1、目錄第1章概述11.1設計依據1設計的目的1設計遵循的技術法規 11.2產品簡介21.2.1 概述2產品名稱2化學結構、分子式及分子量21.3產品合成工藝路線的論證 3第2章 工藝流程設計及工藝過程 52.1工藝概述52.2工藝流程設計5肟鹽處理反應工段52.2.2 518-1反應工段 6后處理工段72.3工藝流程框圖8肟鹽處理反應工段工藝流程框圖82.3.2 518-1反應工段和后處理工段反應流程圖 9第3章物料衡算103.1概述103.2物料衡算的原理103.3物料衡算的基準與任務 10衡算基準10設計任務103.4各步驟收率 103.5各反應單元11游離反應11萃取洗滌13冷卻濃縮14醚

2、化和硅烷化 15分層萃取17濃縮與頂蒸 19離心工段203.5.8 干燥22第4章熱量衡算234.1熱量衡算依據234.1.1 設備的熱量平衡方程式 23熱量衡算基礎數據的計算和查取234.2總體能量衡算244.3能量衡算目的244.4干燥工序的熱量衡算24第5章 設備選型和計算 265.1工藝設備選型概述 265.2GMP對設備選型和安裝的要求 265.3計算依據265.4主要反應設備選型27反應釜27計量罐305.4.3 儲罐32高效過濾器 33冷凝器34離心泵34廢液貯池35第6章 車間布置設計 366.1工廠設計的內容與規范 366.2車間概況36621車間形式37廠房的層數 37廠房

3、平面布置376.3設備布置的基本要求 38設備排列順序38設備排列方法 38操作間距38第7章 “三廢”處理及綜合利用 397.1 “三廢”排放情況 39廢水處理39廢氣處理39廢渣處理407.2噪聲污染情況及處理407.3套用與回收利用40第8章 勞動組織與崗位定員 418.1勞動組織418.2崗位定員41第9章 生產車間防火安全管理規定 429.1車間技術要求429.2安全與維修43第10章 生產和勞動保障 4410.1車間安全生產原則4410.2個人防護守則4410.3動火規定4510.4安全用電 4510.5動力使用45此文檔僅供學習和交流10.6環境衛生4510.7防火防爆原料性質分

4、類45結語47參考文獻48致謝50附錄51附錄1設備一覽表51附錄2帶控制點的工藝流程圖 51附錄3反應釜裝配圖 51附錄4平面圖和立面圖 51年產100噸克拉霉素中間體 518-1車間工藝設計摘要：本設計是按年產100噸（2',4"-0-雙三甲基硅烷基）-紅霉素A-9-O-（1-乙氧基-1-甲乙基）肟（518-1） 的量進行的車間工藝設計。該物質是合成克拉霉素的關鍵中間體。克拉霉素是新一代大環內酯類抗生素， 臨床應用廣泛。本次設計采用的工藝路線為：以硫氰酸紅霉素肟為原料、氨水為堿、二氯甲烷為有機溶劑進行游離反應后得到紅霉素A肟，然后以紅霉素A肟為原料，通過2-乙氧基丙烯進行

5、醚化反應保護肟羥基， 再用三甲 基氯硅烷進行硅烷化反應， 經離心、干燥后得到克拉霉素關鍵中間體， 整個工藝過程總收率可以達到 86%。設計內容主要包括車間工藝設計依據、工藝流程設計、物料衡算、能量衡算、工藝設備選型與計算、 車間布置設計、三廢處理、勞動保護、安全生產、工程經濟等內容。設計所得成果主要有設計說明書和相 應的圖紙，其中圖紙包括反應釜裝配圖、工藝流程圖、設備一覽表、車間平面布置圖及剖面圖。關鍵詞：克拉霉素；518-1中間體；紅霉素肟；車間工藝設計第1章概述1.1設計依據設計的目的在抗生素時代的初期，紅霉素可謂是這個時代的先鋒，但是經過時代的變遷， 其藥效與副作用呈現嚴重的比例失調。然

