制藥項目工程課設(shè)甲磺酸培氟沙星工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計

1、制藥工程課程設(shè)計年產(chǎn)260噸甲磺酸培氟沙星車間工藝設(shè)計制藥工程制藥工程101班3100822018二零一三年七月目錄1112333677881010101112131515151520202020202121第一章產(chǎn)品概述1.1藥物名稱、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)1.2包裝規(guī)格和儲存要求第二章生產(chǎn)工藝設(shè)計2.1生產(chǎn)工藝框圖2.2生產(chǎn)工藝操作過程2.3“三廢”的處理及綜合利用第三章 生產(chǎn)原料各項標(biāo)準(zhǔn)及處理.3.1生產(chǎn)原料各項標(biāo)準(zhǔn)3.2中間體的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn).3.3產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第四章物料衡算4.1物料衡算的目的4.2物料衡算的依據(jù)4.3物料衡算的基準(zhǔn)4.4假設(shè)或經(jīng)驗工藝參數(shù).4.5物料衡算計算第五章能量衡算5

2、.1能量衡算的目的5.2能量衡算的依據(jù)5.3能量衡算的基準(zhǔn)第六章設(shè)備選型6.1選型的目的6.2設(shè)備選型的依據(jù)6.3設(shè)備選型基準(zhǔn)6.4假設(shè)或經(jīng)驗工藝參數(shù).6.5主要崗位的操作周期.6.6設(shè)備初步選型第一章產(chǎn)品概述甲磺酸培氟沙星是法國Roger Bello n公司開發(fā)的第三代氟喹諾酮類抗菌藥，具有廣譜的抗菌功能，自1979年上市以來世界上已經(jīng)有20多個國家參與生產(chǎn)，我國于1993年開始生產(chǎn)此類藥物，主要的 藥劑形式是片劑、注射劑和膠囊劑。本品及其代謝物主要經(jīng)腎臟排泄, 所以對泌尿系統(tǒng)感染引發(fā)的疾病治療效果較好， 由于使用甲磺酸培氟 沙星后組織內(nèi)血藥濃度多為血漿中的數(shù)倍， 因而利于組織深部感染的 疾

3、病治療，如骨髓炎、骨和關(guān)節(jié)腔內(nèi)的感染，心內(nèi)膜炎癥和心肌炎等。其具體信息如下:1.1藥物名稱、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì) 1.1.1藥品名稱通用名：甲磺酸培氟沙星 漢語拼音：Jiahua ngsua nP eifushax ing英文名：Pelfoxacin Mesylate化學(xué)名：1-乙基-6-氟-1,4-二氫-7-（N4 甲基-哌嗪基）4 氧-3-喹啉羧酸甲磺酸鹽1.1.2藥物結(jié)構(gòu)、分子式、分子量N分子式:分子量:COOH.CH3SO3H . 2H2OC17H22FN3O3 CH4SO3 2H2O465.461.1.3藥物理化性質(zhì)本藥物為白色或微黃色結(jié)晶性粉末， 無臭，味苦，在乙醇、氯仿和乙醚中幾乎不溶

4、，在水中極易溶解，無須加入助溶劑,就可以制成高濃度的注射液，在強光照射下易降解。1.2包裝規(guī)格和儲存要求1.2.1原料藥的包裝規(guī)格規(guī)格包裝形式扎口方式20Kg/ 桶雙層塑料膜真空包裝，夕卜封口 封簽25Kg/ 桶套牛皮紙遮光裝入紙筒1.2.2原料藥的儲藏儲藏方法儲藏溫度遮光，密封保存室溫陰涼處保存2.1生產(chǎn)工藝框圖見附錄。第二章生產(chǎn)工藝設(shè)計2.2生產(chǎn)工藝操作過程221甲基化化學(xué)反應(yīng)式及操作步驟COOHHCOOH/HCOHHNCOOH原料名稱規(guī)格含量（%投料比（質(zhì)量）備注諾氟沙星藥用 98.01重量甲酸工業(yè) 85.51.5體積甲醛工業(yè) 36.71體積乙醇工業(yè) 80.51體積活性炭藥用0.5重量操

5、作步驟:依次向甲基化罐（R1101）中加入諾氟沙星（藥用98%176.95 公斤、甲酸（85.5%）323.82 公斤、甲醛（36.7%）191.11 公C2H5OH斤，加熱至100C，開始回流2小時；降溫至80C加入活性炭8.85公斤，再升溫至100C,回流半小時；降溫至60C,加入乙醇（80.5%）152.18公斤，攪拌5分鐘后放料，趁熱壓濾至中和罐（R1102-2）。222中和化學(xué)反應(yīng)式及操作步驟HCOOH +NHgHoO,-hcoonh4+ H2O原料名稱規(guī)格含量（%投料比（質(zhì)量）備注氨水自制 12話量比緩慢添加操作步驟：接甲基化罐溶液，攪拌，冷卻，加入氨水（12%保持反應(yīng)溫度不超過4

