2010制药工程学-制业末设计各论.ppt

制药工程学; 第十章 制药车间设计各论 ;1、反应步骤多、工艺路线长、过程较复杂； 2、使用易燃易爆有机溶媒 、有毒有害及腐蚀性物质； 3、操作过程中有高温、高压等工艺条件 ； 4、配套公用工程条件要求较高 设计建筑时应考虑公用工程配套的均衡性、合理性及节能措施； 5、原料药精制岗位有洁净度要求，设计中要---按现行GMP要求设置精烘包洁净区。 ;; 年产500kg环丙孕酮车间工艺设计;1、产品名称及产量 环丙孕酮：500kg∕年 2、年工作日及生产班次 年工作日：300天/年，生产班制：3班/天。 ; 本项目设计产品生产工艺资料由建设单位提供。 工艺资料---包括各步反应化学方程式、原辅料配比、操作条件、操作周期、各步反应收率及原辅料、中间体、成品等物化性质。; 生产采用化学合成法，以17α-羟基黄体酮作为起始原料，经过脱氢、加成、酰化、环氧??氯化、精制等化学、物理过程生产---环丙孕酮产品。 ;本车间分七个工段： 第一工段为Δ6和Δ1.6的制备，它以17α-羟基黄体酮为原料，经过第二步脱氢而得； 第二工段为环丙物制备； 第三工段为酰化物精品制备； 第四工段为环氧物制备； 第五工段为氯化物制备； 第六工段为环合物制备； 第七工段为精烘包工段。;略;（以第一工段Δ6的制备为例） A、在反应罐中加入乙酸乙酯，然后加入起始原料C000（17α-羟基黄体酮）及TCBQ（四氯苯醌），升温回流溶解，回流反应5h,减压浓缩回收乙酸乙酯。 B、回收乙酸乙酯后的反应产物放入冷冻结晶罐进行冷冻结晶3.5h，然后进行离心洗涤，结晶物在60℃下烘干6-8h。 C、烘干物进行二次碱洗（4.5h)，然后过滤洗涤，最后在80℃下干燥6-8h，得Δ6中间体用于下步反应。; （第一工段Δ6的制备为例）Δ6制备过程涉及到的单元操作过程： ①、间歇回流反应； ②、减压浓缩； ③、冷冻结晶； ④、离心及洗涤； ⑤、干燥（真空干燥）； ⑥、萃取（碱洗）； ⑦、过滤（压滤）； ⑧、干燥（带压干燥）。; （以Δ6制备为例） （1）、投料及配比 以C000即17α-羟基黄体酮为基准，列出生产制备Δ6所需投料及配比表。;（2）、年生产批数计算 根据生产工艺，Δ6制备生产周期约为40h，按2d计算，年工作日取300d，则年生产批数为300/2=150（批/年）。 ;（3）、物料衡算过程 ①、每批起始原料投料量计算 根据成品的年产量及每步收率（或总收率）计算起始原料C000的总投料量为2773.68kg/a，则其批投料量为2773.68/150≈18.5(kg/批)。 ②、Δ6制备物料衡算 依据Δ6制备过程各单元操作的原料单位消耗，进行物料衡算，并绘出以下的物料平衡图。 图中各物料流的单位为kg/批。 ; C000（17α-羟基黄体酮） ; 药物生产过程均需要有系统吸收能量或放出能量。相应地，外界需对系统提供能量或移出能量。 由此确定外供的公用工程消耗，如蒸汽、冷冻水、循环水等用量。 ;;（1）、加成反应罐容积计算 乙酸乙酯投料量为399.6kg，约合443.8L。 TCBQ投料量为28kg，约合9.3L C000（17α-羟基黄体酮）投料量为118.5kg，约合6.2L。 以上物质合计443.8+9.3+6.2=459.3(L)。 考虑到本步反应为较为温和的吸热反应，故取装料系数为0.9。 计算反应罐容积为459.33/0.9=510 L。选用500LK型搪玻璃反应罐，其常用参数如下：计算容积588L,夹套换热面积22.6m2,电机功率2.2kw,容器内公称压力0.25∽1.0Mpa,夹套内公称压力0.6Mpa。;（2）、回流反应过程操作条件 反应罐：常压回流反应，蒸汽加热，反应温度77℃ 回流冷凝器：循环水冷却，单程列管，不锈钢材质，物料走壳程，循环水走管程。 ;（3）、回流冷凝器的冷却水用量及换热面积计算 回流冷凝器---主要是对反应罐中蒸发的乙酸乙酯进行冷凝，而乙酸乙酯的蒸发量取决于反应罐加套加热面积、加热蒸汽的压力以及反应热情况。 乙酸乙酯的蒸发： Q1=Q2+Q3 式中 Q