年產(chǎn)6000噸對(duì)乙酰氨基酚車間酰化崗GMP工藝設(shè)計(jì)論文集論文畢業(yè)論文.doc

吉林化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文集論文年產(chǎn)6000噸對(duì)乙酰氨基酚車間?；瘝廏MP工藝設(shè)計(jì)王 宇 王亞紅*（化學(xué)與制藥工程學(xué)院：制藥工程0602班）摘要：對(duì)乙酰氨基酚是一種優(yōu)良的解熱鎮(zhèn)痛藥物。本設(shè)計(jì)介紹了對(duì)乙酰氨基酚的車間布置，闡述了對(duì)乙酰氨基酚的合成工藝及生產(chǎn)條件，并結(jié)合GMP認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)乙酰氨基酚車間設(shè)計(jì)和改造。關(guān)鍵詞：對(duì)乙酰氨基酚，合成工藝，車間設(shè)計(jì)12引言對(duì)乙酰氨基酚是乙酰苯胺類中一種起效快，又比較安全的解熱鎮(zhèn)痛藥。由于它比非那西丁具有更好的療效和更低的毒副作用，使它的需求量在世界范圍內(nèi)不斷增加，其產(chǎn)量迅猛增長(zhǎng)1。本設(shè)計(jì)針對(duì)對(duì)乙酰氨基酚的工藝流程以及GMP規(guī)范，完成年產(chǎn)6000噸的對(duì)乙酰氨基酚的車間設(shè)計(jì)。1.對(duì)乙酰氨基酚的工藝流程1.1?；瘝徟懦鲺；磻?yīng)罐夾層內(nèi)的存水，蒸汽加熱，升溫，至有酸氣冒出，調(diào)節(jié)蒸汽壓力，控制蒸酸速度。對(duì)于稀酸料和粗品來(lái)說(shuō)，1-3小時(shí)，蒸酸速度在24-36L/半小時(shí)。溫度不高于117；4-6小時(shí)，保持反應(yīng)罐內(nèi)小沸騰，蒸酸速度在60-54L/半小時(shí)，溫度不高于112；6小時(shí)后，逐漸加大蒸汽壓力，加快蒸酸速度，控制在72L/半小時(shí)之內(nèi)；反應(yīng)接近終點(diǎn)時(shí)，蒸酸速度36L/半小時(shí)，溫度迅速上升，稀酸投料終點(diǎn)溫度為130-136，粗品為135-140.夾層蒸汽壓力控制：稀酸料為0.32-0.36Mpa，母液套用為：0.35-0.40Mpa2。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程約需11-13小時(shí)，蒸酸總量在960-1500L之間。?；磻?yīng)或蒸酸結(jié)束后，加入一定數(shù)量的降溫酸降溫。當(dāng)溫度基本不降時(shí)，小開(kāi)降溫水閥門降溫；當(dāng)溫度降為75-85時(shí)，全開(kāi)冷卻水；當(dāng)溫度降到25-35時(shí)，降溫結(jié)晶結(jié)束，整個(gè)降溫過(guò)程需要4-8小時(shí)4。此過(guò)程中，降溫速度要控制好，使產(chǎn)生的晶體晶形好3。按規(guī)程開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，放入欲離心料液離心，然后用稀醋酸沖洗物料，按規(guī)定時(shí)間沖洗置換物料中的母液。再用去離子水沖洗，按規(guī)定時(shí)間沖洗置換物料中的稀醋酸。然后按規(guī)定時(shí)間繼續(xù)甩濾后停機(jī)出料。酸洗后的液體回收后套用，水洗廢液送往污水處理站處理。所得物料在檢測(cè)水分和對(duì)氨基苯酚含量，母液套用次數(shù)最高為8次5。