制药工程原理与设备-07制药工程与工艺设计2.ppt

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1、一、工艺流程的选择一般制药生产过程包括三个阶段:原料→预处理→化学反应→分离纯化→产品→制剂→药生产同一种产品多数情况下可采用多种不同的生产路线，即使采用相同的原料路线，具体的工艺安排或操作指标也有差别，到底采用哪种生产路线，必须对路线进行经济评价分析，找到技术先进，产品成本低，收率高，投资少，能耗低，同时又完全环保的工艺路线（即可对各方案进行比较，找到经济安全环保生产工艺路线）。例1：混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯混酸组成：HNO347%、H2SO449%、H2O4%；氯苯与混酸中HNO3的摩尔配比为1:

2、1.1，硝化温度：80℃；硝化时间：3h；硝化废酸中含硝酸<1.6%，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的1%。反应特点：氯苯、硝基氯苯与混酸不互溶。反应结束两相分层，混酸中尚有少量硝基氯苯及未完全反应的硝酸；同时，废酸中含有大量不参加反应的H2SO4；如何充分利用未反应的硝酸及回收混酸层中的硝基氯苯和H2SO4是决定合成工艺的关键。方案1：硝化－分层方案方案2：硝化－分离－萃取方案方案3：硝化－分离－萃取－浓缩方案例2：混酸硝化苯制备硝基苯混酸组成：HNO35%、H2SO465%、H2O30%；苯与混酸

3、中HNO3的摩尔配比为1:1.1，反应压力：0.46MPa；反应温度：130℃；反应后的硝化液进入连续分离器，分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为120℃；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。方案1：间接水冷－常压浓缩方案方案2：原料预热－闪蒸浓缩方案二、设备利用率的提高由于工艺反应、生产任务、转化率等各个方面的影响，使得工艺流程中的各步设备容量有所不同，为充分利用设备，必须安排好生产过程中上步反应产物量与下步反应原料量之间的问题，即处理好工艺设备的衔接和利用问题。其原则如下：1.反应中间产

4、物不易变质时，工艺流程采用不同生产能力的容器，在两步反应中间增设贮槽，使整个工艺生产连续化；2.反应中间产物易变质时，工艺流程采用相同生产能力的容器，实行生产周期长的多釜生产，生产周期短的少釜生产的原则；三、工艺流程图初步设计阶段：工艺流程框图(BlockFlowSheet)工艺流程示意图(SimplifiedFlowSheet)工艺流程图(ProcessFlowDiagram,PFD)物料流程图带控制点工艺流程图(ProcessControlDiagram,PCD)施工图设计阶段：带控制点工艺流程图（又

5、称：管道及仪表流程图）(Piping&InstrumentationDiagram,PID)工程设计1.工艺流程框图工艺路线和生产方法确定后，物料衡算前绘制的一种定性图纸，不编入设计文件中，主要为物料衡算计算方便。①主要内容：Ⅰ、以方框表示单元过程，圆框表示单元反应，并加注必要文字说明；Ⅱ、以箭头表示物料和载能介质流向，并辅以文字注释；②例:阿司匹林工艺流程框图阿司匹林工艺流程框图２.工艺流程示意图定性图纸，内容比框图详细，不编入设计文件。①内容：Ⅰ、以几何图形表示设备示意图，设备之间的竖向关系；Ⅱ、反映

6、全部原料、中间体和三废的名称及流向；②例：阿司匹林工艺流程示意图阿司匹林工艺流程示意图３.物料流程图以图形和表格相结合的形式反映设计计算结果的图样，编入正规设计文件中。Ⅰ．内容：①图形中包括装置方块或设备轮廓图形、物料流程线等；②标注过程装置名称或设备位号、名称；流程中原料、中间体、辅助材料和三废等的代号，说明等；③物料衡算表物料代号、物料名称、物料组成、流量、压力、温度状态及来源去向等；④标题栏：图名、图号、设计阶段等。Ⅱ．例：氯苯硝化物料流程图①在工艺流程示意图中表示的物料流程图序号物料名称流量/kg

7、h-1HNO3H2SO4H2O氯苯硝基氯苯总计1补充硫酸2.40.22.62硝酸2304.7234.73回收废酸237.614.7252.34配制混酸23024019.6489.65萃取氯苯403.418.7422.16硝酸损失2.32.37硝化液909.48粗硝基苯2.40.26.1569.3578.09分离废酸5.2237.682.95.7331.410氯苯416.8416.811萃取废酸237.684.44.1326.112浓缩蒸汽73.813冷凝液73.814废水69.769.715回收氯苯4.

8、14.1②用框图绘制物料流程图①按确定的工艺路线画出流程示意图，反应及过程名称用双框图表示，同时标注过程名称、流程号；②流程图左边为原料和中间体的物衡表，包括物料名称、组成、数量、物料的流向；③流程图右边为主要副产品及三废的物衡表，标注名称、组成、数量、去向等；④物料的流向用粗实线表示，其它用细实线表示。4.带控制点工艺流程图亦称管道及仪表流程图（PID），反映某个过程中所有设备、物料之间的各种联系，是化工工程设计的主要依据；