6、而，經過近半個世紀的努力，科學家們 終于找到了許多比紅霉素本身更為優越的新型紅霉素類藥物，大環內酯類抗生素克拉霉素就是就是其中之一。作為 21世紀初最暢銷的抗菌藥物之一，現在世界 上許多國家已經將其投入臨床使用，同時并有60多個國家在研究開發這個產品， 以克拉霉素關鍵中間體為起點，衍生成多種類型的抗生素，使更好地服務于臨床， 這將是我們目前最為迫切也最為重要的一步。現在許多醫藥企業都在生產克拉霉素,那么對于力求在相對優越的環境下產出高純度的關鍵中間體將是我們這項設 計的首要任務。設計遵循的技術法規(1) 藥品生產質量管理規范實施指南(2001年版，中國化學制藥工業協會， 中國醫藥工業公司)；(

7、2) 藥品生產質量管理規范(2010年版，國家食品藥品監督管理局頒發)；(3) 環境空氣質量標準GB3095-1996;污水綜合排放標準GB8978-1996；(5) 工業“三廢”排放執行標準 GBJ4-73；(6) 建筑工程消防監督審核管理規定公安部第30號令；(7) 建筑結構設計統一標準 GB50068-2001；(8) 工業企業設計衛生標準TJ36-79；(9) 化工工廠初步設計內容深度的規定HG/20688-2000;(10) 化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定HG 20529-92；(11) 關于出版醫藥建設項目可行性研究報告和初步設計內容及深度規定的 通知國藥綜經字1995，第3

8、97號；(12) 化工裝置設備布置設計規定 HG 20546-92 ；(13) 工業企業噪音控制設計規范 GBJ87-85；1.2產品簡介概述克拉霉素是新一代半合成的大環內酯類抗生素，與細菌細胞核糖體50s亞基結合，抑制細菌蛋白質的合成而起到廣泛的抑菌殺菌作用，對革蘭陽性菌、陰性菌及厭氧菌等都具有很強的抗菌作用，對衣原體、支原體感染的抗菌活性是大環 內酯類抗生素中最強的。克拉霉素體外抗沙眼衣原體活性是紅霉素的710倍，為強力霉素的4倍。它在體內代謝而產生的14羥產物，具有生物活性，其抗菌 譜與克拉霉素本身相同，而且它們在體內的抗菌活性比體外提高。而合成克拉霉素其中一個重要的關鍵中間體就是(2

9、' , -O-雙三甲基硅烷基)-紅霉素A-9-0-(1- 乙氧基-1-甲乙基)肟(518-1),本車間工藝設計就是合成克拉霉素關鍵中間體 (518-1)。產品名稱(1) 化學名：(2',4-0-雙三甲基硅烷基)-紅霉素A-9-0-(1-乙氧基-1-甲乙基) 肟(2) 英文名：(2', 40-is( trimethylsilyl)-erythromycin A-9-O-( 1-ethoxy- 1-methylethyl) oxime化學結構、分子式及分子量(1) 化學結構：(2)分子式：C48H94O14N2Si2分子量：979.44 g/mol(4) 理化性質： 外觀：

10、白色結晶性粉末 密度：1.280g/cm3 沸點：838.422C 閃點：460.861C1.3產品合成工藝路線的論證對于紅霉素中間體，其質量的好壞關系到原料藥生產的收率和質量， 而其質 量的好壞不是檢測出來的，是設計生產出來的。為了找到符合經濟、資源等條件， 而且比較合理的工藝路線，要進行工藝論證。 作為大環內酯類常見的中間體，其 生產工藝路線在國內外已經比較成熟。紅霉素A肟分子共有6個羥基、1個肟羥基和1個叔胺基的甲基化活性基團。 早起的文獻報道，利用CBz來保護叔胺基，利用鄰氯芐氯進行 9位肟羥基的保 護，這些方法的保護劑毒性較高、對環境不友好，且6-甲基化紅霉素A收率較低，存在著諸多的

11、副產物（多甲基化產物和其他單甲基化產物），提純步驟復雜。 之后發展為通過烯丙基來保護 9位的肟羥基，通過硅烷化來保護2位的羥基、4 位的羥基，此法收率有所提高，但存在去保護基的步驟條件苛刻（如需要貴金屬催化）等問題，而且由于空間效應，3位的二甲胺基在甲基化的條件下難以轉化為 季銨鹽。于是，以硫氰酸紅霉素肟為原料，與氨水的堿性環境中生成紅霉素A肟分子，通過2-乙氧基丙烯進行醚化反應保護 9-肟羥基，再用三甲基氯硅烷進行硅 烷化反應得到關鍵中間體（2 ', 4"-0-雙三甲基硅烷基）-紅霉素A-9-0-（1-乙氧基-1- 甲乙基）肟（518-1）。具體反應方程式如下：MljOHC