對(duì)于酸處理外循環(huán)料，按規(guī)程開(kāi)動(dòng)離心機(jī)，離心機(jī)內(nèi)放入物料后，離心分離液體和固體，按規(guī)定沖洗量的稀醋酸沖洗固體物料，所得液體回收利用；再用去離子水按規(guī)定沖洗量得去離子水沖洗，按規(guī)定時(shí)間繼續(xù)甩濾1-2分鐘后停機(jī)出料。水洗的液體為廢液，送往污水處理站。每噸濕酸處理外循環(huán)了的酸洗用量為475-725L，水洗用量為1125-1625L。所得物料要檢測(cè)水分和對(duì)氨基苯酚含量，水分控制在10.0%以內(nèi)，對(duì)氨基苯酚含量不大于50ppm，并進(jìn)行物料衡算。酸處理外循環(huán)料每批折干后1300-1500kg(折干)，回收母液1100-1200L。離心過(guò)程中，稀醋酸沖洗和去離子水沖洗都要均勻充分、徹底，保證雜志不帶到物料中去。所得物料得水分要控制在范圍以內(nèi)，以保證物料的穩(wěn)定。1.2 精烘包崗按投料配比，粗品：純化水:活性炭=(21111100kg):(4715950L):(188620kg)配料操作需要復(fù)核者。向炭水配比罐計(jì)量加入純化水716L，開(kāi)動(dòng)攪拌，加入活性炭18820kg，充分?jǐn)嚢?1分鐘后備用。脫色罐內(nèi)加入純化水400050L/罐，開(kāi)攪拌，升溫至78-82時(shí)。脫色結(jié)束后，將脫色罐內(nèi)的料液混合物經(jīng)過(guò)脫色過(guò)濾系統(tǒng)后，熱的澄清對(duì)乙酰氨基酚溶液經(jīng)泵加壓后進(jìn)入精制結(jié)晶罐內(nèi)吸附雜質(zhì)的活性炭留在一級(jí)過(guò)濾器內(nèi)，濾液經(jīng)過(guò)二級(jí)過(guò)濾器的再次過(guò)濾后經(jīng)泵加壓后壓入結(jié)晶罐。過(guò)濾完成后，用備好的純化水洗滌過(guò)濾器內(nèi)活性炭，然后將留在一級(jí)過(guò)濾器內(nèi)的廢活性炭排出轉(zhuǎn)移走，并將過(guò)濾器用純化水洗滌干凈，待用。配置焦亞硫酸鈉溶液：將準(zhǔn)確稱量的613kg焦亞硫酸鈉溶解在1200L純化水中，配置成20%(w/w)得溶液，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后，抽到焦鈉計(jì)量罐中，備用。向精制結(jié)晶罐內(nèi)放入1201L焦鈉溶液。脫色過(guò)濾結(jié)束后，開(kāi)始降溫結(jié)晶。當(dāng)溫度降至75以前時(shí)，這時(shí)降溫要慢，培養(yǎng)晶種成長(zhǎng)；當(dāng)溫度降至75以后，開(kāi)大降溫進(jìn)水閥門，一直到溫度降為305，關(guān)閉降溫進(jìn)水閥門，降溫結(jié)晶完畢6。整個(gè)過(guò)程需要62小時(shí)。檢查并確認(rèn)精制離心設(shè)備運(yùn)行正常后，才能開(kāi)始分離精制后的物料。設(shè)定好進(jìn)料、離心、洗滌、甩濾、卸料得工作時(shí)間，物料按工作流程進(jìn)行分離，然后卸料，稱量后，檢測(cè)每臺(tái)精制結(jié)晶罐內(nèi)物料離心后的水分(控制物料最終水分5.0%)、乙醇溶液顏色(不深于2#橙紅色比色液)、對(duì)氨基苯酚殘留限度(50ppm)、對(duì)乙酰氨基酚含量(98.0%-102.0%),并進(jìn)行物料衡算，收率范圍為85%-92%，檢測(cè)合格后的物料輸送到振動(dòng)流化床干燥機(jī)內(nèi)干燥。離心后的母液通常帶有液封的母液管道流至母液儲(chǔ)罐內(nèi)，回收利用。精制離心后的濕對(duì)乙酰氨基酚進(jìn)入振動(dòng)流化床干燥機(jī)內(nèi)。