制藥工程課程設(shè)計(jì)-尼可地爾合成工藝設(shè)計(jì)教學(xué)文稿

1、學(xué)習(xí)資料天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院2016屆制藥工程課程設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)36噸尼克地爾原料藥車間工藝設(shè)計(jì)報告人：班級：學(xué)號：指導(dǎo)老師：實(shí)習(xí)時間：目錄第一章產(chǎn)品介紹 0第二章生產(chǎn)工藝說明 1第三章生產(chǎn)周期 5第四章物料衡算 6第五章設(shè)備選型 9附件：設(shè)備流程圖、車間布置圖僅供學(xué)習(xí)與參考學(xué)習(xí)資料第一章產(chǎn)品介紹1.3 產(chǎn)品名稱及生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品名稱：尼可地爾英文名稱：Nicorandil化 學(xué)名：N-（2-羥乙基）煙酰胺硝酸酯生產(chǎn)規(guī)模：36t/a1.4 產(chǎn)品規(guī)格物理性狀：針狀熔沸點(diǎn)：熔點(diǎn)9293 c分子式：C8H9N3O4結(jié)構(gòu)式：分子量：211.171.5 產(chǎn)品的重要價值尼可地爾，又叫做煙浪丁，是一種

2、硝酸酯類物質(zhì)，可用于治療缺 血性心臟疾病。與硝酸甘油作用相似，但又有所不同。尼可地爾在細(xì) 胞膜和線粒體水平選擇性激活 K+-ATP通道，促使冠狀動脈和外周血 管擴(kuò)張，隨后還原前、后負(fù)荷。而且該藥物主要主要舒張小動脈，增 開心肌及血管平滑肌細(xì)胞膜的鉀通道，并且不具有耐藥性。第二章生產(chǎn)工藝說明2.1產(chǎn)品合成方法合成本產(chǎn)品所需原料有煙酸、乙醇胺、無水乙醇、碳酸氫鈉、發(fā) 煙硝酸、乙醍、氯化亞碉、氯仿、碳酸鉀、無水硫酸鎂、乙醇依次經(jīng) 歷硝化反應(yīng)、酰化反應(yīng)和精制這三個步驟。產(chǎn)品生產(chǎn)主要反應(yīng)如下：1 .硝化反應(yīng)：_ _ _HNO3_ _ _ _NH2CH2CH20H NH2CH2CH2ONO2 HNO32

3、.縮合反應(yīng)/' _ i(NH2CH2CH2ONO2 HNO3+ ) J ，HC1 八j-CON HCH2CH5 ONOa2.2生產(chǎn)工藝流程概述1 .硝化反應(yīng)將發(fā)煙硝酸通過計(jì)量罐置于帶有夾套的反應(yīng)釜中， 通冷鹽水冷卻 至-8C攪拌，緩慢滴加氨基乙醇，滴加完畢，于 0c繼續(xù)攪拌1 h,減 壓蒸除過量硝酸，將剩余物傾入冷乙醍中，析出白色沉淀，抽濾至干， 得產(chǎn)品2 .合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)將煙酸、氯化亞碉加入反應(yīng)釜中，回流 2h。減壓蒸儲除去過量僅供學(xué)習(xí)與參考學(xué)習(xí)資料氯化亞碉，干燥，得產(chǎn)品粗品。3 .縮合過程稱量碳酸氫鈉，從稱量罐中加入水和氯仿，再分次加入加入上述粗品,氯仿置于反應(yīng)釜中。用冰鹽水

4、冷卻，攪拌，使溫度不超過5 'C,加畢，繼續(xù)攪拌0.5 h,轉(zhuǎn)移至萃取罐中分出氯仿層，水層用氯仿提取，合并提取液和氯仿層，用10%碳酸鉀溶液洗滌，水洗。無水硫酸 鎂干燥，過濾,4 .精制過程減壓蒸除氯仿，用乙醍一乙醇（體積比1:1）重結(jié)晶，得產(chǎn)品。5 .3生產(chǎn)流程圖2.3.1 硝化反應(yīng)硝化產(chǎn)物2.3.2 合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)氯化亞碉回收學(xué)習(xí)資料僅供學(xué)習(xí)與參考干燥2.3.2縮合反應(yīng)過程煙酰氯鹽酸鹽、硝化產(chǎn)物氧仿提取粗品氯仿提取2.3.3精制過程粗品氮仿回收套用產(chǎn)品第三章生產(chǎn)周期3.1 生產(chǎn)方式：間歇生產(chǎn)3.2 各生產(chǎn)階段耗時情況煙酰氯鹽酸鹽縮合反應(yīng)W1合成消耗時間/h 120.5其中硝化

5、反應(yīng)和煙酰氯鹽酸鹽的合成是分開進(jìn)行的，故用于反應(yīng)的總時間是2.5h,記精制以及中間流轉(zhuǎn)過程消耗時間1.5h。所以生產(chǎn)一批產(chǎn)品所用時間是4h。一天可生產(chǎn)6批。3.3 生產(chǎn)情況產(chǎn)品年產(chǎn)量：36t=36000kg平均每天產(chǎn)量：36000/300=120kg每批的產(chǎn)量：120/6=20kg第四章物料衡算根據(jù)文獻(xiàn)可知，硝化反應(yīng)收率為86%,煙酰氯鹽酸鹽合成的收率 是70%,縮合精制收率是71%。止匕外，由于文獻(xiàn)中沒有提及在各種 設(shè)備以及轉(zhuǎn)移過程中的損耗，且一般損耗較小，所以將其近似計(jì)入各 給出的工序損耗內(nèi)，所以總收率為：86%>70% M1%=42.742%3.1 硝化反應(yīng) 反應(yīng)方程式：HNO3N

