年产500吨对乙酰氨基酚的车间工艺设计.docx
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年产500吨对乙酰氨基酚的车间工艺设计
年产500吨对乙酰氨基酚的车间工艺设计
一生产任务
二产品介绍及前景展望
三生产工艺路线选择
1对乙酰氨基酚的二步合成法
2对乙酰氨基酚的一步合成法对氨基酚乙酰化
3车间布置
五物料衡算
1酰化反应罐的物料衡算
2酸洗离心机的物料衡算
3水洗离心机的物料衡算
4精制脱色罐的物料衡算
5精制结晶罐的物料衡算
6精制离心罐的物料衡算
7流化床的物料衡算
六能量衡算
1反应罐能量衡算基本公式
2比热容的计算
3能量衡算
七主要工艺设备计算
1工艺设备选型原则
2主要工艺设备计算
3主要设备选型
八技术安全及劳动保护
九原辅料成品的质量标准
1原辅料成品的质量标准
2包装材料
十课程设计总结
十一参考文献
一生产任务
1设计项目对乙酰氨基酚的车间工艺设计
2设计规模年产500万吨
二产品介绍及前景展望
对乙酰氨基酚是目前主要用于解热镇痛的OTC药物其解热镇痛作用与阿司匹林相当抗炎作用极弱对胃肠道无明显刺激适合于不宜使用阿司匹林的患者为一线止痛药对氨基酚乙酰化
方法将对氨基酚加入稀乙酸中再加入冰醋酸升温至150℃反应7h加入乙酐再反应2h检查终点合格后冷却至25℃以下抽滤水洗至无乙酸味抽干得粗品此方法的收率为90
方法将对氨基酚冰醋酸及含酸50以上的酸母液一起蒸馏蒸出稀酸的速度为每小时馏出总量的十分之一待内温升至130℃以上取样检查对氨基酚残留量低于25加入稀酸含量50以上冷却结晶抽滤先用少量稀酸洗涤再用大量水洗至滤液接近无色得粗品此方法的收率为90-95
在冰醋酸中用锌还原对硝基苯酚同时乙酰化得到对乙酰氨基酚
将对羟基苯乙酮生成的腙置于硫酸酸性溶液中加入亚硝酸钠转位生成对乙酰氨基酚精制方法将水加热至近沸时投入粗品升温至全溶加入用水浸泡过的活性炭用稀乙酸调节至pH42-46沸腾10min压滤滤液加少量重亚硫酸钠冷却至20℃以下析出结晶抽滤水洗干燥得原料药扑热息痛成品
2对乙酰氨基酚的工艺流程
21对乙酰氨基酚初制
对氨基苯酚和冰醋酸经配料锅配料后加入酰化釜酰化得到湿的对乙酰氨基酚粗品
1对于稀酸料和粗品来说第1～3小时蒸酸速度在40～60L半小时温度不高于117℃第稀酸料为032～036MPa母液套用为035～040MPa整个反应过程约为11～13小时蒸酸总量在640～800L之间
按规程开动离心机放入欲离心料液进行离心离心分离母液和固体物料后用稀醋酸冲洗物料按规定时间冲洗置换物料中的母液再用去离子水冲洗按规定时间冲洗置换物料中的稀醋酸然后按规定时间继续甩滤后停机出料酸洗后的液体和母液共用回收后套用水洗的液体为废液送往污水处理站处理每吨湿粗品得酸洗用量为340～584L水洗用量为523～800L所得物料在检测水分和对氨基苯酚含量水分控制在80以内对氨基苯酚含量不大于50ppm并进行物料衡算每批稀酸投料折干后得重量范围为1300～1500kg折干母液套用粗品为1480～1760L母液套用次数最高为8次
初制流程图
22对乙酰氨基酚提纯
对于酸处理外循环料来说蒸酸速度控制在≤80L半小时蒸酸控制在860～940L之间蒸酸过程约需6～8小时
按规程开动离心机离心机内放入物料后离心分离液体和固体按规定冲洗量的稀醋酸冲洗固体物料所得液体回收利用再用去离子水按规定冲洗量得去离子水冲洗按规定时间继续甩滤1-2分钟后停机出料水洗的液体为废液送往污水处理站每吨湿酸处理外循环了的酸洗用量为475～725L水洗用量为1125～1625L所得物料要检测水分和对氨基苯酚含量水分控制在100以内对氨基苯酚含量不大于50ppm并进行物料衡算酸处理外循环料每批折干后1300～1500kg折干回收母液1100～1200L