并調(diào)節(jié)振動(dòng)流化床干燥機(jī)的熱氣通風(fēng)量，干燥溫度：80-100；進(jìn)料速度不能超過(guò)50kg/min1。干燥后的物料在經(jīng)過(guò)冷風(fēng)冷卻降溫至5010，振動(dòng)流化床干燥機(jī)出完料后，進(jìn)行物料收率計(jì)算，本工序收率應(yīng)不低于95%。干燥并降溫的物料經(jīng)測(cè)試合格后，方可真空輸送到二維混合機(jī)內(nèi)混合。干燥并降溫的物料經(jīng)測(cè)試合格后真空輸送到二維混合機(jī)內(nèi)混合，達(dá)到要求批量并在不超過(guò)規(guī)定裝料量2000-5400kg的情況下，混合15-20min，停止出料?；旌暇鶆虻奈锪?，輸送到粉碎料倉(cāng)內(nèi)，按要求選篩網(wǎng)規(guī)格及下料速度，粉碎成不同粒度的產(chǎn)品，并經(jīng)分裝機(jī)分裝到包裝容器內(nèi)，粉碎完后進(jìn)行收率計(jì)算，本工序收率不低于99.9%。檢驗(yàn)合格后的物料，按要求包裝成不同規(guī)格的產(chǎn)品，然后送到倉(cāng)庫(kù)。1.3外循環(huán)工序精制母液進(jìn)一步濃縮，回收一部分對(duì)乙酰氨基酚，這部分物料成為外循環(huán)料。1.精制母液循環(huán)加熱、蒸發(fā)采用雙效濃縮裝置，在蒸發(fā)室保持一定的負(fù)壓，換熱器提供熱能，使精制母液中的水分在負(fù)壓下不斷的被蒸發(fā)，在一效與二效的蒸發(fā)室和換熱器之間形成流，換熱器蒸汽壓力不超過(guò)0.35Mpa。2.降溫結(jié)晶精制母液在雙效蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)3-3.5小時(shí)后，蒸發(fā)室中已有晶體生成。這時(shí)停止循環(huán)，自換熱器底部通蒸汽，加熱溶解管程中的物料并給整個(gè)系統(tǒng)加壓，當(dāng)壓力表顯示0.1-0.2Mpa時(shí)，將熱溶液自雙效蒸發(fā)裝置壓入結(jié)晶罐中，降溫結(jié)晶至25-35，離心脫水得外循環(huán)料。2.車間布置車間布置包括生產(chǎn)部分、輔助生產(chǎn)部分和行政生活部分。根據(jù)GMP對(duì)潔凈區(qū)布置的要求：對(duì)乙酰氨基酚為口服原料藥，因此潔凈區(qū)潔凈級(jí)別設(shè)計(jì)成10萬(wàn)級(jí)潔凈度。根據(jù)對(duì)乙酰氨基酚的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，?；淞宪囬g在四層，以便于物料利用為差輸送到三層的?；磻?yīng)車間的生產(chǎn)環(huán)境潔凈區(qū)域，包括精制潔凈區(qū)、精制離心區(qū)，烘干區(qū)域、混合區(qū)域、粉碎區(qū)域、待驗(yàn)區(qū)、套袋區(qū)、緩沖區(qū)及更衣區(qū)，其均為潔凈區(qū)，潔凈級(jí)別為10萬(wàn)級(jí)7。與生產(chǎn)有關(guān)的其他區(qū)域?yàn)榉菨崈魠^(qū)。各車間之間相互獨(dú)立而又方便物料運(yùn)輸，有利于生產(chǎn)。一層設(shè)有行政管理、接待區(qū)域，便于管理和生產(chǎn)7。所有車間內(nèi)部不同潔凈區(qū)之間以及潔凈區(qū)域內(nèi)部區(qū)域的人流、物流各自獨(dú)立，完全符合GMP標(biāo)準(zhǔn)。為保證潔凈要求，內(nèi)墻面，棚墻，地面的表面要保證其平整，光滑不起灰，避免眩光，地面和墻做成圓角；對(duì)有腐蝕和潮濕房間的墻面，地面及棚面做防腐處理。