6、H2CH2CH20H NH2CH2CH2ONO2 HNO361.0863170.083.2 合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)方程式：|I/° G-C0C1Qr OH + c,_ = U123.11118.96178.0163.3縮合反應(yīng)NH2CH2CH2ONO2 HN0 3+170.08反應(yīng)方程式178.016ICONHCHjCHiONOa211.1748根據(jù)文獻(xiàn)可知：各工序進(jìn)料出料如下所示:(1)硝化反應(yīng)進(jìn)料出料物料名稱規(guī)格質(zhì)量比氨基乙醇刃9%1w發(fā)煙硝酸98%10w乙醍15.02w物料名稱發(fā)煙硝酸氨基乙醇硝 酸酯規(guī)格98%乙醍無水質(zhì)量比8.95w15.02w2.32w進(jìn)料計(jì)算:氨基乙醇：20

7、 F2.742%=46.79kg體積 46.79T020=0.04587mf=45.87L發(fā)煙硝酸：46.79 ¥0T895=0.246913M=246.91L乙醍：46.79X15.02 于13.4=0.985121Z=985.12L由料計(jì)算：氨基乙醇硝酸酯：46.79X2.32=108.55kg發(fā)煙硝酸：46.79 洛.95 1895=0.22099mf=220.99L乙醍：46.79X15.02 于13.4=0.985121M=985.12L(2)合成煙酰氯鹽酸鹽入料出料物料名稱規(guī)格質(zhì)量比物料名稱規(guī)格質(zhì)量比煙酸98%0.63w氯化業(yè)碉>85%1.12w氯化業(yè)碉>85

8、%1.73w煙酰氯鹽酸 鹽0.66w進(jìn)料計(jì)算:煙酸：46.79>0.63=29.48kg氯化亞碉：46.79 ¥.73 1640=0.04936mf=49.36L由料計(jì)算：氯化亞碉：46.79X1.12 1640=0.03195mf=31.95L煙酰氯鹽酸鹽：46.79>0.66=30.88kg(3)縮合精制反應(yīng)入料物料名稱規(guī)格出料氯仿>99.5%碳酸鉀溶液 |10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))無水硫酸鎂13 .>98%水去離子水乙醇乙醍無水碳酸氫鈉99%質(zhì)量比物料名稱1.16w氯仿12.63w氯化鈉無水硫酸鎂12.51w水1.34w3.47w乙醇1.66w乙酗1.50w尼口

9、地爾硝酸鈉碳酸氫鈉碳酸鉀規(guī)格質(zhì)量比12.63w0.25w1.34w3.47w1.66w1.50w0.427w0.18w0.63w1.25w進(jìn)料計(jì)算：碳酸氫鈉：46.79X1.16=54.28kg水：46.79 >3.47 4000+585.34 >90春 1000=0.68917m3=689.17L學(xué)習(xí)資料氯仿：46.79X12.63 千480=0.399295miM99.30L碳酸鉀溶液：46.79M2.51=585.34kg碳酸鉀：585.34 ¥0%=58.53kg乙醇：46.79Xl.66789=0.09844m3=98.44L乙醍：46.79 ¥.5

10、千640=0.04279mf=42.80L無水硫酸鎂：46.79 X.34=62.70kg出料計(jì)算：氯仿：46.79X12.63 4480=0.399295m5=399.30L無水硫酸鎂：46.79 X.34=62.70kg乙醇：46.79Xl.66789=0.09844m3=98.44L乙醍：46.79 ¥.5 千640=0.04279=42.801氯化鈉：46.79 )0.25=11.70kg硝酸鈉：46.79 )0.18=8.42kg碳酸氫鈉：46.79 困.63=29.48kg碳酸鉀：46.79M.25=58.49kg尼可地爾：46.79X0.427=20.00kg水：46.

11、79 >3.47 4000+585.34 >90春 1000=0.68917m3=689.17L第五章設(shè)備選型根據(jù)物料衡算結(jié)果，可以得出工序中各物料所占體積情況如下所示：生產(chǎn)天數(shù)300天每天6批，一批生產(chǎn)20kg產(chǎn)品工序物料投料比終產(chǎn)品尼可地爾硝酸酯2.32發(fā)煙硝酸10硝化反應(yīng)氨基乙醇1乙醍15.02煙酰氯鹽酸鹽0.66成鹽反應(yīng)煙酸0.63氯化業(yè)碉1.73尼可地爾碳酸氫鈉1.16水3.47縮合，精制氯仿12.63碳酸鉀1.25乙醇1.66乙醍1.5收率密度/(g體積質(zhì)量/kg化m-30)/L200.861.895 246.911.0445.780.7134 985.1230.882

12、9.481.6449.362054.281689.171.48399.3058.530.78998.441.6442.80無水硫酸鎂1.3462.70反應(yīng)中有發(fā)煙硝酸參與反應(yīng)，濃度較高，不會對碳鋼結(jié)垢造成腐 蝕，可采用碳鋼的反應(yīng)釜。反應(yīng)需要較低的溫度，因此采用夾套結(jié)構(gòu)。圖1反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖僅供學(xué)習(xí)與參考另外，該工序還有減壓蒸儲、過濾、干燥等操作，相應(yīng)設(shè)備如下所示:冷卻水謾出）11冷卻水也出”金IK】報H 2 物而、I:r圖2減壓蒸儲器學(xué)習(xí)資料僅供學(xué)習(xí)與參考圖6干燥器FH我我卬忖川)!好E沖利比4 IV*h1 dil fl fljLSJ(圖3離心過濾器r :I1TL| I3l-, 1A ttlJwbt；<HH |Jtfll曲14JB -BL1JWil*HH1*1-! r, y .i 料 4i|J W jtJl ： m