制药工艺学(化药工艺4).ppt

二、物料衡算对全塔进行总物料衡算得对苯进行物料衡算得由塔顶馏出液中苯的回收率得联解式(a)、(b)和(c)得=80kmol?h-1，=120kmol?h-1，=0.985二、物料衡算表1苯和甲苯精馏过程的物料平衡表摩尔组成/%苯：0.01甲苯：0.99输??入物料名称流量/kmol?h-1摩尔组成/%输??出物料名称流量/kmol?h-1苯和甲苯混合液200苯：0.4甲苯：0.6馏出液80釜液120总计200?总计200?二、物料衡算化学过程为了进行物料衡算，应根据中试放大数据或生产操作记录，收集下列各项数据：反应物的配料比，原辅材料、半成品、成品及副产品等的名称、浓度、纯度或组成等。收集有关计算数据2.限制反应物在参与反应的反应物中，其中之一为有限的，以最小的化学计量存在的反应物。二、物料衡算3.过量反应物该反应物超过与限制反应物反应的化学计量。反应物的过量程度，常以过量百分数表示，即二、物料衡算4.反应完全程度这是用以衡量反应是否进行完全。二、物料衡算二、物料衡算5.转化率对某一组分来说，反应物所消耗的物料量与投入反应物料量之比简称该组分的转化率。一般以百分率表示。二、物料衡算单程转化率与总转化率某些化学反应过程，主要反应物经一次反应的转化率不高，甚至很低，但未反应的主要反应物经分离回收后可循环使用，此时的转化率有单程转化率和总转化率之分。二、物料衡算单程转化率与总转化率例2用苯氯化制备氯苯时，为减少副产物二氯苯的生成量，应控制氯的消耗量。已知每100mol苯与40mol氯反应，反应产物中含38mol氯苯、1mol二氯苯以及61mol未反应的苯。反应产物经分离可回收60mol的苯，损失1mol苯。试计算苯的单程转化率和总转化率。二、物料衡算01苯的总转化率：02单程转化率与总转化率03苯的单程转化率：6.收率（产率）某重要产物实际收的量与投入原料计算的理论产量之比值，也以百分率表示。二、物料衡算二、物料衡算7.选择性各种主、副产物中，主产物所占分率。二、物料衡算例3：甲氧苄氨嘧啶生产中由没食子酸经甲基化反应制备三甲氧苯甲酸工序，测得投料没食子酸25.0kg，未反应的没食子酸2.0kg，生成三甲氧苯甲酸24.0kg，求转化率、选择性和收率。二、物料衡算PART1二、物料衡算实际测得的转化率、收率和选择性等数据将作为设计工业反应器的依据，同时这些数据是评价这套生产装置效果优劣的重要指标。二、物料衡算8.车间总收率一个化学合成药物的生产过程由若干物理及化学反应工序组成，车间总收率为各个工序收率的乘积。二、物料衡算例4：甲氧苄氨嘧啶生产中，有甲基化反应工序（甲基化反应制备三甲氧苯甲酸）Y1＝83.1％；SGC酯化反应工序（酯化反应制备三甲氧苯甲酸甲酯）Y2＝91.0％；肼化反应工序（肼化反应制备三甲氧苯甲酰肼）Y3＝86.0％；氧化反应工序（应用高铁氰化钾制备三甲氧苯甲醛）Y4＝76.5％；缩和反应工序（与甲氧丙氰缩合制备三甲氧苯甲醚苯烯氰）Y5＝78.0％；环合反应工序（环合反应合成三甲氧苄氨嘧啶）Y6=78.0%;精制Y7＝91.0％，求车间总收率。二、物料衡算PART1二、物料衡算例5在间歇釜式反应器中用浓硫酸磺化甲苯生产对甲苯磺酸，其工艺流程如图所示，试对该过程进行物料衡算。已知每批投料量为：甲苯1000kg，纯度99.9%(wt%，下同)；浓硫酸1100kg，纯度98%；甲苯的转化率为98%，生成对甲苯磺酸的选择性为82%，生成邻甲苯磺酸的选择性为9.2%，生成间甲苯磺酸的选择性为8.8%；物料中的水约90%经连续脱水器排出。此外，为简化计算，假设原料中除纯品外都是水，且在磺化过程中无物料损失。二、物料衡算解：以间歇釜式反应器为衡算范围，绘出物料衡算示意图。原料甲苯：1000kg纯度99.9%浓硫酸：1100kg纯度98%磺化液脱水器排水苯磺化釜二、物料衡算图中共有4股物料，物料衡算的目的就是确定各股物料的数量和组成，并据此编制物料平衡表。对于间歇操作过程，常以单位时间间隔(一个操作周期)内的投料量为基准进行物料衡算。二、物料衡算进料：原料甲苯中的水量为：1000-999=1kg浓硫酸中的硫酸量为：1100?0.98=1078kg浓硫酸中的水量为：1100-1078=22kg进料总量为：1000+1100=2100kg，其中含甲苯999kg，硫酸1078kg，水23kg。原料甲苯