮液冷卻至 10以下，到結(jié)晶釜E401結(jié) 晶，通入M402離心，用18.376L 乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為 20%）轉(zhuǎn)移至真空干燥器E402中，在 真空度0.08MPa 條件下干燥，得加成物（加成物含量99%）。 回收離心母液和餾出液中的乙酸乙酯套用，回收率 90%，殘留物送市政處理。 加成收率為90%。 （2） 環(huán)合反應(yīng)將加成物加入環(huán)合釜R501，再加入551.2842L乙酸乙酯，攪拌溶解，加入 0.55W 氯甲酸甲酯、0.95W 碳酸鈉和 5W 純化水制得的溶液，控制反應(yīng)溫度在 35C，快速攪拌反應(yīng)（約 6 小時）。通入萃取塔T501,用164.843 Kg純化水洗分層，水相再用110.26L乙酸乙酯萃取，合并有機(jī)相，用 0.2W無水硫酸鈉干燥（約 4 小時），置入M501壓濾器中過濾，過濾出硫酸鈉后，濾液經(jīng)減壓濃縮釜E501（餾出液約為上述濾液總體積的 1/2）、結(jié)晶、置于離心機(jī)M501離心，用 0.1W 乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）轉(zhuǎn)移至干燥器E502，在真空度0.08MPa 條件下干燥，得環(huán)合粗品（環(huán)合粗品含量99%）?；厥针x心母液和餾出液中的乙酸乙酯套用，回收率 90%，殘留物送市政處理。環(huán)合收率為 85%。3 纈沙坦纈沙坦是以 N-正戊?；i氨酸甲酯為起始原料，經(jīng)加氫還原、精制而成。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：氫化還原反應(yīng)：在R301A和R301B中，依次加入2313.76L的 醋酸異丁酯、578.44kg的N-正戊?；i氨酸甲酯、5.7844kgPd-c，加熱至7075使其溶解（反應(yīng)液比容約為950kg/m3），降溫通氫氣，控制溫度在38、壓力0.10.2MPa，反應(yīng)8 小時，停攪拌，降至常溫，通入M301A和M301B內(nèi)壓濾，回收Pd-C。然后將濾液轉(zhuǎn)移至V301一半留在V301一半往下通入E301進(jìn)行減壓濃縮至干，回收醋酸異丁酯套用，回收率95%。向E301中加入1291.5L 乙酸乙酯，溶解濃縮物，再加入578.44L水，進(jìn)行水洗分層，將水相通入T401，水相用322.9L 乙酸乙酯提取，水相通向V401，將有機(jī)相重新導(dǎo)回E301,再將V401內(nèi)的水相重新導(dǎo)回T401加入322.9L 乙酸乙酯提取，水相通向V401，將有機(jī)相重新導(dǎo)回E301再將V401內(nèi)的水相重新導(dǎo)回T401加入322.9L 乙酸乙酯提取，水相通向V401，將有機(jī)相重新導(dǎo)回E301，合并有機(jī)相于E301。水相經(jīng)預(yù)處理后排至污水處理站。將有機(jī)相減壓濃縮（餾出液約為上述有機(jī)相總體積的1/4），將減壓濃縮后的有機(jī)相通入E401冷卻降溫至5結(jié)晶，然后再通入M402離心，濾餅（含濕量為20%）轉(zhuǎn)移至E402，在真空度0.08MPa 條件下干燥，得纈沙坦粗品（纈沙坦粗品95%）。將上述纈沙坦粗品導(dǎo)入R601中，在R601中通入2726L丙酮使其溶解，再加入活性炭使其脫色，加熱回流4 小時。然后將其通入M601脫碳過濾,緩慢冷卻至5結(jié)晶，然后壓濾進(jìn)行經(jīng)固液分離，在真空度0.08MPa 條件下干燥，得纈沙坦精品（含量99.5%）2.5.4. 產(chǎn)物的分離在三種藥物的生產(chǎn)中，會產(chǎn)生含有大量塵灰或霧沫的氣體及產(chǎn)品懸浮在液體內(nèi)的懸浮液。為了回收有用物料，獲得產(chǎn)品，凈化氣體，都必須進(jìn)行非均勻一相的分離操作。另外，非均相系的分離在環(huán)境保護(hù)，三廢處理方面具有重要意義。常用的非均相分離方法主要有以下三種。a. 過濾法b. 沉降法c. 離心分離d. 萃取 2.5.5. 