6、5C。當(dāng)反應(yīng)液pH值在7.0-7.5時，停止加氨水。靜止1小時，放料，用去離子水洗至pH值在6.0 6.5，后甩料3小時。檢驗，保證收率99%以上，合格品待用。2.2.3成鹽化學(xué)反應(yīng)式及操作步驟COOHHC3SO3H/H2OC2H5OHCOOH.CH3SO3H . 2H2O原料名稱規(guī)格含量（%投料比（質(zhì)量）備注甲基化物自制 97.01摩爾甲烷磺酸工業(yè) 99.01.05摩爾乙醇工業(yè) 82.54.65摩爾乙醇工業(yè) 950.09重量活性炭藥用0.05重量操作步驟：在成鹽罐（R1201）中加入合格的甲基化物（含量97%水分8% 140.41公斤，乙醇（82.5%） 730.12公斤，然后加入甲烷磺酸（

7、99.9%） 42.68公斤。升溫至78C，回流1小時；降溫至60C,加入活性炭5.62公斤；升溫至78C，回流1小時。出料，壓濾至結(jié)晶罐（V1205）。趁熱放料至桶中然后轉(zhuǎn)移至冷庫中使之冷卻結(jié)晶，后離心分離。用95%勺乙醇洗滌，分離液回收至粗母蒸餾崗位。成品檢驗，保證收率92%合格品至精制崗位。2.2.4精制操作步驟原料名稱規(guī)格含量（%投料比（質(zhì)量）備注成鹽物自制 98.01重量乙醇工業(yè) 86.04.65重量乙醇工業(yè) 95.00.36重量活性炭藥用0.05重量操作步驟：在精制罐（V1304）中加入乙醇（86.0%） 497.08公斤，粗品升溫至45C,至溶解；加入活性炭8.24公斤，升溫至7

8、8C,回流30分鐘，壓濾至結(jié)晶罐（V2101）。趁熱放料至桶中然后轉(zhuǎn)移至冷庫中使之冷卻結(jié)晶，后離心分離。用乙醇（95%洗滌，分離液回收至精母蒸餾崗位，保證收率89%濾渣送至“三廢”處理。合格后進干燥室自然干躁，除濕得到產(chǎn)品，母液泵至精餾母液貯罐。2.2.5粗品母液蒸餾操作步驟將粗品母液在蒸餾罐（V1209）加熱蒸餾，收集蒸餾物，當(dāng)溫度達到90C時，停止加熱，10分鐘后將殘液收集到粗品母液儲罐。2.2.6精品母液蒸餾操作步驟將精母液在蒸餾罐（V1307）加熱蒸餾，收集蒸餾物，當(dāng)溫度達到85C時，停止加熱，10分鐘后，將殘液收集到儲罐。227乙醇的蒸餾操作步驟在蒸餾罐（V1309）將95%勺乙醇加

9、熱蒸餾，收集蒸餾物，當(dāng)溫度達到82 C時停止加熱，殘液棄去。2.3 “三廢”的處理及綜合利用本生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的母液，主要含有甲酸銨、甲磺酸銨等銨鹽類化合物，常壓蒸餾濃縮出90%勺水分后，室外堆放使其自然干燥，而后在燃料或者助燃材料的存在下，與壓濾渣一起，在“三廢”焚燒爐內(nèi)，全部焚燒，完成無害化處理工作。而對于生產(chǎn)中釋放出的甲醛等有害氣體，彩玉的處理方法主要是由強制通風(fēng)手段把甲醛空氣迅速排至室外吸收池內(nèi)吸收，并通過堿液處理以實現(xiàn)無害化處理。第二章生產(chǎn)原料各項標(biāo)準(zhǔn)及處理3.1生產(chǎn)原料各項標(biāo)準(zhǔn)名稱形狀檢測項目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)氟（% 5.4 （干品）諾氟沙星類白色或者淡干燥失重（% 5.0黃色結(jié)晶粉末有關(guān)物質(zhì)

10、（%95.0 （干品）熔點（C）218-224色度（Pt-Co） 85.0浮物液體氯化物（%以Cl計） 0.020硫酸鹽（% 0.05鐵（% 99.0無色或者淡黃Fe (ppm 10.0甲烷磺酸色粘稠狀透明Cl (ppm 500液體SO - (ppm) 250色度 97.0廢水滴定法水分（ 25（正批） 98.0中和法氟沙星粗濕度（ 10.0 （正批）自然干燥品 20.0 （回收）失重法水分（ 4.0 （干）3.5-4.13.5-4.1有關(guān)物質(zhì)（% 0.5 1.0 1.0干燥失重（% 8.2 8.5 8.2熾灼殘渣（% 0.1 0.1 0.1重金屬（% 0.0010 0.0020 99.2 9