潔凈區(qū)域內(nèi)的隔斷本身及其墻面，地面，棚面交接處要保證良好的氣密性，有凈化要求的房間的地面采用環(huán)氧樹(shù)脂自流平涂料，并用不同顏色區(qū)分不同的凈化級(jí)別，一般房間的地面采用水磨石地面，銅條分格。隔斷，吊項(xiàng)采用50mm厚夾心彩鋼板，并要求填充材料無(wú)毒，無(wú)味。隔斷本身及其窗、門、墻、地、棚之間交接處要保證良好的氣密性，并用相應(yīng)的配套構(gòu)建做成圓角。有凈化要求的房間的內(nèi)墻面（彩板隔斷除外）刷亞光仿磁涂料，一般房間涂防霉涂料。外窗采用單框雙玻塑鋼保溫窗，隔斷上窗采用單層固定窗。外門采用不銹鋼門及木質(zhì)包鍍鋅鐵皮門，車間內(nèi)門采用彩鋼板們，空調(diào)，配電及不同防火分區(qū)之間的門采用防火門。外墻為原有250mm厚加氣塊與120mm厚空心磚組成的復(fù)合墻體，內(nèi)墻為240mm厚空心磚墻體，屋面采用柔性卷材防水，阻燃聚苯乙烯泡沫板保溫。3.物料衡算3.1?；磻?yīng)罐的物料衡算年產(chǎn)量6000噸，一年按300個(gè)工作日計(jì)算，日產(chǎn)量為： 6000噸/300天=20000/天此物料衡算時(shí)以魯安藥業(yè)為模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建和改造，所以改造后產(chǎn)品的收率仍為改造前的收率，即85.97%。產(chǎn)品收率=對(duì)乙酰氨基酚產(chǎn)量/對(duì)氨基苯酚/1.3855=85.97%則對(duì)氨基苯酚投料量=20000/天/（0.85971.3855）=16791.00根據(jù)對(duì)乙酰氨基酚生產(chǎn)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式：對(duì)氨基苯酚投料量=（冰醋酸含量）/0.890.91，此物料衡算中運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)常熟0.90；并且冰醋酸含量為98%；則投入冰醋酸量=16791.000.90/0.98=15420.31根據(jù)山東魯安藥業(yè)的參考公式，可得：總投料量：母液量=1:1因?yàn)榭偼读狭?對(duì)氨基苯酚+冰醋酸=16791+15420.31=32211.304由此的投入反應(yīng)罐母液量為32211.304綜合以上計(jì)算，得：進(jìn)料1：對(duì)氨基苯酚投料量16791.00 進(jìn)料2：冰醋酸投料量15420.31進(jìn)料3:母液量32211.304 出料4：完全出料64422.609完全進(jìn)入離心機(jī)中的進(jìn)料13.2酸洗離心機(jī)的物料衡算根據(jù)稀醋酸的濃度、滲濾槽中剩余母液的粘度和質(zhì)量，確定酸洗工藝過(guò)程中加入醋酸的質(zhì)量，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的醋酸濃度為40%。又根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：HAC/對(duì)乙酰氨基酚溶液=1：7.67，所以確定投入稀醋酸量=對(duì)乙酰氨基酚溶液/7.67 =64422.609/7.67 =8399.297根據(jù)酸洗離心機(jī)的酸洗能力和物品的粘度得出經(jīng)驗(yàn)離心率為66.98%。