12、H土口EtOiCHa)C=CH2Py HClImidazokOEt518-1本次設計是依據上述反應原理來進行的。采用的工藝路線為：以硫氰酸紅霉素肟為原料、氨水為堿、二氯甲烷為有機溶劑進行游離反應后得到紅霉素A肟,然后以紅霉素A肟為原料，通過2-乙氧基丙烯進行醚化反應保護肟羥基，再用 三甲基氯硅烷進行硅烷化反應，經離心、干燥后得到克拉霉素關鍵中間體（518-1）。第2章工藝流程設計及工藝過程2.1工藝概述本設計的的生產工藝的操作方式采用的是間歇式操作，整個工藝總體上分為 3個工段，分別為：肟鹽處理工段、518-1反應工段和后處理工段。具體包括 8 個反應單元過程，分別為：游離反應、萃取洗滌、冷卻

13、濃縮、醚化與硅烷化反應、 分層萃取、濃縮與頂蒸、離心、干燥。2.2工藝流程設計肟鹽處理反應工段(1) 游離反應 打開二氯甲烷中轉罐(V0302)進料閥，把回收合格的二氯甲烷或大貯罐內的新二氯甲烷用泵打入中轉罐(V0302)，將中轉罐中的二氯甲烷用泵打入反應釜(R0101)中。 關閉中轉罐進料閥、放料閥，關閉反應釜 (R0101)上進料閥。 然后打開反應釜人孔蓋，投放肟鹽，并攪拌，氨水咼位罐(V0301)內用泵抽入600L氨水備用。 然后打開氨水高位罐(V0301)的底部放料閥，把氨水放入反應釜(R0101) 中，同時觀察物料的溶解狀況。 攪拌30min，使物料全部溶解。 停止攪拌，靜置30mi

14、n，分層。有機層分入下面的中轉罐中。(2) 萃取洗滌 水層加入300L二氯甲烷，并攪拌，攪拌10min，靜置30min后分層，有 機層并入前面的有機層中。 水層再加入300L二氯甲烷，并攪拌，攪拌10min,靜置30min后分層， 有機層并入前面的有機層中，水層排棄。 用泵將中轉罐中的二氯甲烷層打入反應釜 (R0102)中。 轉料結束，打開水管，放入1000L水，攪拌10min，靜置30min后分層, 有機層放入下面的中轉罐中，水層排放。 用泵再將中轉罐中的二氯甲烷層打入反應釜 (R0102)中。 轉料結束，打開水管，放入1000L水，攪拌10min，靜置30min后分層,有機層放入下面的中轉

15、罐中，水層排放。 用泵再將中轉罐中的二氯甲烷打入反應釜 (R0102)中。 轉料結束，打開水管，放入1000L水，攪拌10min,靜置30min后分層， 有機層放入下面的中轉罐中，水層排放。 萃取洗滌結束。(3) 濃縮冷卻 用泵將中轉罐中的二氯甲烷層打入反應釜 (R0103)，靜置30min后用氮氣 壓入濃縮釜(R0103)中。 轉料畢，關閉進料閥和排空閥，打開二氯甲烷蒸出閥門和接收罐排空閥。 開始升溫，常壓蒸餾；控制濃縮釜內溫在40.0-410C之間進行蒸餾，同時 控制熱水溫度在65C。 當蒸至有物料析出時，停止蒸餾，取樣檢測水分(水分w0.1%)，如不合格，適當補加新鮮的二氯甲烷，然后繼續

16、蒸餾直到水分w0.1%。 蒸餾結束補加水分w 0.1%的二氯甲烷分散，再測水分w 0.1%。 水分合格后，用氮氣壓入反應釜。2.2.2 518-1反應工段(1) 醚化和硅烷化 夾套蒸汽烘釜(R0104)，烘至釜內溫度70.0C后關閉鍋底閥，繼續加熱至 釜內溫度超過100.0C，視釜內至干時停止加熱，冷卻至 C時即應蓋住 投料蓋，單留放空閥，并用氮氣保護。 反應釜烘好后，打開反應釜(R010 4)進料閥，接受肟鹽處理物，待接受完 畢。關閉進料閥，打開投料蓋取樣檢測(水分w 0.1%) 0如遇水分0.1%，用熱 水帶水至水分w 0.1%以下，再補二氯甲烷至反應量。 打開鹽水進出閥降溫度，降溫度至1