產(chǎn)物的精制1) 硫辛酸工藝配比原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比（W*）粗品99%1.0乙酸乙酯99%3.0活性炭醫(yī)用級0.1在脫色釜R601中依次加入1W粗品、3W乙酸乙酯、0.1W活性炭，加熱回流2小時，脫碳過濾。 將濾液轉(zhuǎn)至結(jié)晶釜中，緩慢冷卻至10，結(jié)晶。經(jīng)固液分離，在真空度0.08MPa 條件下干燥，得淡黃色針狀硫辛酸精品（含量99.5%）。 回收母液中的乙酸乙酯套用，回收率為90%，殘留物送至市政處理。 精制收率為94%。 2) 依非韋倫向脫色釜R601中加入1.9W乙酸乙酯、1W環(huán)合粗品、0.15W活性炭，加熱至回流5 小時，脫碳過濾。 將濾液轉(zhuǎn)移至多功能設(shè)備，結(jié)晶，緩慢冷卻至5結(jié)晶，經(jīng)固液分離，用0.1W乙酸乙酯 淋洗，濾餅（含濕量為20%），在真空度0.08MPa條件下干燥，得依非韋倫精品 （依非韋倫精品含量99.5%）。3) 纈沙坦工藝配比原輔料名稱規(guī)格質(zhì)量比（W*）纈沙坦粗品中間體1.0 丙酮99%4.0活性炭醫(yī)用級0.1在脫色釜中R601依次加入 1W 粗品、3W 乙酸乙酯、0.1W 活性炭，加熱回流 2 小時，脫碳過濾。將濾液轉(zhuǎn)至結(jié)晶釜中，緩慢冷卻至 10，結(jié)晶。經(jīng)固液分離，在真空度0.08MPa 條件下干燥，得淡黃色針狀硫辛酸精品（含量99.5%）。 回收母液中的乙酸乙酯套用，回收率為 90%，殘留物送至市政處理。精制收率為 94%。2.5.6. 產(chǎn)品的包裝本次要生產(chǎn)包裝的是三種藥品，分別是硫辛酸依非韋倫纈沙坦，因此選用全自動多用包裝機(jī)，它常用于包裝顆粒沖劑片劑粉狀以及流體和半流體物料。其特點是直接用筒狀的熱封包裝材料，自動完成制袋計量和充填排氣或充氣封口和切斷等多種功能。我們選擇立式連續(xù)式。2.5.7. 物料輸送方法我們的生產(chǎn)路線需要用到兩種流體類型，輸送的設(shè)備分別是液體分配設(shè)備和氣體輸送設(shè)備。泵，一種用以增加液體或氣體的壓力，使之輸送流動的機(jī)械，與“蹦”或“流”同音，為英語pump的音譯，是一種用來移動液體、氣體或特殊流體介質(zhì)的裝置，即是對流體作功的機(jī)械。人類及動物的心臟可說是天然的泵，它把血液輸送到身體各個部分。泵主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。從泵的性能范圍看，巨型泵的流量每小時可達(dá)幾十萬立方米以上，而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下；泵的壓力可從常壓到高達(dá)19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被輸送液體的溫度最低達(dá)-200以下，最高可達(dá)800以上。泵輸送液體的種類繁多，諸如輸送水（清水、污水等）、油液、酸堿液、懸浮液、和液態(tài)金屬等。泵在化工和石油部門的生產(chǎn)中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料制成半成品和成品，需要經(jīng)過復(fù)雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學(xué)反應(yīng)的壓力流量的作用，此外，在很多裝置中還用泵來調(diào)節(jié)溫度。泵的分類， 按工作原理分1.容積式泵：靠工作部件的運(yùn)動造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，并靠工作部件的擠壓而直接使液體的壓力能增加。根據(jù)運(yùn)動部件運(yùn)動方式的不同又分為：往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵兩類。根據(jù)運(yùn)動部件結(jié)構(gòu)不同有：活塞泵和柱塞泵，有齒輪泵、螺桿泵、葉片泵和水環(huán)泵。2.葉輪式泵：葉輪式泵是靠葉輪帶動液體高速回轉(zhuǎn)而把機(jī)械能傳遞給所輸送的液體。根據(jù)泵的葉輪和流道結(jié)構(gòu)特點的不同葉輪式又可分為：1）離心泵2）軸流泵3）混流泵4）旋渦泵3.