所以離心出來(lái)的母液=總投料量66.98% =（8399.297+64422.609）66.98% =48776.113以此計(jì)算出： 濕品對(duì)乙酰氨基酚=總投料量-離心出來(lái)的母液 =72821.91-48776.113=24045.79綜合以上計(jì)算，得： 進(jìn)料1：來(lái)自于?；磻?yīng)罐的出料64422.609 進(jìn)料2：投入稀醋酸量8399.297出料3：離心出來(lái)的母液48776.113 出料4：濕品對(duì)乙酰氨基酚24045.793.3水洗離心機(jī)的物料衡算根據(jù)濕品中含醋酸量和濕品對(duì)乙酰氨基酚的純凈度，投入洗劑水與對(duì)乙酰氨基酚的比例=7：10，所以洗劑水量=濕品對(duì)乙酰氨基酚7/10=24045.797/10 =16832.06又根據(jù)離心機(jī)的脫水能力，經(jīng)驗(yàn)值為47.4%，脫水量=總投料量47.4% =（24045.79+16832.06）47.4%=19376.1由于設(shè)備的原因造成洗滌過(guò)程中有損耗，一般為0.65%0.70%，本次設(shè)計(jì)取值為：0.685%，所以可確定：損耗量=（24045.79+16832.06）0.685%=280.013以此得出粗品對(duì)乙酰氨基酚=總投料量-損耗-量脫水量 =24045.79+16832.06-280.013-19376.1 =21221.735綜合以上計(jì)算，得：進(jìn)料1：濕品對(duì)乙酰氨基酚24045.79 進(jìn)料2：洗劑水量16832.06出料3：脫水量19376.1 出料4：出粗品對(duì)乙酰氨基酚21221.7353.4 精制脫色罐的物料衡算根據(jù)山東魯安藥業(yè)的參考公式，可得：粗品：純凈水：活性炭=180：400：16投入粗品為21221.735，則純凈水用量為47159.41，活性炭用量為1886.376綜合以上計(jì)算，得出：進(jìn)料1：粗品=21221.735 進(jìn)料2：純凈水用量=47159.41進(jìn)料3：活性炭用量=1886.376 出料4：70267.52完全進(jìn)入精制結(jié)晶罐的進(jìn)料1。3.5精制結(jié)晶罐的物料衡算根據(jù)山東魯安藥業(yè)的參考公式，可得：粗品：焦亞硫酸鈉溶液=1800：52，精制罐投入粗品為21221.74。則計(jì)算出焦亞硫酸鈉溶液用量為613.072。綜合以上計(jì)算，得：進(jìn)料1：精制脫色罐出料70267.52 進(jìn)料2：焦亞硫酸鈉溶液用量613.072出料3：混合液70880.5954，完全進(jìn)入精制離心機(jī)的進(jìn)料1。3.6精制離心機(jī)的物料衡算根據(jù)酸洗離心機(jī)的離心能力和物品的粘度得出經(jīng)驗(yàn)離心率為66.98%，所以離心出來(lái)的母液為47475.82，進(jìn)入回收工藝。廢棄物經(jīng)驗(yàn)比例約為總投料量的3.43%，即廢棄物3431.21，則濕成品=總投料量-離心出來(lái)的母液-廢棄物 =70880.5954-47475.82-2431.21=20973.57綜合以上計(jì)算，得：進(jìn)料1：精制結(jié)晶罐出料70880.5954出料2：離心出來(lái)的母液47475.82 出料3：廢棄物2431.21出料4：濕成品20973.573.7流化床的物料衡算根據(jù)物料衡算，干燥物料總重為：20973.57，含水量為4%，即838.94。因?yàn)榱骰驳呐趴障到y(tǒng)和機(jī)器本身造成的損耗一般為：0.150%0.171%，本次設(shè)計(jì)取0.170%，所以損耗量為：20793.570.170%=35.655。