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年產(chǎn)15噸的替米沙坦原料藥車間工藝設(shè)計(完整版)資料(可以直接使用,可編輯優(yōu)秀版資料,歡迎下載)摘要本設(shè)計為年產(chǎn)15噸的替米沙坦車間工藝設(shè)計。在本設(shè)計中,我采用4-甲基-2-正丙基-1H-苯并咪唑-6-甲酸和N-甲基鄰苯二胺為原料經(jīng)過環(huán)縮合反應(yīng)后,與4’-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯發(fā)生取代反應(yīng),最后經(jīng)過水解反應(yīng)生成替米沙坦粗品的過程。該設(shè)計的主要步驟為環(huán)縮合、取代反應(yīng)、和水解反應(yīng),產(chǎn)率依次為71.2%、82%和86%。根據(jù)任務(wù)書要求,設(shè)定301天為基準(zhǔn),替米沙坦的年產(chǎn)量為15噸。在本設(shè)計中,我們先是通過查閱文獻(xiàn)資料對替米沙坦和及其原輔料中間產(chǎn)品各種物性參數(shù)進(jìn)行了查詢和記錄,然后,了解了它的臨床用途、不良反應(yīng)和各種藥理毒理反應(yīng)。然后根據(jù)設(shè)計繪制了工藝流程框圖。其次,我們以反應(yīng)釜為單位進(jìn)行了物料衡算,并且列出了反應(yīng)釜的進(jìn)出物料平衡表。在以上基礎(chǔ)上,完成物料衡算和設(shè)備選型,并繪制了帶控制點的工藝流程圖[1]。然后根據(jù)《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范》等,并依據(jù)設(shè)計實際情況,進(jìn)行了詳細(xì)的勞動人員安排。最后根據(jù)生產(chǎn)中的廢棄物的性質(zhì)和排出量,制定了合理利用和“三廢處理”辦法?!娟P(guān)鍵詞】年產(chǎn)15噸的替米沙坦;物料衡算;熱量衡算AbstractThedesignof15tonsoftelmisartanworkshopprocessdesign.Inthisdesign,Iuseis4-methyl-2-propylbenzeneand1h-imidazole-6-formicacidandN-methylo-phenylendiamineasrawmaterialafterringcondensationreaction,and-brominebiphenyl,4'-2-methylformatesubstitutionreaction,finallyafterhydrolysisreactionofalcoholtelmisartanprocess.Themainstepsofthedesignforthecycliccondensation,substitutionreaction,hydrolysisreaction,andtheyieldwas71.2%,82%and86%inturn.Accordingtothespecificationrequirements,setfor301daysasabenchmark,telmisartanoutputof15tons.Inthisdesign,wefirstthroughtheliteraturedataoftelmisartananditsrawmaterialsofvariousphysicalparametersinthequeryoftheintermediateproductsandtherecords,then,tounderstanditsclinicaluse,adversereactions,andallkindsofpharmacologyandtoxicology.Thenaccordingtothedesigndrawingtheprocessflowdiagram.Second,weinthereactionkettlehascarriedonthematerialbalance,andliststhereactionkettleinandoutofthematerialbalance.Onthebasisofabove,completethematerialbalanceandequipmenttypeselection,anddrawaprocessflowchartwithcontrolpoints.Thenaccordingtothecodeforthepharmaceuticalproductionmanagement,etc.,andaccordingtothedesignoftheactualsituation,hascarriedonthedetailedlaborpersonnelarrangement.Finally,accordingtothenatureofthewasteintheproductionanddischarge,formulatemeasuresforreasonableutilizationand"threewastes".【keyword】Annualoutputof15tonsoftelmisartan;Materialbalance;HeatbalanceTOC\o"1-3"\h\u8242摘要 ⑥皮膚和附件系統(tǒng):皮膚異常如濕疹。

另外,自替米沙坦上市后,個別病例報告發(fā)生紅斑、瘙癢、暈厥、失眠、抑郁、胃部不適、嘔吐、低血壓、心動過緩、心動過速、呼吸困難、嗜酸粒細(xì)胞增多癥、血小板減少癥、虛弱、工作效率下降等癥狀。與其它血管緊張素Ⅱ拮抗劑相似,極少數(shù)病例報道出現(xiàn)血管性水腫、蕁麻癥和其它相關(guān)不良反應(yīng)。實驗室發(fā)現(xiàn):與安慰劑相比,替米沙坦治療組偶有發(fā)現(xiàn)血紅蛋白下降或尿酸升高。血肌酐或肝臟酶的升高替米沙坦和安慰劑相似或低于安慰劑。

以上所列的不良反應(yīng)是從臨床試驗中接受替米沙坦治療的5788名高血壓患者累計得到的。不良反應(yīng)按發(fā)生頻率分為:非常常見(>1/10);常見(>1/100,<1/10);少見(>1/1000,<1/100);罕見(>1/10000,<1/1000);非常罕見(<1/10000)。不良事件的發(fā)生和劑量無相關(guān)性,與患者性別、年齡和種族亦無關(guān)。1.4用法用量成人:應(yīng)個體化給藥,常用初始劑量為40mg(1片),每日一次。在20-80mg劑量范圍內(nèi),替米沙坦的降壓療效與劑量有關(guān),若用藥后未達(dá)到理想血壓,可加大劑量,最大劑量為80mg(2片),每日一次。本品可與噻嗪類利尿藥如氫氯噻嗪合用,此類利尿藥與本品有協(xié)同降壓作用。因替米沙坦在用藥4至8周后才能發(fā)揮最大藥效,因此若欲加大藥物劑量時,應(yīng)對此予以考慮。腎功能不全的病人:輕或中度腎功能損害的病人,服用本品不需調(diào)整劑量。替米沙坦不能通過血液透析消除。肝功能不全的病人:輕或中度肝功能不全的病人,本品每日用量不應(yīng)超過40mg(1片)。老年人:服用本品不需調(diào)整劑量。兒童和青少年:對于兒童和18歲以下的青少年,本品的安全性及有效性數(shù)據(jù)尚未建立。1.5禁忌雙側(cè)腎動脈狹窄或單側(cè)功能腎腎動脈狹窄患者,導(dǎo)致嚴(yán)重低血壓和腎功能不全的危險性增高。腎功能不全的患者,使用本品期間,應(yīng)定期檢測血鉀水平及血肌酐值。

強(qiáng)力利尿治療、限鹽飲食、惡心或嘔吐等引起血容量不足或/和血鈉水平過低的患者服用本品,可導(dǎo)致癥狀性低血壓。因而,在使用本品之前,應(yīng)先祛除病因并糾正血容量及血鈉水平。

嚴(yán)重充血性心力衰竭或包括腎動脈狹窄的腎臟疾病患者,本品可引起急性低血壓,高氮血癥,少尿或罕見的急性腎功能衰竭。

本品對原發(fā)性醛固酮增多癥的患者無效,因此不推薦用于該類患者。

主動脈瓣或二尖瓣狹窄、阻塞性肥厚性心肌病患者使用本品應(yīng)特別謹(jǐn)慎。

服用本品期間,應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測血鉀水平,尤其腎功能不良和/或心力衰竭的患者。與保鉀類利尿藥、鉀離子補(bǔ)充劑、含鉀的鹽替代品或可升高血鉀水平的其它藥物(肝素等)合用可致血清鉀水平升高,因此與這些藥物合用應(yīng)謹(jǐn)慎。