17、5.0C時，打開投料蓋壓去夾套鹽水，快速投入80kg吡啶鹽酸鹽。 攪拌10min后，再加入75kg 2-乙氧基丙烯。 夾套熱水升溫，當釜內溫度升溫至20.0C時，控制夾套熱水進出閥，讓 釜內溫度控制在C，待物料澄清后計時保溫30min。 保溫畢，打開投料蓋，投入咪唑 82kg，攪拌反應60min。 鹽水降溫至C時，開始均勻而緩慢的滴加87kg三甲基氯硅烷， 此文檔僅供學習和交流控制釜內溫度C之間，約60min滴加完畢。 滴畢，壓掉夾套鹽水，開熱水閥升溫，控制釜內溫度25.0-28OC,攪拌30min保溫。 保溫畢，關閉回流閥，加入飲用水 250L，攪拌15min,靜置30min分層。 用氮氣將

18、釜內料液壓至萃取釜(R0105),上層水溶液放入中轉罐。上層咪 唑水溶液放入中轉罐，結束后，反應釜關底閥，加入 700L飲用水清洗反應釜， 清洗后壓入萃取釜。(2) 分層萃取 5N堿液(50kgNa0H/200kg飲用水)配制好后打入高位槽(V0305)中。 降溫至萃取釜(R0105)內溫度為C時，緩慢而均勻加入已配制好 的5N堿液(控制釜內溫度C)，打開投料蓋測pH值，堿液用量以料液 pH值為為終點，pH調畢，攪拌5min，靜置半小時，復測pH (pH值應 為 )，分層。 打開缸底閥，將下層料層用氮氣壓入中轉釜，將釜內乳化層及上層用回收的400L二氯甲烷萃取，攪拌10min,靜置20min,

19、分層。將下層有機層連乳化層 一起壓入中轉釜，壓入完畢關掉中轉釜進料閥，打開萃取釜底閥，將上層水排如廢水溝。 中轉釜的有機層再加入700L飲用水，攪拌10min,測pH (pH值應為 )，靜置30min,分層，有機層轉入萃取釜(R0106)，水層排放。 將配制好的鹽水用泵輸送進入萃取釜 1200L，攪拌5min后，靜置30min, 分層，用氮氣把萃取釜的有機層物料壓入中轉釜，測水層pH (pH值應為), 水層棄去。 有機層再用已配好的鹽水1200L打入中轉釜洗滌、攪拌5min,靜置30min 分層，將下層有機層和乳化層用氮氣壓入萃取釜，壓畢，測水層 pHW 8,將上層 水層排入廢水溝，萃取釜的有

20、機層靜置 45min后，用氮氣壓入中轉釜。后處理工段(1)濃縮與頂蒸 料液轉移完畢，濃縮釜(R0107)改為夾套熱水升溫常壓蒸餾狀態，常壓蒸 出二氯甲烷，到儲罐(V0309和V0310)濃縮至釜內溫度50.0C料液綢厚時，調整 相關閥門和真空泵，改為減壓蒸餾，蒸出的二氯甲烷放入到儲罐(V0310和此文檔僅供學習和交流V0311)，直至釜內固體料析出繼續減壓蒸餾 1小時，取樣送檢518-1含量。 取樣畢，在每個濃縮釜中加入50L甲苯頂蒸至無餾分，蒸出的甲苯用氮氣壓入甲苯回收洗滌釜，控制釜內溫度不超過60OC，得到粗品。離心當溫度最終降至20C時，將濃縮料液出料于離心機，加入適量的水進行多 次洗滌

21、，離心得到的母液在母液沉降池沉降后， 用離心機將其抽至母液沉降罐沉 降后將上層清液吸去，洗滌至 pH值為7.0,檢測水分W 10%時送入烘箱干燥。(3) 干燥將檢測符合標準的物料送入烘箱，經水分、雜質檢測合格后得到克拉霉素中 間體成品，送至倉庫儲存。2.3工藝流程框圖肟鹽處理反應工段工藝流程框圖游離反應合并有機層CH2CI2分散圖2-1肟鹽處理反應工段工藝流程框圖2.3.2 518-1反應工段和后處理工段反應流程圖分層咪唑有機層調PH4洗滌離心干燥圖2-2518-1反應工段和后處理工段反應流程圖第3章物料衡算3.1概述在初步確定的工藝流程后，從定性估計轉入定量計算。通過對工藝流程中各 部分重要