噴射式泵：是靠工作流體產(chǎn)生的高速射流引射流體，然后再通過動量交換而使被引射流體的能量增加。泵的其它分類，泵還可以按泵軸位置分為：1)立式泵2)臥式泵，按吸口數(shù)目分為：1)單吸泵2)雙吸泵，按驅(qū)動泵的原動機(jī)來分：1)電動泵2)汽輪機(jī)泵3)柴油機(jī)泵4)氣動隔膜泵泵的性能參數(shù)，主要有流量和揚(yáng)程，此外還有軸功率、轉(zhuǎn)速和必需汽蝕裕量。流量是指單位時間內(nèi)通過泵出口輸出的液體量，一般采用體積流量；揚(yáng)程是單位重量輸送液體從泵入口至出口的能量增量 ，對于容積式泵，能量增量主要體現(xiàn)在壓力能增加上，所以通常以壓力增量代替揚(yáng)程來表示。泵的效率不是一個獨立性能參數(shù)，它可以由別的性能參數(shù)例如流量、揚(yáng)程和軸功率按公式計算求得。反之，已知流量、揚(yáng)程和效率，也可求出軸功率。泵的各個性能參數(shù)之間存在著一定的相互依賴變化關(guān)系，可以通過對泵進(jìn)行試驗，分別測得和算出參數(shù)值，并畫成曲線來表示，這些曲線稱為泵的特性曲線。每一臺泵都有特定的特性曲線，由泵制造廠提供。通常在工廠給出的特性曲線上還標(biāo)明推薦使用的性能區(qū)段，稱為該泵的工作范圍。泵的實際工作點由泵的曲線與泵的裝置特性曲線的交點來確定。選擇和使用泵，應(yīng)使泵的工作點落在工作范圍內(nèi)，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性和安全。此外，同一臺泵輸送粘度不同的液體時，其特性曲線也會改變。通常，泵制造廠所給的特性曲線大多是指輸送清潔冷水時的特性曲線。對于動力式泵，隨著液體粘度增大，揚(yáng)程和效率降低，軸功率增大，所以工業(yè)上有時將粘度大的液體加熱使粘性變小，以提高輸送效率。附：工藝設(shè)備一覽表工藝管道及儀表流程圖（PID）（見附件）第3章 生產(chǎn)制度3.1. 生產(chǎn)時間年工作時間：7200小時。生產(chǎn)班制：除系統(tǒng)管理及后勤人員等實行一班制工作，各主要工序為連續(xù)操作，其基本工作制度為三班/天運(yùn)轉(zhuǎn)。生產(chǎn)方式:分批生產(chǎn)，每一種藥物按照下述表格的次序進(jìn)行生產(chǎn)三種物料間歇生產(chǎn)，硫辛酸生產(chǎn)100天 依非韋倫生產(chǎn)150天 纈沙坦50天。藥物天數(shù)總產(chǎn)量次序硫辛酸：100天25噸2依非韋倫：150天25噸3纈沙坦：50天25噸1總300天75噸3.2. 員工培訓(xùn)3.2.1. 工人、技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員來源由于系統(tǒng)的主要生產(chǎn)裝置技術(shù)含量高，自動化程度亦高。因此主要裝置的操作工、檢修工應(yīng)具有大專以上文化程度。技術(shù)人員，生產(chǎn)管理人員可以從相類似的工廠調(diào)入具有實踐經(jīng)驗的人員，也可吸收少量的高校畢業(yè)生進(jìn)行培養(yǎng)。技術(shù)人員，生產(chǎn)管理人員應(yīng)具有大學(xué)本科以上文化程度，部分人員應(yīng)有實踐及專業(yè)理論知識。3.2.2. 人員培訓(xùn)規(guī)劃該系統(tǒng)所需人員的技術(shù)水平和素質(zhì)要求較高，所以在建設(shè)初期，就需對人員進(jìn)行培訓(xùn)。培訓(xùn)分專業(yè)技術(shù)知識和崗位技能適應(yīng)性培訓(xùn)。專業(yè)技術(shù)知識培訓(xùn)：可分為管理、工藝、機(jī)械、設(shè)備、電氣、儀表、計算機(jī)等專業(yè)培訓(xùn)。培訓(xùn)資料可采用國內(nèi)同類工廠資料和本系統(tǒng)的技術(shù)資料。培訓(xùn)地點在總廠進(jìn)行，或在高等學(xué)校委培。崗位、技能適應(yīng)性培訓(xùn)：可按管理、工藝、電氣、自控、總控、調(diào)度等專業(yè)按崗位對口進(jìn)行。培訓(xùn)人員主要為工段長、操作工人和檢修工人。第4章 物料衡算4.1. 物料平衡4.1.1. 物料衡算目的工藝設(shè)計中，物料衡算是在工藝流程確定后進(jìn)行的。