膽道阻塞性疾病或嚴(yán)重肝功障礙的患者,本品清除率可降低。該類患者服用本品應(yīng)慎重。

本品含有山梨醇,遺傳性果糖耐受不良的患者不宜服用本品。

本品的療效在黑人低于其它人種,這可能與黑人高血壓人群的低腎素狀態(tài)占較高優(yōu)勢有關(guān)。和其它抗高血壓藥物一樣,對于缺血性心臟病或缺血性心血管疾病的患者,過度降壓可以引起心肌梗塞或中風(fēng)。第二章生產(chǎn)工藝2.1生產(chǎn)工藝路線替米沙坦生產(chǎn)以4-甲基-2-正丙基-1H-苯并咪唑-6-甲酸(以下簡稱化合物1)、N-甲基鄰苯二胺、4’-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯等為原料,經(jīng)環(huán)合(中間產(chǎn)物4-甲基-2-正丙基-6-(1-甲苯-1H-苯并咪唑-2-基)-1H-苯并咪唑【以下簡稱化合物2】的制備)、取代(中間產(chǎn)物4-{【4-甲基-6-(1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-2-正丙基-1H-苯并咪唑-1-基】甲基}聯(lián)苯-2-甲酸甲酯(以下簡稱化合物3)的制備)、水解(替米沙坦的制備)等過程制得。主要反應(yīng)式如下:2.2生產(chǎn)工藝操作過程環(huán)縮合反應(yīng)式及操作步驟如表2-1:表2-1環(huán)縮合反應(yīng)式及操作步驟收率原輔料分子量純度密度(kg/l)71.20%N-甲基鄰苯二胺122.1798%1.075化合物1218.2598%1.261,2-丙二醇7690%1.04無水乙醇4699.50%0.79操作步驟:向反應(yīng)釜中加入N-甲基鄰苯二胺鹽酸鹽和化合物1,加入l,2—丙二醇,通氮氣5min后開始加熱至回流溫下反應(yīng)20h,反應(yīng)液呈墨綠色,反應(yīng)完后加入冰水,析出固體,過濾,固體用無水乙醇溶解,活性碳脫色,減壓蒸除乙醇,得到白色固體,產(chǎn)率71.2%。表2-2取代反應(yīng)式及操作步驟收率原輔料分子量純度密度82%DMF73.1099%0.9445化合物2304.3889叔丁醇鉀112.2099%0.9104-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯305.166598%1.47二氯甲烷84.9399%1.325120.3698%2.66操作步驟:向反應(yīng)釜中加入二甲基甲酰胺(DMF)和化合物2,于冰水浴條件下加入叔丁醇鉀,攪拌30min后,加入4-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯,室溫下反應(yīng)10h,倒入冷水中,攪拌后用二氯甲烷萃取,合并有機(jī)相,水洗有機(jī)相,無水干燥,減壓除去二氯甲烷,得到白色固體,產(chǎn)率82%。收率原輔料分子量純度密度86%甲醇32.0499.5%0.7918冷NaOH4010%2.130冷鹽酸36.4614%1.20化合物35281.203操作步驟:化合物3,甲醇和10%的NaOH冷溶液混合,加熱回流反應(yīng)2h,冷卻,過濾,減壓蒸除甲醇,用14%的冷鹽酸調(diào)節(jié)pH到5,析出大量白色絮狀沉淀,過濾,干燥,得到白色固體,產(chǎn)率86%[6]。操作步驟:將合格成品制成塊狀后,粉碎包裝或切片包裝入庫。2.3工藝流程框圖結(jié)合工藝描述,為了定性地表現(xiàn)工藝過程,繪制了工藝流程框圖,見附錄二。2.4“三廢”處理及綜合利用由于生產(chǎn)過程會有乙醇蒸汽和甲醇蒸汽,一定要經(jīng)過冷凝回收利用。廢水主要為水解反應(yīng)產(chǎn)生的酸性廢水,主要酸性物質(zhì)為HCl,可將廢水集中到環(huán)保處理池,中和調(diào)節(jié)pH至7后排放。本產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生的廢渣產(chǎn)量很少,可直接交廢渣處理工廠處理。第三章產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測3.1原料及中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)原料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如3-1:表3-1原料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱性狀檢測項目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)N-甲基鄰苯二胺白色結(jié)晶粉末熔點/℃22℃主含量/%98%密度(g/cm3)1.075化合物1白色固體熔點/℃300℃主含量/%≥99%水分/%≤0.54-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯主含量/%≥98%水分/%≤0.5熔點/℃56℃中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表3-2:表3-2中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱項目標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法中間體化合物2外觀白色固體含量≥99%非水滴定法濕度≤20%干燥失重法水分≤0.5%熔點300℃閃點儀化合物3外觀白色固體含量≥99%非水滴定法水分≤0.5%干燥失重法3.2產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品名:替米沙坦規(guī)格:40mg/片外觀:白色或類白色結(jié)晶性粉末含量:≥99.5%水分:≤0.5%密度:1.162g/cm3第四章物料衡算4.1計算方法與原則生產(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。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、含量及投料比主要來源于《替米沙坦及其類似物的合成和生物活性研究》。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批數(shù)計的平均值,從起始原料的投入到最終成品的產(chǎn)出,按批數(shù)平均值計將恒定不變。由合成工藝?yán)锓磻?yīng)方程式各物質(zhì)的摩爾比進(jìn)行計算,以此為基礎(chǔ)就完成車間物料衡算。各工段物質(zhì)參數(shù)見表4-1:表4-1各工段物質(zhì)參數(shù)工段收率原輔料分子量質(zhì)量比含量含雜質(zhì)密度Kg/l環(huán)縮合71.20%N-甲基鄰苯二胺122.170.5698%2%1.075化合物1218.25199%1%1.2601,2-丙二醇76.0918.4990%10%1.040無水乙醇46.078.7899.50%0.50%0.790活性炭12.01醫(yī)用級0.500冰水18.0244.44符合藥典標(biāo)準(zhǔn)1.000取代反應(yīng)82%DMF73.0911.33499%1%0.945化合物2304.3911.234叔丁醇鉀112.200.4499%1%0.9104’-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯305.171.2198%2%1.470二氯甲烷84.9379.599%1%1.325120.3698%2%2.660冷水18.0220符合藥典標(biāo)準(zhǔn)1.000水18.0260符合藥典標(biāo)準(zhǔn)1.000水解86%甲醇32.0423.75499.50%0.50%0.791冷NaOH40.0122.210%90%1.110冷鹽酸36.4614%86%1.068化合物3528.6411.203粉碎0.997包裝0.998總收率=單程收率=縮合工段收率×取代工段收率×水解工段總收率×粉碎包裝工段總收率=0.712×0.82×0.86×0.997×0.998×100%=49.96%替米沙坦產(chǎn)品的純度:0.995替米沙坦實際純品日產(chǎn)量=替米沙坦年產(chǎn)量×純度/(工作日-1)=15000×0.995×(301-1)=49.75kg注:由于第一天沒有出料,102天出料101批,所以計算實際產(chǎn)量時出料102-1=101批替米沙坦理論純品日產(chǎn)量=實際純品日產(chǎn)量/單程收率=49.75/0.4996=99.58kg根據(jù)計算,年產(chǎn)量及工作日見表4-2。表4-2年產(chǎn)量及工作日表年產(chǎn)量(kg)工作日實際日產(chǎn)純品替米沙坦(kg)理論日產(chǎn)純品替米沙坦量(kg)1500030149.7599.584.2各工段和崗位物料衡算原料A即N-甲基鄰苯二胺,單位:kg環(huán)合工段物料衡算見表4-3。表4-3環(huán)合工段物料衡算①進(jìn)料量化合物1純品投料量=日產(chǎn)理論替米沙坦量×化合物1分子量/替米沙坦分子量=42.23化合物1投料量=化合物1純品投料量/含量=42.49化合物1中雜質(zhì)量=原料A投料量-原料A投料量(純)=0.25原料A投料量=化合物1投料量×質(zhì)量比=23.79原料A純品投料量=原料A投料量×含量=23.32原料A中的雜質(zhì)量=投料量-投料量(純)=0.481,2—丙二醇投料量=化合物1投料量×質(zhì)量比=785.581,2—丙二醇純品投料量=1,2—丙二醇投料量×含量=707.021,2—丙二醇中雜質(zhì)量=投料量-純量=78.56冰水投料量(純)=化合物1投料量×質(zhì)量比=1888.10無水乙醇投料量=化合物1投料量×質(zhì)量比=373.03無水乙醇純品投料量=無水乙醇投料量×含量=371.17無水乙醇中雜質(zhì)量=投料量-投料(純)=1.87②出料量化合物1的反應(yīng)量=化合物1純品投料量×環(huán)合轉(zhuǎn)化率=30.07化合物1的殘留量=化合物1純品投料量-化合物1的反應(yīng)量=12.16原料A反應(yīng)量=化合物1反應(yīng)量×原料A分子量/化合物1分子量=16.83原料A殘留量=原料A純品的投料量-原料A反應(yīng)量=6.49化合物2生成量=化合物1反應(yīng)量×化合物2Mr/化合物1Mr=41.94水的生成量=化合物1反應(yīng)量×2×水Mr/化合物1Mr=4.97水的總量=冰水的投料量+水的生成量=1893.07環(huán)合段總雜質(zhì)量=化合物1中雜質(zhì)量+原料A中雜質(zhì)量+1,2—丙二醇中雜質(zhì)量+無水乙醇中雜質(zhì)量=81.15③環(huán)合工段進(jìn)出料平衡通過計算,環(huán)合工段的各種物料進(jìn)出量見表4-4。表4-4環(huán)合工段進(jìn)出料平衡進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量活性炭2.000.0006活性炭2.000.0006原料A23.790.0076殘原料A6.490.0021化合物142.490.0136殘化合物112.160.00391,2-丙二醇785.580.2522殘1,2-丙二醇707.020.2270無水乙醇373.030.1198化合物241.940.0135冰水1888.100.6061水1893.070.6077無水乙醇371.170.1192雜質(zhì)81.150.0261合計3114.991合計3114.991原料B即4-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯,單位:kg取代反應(yīng)工段物料衡算見表4-5。表4-5取代反應(yīng)工段物料衡算①進(jìn)料量化合物2進(jìn)料量=41.94DMF投料量=化合物2進(jìn)料量×質(zhì)量比=475.30DMF純品投料量=DMF投料量×含量=470.55DMF雜質(zhì)量=DMF投料量-DMF純品投料量=4.75叔丁醇鉀投料量=化合物2進(jìn)料量×質(zhì)量比=18.45叔丁醇鉀純品投料量=叔丁醇鉀投料量×含量=18.27叔丁醇鉀雜質(zhì)量=叔丁醇鉀投料量-叔丁醇鉀純品投料量=0.18原料B投料量=化合物2進(jìn)料量×質(zhì)量比=50.74原料B純品投料量=原料B投料量×含量=49.73原料B雜質(zhì)量=原料B投料量-原料B純品投料量=1.01二氯甲烷投料量=化合物2進(jìn)料量×質(zhì)量比=3333.93二氯甲烷純品投料量=二氯甲烷投料量×含量=3300.59二氯甲烷中雜質(zhì)量=投料量-純量=33.34冷水投料量=化合物2進(jìn)料量×質(zhì)量比=838.72水的投料量=化合物2進(jìn)料量×質(zhì)量比=2516.17②出料量化合物2的反應(yīng)量=化合物2進(jìn)料量×取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化率=34.39化合物2的殘留量=化合物2進(jìn)料量-化合物2的反應(yīng)量=7.55原料B反應(yīng)量=化合物2反應(yīng)量×原料B分子量/化合物2分子量=34.48原料B殘留量=原料B純品投料量-原料B反應(yīng)量=15.25化合物3生成量=化合物2反應(yīng)量×化合物3Mr/化合物2Mr=59.72溴化氫生成量=化合物2反應(yīng)量×溴化氫Mr/化合物2Mr=9.14水的總排出量=冷水投料量+水的投料量=3354.89二氯甲烷排出量=純二氯甲烷投料量=3300.59叔丁醇鉀排出量=純叔丁醇鉀投料量=18.27DMF排出量=純DMF投料量=470.55取代反應(yīng)工段總雜質(zhì)量=原料B中雜質(zhì)量+二氯甲烷中雜質(zhì)量+DMF雜質(zhì)量+叔丁醇鉀雜質(zhì)量=39.29③環(huán)合工段進(jìn)出料平衡通過計算,環(huán)合工段的各種物料進(jìn)出量見表4-6。