22、生產工段詳細的物料衡算，得到原料、輔料、產品及中間損失相關量的 關系，從而計算出進入與離開每一過程或設備的各種物料數量、組成，以及各組分的比例。車間物料衡算的結果是車間能量衡算、設備選型、確定原材料消耗定額、精化管道設計等各種計算項目的依據。對于已經投產的生產車間，通過物料衡算可以尋找出生產中的薄弱環節，為改進生產、完善管理提供可靠的依據，并可以作為檢查原料利用率及三廢處理完善程度的一種手段。3.2物料衡算的原理物料衡算的理論依據是質量守恒定律。對任何一個體系，物料平衡關系式可表示為：輸入的物料量-輸出的物料量-反應消耗的物料量+反應生成的物料量=積累 的物料量。3.3物料衡算的基準與任務衡算

23、基準設計物料衡算的時間基準是天，質量基準是 kg。設計任務(1) 設計任務：年產100噸克拉霉素中間體518-1車間工藝設計(2) 工作日：330天/年，1天2批(3) 產品凈含量：99%含水量：0.5%(5)則每天的凈產量為：年產量 克拉霉素中間體凈含量1000年工作日100 99% 1000300330克拉霉素中間體的日凈產量3.4各步驟收率(1)肟鹽處理工段各步驟收率所以肟鹽處理工段收率為：0.95X 0.99X 0.99=0.93=93%(2) 518-1反應工段各步驟收率所以肟鹽處理工段收率為：0.95X 0.99=0.94=94%(3) 后處理工段各步驟收率所以肟鹽處理工段收率為：

24、0.99X 0.98=0.97=97%表3-1 各反應單元收率和總收率一覽表反應工段反應單元各反應單元收率各反應工段收率總收率游離反應95%肟鹽處理萃取洗滌99%93%冷卻濃縮99%醚化與硅烷化95%518-1后處理99%94%85%蒸餾濃縮99%萃取干燥離心98%98%干燥98%綜上所述，得總收率=0.93X 0.94X 0.97=0.86=85%,所以理論克拉霉素中間體日產量為300/85%=352.94。3.5各反應單元游離反應化學方程式:ch2ci2n0H紅霉素A肟化學名稱：硫氰酸紅霉素肟分子量:808.03氨水、氯甲烷35.0584.93748.94(1) 進料量【計算過程】以硫氰酸

25、紅霉素肟的量計算基準，則每天所需純硫氰酸紅霉素肟的投料量克拉霉素中間體日 凈產量 硫氰酸紅霉素肟分子量克拉霉素中間體分子量總收率 硫氰酸紅霉素肟化學純量：300 808°3 291.17979.44 85%99%硫氰酸紅霉素肟的粗投料量：291.17/99%= 293.94其中雜質含量：293.94 X 1%=2.94 氨水化學純量：281.27X 35.05/808.03=12.6320%氨水的粗投料量：12.63/20%=63.15其中水含量：63.15X 80%=50.52 二氯甲烷化學純量:1000X 99.9%=99999.9%二氯甲烷的粗投料量：1500 L其中雜質含量：

26、1500X 0.1%=1.5表3-2游離反應原料投料比一覽表物料名稱規格和純度分子量(g/mol)投粗料量(kg)化學純量(kg)水或雜質含量(kg)H無而余 Znr口二原料，99%808.03293.94291.172.77硫氰酸紅霉糸肟氨水工業級，20%35.0563.1512.6350.52二氯甲烷工業級，99.9%84.9315001498.51.50總計1857.091802.3054.79出料量【計算過程】 反應生成的物料紅霉素肟的量：理論純產量：291.17X 748.94X /808.03=269.88實際純產量：269.88X 95%=256.39硫氰酸銨的量：291.17X