精制离心后的湿对乙酰氨基酚进入振动流化床干燥机内并调节振动流化床干燥机的热气通风量使物料被烘干干燥温度80～100℃进料速度不能超过起上限50kgmin干燥后的物料在经过冷风冷却降温至50±10℃振动流化床干燥机出完料后进行物料收率计算本工序收率应不低于95干燥并降温的物料经测试合格后按ZLSOPZK00500取样用快速水分测定仪测其水分水分小于≤05方可真空输送到二维混合机内混合
干燥并降温的物料经测试合格后真空输送到二维混合机内混合达到要求批量并在不超过规定装料量2000～5400kg的情况下混合15～20min停止出料
精制工艺流程图
23外循环工序
采用双效浓缩装置在蒸发室保持一定的负压换热器提供热能使精制母液中的水分在负压下不断的被蒸发在一效与二效的蒸发室和换热器之间形成流换热器蒸汽压力不超过035Mpa
精制母液在双效蒸发器内循环3～35小时后蒸发室中已有晶体生成这时停止循环自换热器底部通蒸汽加热溶解管程中的物料并给整个系统加压当压力表显示01～02Mpa时将热溶液自双效蒸发装置压入结晶罐中降温结晶至25-35℃离心脱水得外循环料
3车间布置
本工程设计是单体厂房设计整个操作过程都要在同意厂房内即生产的酰化工段精制工段外循环工序都在同一建筑内整个生产车间为四层建筑钢筋混凝土结构根据对乙酰氨基酚的生产工艺特点酰化配料车间在四层以便于物料利用为差输送到三层的酰化反应车间的生产环境洁净区域包括精制洁净区精致离心区烘干区域混合区域粉碎区域待验区套袋区缓冲区及更衣区其均为洁净区结晶级别为10万级与生产有关的其他区域为非洁净区各车间之间相互独立而又方便物料运输有利于生产一层设有行政管理接待区域便于管理和生产所有车间内部不同洁净区之间以及洁净区域内部区域的人流物流各自独立完全符合GMP标准
31布置原则
根据《药品生产质量管理规范》及本项目生产工艺特点确定以下布置原则
按生产工艺流向合理布置避免人物流交叉减少污染
车间内区域划分清楚洁净区域相对集中使生产管理方便
充分利用厂房高度利用位差使物料在管道内垂直输送尽量缩短物料输送距离节约能源降低消耗
32我国GMP1998年修订附录规定了药品生产洁净室区的空气洁净度划分四个级别
洁净度级别尘粒最大允许度个m3微生物最大允许度≥05ūm≥5ūm浮游菌个m3沉降菌个m3100级350005110000级350002001003100000级350000200020010300000级1050000060001533物料存放区域及生产辅助用室的布置
1洁净厂房内应设置与生产规模相适应的辅助原料半成品成品存放区域宜尽可能靠近与其相联系的生产区域以减少过程中的混杂与污染存放区域内宜设置待验区合格品区或采取能够有效控制物料待验合格状态的措施不合格品必须设置专用存放
2取样室宜设置在仓储区取样环境的空气洁净度等级同初次使用该物料的洁净室区
3称量室应放置在洁净室区空气洁净度等级同初次使用该物料的洁净室区
4备料室宜靠近称量室其空气洁净度等级同初次使用该物料的洁净室区
5洁净工具洗涤存放室宜设置在洁净区域外如需设在洁净室区内其空气洁净等级英语本区域相同并有防水污染的措施
6维修保养室可设在洁净室区外
34安全出口及安全措施的布置
国家标准GBJ16-87《建筑设计防火规范》规定厂房安全出口的数目不应少于两个对制药企业来说洁净厂房每一生产层或每一洁净区安全出口数目除了符合国家标准GBJ16-87的规定外安全出口的设置应满足疏散距离的要求人员进入空气洁净度100级10000级生产区的净化路线不得作为安全出口使用
安全疏散门应向疏散方向开启且不得采用吊门转门推拉门及电控自动门在防爆要求的洁净室依靠外墙布置当不能靠外墙时应考虑向屋外泄爆并应有足够的泄压面积
35卫生条件
1操作人员应按规定穿戴好工作服保持个人清洁方可进入生产作业区