表4-6取代反應(yīng)工段進(jìn)出料平衡進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量DMF475.300.0653水相水3354.890.4611化合物241.940.0058殘叔丁醇鉀18.270.0025叔丁醇鉀18.450.0025溴化氫9.140.0013原料B50.740.0070雜質(zhì)39.290.0054二氯甲烷3333.930.4583有機(jī)相化合物359.720.0082冷水838.720.1153殘化合物27.550.0010水2516.170.3459殘原料B15.250.0021殘二氯甲烷3300.590.4537殘DMF470.550.0647合計7275.261合計7275.251水解工段物料衡算見表4-7。表4-7水解工段物料衡算①進(jìn)料量單位:kg化合物3進(jìn)料量=59.72甲醇投料量=化合物3進(jìn)料量×質(zhì)量比=1418.6410%氫氧化鈉投料量=化合物3進(jìn)料量×質(zhì)量比=1325.84純甲醇投料量=甲醇投料量×含量=1411.55純氫氧化鈉投料量=10%氫氧化鈉投料量×含量=132.58氫氧化鈉中雜質(zhì)量=10%氫氧化鈉投料量-純氫氧化鈉投料量=1193.25甲醇中含有的雜質(zhì)量=甲醇投料量-純甲醇投料量=7.09中和反應(yīng)的純鹽酸量=純氫氧化鈉投料量×鹽酸的分子量/氫氧化鈉的分子量=120.82調(diào)PH到5用鹽酸量=(甲醇中含有的雜質(zhì)量+10%氫氧化鈉投料量)*鹽酸密度/1/(鹽酸物質(zhì)量濃度-1)459.15純鹽酸的總投料量=(中和反應(yīng)的純鹽酸量+調(diào)PH到5用純鹽酸量×14%)=185.1014%鹽酸投料量=中和反應(yīng)的純鹽酸量/14%+調(diào)PH用鹽酸量=1322.17鹽酸中含有的雜質(zhì)量=14%鹽酸投料量-純鹽酸的總投料量=1137.07中和反應(yīng)的鹽酸量=中和反應(yīng)的純鹽酸量/14%863.02中和反應(yīng)的鹽酸中的雜質(zhì)量=中和反應(yīng)的鹽酸量-中和反應(yīng)的純鹽酸量=742.20②出料量化合物3的反應(yīng)量=化合物3進(jìn)料量×水解轉(zhuǎn)化率=51.36化合物3的殘留量=化合物3進(jìn)料量-化合物3的反應(yīng)量=8.36甲醇的產(chǎn)量=化合物3的反應(yīng)量×甲醇分子量/化合物3分子量=3.11甲醇的排出量=甲醇的產(chǎn)量+純甲醇投料量=1414.66氯化鈉生產(chǎn)量=純氫氧化鈉投料量×氯化鈉分子量/氫氧化鈉的分子量=193.68替米沙坦產(chǎn)量=化合物3的反應(yīng)量×替米沙坦分子量/化合物3的分子量=50.00水解工段總雜質(zhì)量=氫氧化鈉中雜質(zhì)量+鹽酸中的雜質(zhì)量+甲醇中的雜質(zhì)量=2337.41殘鹽酸的排出量=64.28080861水的產(chǎn)量=氯化鈉的生產(chǎn)量*水的分子量/氯化鈉的分子量-甲醇的產(chǎn)量*水的分子量/甲醇的分子量=57.96320754③水解工段進(jìn)出料平衡通過計算,環(huán)合工段的各種物料進(jìn)出量見表4-8。表4-8水解工段進(jìn)出料平衡進(jìn)料物名稱質(zhì)量/kg含量出料物名稱質(zhì)量/kg含量甲醇1418.640.3438殘化合物38.360.0020冷NaOH1325.840.3213殘甲醇1414.660.3428冷鹽酸1322.170.3204氯化鈉193.680.0469化合物359.720.0145替米沙坦50.000.0121鹽酸64.280.0156雜質(zhì)2337.410.5665水57.960.0140合計4126.371合計4126.361粉碎包裝工序物料衡算見表4-9。表4-9粉碎包裝工序物料衡算1.粉碎工段的物料衡單位:kg替米沙坦精品進(jìn)料,替米沙坦出料量=替米沙坦進(jìn)料量×收率=49.852.對包裝工段的物料衡算替米沙坦出料量=替米沙坦進(jìn)料量×收率=49.754.3物料流程框圖見附錄三。第五章能量衡算5.1計算方法與原則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。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)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。能量衡算的基本方程為:由環(huán)境輸入到系統(tǒng)的能量=由系統(tǒng)輸出到環(huán)境的能量+系統(tǒng)內(nèi)積累的能量。5.2化合物比熱的推算固體原料比熱的推算公式:kJ/(kg·℃)式中M——化合物的摩爾質(zhì)量;kg/kmol?!肿又衖元素原子數(shù);——元素原子摩爾熱容;kJ/(kmol·℃)元素原子的比熱容見表5-1。表5-1元素原子的比熱容元素固態(tài)的Ci液態(tài)的Ci鈉Na29.9-氮N10.88568-碳C7.5362411.72304氫H9.6296418.00324氧O16.747225.1208硫S23.027430.98232氯Cl25.9581633.4944其他元素25.9581633.4944化合物的比熱容見表5-2:表5-2化合物的比熱容化合物比熱容(單位:KJ/Kg°C)活性炭C(固)0.6275無水硫酸鎂MgSO4(固)0.9636氫氧化鈉NaOH(液)1.8251鹽酸HCl(液)1.4124叔丁醇鉀KOBu-t(固)1.4217水H2O(液)3.3922溴化氫HBr(液)0.6365氯化鈉NaCl0.9557假設(shè)所有雜質(zhì)的比熱容3.3922假設(shè)所有副產(chǎn)物的比熱容1.2000液體有機(jī)化合物比熱的推算公式:kJ/(㎏·℃)式中M——化合物的摩爾質(zhì)量,kg/kmol;——分子中i種基團(tuán)的個數(shù);——基團(tuán)的摩爾熱容;kJ/(kmol·℃)有機(jī)化合物基團(tuán)的比熱容見表5-3。表5-3有機(jī)化合物基團(tuán)的比熱容基團(tuán)溫度/℃0255075100—H13.4014.7015.5016.7018.80—CH340.0041.7043.5045.9048.40—CH2—27.6028.3029.1029.8031.00—CH—23.9024.9025.8026.6028.10—C—8.408.408.408.40—CO—42.7043.5044.4045.2046.10—OH33.5044.0052.3061.8071.20—COOH74.1078.7083.7090.0094.20—NH258.6062.8067.00—CN56.5056.9056.94—C6H5113.00117.20123.50129.80136.10—Cl29.3029.7030.1030.8031.40—O—29.3029.7030.1030.6031.00—COO—57.8059.0061.1063.2064.90—F24.3025.1026.0027.0028.30O=P—38.1039.0040.1041.0042.10—C=C—42.0042.0042.0042.0042.00—C=N—65.1066.0067.1068.0069.10—N—8.408.40有機(jī)化合物的比熱容見表5-4。表5-4有機(jī)化合物的比熱容物料名稱溫度,°C25化合物1C12H14N2O21.5450N—甲基鄰苯二甲胺C7H10N21.52571,2—丙二醇C3H8O22.4484無水乙醇C2H6O2.4745DMFC3H7NO2.0523甲醇CH4O2.6748化合物2C19H20N41.0611化合物3C34H28N4O21.3141替米沙坦C33H30N4O21.30724’-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯C15H13BrO20.8081二氯甲烷1.0326物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱估算公式:Qc=109.07n+∑k△kJ/mol式中:k——分子中同樣取代基的數(shù)目n——化合物在燃燒時的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目△——取代基和鍵的熱量校正值查《化工工藝設(shè)計手冊》P2-884得如下表5-5:表5-5標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱誤差取代基和鍵的性質(zhì)結(jié)構(gòu)式熱量校正值Δ/(KJ/mol)羧基—COOH41.20芳族伯胺Ar—NH227.20脂肪族中的氯R—Cl-32.20脂肪族或芳香族中的醚(Ar)R—O—R(Ar)81.60脂肪族的酯R—COOR69.04伯型脂基與羥基之間的鍵R—OH54.40仲型脂基與羥基之間的鍵R2CH—OH27.20各物質(zhì)的燃燒熱見表5-6。表5-6各物質(zhì)的燃燒熱物料名稱n值燃燒熱,KJ/mol化合物1667239.8200N—甲基鄰苯二甲胺465044.4200化合物211212215.84004’-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯687416.7600化合物317619196.3200替米沙坦17419019.3800甲醇6708.8200假設(shè)氯化鈉的燃燒熱1500.00假設(shè)氯化氫的燃燒熱1000.00假設(shè)氫氧化鈉的燃燒熱2000.00假設(shè)溴化氫的燃燒熱1000.00假設(shè)純化水的燃燒熱1000.00物質(zhì)溶解熱估算溶質(zhì)溶解時不發(fā)生解離作用,溶劑與溶質(zhì)間無化學(xué)作用時,物質(zhì)溶解熱可按下述原則和公式進(jìn)行估算:(1)溶質(zhì)是氣態(tài),則溶解熱為其冷凝熱(2)溶質(zhì)是固態(tài),則溶解熱為其熔融熱(3)溶質(zhì)是液態(tài),如形成理想溶液,則溶解熱為0(假設(shè)都形成理想溶液)熔融熱計算公式:單位:kJ/kgTm——熔點,KM——摩爾質(zhì)量,kg/kmolK1——常數(shù),無機(jī)物取6,有機(jī)物取12各工段各物質(zhì)參數(shù)匯總各工段各物質(zhì)參數(shù)匯總見表5-7。表5-7各工段各物質(zhì)參數(shù)匯總崗位物質(zhì)比熱,KJ/(Kg.。C)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱,KJ/Kmol溶解熱(kJ/kg)熔點(K)環(huán)縮合N-甲基鄰苯二胺1.52575044420.00121.38295.15化合物11.54507239820.00131.95573.151,2-丙二醇2.4484無水乙醇2.4745活性炭0.6275冰水3.3922取代反應(yīng)DMF2.0523化合物21.061112215840.0094.61573.15叔丁醇鉀1.4217118.70530.154’-溴甲基聯(lián)苯-2-甲酸甲酯0.80817416760.0054.19329.15二氯甲烷1.0326MgSO40.9636水3.39221000000.00水解甲醇2.6748708820.00冷NaOH1.82512000000.00冷鹽酸1.41241000000.00化合物31.314119196320.0042.31445.15水3.39221000000.00氯化鈉0.95571500000.00替米沙坦1.307219019380.00假設(shè)或經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表5-8。表5-8假設(shè)或經(jīng)驗數(shù)據(jù)Q5+Q6=0.1Q總填料系數(shù)=0.75傳熱模系數(shù)=1080KJ/(m2·h·℃)換熱面積=1m35.3各工段熱量衡算: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:——物料帶入到設(shè)備的能量,KJ;——加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的能量,KJ; ——過程熱效應(yīng),KJ ;——物料離開設(shè)備所消耗的能量,KJ; ——加熱或冷卻設(shè)備所消耗的能量,KJ;——設(shè)備向環(huán)境散失的能量,KJ ; 式中,——輸入或輸出設(shè)備的物料質(zhì)量,kg; ——物料的平均比熱容,KJ/(kg?℃); ——物料的溫度 Q5=∑MC(t2-t1)KJ 式中,——設(shè)備各部件的質(zhì)量,kg; ——設(shè)備各部件的比熱容,KJ/(kg?℃); ——設(shè)備各部件的初始溫度,℃;——設(shè)備各部件的最終溫度,℃ 假設(shè)所有物料在室溫下均=25℃假設(shè)物料所含雜質(zhì)比熱與純物料相同假設(shè)形成溶液均為理想溶液假設(shè)無機(jī)物反應(yīng)熱全都忽略不計物質(zhì)升溫(降溫)熱量計算公式:式中:C——物質(zhì)比熱,kJ/(kg·℃)m——物質(zhì)質(zhì)量,kg△t——升溫(降溫)前后溫差反應(yīng)熱計算公式:式中:——標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 ——不同溫度下反應(yīng)熱 ——標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱,kJ/molt——反應(yīng)溫度,℃ ——反應(yīng)方程式中化學(xué)計量數(shù),反應(yīng)物為負(fù),生成物為正——反應(yīng)物或生成物在(25~t)℃范圍內(nèi)的品均比熱容放熱為正,吸熱為負(fù),此處忽略無機(jī)物的燃燒熱。環(huán)縮合工序:一、環(huán)縮合工段的熱量衡算表5-9化合物2合成反應(yīng)釜物料衡算物料名稱溫度(。C)質(zhì)量(kg)比熱容,KJ/(Kg.。C)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱

(KJ/Kg)溶解熱(kJ/kg)進(jìn)料原料A2523.321.525741290.17121.38化合物12542.231.545033171.87131.951,2-丙二醇25707.022.4484無水乙醇25371.172.4745活性炭252.000.6275冰水01888.103.3922雜質(zhì)2581.153.3922出料活性炭252.000.6275殘原料A256.491.5257殘化合物12512.161.5450殘1,2-丙二醇25707.022.4484化合物22541.941.061140132.34水251888.103.3922無水乙醇25371.172.4745雜質(zhì)2581.153.3922生成的水254.973.392255493.90物料帶入熱量Q1的計算(KJ)Q1=75672.32過程熱效應(yīng)Q3的計算(KJ)Q3=413511.34物料離開設(shè)備帶走的熱量Q4的計算(KJ)Q4=235522.55Q5與Q6之和的計算(KJ)Q5+Q6=26169.17設(shè)備熱負(fù)荷Q2的計算(KJ)Q2=-227491.94表5-10環(huán)縮合崗位熱量平衡計算結(jié)果熱量類型數(shù)量/KJ熱量類型數(shù)量/KJQ175672.32Q4235522.55Q2-227491.94Q5+Q626169.17Q3413511.34:二、取代反應(yīng)工段的熱量衡算表5-11化合物3合成反應(yīng)釜物料衡算物料名稱溫度(。C)質(zhì)量(kg)比熱容,KJ/(Kg.。C)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱

(KJ/Kg)溶解熱(kJ/kg)進(jìn)料DMF25470.552.0523化合物22541.941.061140132.3494.61叔丁醇鉀2518.271.4217118.70原料B2549.730.808124303.9854.19冷水25838.723.3922二氯甲烷253300.591.0326雜質(zhì)2539.293.3922出料DMF25470.552.0523殘化合物2257.551.0611叔丁醇鉀2518.271.4217殘原料B2515.250.8081化合物32559.721.314136312.41溴化氫259.140.636512359.41殘二氯甲烷253300.591.0326水25838.723.3922雜質(zhì)2539.293.3922物料帶入熱量Q1的計算(KJ)Q1=186574.56過程熱效應(yīng)Q3的計算(KJ)Q3=618779.27物料離開設(shè)備帶走的熱量Q4的計算(KJ)Q4=187073.32Q5與Q6之和的計算(KJ)Q5+Q6=20785.92設(shè)備熱負(fù)荷Q2的計算(KJ)Q2=-597494.58表5-12取代反應(yīng)工段熱量平衡計算結(jié)果熱量類型數(shù)量/KJ熱量類型數(shù)量/KJQ1186574.56Q4187073.32Q2-597494.58Q5+Q620785.92Q3618779.27:三、水解工段的熱量衡算表5-13替米沙坦合成反應(yīng)釜熱量衡算物料名稱溫度(。C)質(zhì)量(kg)比熱容,KJ/(Kg.。C)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱

(KJ/Kg)溶解熱(kJ/kg)進(jìn)料甲醇251411.552.674822122.97冷NaOH25132.581.825149987.50冷鹽酸25120.821.412427426.60化合物32559.721.314136312.4142.31雜質(zhì)253128.703.3922出料甲醇251411.552.674822122.97替米沙坦2550.001.307236957.39氯化鈉25193.680.955725664.10殘化合物3258.361.314136312.41水2557.963.392255493.90雜質(zhì)253128.703.3922甲醇產(chǎn)量253.112.674822122.97物料帶入熱量Q1的計算(KJ)Q1=371996.54過程熱效應(yīng)Q3的計算(KJ)Q3=2021500.743物料離開設(shè)備帶走的熱量Q4的計算(KJ)Q4=371378.46Q5與Q6之和的計算(KJ)Q5+Q6=41264.27308設(shè)備熱負(fù)荷Q2的計算(KJ)Q2=-1967854.55表5-14水解工段熱量平衡計算結(jié)果熱量類型數(shù)量/KJ熱量類型數(shù)量/KJQ1371996.54Q4371378.46Q2-1967854.55Q5+Q641264.27Q32021500.74第六章設(shè)備選型6.1選型方法和原理化工生產(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。設(shè)備的選擇是根據(jù)物料衡算、能量衡算的數(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》上查取并選擇所需的設(shè)備型號,在根據(jù)其所對應(yīng)的參數(shù)結(jié)合能量衡算的數(shù)據(jù)對所選設(shè)備進(jìn)行校核,使其經(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,運行費用低,水電汽消耗少,操作清洗方便,耐用易維修。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《化工工藝設(shè)計手冊》,對設(shè)備進(jìn)行選擇。表6-1假設(shè)或經(jīng)驗參數(shù)假設(shè)或經(jīng)驗數(shù)據(jù):Q5+Q6=0.1Q總填料系數(shù)=0.75傳熱模系數(shù)=1080KJ/(m2·h·℃)換熱面積=1m36.2主要設(shè)備的選型表6-2化合物2合成反應(yīng)釜進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L第一次進(jìn)料化合物142.4933.72原料A23.7922.131,2-丙二醇785.58755.36冰水1888.101888.10總進(jìn)量2739.962699.32第一次出料化合物112.169.65原料A6.496.03水1893.071893.071,2-丙二醇707.02679.83雜質(zhì)79.2979.29總出量2698.022667.87第二次進(jìn)料無水乙醇373.03472.19活性炭2.004.00總進(jìn)量375.03476.19第二次出料無水乙醇373.03472.19化合物241.9433.98總出量414.97506.18裝料系數(shù)0.75縮合反應(yīng)釜實際所需體積3599.09L溶解釜所需體積634.92L表6-3化合物2合成崗位設(shè)備選型1.縮合反應(yīng)釜搪玻璃K式反應(yīng)罐KF-4000容器體積4348L外形尺寸196*196*231cm3傳熱系數(shù)1080(KJ.m-2.。C-1.h-1)換熱面積11.7m2反應(yīng)時間20h2.溶解反應(yīng)釜搪玻璃K式反應(yīng)罐KF-1000容器體積1250L外形尺寸148*148*310cm3傳熱系數(shù)1080(KJ.m-2.。C-1.h-1)換熱面積4.54m2反應(yīng)時間h【核算】物料進(jìn)口溫度=25℃蒸汽進(jìn)口溫度=150℃物料出口溫度=25℃蒸汽出口溫度=100℃Δtm=97.88A=0.11<11.73.計量罐1,2-丙二醇體積1007.15L無水乙醇體積629.59L冰水2517.47L4.過濾器第一次出料3557.16L第二次出料674.90L5.抽濾器45.31L蒸餾罐進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料無水乙醇373.03472.19化合物241.9433.98總進(jìn)量414.97506.18裝料系數(shù)0.75實際所需體積674.90LFK-1000高真空蒸餾罐設(shè)備規(guī)格1000L換熱面積4.5m2表6-4化合物3合成反應(yīng)釜進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L第一次進(jìn)料DMF475.30502.97化合物241.9433.98叔丁醇鉀18.4520.28第二次進(jìn)料原料B50.7434.52第三次進(jìn)料冷水838.72838.72二氯甲烷3333.932516.17總進(jìn)量4759.083946.64裝料系數(shù)0.75實際所需體積5262.19L表6-5化合物2合成工段設(shè)備選型搪玻璃F式反應(yīng)罐FF-5000容器體積6011L外形尺寸190*190*463.3cm3傳熱系數(shù)1080(KJ.m-2.。C-1.h-1)換熱面積14.89m2反應(yīng)時間10h【核算】物料進(jìn)口溫度=25℃水進(jìn)口溫度=0℃物料出口溫度=25℃水出口溫度=15℃Δtm=-16.37A=3.38<14.89蒸餾罐進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料二氯甲烷3333.932516.17化合物359.7249.64總進(jìn)量3393.652565.81裝料系數(shù)0.75實際所需體積3421.09LK-5000高真空蒸餾釜設(shè)備規(guī)格5000L換熱面積13.63m2計量罐D(zhuǎn)MF670.62L二氯甲烷3354.89L冷水1118.30L抽濾器66.19L表6-6替米沙坦合成反應(yīng)釜進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料甲醇1418.641792.58冷NaOH1325.841194.45冷鹽酸120.82113.18化合物359.7249.64總進(jìn)量2925.033149.85裝料系數(shù)0.75實際所需體積4199.80L表6-7替米沙坦合成崗位設(shè)備選型搪玻璃F式反應(yīng)罐FF-5000容器體積6011L外形尺寸190*190*463.3cm3傳熱系數(shù)1080(KJ.m-2.。C-1.h-1)換熱面積14.89m2反應(yīng)時間5h【核算】物料進(jìn)口溫度=25℃蒸汽進(jìn)口溫度=50℃物料出口溫度=25℃蒸汽出口溫度=65℃Δtm=31.91A=11.42<14.89蒸發(fā)器進(jìn)出料體積變化質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料甲醇1414.661787.55替米沙坦50.0043.03水57.9657.96化合物38.366.95總進(jìn)量1530.991895.49裝料系數(shù)0.75實際所需體積2527.32LK-3000高真空蒸餾釜設(shè)備規(guī)格3000L換熱面積8.61m2計量罐甲醇2390.10L10%氫氧化鈉1592.60L14%鹽酸150.91L14%鹽酸573.49L過濾器4199.80L717.41L真空干燥器134.66LPH調(diào)制反應(yīng)釜質(zhì)量/kg體積/L進(jìn)料替米沙坦50.0043.03化合物38.366.95水57.9657.96冷鹽酸459.15430.12總進(jìn)量575.47538.06裝料系數(shù)0.75實際所需體積717.41L搪玻璃K式反應(yīng)罐K-1000容器體積1250L外形尺寸148*148*310cm3傳熱系數(shù)1080(KJ.m-2.。C-1.h-1)換熱面積4.54m2反應(yīng)時間h6.3帶控制點的工藝流程圖見附錄四。6.4平立面布置圖見附錄五。第七章車間布置形式7.1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。因此本設(shè)計在車間布置時嚴(yán)格遵守如下設(shè)計規(guī)范和規(guī)定:GBJ16-87建筑設(shè)計防火規(guī)范(1987年)YJ36-79工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(1979年)GB50073潔凈廠房設(shè)計規(guī)范(2001年)HGJ21-89化工企業(yè)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力設(shè)計規(guī)程(化學(xué)工業(yè)部,1989年)中華人民共和國爆炸危險場所安全規(guī)程(1987年,試行)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(衛(wèi)生部,1988年)藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(中國醫(yī)藥工業(yè)公司,1985年)本設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)過程中使用、產(chǎn)生和貯存的物質(zhì)的火災(zāi)危險性大小,按上述設(shè)計規(guī)范確定了車間火災(zāi)危險性類別,屬甲級。也分別根據(jù)生產(chǎn)類別、層數(shù)和防火區(qū)內(nèi)的占地面積,確定了廠房的耐火等級;同時確定了“精、烘、包”工段的潔凈級別。在確定以上級別以及車間建筑(構(gòu)筑)物、露天場所的主要大小尺寸和全部工藝設(shè)備的空間位置后,對車間進(jìn)行了如下布置。由于生產(chǎn)過程中大量使用了無水乙醇、甲醇等易揮發(fā)的可燃性液體,所以為了保證安全和潔凈的需求,把生產(chǎn)部分和“精、烘、包”工序放在兩棟廠房里,前后平行布置??紤]到本車間的防爆要求,也綜合考慮到利用率和建設(shè)費用等因素,設(shè)計采用了長方形單層廠房。本車間的生產(chǎn)規(guī)模較小,各工段的生產(chǎn)特點(主要指防火、防爆等級和生產(chǎn)毒害程度等)無顯著差異,廠區(qū)面積不大,地勢平坦,在符合設(shè)計規(guī)范的條件下,采用了集中型布置,將車間的生產(chǎn)部分、輔助生產(chǎn)部分和行政、生活部分集中在一起??紤]到單層廠房的工藝設(shè)備作四層放置,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。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、化驗室、實驗室、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)部分包由基化工段、中和工段、成鹽工段、回收工段和“精、烘、包”工段五個部分組成,還包括了控制室和儲罐區(qū)等。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計量罐放置在最上層,換熱器安放在第二層,主要設(shè)備(如反應(yīng)罐)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。另外,對于相同或同類型的設(shè)備、操作性質(zhì)相似的設(shè)備,盡可能的放置在一起。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。在布置過程中考慮到需要盡量節(jié)約建筑面積和土建工程成本,減少土建設(shè)投資,而且在設(shè)備安裝、檢修方便,車間內(nèi)通風(fēng)、采暖、排毒效果良好以及便于以后改建、擴(kuò)建等各方面綜合要求的前提下,對于某些設(shè)備則采用了設(shè)備露天布置的方案,如水沖真空泵,離子交換器和部分大型儲罐等等?!熬⒑?、包”工序是直接影響成品質(zhì)量的關(guān)鍵之一,車間平面布置在滿足生產(chǎn)的條件下,要使物流路線短,不返流。由于存在大量使用易燃易爆物乙醇,車間生產(chǎn)類別按要求為丙類,耐火等級為二級,保證溫度18~26OC,相對濕度45%~65%;潔凈區(qū)設(shè)紫外燈,并設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)和應(yīng)急照明設(shè)施。在空氣潔凈程度不同的區(qū)域之間保持510Pa的壓差,并安裝測壓裝置,嚴(yán)格按照這一要求對“精、烘、包”部分進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃和布置。該產(chǎn)品的生產(chǎn)潔凈級別D級,只需一次穿潔凈衣,為了避免人流、物流的交叉,在布置晾干、烘干、粉碎、過篩、內(nèi)包裝時,把這些崗位布置在了同一側(cè)。內(nèi)包裝室和外包裝室之間用傳遞窗傳遞物料,內(nèi)包裝材料在進(jìn)入潔凈區(qū)前先經(jīng)過緩沖。7.2車間人員配置1、整個車間共包括辦公室、化合物2合成工段、化合物3合成工段、替米沙坦合成工段、泵房組、“三廢”處理組,共六個單元;2、車間設(shè)值班主任一人,負(fù)責(zé)當(dāng)班的生產(chǎn)任務(wù)、勞動考勤及處理應(yīng)急事件;3、各工段設(shè)正工段長一名、副工段長兩名,負(fù)責(zé)組織本工段內(nèi)的工作,掌控各崗位的生產(chǎn)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo),并負(fù)責(zé)設(shè)備和工具的管理;4、全車間設(shè)技術(shù)員7名,負(fù)責(zé)指揮生產(chǎn);5、車間按三班倒編制生產(chǎn),全車間實行80%人員生產(chǎn),20%人員休息制,生產(chǎn)人員倒班采用三班生產(chǎn),一班換休,非倒班人員采取每周休息一天,20%的休息人員采取一次脫離三個月集中休息,生產(chǎn)人員與輪休人員定期輪換。