在沉降室和撲集器得到粉子、渣子質(zhì)量為85，由總產(chǎn)率為85.97%，成品量20000綜合以上計(jì)算，得：進(jìn)料1：濕成品=20973.57 出料2：成品=20013.91。4.能量衡算4.1 反應(yīng)罐能量衡算反應(yīng)罐能量衡算可表示如下： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6Q1-對(duì)氨基苯酚、冰醋酸和母液帶入設(shè)備的熱量KJ, t1-對(duì)氨基苯酚母液和冰醋酸帶入設(shè)備的溫度, t1=20。Q2-加熱劑水蒸汽傳給物料的熱量KJ,t2-加熱劑水蒸汽的進(jìn)入溫度, t2=140。Q3-過(guò)程反應(yīng)熱KJ; t3-最終反應(yīng)罐中溫度, t3=130。Q4-對(duì)乙酰胺基酚和母液離開(kāi)帶走的熱量KJ,t4-物料流出時(shí)的溫度, t4=130。Q5-加熱或冷卻設(shè)備需要的熱量KJ, t5-加熱劑水蒸汽流出時(shí)的溫度, t5=130。Q6-設(shè)備向環(huán)境散失的熱量KJ。4.1.1 比熱容的計(jì)算根據(jù)化合物的分子結(jié)構(gòu)，將各種集團(tuán)結(jié)構(gòu)的摩爾熱容數(shù)值加和，求出摩爾熱容，再由化合物的分子量換成比熱容。表1 所需比熱容 CP 名稱 20 130冰醋酸 2.11 3.02對(duì)乙酰氨基酚 2.15對(duì)氨基酚 2.02 2.674.1.2 能量衡算1. Q1與Q4Q1與Q4均可用下式計(jì)算，Q1（Q4）=mct KJ;式中m-輸入（輸出）設(shè)備的物料質(zhì)量； c-物料的平均比熱容KJ/（）； t-物料的溫度；母液成分分析：母液成分復(fù)雜，主要成分為對(duì)氨基苯酚和冰醋酸。未反應(yīng)對(duì)氨基苯酚m=16791.00-（20013.97+35.65）109.13/151.17=2317.125Kg=21.232Kmol母液中醋酸m=15420.31+8399.30-132.629765.05=15855.19Kg=264.03Kmol母液中對(duì)氨基苯酚占7.44%，醋酸占92.56%母液比熱容Cp=2.027.44%+2.1792.56%=2.159利用（1）Q1=mct =16791.002.02KJ/+154202.11 KJ/+32211.3042.2 KJ/ 20=2.746106KJQ4=（20013.562.15 KJ/+（64422.61-20013.56）2.5 KJ/）130 =12.4122106KJ2. 過(guò)程熱效應(yīng)Q3根據(jù)赫斯定律推得：反應(yīng)熱效應(yīng)Q=反應(yīng)物燃燒熱和-生成物燃燒熱和用理查得法計(jì)算化合物的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。對(duì)氨基苯酚燃燒熱Qc1=69.91+216.54.75=1098.285KJ/mol對(duì)乙酰胺基酚燃燒熱Qc2=12.55+21.8910.25=2245.923KJ/mol冰醋酸燃燒熱查表得Qc3=872.7KJ/mol，水燃燒熱為零。Q3=（Qc1+ Qc2-Qc3）n=（872.7 KJ/mol +1098.285KJ/mol-2245.923KJ/mol）（167991/109.13）=4.2199104KJ3.Q5加熱設(shè)備需要的熱量由于?；瘯r(shí)間為12h，生產(chǎn)周期為24h，因此生產(chǎn)過(guò)程為間歇操作。所選反應(yīng)罐型號(hào)為BM20/60，質(zhì)量M=4825kg，傳熱面積=13.63。