2使用设备容器管道等均应按相应要求进行清洁需要消毒的消毒
3生产中废物应及时运出车间送到规定地点
4每完成一工序应及时清场保持操作场地清洁并做好清场记录
五物料衡算
计算依据
年产量500吨
年工作日300天
日产量5000003001666667kg天
收率8597
对乙酰氨基酚分子量对氨基苯酚分子量151161091013855
对乙酰氨基酚收率对乙酰氨基酚产量对氨基苯酚13855×100
物料计算以日产量为基准
1酰化反应罐的物料衡算
年产量为500吨一年按300个工作日计算可得出日产量为
500吨300天1666667㎏天
因为此物料衡算时以唐山双龙生物药业为模型在此基础上进行扩建和改造所以改造后产品的收率仍为改造前的收率即8597
又因为产品收率对乙酰氨基酚产量对氨基苯酚138558597
则对氨基苯酚投料量1666667㎏0859713855139925㎏
根据对乙酰氨基酚生产设计的经验公式
对氨基苯酚投料量冰醋酸含量089～091139925㎏
此物料衡算中运用经验常熟090并且冰醋酸含量为98
则投入冰醋酸量139925㎏090098128503㎏
根据唐山双龙生物药业的参考公式可得
总投料量母液量11
因为总投料量对氨基苯酚冰醋酸139925㎏128503㎏268428㎏
由此的投入反应罐母液量为268428㎏1268428㎏
综合以上计算得
进料①
对氨基苯酚投料量1666667㎏0859713855139925㎏
冰醋酸投料量139925㎏090098128503㎏
进料②
进入反应罐的母液量268428㎏1268428㎏
出料③
此工艺过程可近似不考虑损耗即完全出料
即出料③对氨基苯酚投料量冰醋酸投料量投入反应罐的母液量
139925㎏128503㎏268428㎏
536856㎏
完全进入离心机中的进料①
2酸洗离心机的物料衡算
根据稀醋酸的浓度渗滤槽中剩余母液的粘度和质量确定酸洗工艺过程中加入醋酸的质量因为本设计采用的醋酸浓度为40又根据经验公式HAC对乙酰氨基酚溶液1767
所以确定投入稀醋酸量对乙酰氨基酚溶液767536856㎏767
69994㎏
根据酸洗离心机的酸洗能力和物品的粘度得出经验离心率为6698所以
离心出来的母液总投料量6698
536856㎏69994㎏6698
406468㎏进入回收工艺
以此计算出
湿品对乙酰氨基酚总投料量-离心出来的母液
536856㎏69994㎏-406468㎏
200382㎏
综合以上计算得
进料①来自于酰化反应罐的出料③
对乙酰氨基酚溶液536856㎏
进料②
投入稀醋酸量对乙酰氨基酚溶液767536856㎏76769994㎏
出料③
湿品对乙酰氨基酚总投料量-离心出来的母液
536856㎏69994㎏-406468㎏
200382㎏
进入水洗离心工艺进料①并且要保证湿品中HAC含量≤25本设计计算时取25
出料④离心出来的母液总投料量6698
536856㎏69994㎏6698
406468㎏
3水洗离心机的物料衡算
根据湿品中含醋酸量和湿品对乙酰氨基酚的纯净度投入洗剂水与对乙酰氨基酚的比例710
所以洗剂水量湿品对乙酰氨基酚710200382㎏710140267㎏
又根据离心机的脱水能力经验值为42
所以脱水量总投料量42200382㎏140267㎏42143073㎏
并且要保证湿品中含水量应≤3本次设计计算中采用3
由于设备的原因造成洗涤过程中有损耗一般为065～070本次设计取值为068所以可确定
损耗量200382㎏140267㎏0682316㎏
以此得出粗品对乙酰氨基酚总投料量-损耗-量脱水量
200382㎏140267㎏-2316㎏-
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