表7-1各單位定員序號單元名稱生產(chǎn)人員(每班)輔助人員管理人員操作班數(shù)輪休人員合計(每班)1縮合反應(yīng)工段52136212取代反應(yīng)工段31136163水解反應(yīng)工段31134144化驗工段41133215動力崗位41132186消防衛(wèi)生3113315其他10合計1057.3生產(chǎn)崗位操作要求(1)加熱時應(yīng)控制溫度(2)注意加熱時間以及料液顏色控制水浴溫度,以及注意反應(yīng)必須在室溫下進(jìn)行分三次加入二氯甲烷,緩慢攪拌,然后靜置水洗有機(jī)相液分三次,緩慢攪拌,然后靜置棄水相,保留有機(jī)層(1)加熱時控制溫度,冷卻后過濾時一定要充分(2)調(diào)pH時緩慢攪拌7.4車間安全1、本車間使用原料多為易燃易爆或有強(qiáng)腐蝕性物質(zhì),需要定點存放,妥善管理;2、防止摩擦和撞擊產(chǎn)生火花,藥品運轉(zhuǎn)保持潤滑;3、車間嚴(yán)禁煙火,嚴(yán)禁攜帶火種及各種易燃品進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域,車間周圍嚴(yán)禁堆放各種易燃品;4、防止電火花產(chǎn)生,應(yīng)對電氣設(shè)備和線路定期檢修,為防止靜電產(chǎn)生火花,所有設(shè)備應(yīng)接地;5、不準(zhǔn)在設(shè)備、機(jī)械、管理或其他生產(chǎn)設(shè)施和生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)晾曬衣物及堆放與生產(chǎn)無關(guān)的物品;6、不準(zhǔn)在工作時間內(nèi)做與工作無關(guān)的事情;7、不準(zhǔn)未經(jīng)請示動用明火,動火檢修嚴(yán)格按有關(guān)手續(xù)辦理;8、本車間職工定期進(jìn)行身體檢查,禁止班前、班后8小時飲酒;9、消防器材定點存放,人人均需掌握使用方法。1、工人上崗前必須接受三次安全教育(包括消防知識、自救、保護(hù)意識)方可上崗;2、操作人員換崗、上崗必須經(jīng)過技術(shù)安全培訓(xùn)工作,同時進(jìn)行考核后方可獨立操作;3、操作時必須穿戴工作服、手套及其他有關(guān)防護(hù)品;4、工作服等防護(hù)用品必須經(jīng)常清潔,不得穿回宿舍(家)中;5、對原料和中間產(chǎn)物,禁止直接接觸;6、每班及時清理工作崗位衛(wèi)生,凡有毒物品或腐蝕性原料撒落時應(yīng)及時清理干凈;7、班后洗澡,防止有毒物品影響自己和他人。如需動火,由車間向保衛(wèi)科提出書面申請,保衛(wèi)科到現(xiàn)場檢查,提出動火意見,車間根據(jù)提出的動火意見進(jìn)行動火前準(zhǔn)備工作:1、動火部位及周圍必須清理,易燃物品需存放到安全地點;2、設(shè)備管道動火前需清理干凈,與其他設(shè)備管道不得串通;3、動火時,室內(nèi)打開窗戶,設(shè)備打開人孔,并準(zhǔn)備好有效的消防器材;4、動火時車間必須有專人監(jiān)護(hù),動火后也必須專人檢查無隱患后方可離開車間職工要熟悉本崗位各種電氣設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和操作程序,能正確使用和進(jìn)行動手操作,并能熟練掌握在生產(chǎn)異常情況時采取應(yīng)急措施。1、壓料按規(guī)定壓力,保護(hù)壓力穩(wěn)定,開啟緩慢,關(guān)閉先關(guān)空壓后開排氣。2、受壓容器及管道等設(shè)備,需裝壓力表,安全閥并經(jīng)常檢查靈敏度,裝有防爆片的應(yīng)按規(guī)定試壓及更換。3、節(jié)約蒸汽,使用蒸汽設(shè)備,管道應(yīng)裝疏水器,曖汽應(yīng)連在回汽上。4、用汽時慢慢開蒸汽閥,按規(guī)定壓力使用,開啟時需預(yù)防燙傷,停工必須吹盡管路的設(shè)備內(nèi)積水,防止凍裂。7.5GMP車間布置圖見附錄六。小結(jié)經(jīng)過近3個月的努力奮斗,終于完成了對大學(xué)期間學(xué)習(xí)知識的一次系統(tǒng)完整的應(yīng)用,使我對未來工作中的內(nèi)容有了親身體驗,也讓我學(xué)會了很多課本上沒有學(xué)到的知識,讓我受益良多。當(dāng)這次設(shè)計完成的時候,回頭看看我的設(shè)計成果,沒有想到挑燈夜戰(zhàn)的辛苦,多次修改的枯燥,更多的是滿滿的成就感,就像藝術(shù)家花了好久好久完成一副作品;在這次設(shè)計的過程中,在一次次對著電腦扯頭發(fā)的過程中,我又不得不感嘆自己所學(xué)知識的不足,果然是書到用時方恨少,這讓我想起了小學(xué)時候?qū)W到的一首歌,“總是要等到考試以后,才知道該念的書都還沒念”。由于此次設(shè)計是對大學(xué)四年知識的綜合運用,很多沒有學(xué)好的功課頓時就成了“硬傷”,很多知識的銜接處也是自己的薄弱環(huán)節(jié),不得不花了大量的時間來解決這方面的問題。通過這也使我明白了對知識的運用要和實際情況相結(jié)合,做到融會貫通,決不是生搬硬套。此次設(shè)計實踐主要包含以下幾個方面內(nèi)容:替米沙坦流程對其縮合反應(yīng)、取代反應(yīng)、水解反應(yīng)等過程,繪制了工藝流程框圖、帶控制點的工藝流程圖和平立面圖。物料衡算按批次進(jìn)行替米沙坦的料衡算,以301批/年為設(shè)計基準(zhǔn),用計算機(jī)輔助工藝設(shè)計手段,進(jìn)行了全流程的物料衡算。熱量衡算及工藝設(shè)備計算依據(jù)物料衡算的結(jié)果,用計算機(jī)輔助工藝設(shè)計手段,進(jìn)行了全流程的物料衡算,校核了部分換熱裝置的傳熱系數(shù),選定了所用工藝設(shè)備,以及主要能源消耗。車間布置設(shè)計用計算機(jī)輔助工藝設(shè)計手段,繪制了設(shè)備平立面布置圖。撰寫設(shè)計說明書用計算機(jī)輔助工藝設(shè)計手段,完成了設(shè)計說明書的編寫。通過此次畢業(yè)實習(xí)的洗禮,對替米沙坦的實際生產(chǎn)工藝、設(shè)備等有了較直觀的認(rèn)識,在和老師與同學(xué)的交流中,將我大學(xué)四年所學(xué)的知識進(jìn)行了一次優(yōu)化組合,尤其把是專業(yè)課的理論與生產(chǎn)中的實踐聯(lián)系在了一起,使我明白了設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)以及過程的復(fù)雜與艱辛。致謝感謝四年來母校老師對我的培養(yǎng)教育,感謝此次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師給我提供的設(shè)計方案,感謝四年來所有的同學(xué)朋友給予的幫助與包容,感謝父母四年來對我做所有事情的無限的經(jīng)濟(jì)支持和精神支持,謝謝你們出現(xiàn)在我的生命里。最后,感謝那個曾經(jīng)和朋友們一起瘋玩,不分日夜地看韓劇,躲在被窩里面看言情和武俠小說,為了雞毛蒜皮的小事生氣的自己,為一點點困難奔潰痛哭的自己;也感謝那個更多時候記得努力的自己,感謝那些風(fēng)雨無阻努力充實自己的路程。一路走來,有好多好多做錯的事情,會有后悔,也有好多自己覺得做對了的事情,現(xiàn)在想起來都值得自己驕傲。無論是對的還是錯的,好的還是壞的,所有的經(jīng)歷都指引自己以后走向更好更對的方向,就像有人說的,正能量負(fù)能量都有利于你的成長。設(shè)計人:彭雷指導(dǎo)老師:喻波2021年5月11日參考文獻(xiàn)地奧司明片用于痔瘡患者術(shù)后40例替米沙坦對高糖環(huán)境人血管內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)氟兩相技術(shù)在替米沙坦中間體合成中的應(yīng)用研究替米沙坦及其類似物的合成和生物活性研究[15]李功樣.常用化工單元設(shè)備設(shè)計[附錄1設(shè)備一覽表設(shè)備位號設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格設(shè)備型號材質(zhì)臺數(shù)附件/備注V31011,2-丙二醇計量罐2000LDg1200L2000聚丙烯1機(jī)械密封V3102冰水計量罐3000LDg1200L3000聚丙烯1機(jī)械密封V3103無水乙醇計量罐1500LDg1200L1500聚丙烯1機(jī)械密封V3104DMF計量罐1000LDg1200L1000聚丙烯1機(jī)械密封V3105冷水計量罐1500LDg1200L1500聚丙烯1機(jī)械密封V3106二氯甲烷計量罐2000LDg1200L2000聚丙烯2機(jī)械密封V3107甲醇計量罐3000LDg1200L3000聚丙烯1機(jī)械密封V3108NaOH計量罐2000LDg1200L2000聚丙烯1機(jī)械密封V3109HCl計量罐200LDg500L1000聚丙烯1機(jī)械密封V3110HCl計量罐1000LDg1200L1000聚丙烯1機(jī)械密封V3111液堿池2000LDg1200L2000聚丙烯1機(jī)械密封V3112儲罐2000LDg1200L2000聚丙烯1機(jī)械密封V3113水相儲罐3000LDg1200L3000聚丙烯1機(jī)械密封V3114油相儲罐3000LDg1200L3000聚丙烯1機(jī)械密封E3101冷凝器臥式列管單程Dd325L30001E3102冷凝器臥式列管單程Dd325L30001E3103冷凝器臥式列管單程Dd325L30001E3104尾氣吸收塔搪玻璃1E3105旋風(fēng)分離器搪玻璃1R3101縮合反應(yīng)釜4000LFK-4000搪玻璃1錨式攪拌R3102溶解釜1000LFK-1000搪玻璃1錨式攪拌R3103高真空蒸餾釜1000LFK-1000搪玻璃1R3104取代反應(yīng)釜6011LFF-5000搪玻璃1錨式攪拌R3105高真空蒸餾釜5000LFF-5000搪玻璃1R3106水解反應(yīng)釜5000LFF-5000搪玻璃1錨式攪拌R3107高真空蒸餾釜3000LFK-3000L搪玻璃1R3108調(diào)pH釜1000LFK-1000搪玻璃1M3101離心機(jī)140LSS1000聚乙烯(PE)1M3102離心機(jī)140LSS1000聚乙烯(PE)1M3103離心機(jī)140LSS1000聚乙烯(PE)1M3104過濾器臥式列管單程Dd325L30001M3105過濾器臥式列管單程Dd325L30001M3106過濾器臥式列管單程Dd325L30001M3107過濾器臥式列管單程Dd325L30001M3108風(fēng)機(jī)聚丙烯1M3109循環(huán)泵2S-185A1電機(jī)5.5KW海南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計題目:年產(chǎn)30萬噸甲醇生產(chǎn)車間工藝初步設(shè)計學(xué)號:XXXX姓名:XXX年級:XXX學(xué)院:材料與化工學(xué)院系別:材料科學(xué)與工程系專業(yè):材料科學(xué)與工程指導(dǎo)教師:XXXX完成日期:XXXX目錄目錄……………2一、設(shè)計任務(wù)書………………………3二、概述………………5三生產(chǎn)方案…………6四、工藝論證…………7五、物料衡算…………9六、能量衡算…………16七、設(shè)備選型和工藝計算……………21八、合成車間的設(shè)計…………………27九、安全生產(chǎn)設(shè)計………………………28十、非工藝專業(yè)要求……………………28十一、三廢處理…………29十二、經(jīng)濟(jì)效益評價……………………31十三、設(shè)計結(jié)果評析……………………30十四、心得體會與致謝…………………35十五、參考文獻(xiàn)…………36附錄……………………圖紙一、設(shè)計任務(wù)書(一)課程設(shè)計題目年產(chǎn)30萬噸甲醇生產(chǎn)車間工藝初步設(shè)計(二)設(shè)計條件1原料來源:天然氣,海南天然氣廠供2產(chǎn)品:甲醇(一級)3生產(chǎn)能力:3萬t/a4熱源條件:加熱劑:天然氣燃燒及生產(chǎn)過程的廢熱冷卻劑:循環(huán)水,進(jìn)口溫度≤30℃出口溫度≤5生產(chǎn)時間:全年連續(xù)生產(chǎn)330天,每天工作24小時,三班制。6生產(chǎn)廠址:洋浦工業(yè)開發(fā)區(qū)7當(dāng)場天候溫度:最高40℃,最低8℃,平均18(三)設(shè)計任務(wù)1.甲醇(工業(yè)一級)生產(chǎn)方法確定、工藝流程設(shè)計與論證2.技術(shù)指標(biāo)、工藝參數(shù)和操作條件確定與說明3.工藝計算——物料衡算、熱量衡算(應(yīng)用SI制)4.生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計計算與選型。重點:合成塔和換熱器設(shè)計計算與選型5.設(shè)計結(jié)果匯總表(1)技術(shù)指標(biāo)、工藝參數(shù)和操作條件匯總表(2)物料衡算匯總表(3)熱量衡算匯總表(4)生產(chǎn)設(shè)備配置匯總表6.設(shè)計繪圖(計算機(jī)CAD繪制)(1)帶控制點工藝原理流程圖一張(A3)。(2)合成塔工藝條件圖或結(jié)構(gòu)尺寸圖一份(A3)。(3)換熱器結(jié)構(gòu)示意簡圖一張(A3)。(4)生產(chǎn)車間平面、立面布置圖一份(A3)。要求:設(shè)計繪圖:圖形、圖標(biāo)、圖幅符合《機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)》要求。7.設(shè)計說明書編寫內(nèi)容包括:設(shè)計任務(wù)書,目錄,生產(chǎn)方案、工藝流程設(shè)計與論證,工藝技術(shù)參數(shù)、操作條件設(shè)計說明,工藝計算,生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計與選型,設(shè)計結(jié)果匯總,環(huán)保措施或方案,經(jīng)濟(jì)效益估算,設(shè)計結(jié)果評析,參考文獻(xiàn),設(shè)計附表附圖等。(四)設(shè)計進(jìn)度與時間安排設(shè)計選題與準(zhǔn)備階段:2007年11設(shè)計實質(zhì)進(jìn)行階段:2008年2月27日2008年51.查閱文獻(xiàn),完成開題報告3周(—2.文獻(xiàn)檢索、資料查閱3周(—3.甲醇生產(chǎn)工藝流程設(shè)計選擇與論證2周(—4.工藝計算2周(—5.