11、9.0 99.0溶液澄清度與黃綠色4號標(biāo)黃綠色4號標(biāo)準(zhǔn)，黃綠色4號標(biāo)準(zhǔn)，顏色準(zhǔn)，溶液澄清溶液澄清溶液澄清鐵鹽（% 0.003 0.003 0.003第四章物料衡算4.1物料衡算的目的生產(chǎn)工藝流程框圖知識定性地表征，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，在途中一般以橢圓框表示化工過程及設(shè)備，用線條表示無聊管線及公用系統(tǒng)管線，用方框表示物料。這種框圖只有定性地概念，沒有定量的概念，只有經(jīng)過車間物料衡算,才能得出進行與離開每個過程或設(shè)備的各種物料數(shù)量、組分，以及各組分的比例，這就是進行物料衡算目的。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、進行化工管路設(shè)計等各種

12、設(shè)計項目的依據(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地一種手段。4.2物料衡算的依據(jù)在進行車間物料衡算前，首先要確定生產(chǎn)工藝流程示意框圖，此圖先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)。其次要收集必要的數(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。4.3物料衡算的基準(zhǔn)本設(shè)計中的化工過程均屬于間歇操作過程,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)

13、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)量去頂后，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)完成車間物料衡算。年產(chǎn)量（kg）工作日日產(chǎn)精品藥物（kg）日產(chǎn)理論精品藥物（kg）2600003301201.4787.88工收率甲基 物回原料規(guī)格分子投料含量含水密度段（%收率（%名稱量比(%)(%)(kg/L)諾氟藥用319.3198.01.344沙星甲甲酸工業(yè)46.031.8385.51.220基99.00甲醛工業(yè)30.031.0836.70.820化乙醇工業(yè)46.070.8680.50.790活性工業(yè)12.010.05炭氨水工業(yè)17.03

14、34.00.880純化自制18.021.000水甲基自制333.4197.08.01.320物成甲烷工業(yè)96.110.30499.01.48092.020磺酸鹽乙醇工業(yè)46.075.2082.50.790活性工業(yè)12.010.04炭純化 水自制18.021.000甲氟自制465.5198.05.0粗品精乙醇工業(yè)46.074.6586.00.79089.020活性工業(yè)12.010.09制炭精品藥用465.599.05.0甲氟單程回收率：74.05%總收率：82.08%4.4假設(shè)或經(jīng)驗工藝參數(shù)甲基化離心崗位中，20.00kg水能夠洗1.00kg甲基物;甲基化中和崗位中，77.94kg 12瘟水能中

15、和60.00kg諾氟沙星;成鹽離心崗位中，0.94kg 95%乙醇洗10.00kg甲氟粗品;精致離心崗位中，25.00kg 95%乙醇洗70.00kg甲氟精品;甲基物回收崗位中,11.6kg 12%a水中和10.00kg甲基物;甲基物回收崗位中,25.00kg 水能洗 100.00kg 物料;(7)甲基物中和崗位中,40%P酸可同水共沸蒸出且被回收，回收濃度為85%(8)甲基物回流崗位中,100%甲醛在回流中損失；無法回收;甲基化中和崗位中,80%L醇可被回收，回收濃度95%(10)乙醇蒸餾崗位中,80%S醇可被回收，回收濃度為95%(11)濾渣為活性炭投料量的25%(12)離心機可將物料離心

16、至含水20%而后物料可在空氣中干燥至含水5%4.5物料衡算計算(1)甲基化m諾氟沙星 =176.95 X 98%=173.411kgM諾氟沙星=319.34M甲基化物 =333.36可得m 甲基化物_理論 =181.024kg m 甲基化物_實際 =201.546kg X 97%X( 1-8%) =179.860kg產(chǎn)率二179.860 100%=99.36%181.024kg(2)中和甲基化中和崗位中，77.94kg 12%氨水能中和60.00kg諾氟沙星，此工藝下使用諾氟沙星176.95kg，故至少應(yīng)使用12%氨水229.858kg。(3)成鹽m 甲基化物 =140.41kg X 97%(

17、 1-8%) =125.302kgM甲基化物=333.36M成鹽物=463.79可得m 成鹽物_理論 =174.327kg m 成鹽物_實際= 155.405kg X 98%x( 1-5%) =144.682kg產(chǎn)率=冒 100%=83.00%(4)精制已知m甲基化物_粗品 =125.302kg甲基化物精品-理論 =125.302kg甲基化物精品_實際 =112.504kg (已折合過含量百分比)產(chǎn)率=125104| 100%=89.79%單程收率=99.36洽 83.00%X 89.79%=74.05%第五章能量衡算5.1能量衡算的目的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)

18、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)而進行計算得。5.2能量衡算的依據(jù)能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律。能量衡算是以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)進行的， 所以，車間物 料衡算表是進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)，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。5.3能量衡算的基準(zhǔn)能量衡算的基本方程為: 由環(huán)境輸入到系統(tǒng)的能量二系統(tǒng)輸出環(huán)境的能量+系統(tǒng)內(nèi)積累的能量所用原料比熱的推算:1C Mncs(kJ/(kg -C )式中 M化合物分子量;cs元素的原子比熱容;分子中同種元素原子數(shù);第六章設(shè)備選型6.1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)計符合要求 的設(shè)備，是完成生產(chǎn)任務(wù)、獲得良好效益的重要前提。6.2