反應(yīng)罐成分為搪玻璃有金屬材料和瓷釉（無(wú)機(jī)玻璃）組成，碳鋼比熱為465 J/，無(wú)機(jī)玻璃比熱為710 J/，平均比熱C=（465+710）/2=587.5 J/，Q5均可用下式計(jì)算：Q5 =Mc（t1-t2）n KJ;式中M為設(shè)備各部分質(zhì)量 Kg；C為設(shè)備各部分比熱 J/；t1為設(shè)備各部分初始溫度； t2為設(shè)備各部分最終溫度；n為設(shè)備個(gè)數(shù)。Q5 =Mc（t1-t2）=4825587.5（130-20）12=3.742104KJ4.Q6向環(huán)境散失的熱量 式中A為設(shè)備散失表面積，本反應(yīng)罐為13.63m2； 為聯(lián)合給熱系數(shù)，為10W/ m2； 為與周圍介質(zhì)直接接觸的設(shè)備表面溫度；為周圍介質(zhì)的溫度，20；為過(guò)程持續(xù)時(shí)間s，為12小時(shí)，等于43200s。 n為反應(yīng)罐個(gè)數(shù)，12個(gè)。反應(yīng)過(guò)程中出三個(gè)溫度分別為117、122、130，平均溫度123，=123。Q6=13.6310（123-20）4320012 KJ=7.28106KJ5.Q2 為加熱劑傳給物料和設(shè)備的熱量Q2=Q6+Q5+Q4-Q1-Q3Q2=7.28106+3.742104+12.4122106-2.746106-4.2199104KJ =2.06107KJ由此可計(jì)算加熱水蒸氣消耗量（1）間接加熱水蒸氣消耗量DH-水蒸氣熱焓2738.8KJ/Kg；C-冷凝水比熱容 4.18 KJ/T-冷凝水溫度130+273k； -熱利用率，不保溫為0.94（2）電能消耗為電裝置熱效率，取0.95.1 結(jié)晶罐能量衡算反應(yīng)罐能量衡算可表示為： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6Q1-焦亞硫酸鈉、水和濾液帶入設(shè)備的熱量KJ，焦亞硫酸鈉溫度20、濾液80；Q2-冷卻劑帶走的熱量KJ;進(jìn)口溫度15、出口溫度25；Q3-結(jié)晶熱KJ；Q4-水和對(duì)乙酰氨基酚離開(kāi)帶走的熱量KJ;出罐溫度30；Q5-加熱設(shè)備所消耗的熱量KJ;Q6-設(shè)備向環(huán)境散失的熱量KJ;5.1 比熱容的計(jì)算（1）焦亞硫酸鈉比熱容固體的比熱容可應(yīng)用科普定律來(lái)計(jì)算：C=Can/ M (kJ/kg)Ca元素的原子比熱容kJ/kg， n固體分子中同種原子的個(gè)數(shù)，M化合物分子量。表 2 元素比熱容（注：1 Kcal=4.187 KJ）元素（固） O S 其他Ca （kcal/kg） 4.0 5.5 6.2C=0.967 KJ/Kg(2)對(duì)乙酰氨基酚比熱容根據(jù)化合物的分子結(jié)構(gòu)，將各種基團(tuán)結(jié)構(gòu)的摩爾熱容數(shù)值加和，求出摩爾熱容，由此求得：表3 對(duì)乙酰氨基酚比熱容30 80對(duì)乙酰氨基酚 1.887 1.935.2 能量衡算1. Q1與Q4的計(jì)算 Q1（Q4）=mct KJ;式中m-輸入（輸出）設(shè)備的物料質(zhì)量； c-物料的平均比熱容KJ/（）； t-物料的溫度；進(jìn)入物料成分；焦亞硫酸鈉613.072Kg、水1200L、粗品（濾液）70267.52Kg、出料總重70880.595Kg、結(jié)晶對(duì)乙酰氨基酚20973.57Kg。