定型設(shè)備的選擇與非定型設(shè)備的設(shè)計計算2周(—6.甲醇生產(chǎn)車間設(shè)備布置2周(—7.設(shè)計繪圖1周(—8.環(huán)保設(shè)計、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)估算、設(shè)計評析3天(—9.編寫設(shè)計說明書、核對校正、檢查1周(—10.答辯準(zhǔn)備2天(—二、概述[1]甲醇,分子式CH3OH,又名木醇或木精,純品為無色透明略帶乙醇香氣的揮發(fā)性液體,粗品刺鼻難聞。有毒,飲用后能使雙目失明。相對密度0.7914(d420),蒸氣相對密度1.11(空氣=1),熔點-97.8℃,沸點64.7℃,閃點(開杯)16℃,自燃點473℃,折射率nD(20℃)1.3287,表面張力(25℃)45.05mN/m,蒸氣壓(20℃)12.265kPa,粘度(201923年德國BASF公司率先用合成氣在高壓下實現(xiàn)甲醇的工業(yè)化生產(chǎn),直至1965年,其期間這種高壓法工藝是合成甲醇的唯一方法。于1966年后,隨著甲醇工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展,各種甲醇生產(chǎn)方法相繼出現(xiàn)。1966年英國ICI公司開發(fā)了低壓法工藝,接著又開發(fā)了中壓法工藝。1971年德國的Lurgi公司相繼開發(fā)了適用于天然氣—渣油為原料的低壓法工藝。由于低壓法比高壓法在能耗、裝置建設(shè)和單系列反應(yīng)器生產(chǎn)能力方面具有明顯的優(yōu)越性,所以從70年代中期起,國外新建裝置大多采用低壓法工藝。世界上典型的甲醇合成工藝主要有英國的ICI工藝、德國的Lurgi工藝和日本的三菱瓦斯化學(xué)公司(MCC)工藝。目前,國外的液相甲醇合成新工藝具有投資省、熱效率高、生產(chǎn)成本低的顯著優(yōu)點,尤其是LPMEOHTM工藝,采用漿態(tài)反應(yīng)器,特別適用于用現(xiàn)代氣流床煤氣化爐生產(chǎn)的低H2/(CO+CO2)比的原料氣,在價格上能夠與天然氣原料競爭。我國甲醇工業(yè)化生產(chǎn)始于1957年。50年代末在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來生產(chǎn)甲醇的裝置。60年代建成了一批中小型裝置,并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。70年代四川維尼綸廠引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的95千噸/年低壓法裝置,采用英國ICI技術(shù)。1995年12月,由化工部第八設(shè)計院和上?;ぴO(shè)計院聯(lián)合設(shè)計的200千噸/年甲醇生產(chǎn)裝置在上海太平洋化工公司順利投產(chǎn),標(biāo)志著我國甲醇生產(chǎn)技術(shù)向大型化和國產(chǎn)化邁出了新的一步。2000年,杭州林達(dá)公司開發(fā)了擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的JW低壓均溫甲醇合成塔技術(shù),打破長期來被ICI、Lurgi等國外少數(shù)公司所壟斷的局面,并在2004年獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。2005年,該技術(shù)成功應(yīng)用于國內(nèi)首家焦?fàn)t氣制甲醇裝置上。甲醇是一種極重要的有機(jī)化工

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