目的是根據(jù)原料與產(chǎn)品之間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，計算原料的消耗量，各種中間產(chǎn)品、產(chǎn)品和副產(chǎn)品的產(chǎn)量，生產(chǎn)過程中各階段的消耗量以及組成，進(jìn)而為熱量衡算、其他工藝計算及設(shè)備計算打基礎(chǔ)。對于已有裝置，物料衡算可以弄清原料的來龍去脈，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)和明確方向，并可作為檢查原料利用率及三廢處理完善程度的一種手段。4.1.2. 物料衡算意義在化學(xué)工程中，設(shè)計或改造工藝流程和設(shè)備，了解和控制生產(chǎn)操作過程，核算生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益，確定原材料消耗定額，確定生產(chǎn)過程的損耗量，對現(xiàn)有的工藝過程進(jìn)行分析，選擇最有效的工藝路線，對設(shè)備進(jìn)行最佳設(shè)計以及確定最佳操作條件等都要進(jìn)行物料衡算。而且，化學(xué)工程的開發(fā)與放大都以物料衡算為基礎(chǔ)的。物料衡算是質(zhì)量守恒定律的一種表現(xiàn)形式。凡引入某一設(shè)備的物料質(zhì)量等于操作后所得產(chǎn)物質(zhì)量加上物料損失。4.1.3. 物料衡算原則物料衡算是以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)，對物料平衡進(jìn)行的計算。物料平衡是指“在單位時間內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量必定等于離開該系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量再加上損失掉的和積累起來的物科質(zhì)量”。進(jìn)行物料衡算時，先必須確定衡算的體系。對一般的體系而言，物料分布均可表示為：(物料的累積率)=(物料進(jìn)入率)-(物料流出率)+(反應(yīng)生成率)-(反應(yīng)消耗率)特別地，當(dāng)系統(tǒng)沒有化學(xué)反應(yīng)時，則可簡化為：(物料的累積率)=(物料進(jìn)入率)-(物料流出率)在穩(wěn)定狀態(tài)下有：(物料進(jìn)入率)=(物料流出率)利用以上三個關(guān)系，可以對整個工藝系統(tǒng)或子系統(tǒng)進(jìn)行物料衡算。4.1.4. 物料衡算4.1.4.1. 硫辛酸硫辛酸生產(chǎn)以硫化鈉、硫磺、6,8-二氯辛酸乙酯等為原料，經(jīng)環(huán)合、水解、精制等過程制得。圖1硫辛酸反應(yīng)一物料衡算圖從表1可以看出，進(jìn)、出物料的總體質(zhì)量保持平衡表1 硫辛酸反應(yīng)一物料衡算表12345Temperature C6565757575Pressure bar1.011.011.011.011.01Mass Flow kg/hrEnthalpy MMBtu/hr12.61112.611-6.847-6.847-2.897NaS.9H2O430.171859.34591430.171859.3459118.69182S67.453151.8453167.453151.845313.69062Na2S205.852405.852411.7048H2O157.531210.48332157.531210.4833220.966646,8-二氯辛酸乙酯374.062525.75236374.062525.7523651.50472C10H18S2O20369.34370369.3437738.6874NaCl012.56325012.5632525.1265硫辛酸0358.794850358.79485717.58974.1.4.2. 依非韋倫依非韋倫生產(chǎn)以環(huán)丙基乙炔鋰、4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺為原料，經(jīng)加成、環(huán) 合、結(jié)晶等過程制得。