（1）Q1=mct =613.0720.967KJ/+12004.2 KJ/20+20973.591.887KJ/+（70267.52-20973.59）4.2 KJ/80 =1.982107KJQ4=20973.591.93KJ/+（70880.6-20973.59）4.2 KJ/30 =7.5027106KJ2. 過(guò)程熱效應(yīng)Q3，本過(guò)程為結(jié)晶熱。狀態(tài)變化熱即為結(jié)晶熱：（結(jié)晶物對(duì)乙酰氨基酚20973.59）對(duì)乙酰氨基酚的熔融熱為46Tf=46(170+273）=2.038kJ/mol結(jié)晶熱Q3=(-20973.5710002.038)/151.17KJ=-2.83105KJ3. Q5、Q6的計(jì)算據(jù)工藝經(jīng)驗(yàn)值，可有：Q5Q6=5%10%（Q5Q6Q4）故取Q5Q6=7%（Q5Q6Q4）Q5Q6=7/93Q4=（7/93）7.5027106KJ=5.56105KJ4.Q2的計(jì)算Q2 =Q4Q5Q6Q1Q3 =7.5027106KJ +5.56105KJ -1.982107KJ-（-2.83105KJ）=-1.149107KJ即，該過(guò)程需要冷卻降溫。5.冷卻劑消耗量的計(jì)算 其中，Th為冷卻劑初始溫度15、Tk放出冷卻劑末溫25、C為水的比熱容，取15、25中的平均值C=4.18KJ/Kg即，冷卻水消耗量為2.751105Kg。6.主要工藝設(shè)備計(jì)算6.1?；磻?yīng)罐根據(jù)物料計(jì)算，醋化反應(yīng)總量為64422.61千克，物料比重為1.25，生產(chǎn)周期為24小時(shí)，醋化罐裝料系數(shù)為0.86，擬選5000L酰化罐，則需設(shè)備臺(tái)數(shù)為：N=64422.61/1.25/0.86/5000=11.9812（臺(tái)）,故選用12臺(tái)5000L反應(yīng)罐能滿足生產(chǎn)需要。6.2精制脫色罐根據(jù)物料計(jì)算，醋化反應(yīng)總量為70267.52千克，單機(jī)生產(chǎn)能力為1528千克，生產(chǎn)周期為5次/天，醋化罐裝料系數(shù)為0.86，擬選5000L罐，則需設(shè)備臺(tái)數(shù)為：N=70267.52/0.86/5000/5=2.723（臺(tái)）,故選用3臺(tái)5000L脫色罐能滿足生產(chǎn)。6.3精制結(jié)晶罐根據(jù)物料計(jì)算，醋化反應(yīng)總量為70880.5954千克，單機(jī)生產(chǎn)能力為1528千克，生產(chǎn)周期為5次/天，醋化罐裝料系數(shù)為0.86，擬選5000L罐，則需設(shè)備臺(tái)數(shù)為：N=70880.5954/0.86/5000/5=2.753（臺(tái)）,故選用3臺(tái)5000L結(jié)晶罐能滿足生產(chǎn)。6.4振動(dòng)流化床干燥器根據(jù)物料計(jì)算，干燥物料總重量為20973.57千克。擬選用TGZL975型振動(dòng)流化床干燥器，其生產(chǎn)能力為8000/h,每天使用次數(shù)為3次，則需設(shè)備臺(tái)數(shù)為：N=20973.57/8000/3=0.87391（臺(tái)）,故選用1臺(tái)振動(dòng)流化床干燥器能滿足生產(chǎn)需要。6.5離心機(jī)根據(jù)物料計(jì)算，?；Y(jié)束出料59928L，精制結(jié)晶重量700880千克物料比重1.2。擬選用PGZ1600型離心機(jī)，其工作容積820L,每天使用次數(shù)為10次，則需設(shè)備臺(tái)數(shù)為：?；瘝廚=59928/820/10=7.3