制藥工程課程設(shè)計

1、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)計題目：年產(chǎn)36噸尼克地爾原料藥車間工藝設(shè)計報告人：班級：學(xué)號：指導(dǎo)老師：實習(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8附件：設(shè)備流程圖、車間布置圖第一章產(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：Nicora ndil化 學(xué)名：N-（2-羥乙基）煙酰胺硝酸酯生產(chǎn)規(guī)模：36t/a1.2產(chǎn)品規(guī)格物理性狀：針狀熔沸點：熔點9293C分子式：GH9NO結(jié)構(gòu)式：分子量：211.171.3產(chǎn)品的重要價值尼可地爾，又叫做煙浪丁，是一種硝酸酯類物質(zhì)，可用于治療缺 血性心臟疾病。與硝酸甘

2、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 X-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、乙醚、氯化亞砜、氯仿、碳酸鉀、無水硫酸鎂、乙醇依次經(jīng) 歷硝化反應(yīng)、?；磻?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)：NHCHCHOHHN°3HCHONO HNO2. 縮合反應(yīng)NHCHCHONO HNO+2.2生產(chǎn)工藝流程概述1. 硝化反應(yīng)將發(fā)煙硝酸通過計

3、量罐置于帶有夾套的反應(yīng)釜中，通冷鹽水冷卻至-8 C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，將剩余物傾入冷乙醚中，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、氯化亞砜加入反應(yīng)釜中，回流2h。減壓蒸餾除去過量氯化亞砜，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%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

4、仿，用乙醚一乙醇（體積比1:1）重結(jié)晶，得產(chǎn)品。2.3生產(chǎn)流程圖硝化反應(yīng)發(fā)煙硝酸滴扣氨0TC攪拌lh1F筱壓蒸僭1r抽我乙醸乙醋回收套用硝酸回收套用硝化產(chǎn)物合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)縮合反應(yīng)過程煙酰氯鹽酸鹽、硝化產(chǎn)物水層氯仿提取軋仿提取粗品233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)階段耗時情況硝化煙酰氯鹽酸鹽縮合反應(yīng)精制消耗時間/h1合成0.52其中硝化反應(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=36000

5、kg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%此外，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，所以將其近似計入各給 出的工序損耗內(nèi)，所以總收率為：86%< 70%< 71%=42.742%3.1硝化反應(yīng)反應(yīng)方程式：HN03NHCHCHO N2CHCHONO HNO61.0863170.083.2合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)方程式：+ =123.11118.96178.0163.3縮合反應(yīng)反應(yīng)方程式NHCHCHONO, HNO+17

6、0.08178.016211.1748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)物料名稱規(guī)格質(zhì)量比物料名稱規(guī)格氨基乙醇> 99%1w發(fā)煙硝酸98%發(fā)煙硝酸98%10w乙醚無水乙醚無水15.02w氨基乙醇硝| 酸酯進(jìn)料計算：質(zhì)量比8.95w15.02W2.32w氨基乙醇：20+ 42.742%=46.79kg體積 46.79 - 1020=0.04587m=45.87L發(fā)煙硝酸：346.79 X 10+ 1895=0.246913m=246.91L乙醚：46.79 X 15.02 - 713.4=0.985121m3=985.12L出料計算:氨基乙醇硝酸酯：46.79 X 2.3

7、2=108.55kg發(fā)煙硝酸：46.79 X 8.95 - 1895=0.22099m3=220.99L乙醚：46.79 X 15.02 - 713.4=0.985121m3=985.12L(2)合成煙酰氯鹽酸鹽入料出料物料名稱規(guī)格質(zhì)量比煙酸98%0.63w氯化亞砜> 85%1.73w物料名稱氯化亞砜規(guī)格> 85%煙酰氯鹽酸鹽質(zhì)量比1.12w0.66w出料進(jìn)料進(jìn)料計算：煙酸：46.79 X 0.63=29.48kg氯化亞砜：46.79 X 1.73 - 1640=0.04936m?=49.36L出料計算：氯化亞砜：46.79 X 1.12 - 1640=0.03195m3=31.9

8、5L物料名稱碳酸氫鈉氯仿碳酸鉀溶液無水硫酸鎂水乙醇乙醚入料規(guī)格99%> 99.5%10%質(zhì)量分?jǐn)?shù))> 98%去離子水無水無水質(zhì)量比1.16w12.63W12.51W1.34W3.47W1.66w1.50w物料名稱氯仿氯化鈉無水硫酸鎂水乙醇乙醚尼可地爾硝酸鈉碳酸氫鈉碳酸鉀出料規(guī)格質(zhì)量比12.63W0.25w1.34W3.47W1.66w1.50w0.427w0.18w0.63w1.25w煙酰氯鹽酸鹽：46.79 X 0.66=30.88kg(3)縮合精制反應(yīng)進(jìn)料計算：碳酸氫鈉：46.79 X 1.16=54.28kg水：46.79 X 3.47 - 1000+585.34 X 90%

9、 1000=0.68917mi=689.17L氯仿：46.79 X 12.63 - 1480=0.399295m3=399.30L碳酸鉀溶液：46.79 X 12.51=585.34kg碳酸鉀：585. 34X 10%=58.53kg乙醇：46.79 X 1.66 - 乙醚：46.79 X 1.5 - 1640=0.04279m3=42.80L無水硫酸鎂：46. 79X 1.34=62.70kg出料計算：氯仿：46.79 X 12.63 - 1480=0.399295m'=399.30L無水硫酸鎂：46. 79X 1.34=62.70kg乙醇：46.79 X 1.66 - 789=0.

10、09844m1=98.44L乙醚：46.79 X 1.5 - 1640=0.04279mi=42.80L氯化鈉：46.79 X 0.25=11.70kg硝酸鈉：46.79 X 0.18=8.42kg碳酸氫鈉：46. 79X 0.63= 29.48kg碳酸鉀：46.79 X 1.25=58.49kg尼可地爾：46.79 X 0.427=20.00kg水：46.79 X 3.47 - 1000+585.34 X 90% 1000=0.68917mi=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)品工序物料投料比收

11、率質(zhì)量/kg密度/（g?-30、 cm ）體積/L終產(chǎn)品尼可地爾20硝酸酯2.320.86246.9硝化反應(yīng)發(fā)煙硝酸101.8951氨基乙醇11.0445.780.713985.1乙醚15.0242煙酰氯鹽酸鹽0.6630.88成鹽反應(yīng)煙酸0.6329.48氯化亞砜1.731.6449.36尼可地爾20碳酸氫鈉1.1654.28689.1水3.4717縮合，精制氯仿12.631.48399.30碳酸鉀1.2558.53乙醇1.660.78998.44乙醚1.51.6442.80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)律萍木退彳&OII如仙£詢i、觸U按n ¥圖1反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖另外，該工序還有減壓蒸餾、過濾、干燥等操作，相應(yīng)設(shè)備如下所示:ft* M圖2減壓