圖2 C13H11ClF3NO生成段物料衡算圖從表2可以看出，進(jìn)、出物料的總體質(zhì)量保持平衡表2 C13H11ClF3NO生成段物料衡算表12345Temperature C2828282828Pressure bar1.011.011.011.011.01Mass Flow kg/hrEnthalpy MMBtu/hr-22.134-22.1341.5231.523-2.103環(huán)丙基乙炔鋰235.171853.42248235.171853.422486.84496H2O35.453152.8453135.453152.845315.69062C13H11F3ClNO0198.0859250198.085925396.17185LiOH157.531210.48332157.531210.4833220.96664乙基鋅145.0385145.0385145.0385145.0385290.077丙酮125.7832125.7832125.7832125.7832251.5664圖3依非韋倫反應(yīng)物料衡算圖從表3可以看出，進(jìn)、出物料的總體質(zhì)量保持平衡表3 依非韋倫反應(yīng)物料衡算表12Temperature C4040Pressure bar1.011.01Mass Flow kg/hrEnthalpy MMBtu/hr-18.647-61.104453C13H11F3ClNO396.1718545.34591ClCOOMe67.4531517.84531Na2CO305.8524依非韋倫0325.6372MeOH045.75236NaCl023.3437NaHCO3032.563254.1.4.3. 纈沙坦纈沙坦是以 N-正戊?；i氨酸甲酯為起始原料，經(jīng)加氫還原、精制而成。圖4 纈沙坦反應(yīng)段物料衡算圖從表4可以看出，進(jìn)、出物料的總體質(zhì)量保持平衡表4 纈沙坦反應(yīng)段物料衡算表12345Temperature C7575383838Pressure bar1.011.011.011.011.01Mass Flow kg/hrEnthalpy MMBtu/hr-34.841-34.841-1.477-1.477-2.897N-正戊?；i氨酸甲酯341.1724512.46491341.1724512.4649124.92982H234.453152.8453134.453152.845315.69062纈沙坦0334.11750334.1175668.2354.2. 能量平衡4.2.1. 能量衡算目的在化工生產(chǎn)過程中，物料在不同單元間發(fā)生質(zhì)量傳遞的同時，也伴隨著能量的消耗、釋放和轉(zhuǎn)化。其中能量變化可以通過能量衡算確定。能量衡算是以熱力學(xué)第一定律為依據(jù)，對生產(chǎn)過程或設(shè)備的能量平衡進(jìn)行定量的計算，計算過程中要供給或移走的能量。能量是熱能、電能、化學(xué)能、動能、輻射能的總稱?；どa(chǎn)中最常用的能量形式為熱能，故化工設(shè)計中經(jīng)常把能量計算稱為熱量計算。通過能量計算我們可以達(dá)到以下幾個目的：確定傳熱設(shè)備的熱負(fù)荷：為設(shè)計傳熱型設(shè)備如反應(yīng)器、結(jié)晶器、塔式設(shè)備、輸送設(shè)備、壓縮系統(tǒng)、分離等設(shè)備的形式、尺寸、傳熱面積等，以及各種控制儀表等提供參數(shù)；確定單位產(chǎn)品的能耗指標(biāo)；為非工藝專業(yè)（熱工、電、給水、冷暖）的設(shè)計提供設(shè)計條件等。4.2.2. 能量衡算意義在化工生產(chǎn)中，有些過程需消耗巨大的能量，如蒸發(fā)、干燥、蒸餾等；而另一些過程則可釋放大量能量，如燃燒、放熱化學(xué)反應(yīng)過程等。為了使生產(chǎn)保持在適宜的工藝條件下進(jìn)行，必須掌握物料帶入或帶出體系的能量，控制能量的供給速率和放熱速率。為此，需要對各生產(chǎn)體系進(jìn)行能量衡算。能量衡算對于生產(chǎn)工藝條件的確定、設(shè)備的設(shè)計是不可缺少的一種化工基本計算。化工生產(chǎn)的能量消耗很大，能量消耗費(fèi)用是化工產(chǎn)品的主要成本之一。衡量化工產(chǎn)品能量消耗水平的指標(biāo)是能耗，即制造單位質(zhì)量（或單位體積）產(chǎn)品的能量消耗費(fèi)用。能耗也是衡量化工生產(chǎn)技術(shù)水平的主要指標(biāo)之一。而能量衡算可為提高能量的利用率，降低能耗提供主要依據(jù)。通過能量衡算，可確定整個工藝系統(tǒng)的能耗是否符合設(shè)計合同的要求。4.2.3. 能量衡算原理能量衡算的基本依據(jù)是能量守恒定律。而能量守恒定律是以化工過程的物料衡算結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行的。本工藝所需的主要設(shè)備有泵、壓縮機(jī)、換熱器、反應(yīng)器、閃蒸器、吸收塔和精餾塔等。輸入生產(chǎn)系統(tǒng)的能量主要有電能、熱公用工程帶入的熱量和原料的焓值，輸出的能量主要有冷公用工程帶走的熱量和產(chǎn)物的焓值。物流焓的基準(zhǔn)狀態(tài)包括物流的基準(zhǔn)壓強(qiáng)、基準(zhǔn)溫度、基準(zhǔn)相狀態(tài)，熱量衡算的文字表達(dá)式為：輸入系統(tǒng)的能量=輸出系統(tǒng)的能量+系統(tǒng)積累的能量根據(jù)能量守恒定律，對于連續(xù)系統(tǒng)有：Q + W + Q 損= Hout - HinQ 設(shè)備的熱負(fù)荷；W 機(jī)械能，輸入為正，輸出為負(fù)；Q 損系統(tǒng)損失的熱量，本計算書中忽略不計，即Q 損=0；Hout進(jìn)料帶入系統(tǒng)的能量之和，本計算書中即為物料焓值；Hin出料帶出系統(tǒng)的能量之和，本計算書中即為物料焓值。利用以上關(guān)系，可以對整個工藝系統(tǒng)或子系統(tǒng)進(jìn)行能量衡算。4.2.4. 能量衡算4.2.4.1. 硫辛酸硫辛酸生產(chǎn)以硫化鈉、硫磺、6,8-二氯辛酸乙酯等為原料，經(jīng)環(huán)合、水解、精制等過程制得。圖1硫辛酸反應(yīng)一物料衡算圖表2-1熱負(fù)荷表ItemRCS-11RCS-12MIX-1QHeat duty MMBtu/hr-21.64577-21.645773.426803-39.864737表2-2流股焓變計算表INOUT13245Temperature C6565757575Pressure bar1.011.011.011.011.01Enthalpy MMBtu/hr12.61112.611-6.847-6.847-2.897hin/MMBtu/hr25.222hout/MMBtu/h-16.591表2-3熱量平衡計算一覽表Q總/MMBtul/hrW總/MMBtu/hrhin/MMBtu/hrhout/MMBtu/hError-39.8647370.05173025.222-16.591-0.00E-06滿足能量衡算要求4.2.4.2. 依非韋倫依非韋倫生產(chǎn)以環(huán)丙基乙炔鋰、4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺為原料，經(jīng)加成、環(huán) 合、結(jié)晶等過程制得。圖2 C13H11ClF3NO生成段熱量衡算圖表2-4 熱負(fù)荷表ItemRCS-21RCS-22MIX-2QHeat duty MMBtu/hr15.263915.263913.50973844.037538表2-5流股焓變計算表INOUT687910Temperature C2828282828Pressure bar1.011.011.011.011.01Enthalpy MMBtu/hr-22.134-22.1341.5231.523-2.103Hin(MMBtu/hr)-44.268Hout(MMBtu/hr)0.943表2-6 熱量平衡計算一覽表Q總/MMBtul/hrW總/MMBtu/hrhin/MMBtu/hrhout/MMBtu/hError44.037538-0.23-44.2680.9430.000462滿足能量衡算要求圖3依非韋倫反應(yīng)熱量衡算圖表2-10熱負(fù)荷表ItemRCS-4QHeat duty MMBtu/hr42.457302-42.457302表2-11流股焓變計算表INOUTITEM1617說明C13H11ClF3NO進(jìn)料C14H9ClF3NO2收量Temperature C4040Pressure bar11Enthalpy MMBtu/hr-18.647-61.104453Hin(MMBtu/hr)-18.647Hout(MMBtu/hr)-61.104453表2-12