27、 76.12X /808.03=27.43生成水的量：291.17X 18.02X /808.03=6.49 未反應完的物料硫氰酸紅霉素肟的量：291.17-256.39X 808.03/748.94=14.55氨水的量：(12.63 256.39X 35.05/748.94)+ 50.52=51.15 水雜質總量生成水的量：6.49其他水雜質量：2.77+1.50=4.27此文檔僅供學習和交流水雜質總量：6.49+4.27=10.76 二氯甲烷的量：1500X 97%=1455.00表3-3游離反應進出物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量(kg)質量百分比(%)密度(kg/L)體積(L)硫氰酸

28、紅霉素肟291.1715.261.28227.48氨水63.153.310.8871.76進料二氯甲烷1498.578.551.331126.69水雜質54.792.871.0054.79總計1907.61100.001480.72紅霉素肟256.3914.121.28200.30二氯甲烷1455.0080.151.331098.11硫氰酸紅霉素肟14.550.801.2811.37出料氨51.152.820.8858.13硫氰酸銨27.431.511.3121.02水雜質10.760.591.0010.76總計1815.28100.001395.48萃取洗滌說明：萃取洗滌工序的進料量主要為游

29、離反應工序的出料量。 進料時將硫氰酸銨、氨水、硫氰酸紅霉素肟合并至水雜質中(1) 進料量【計算過程】 紅霉素肟的量：256.39 水雜質總量硫氰酸銨的量：27.43硫氰酸紅霉素肟的量：14.55氨水的量：0.63其中水雜質的量：61.28水雜質總量：27.43+14.55+0.63+61.28=103.89 二氯甲烷的量加入二氯甲烷的量：300 L游離反應后二氯甲烷的量：1455.00二氯甲烷總量：300 X 1.33+1455.00=1854 加入水的量：1500 L水的總量 15000 X 1.00=1500出料量【計算過程】 有機層紅霉素肟的量：256.39X 99%=253.83濕料紅

30、霉素肟中水的含量：256.39X 0.5%=1.28二氯甲烷的量：1854X 97%=1798.38 水層(水雜質)硫氰酸銨的量：27.43硫氰酸紅霉素肟的量：14.55氨水的量：0.63其中水雜質的量：61.28飲用水的量：3000水雜質總量：27.43+14.55+0.63+61.28+3000=3103.89表3-4萃取洗滌的物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量(kg)質量百分比(%)密度(kg/L)體積(L)2/丁書.豐口二256.394.921.28200.30紅霉糸肟二氯甲烷1854.0035.561.33399.25進料水雜質103.891.991.00103.89飲用水3000.

31、0057.531.003000.00總計5214.28100.004573.932/丁書.豐口二253.834.921.28198.30紅霉糸肟出料二氯甲烷1798.3834.871.331357.27水雜質3103.8960.181.003103.89總計5157.38100.004535.95冷卻濃縮(1)總物料平衡：F1+F2=F3+F4(2)各組分平衡:紅霉素肟253.83(F2) X 99%=251.29(F3)二氯甲烷397.50(F1)+1798.38(F2)=X(F 4)水0.04(F1)+1.28 (F2)=0.25(F3)+Y(F4)綜合上述方程式可求得：冷凝后二氯甲烷物料

32、 (F4)中二氯甲烷的量X(F4)=2195.88;水的含量 Y(F4)=1.07。表3-5濃縮工序的物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量(kg)質量百分比(%)密度(kg/L)體積(L)紅霉素肟253.8310.361.28198.30二氯甲烷1798.3873.371.331357.27進料含水量，水1.280.051.001.28新加二氯甲烷397.5016.221.33300.00總計2450.99100.001856.81紅霉素肟251.2910.271.28196.32出料二氯甲烷2195.8889.731.331657.27總計2447.17100.001853.59醚化和硅烷化化

33、學方程式:分子量:O0on oh, pi I.I.MllQOPy HC1748.9486.13152.02OEt化學方程式:OEl(CH3)3SiCIImichzok分子量:790.01108.6468.08979.44(1) 進料量說明：在以紅霉素肟的量為計算基準的基礎上,根據投料比及物料的規格算出其余各物料的投料量。浙江工業大學曾對“紅霉素肟的醚化保護過程”進行研此文檔僅供學習和交流究，表明當催化劑吡啶鹽酸鹽的摩爾量為紅霉素肟的1.5倍時，反應得到的產品純度和收率均較高，目前這項工藝已被國內許多藥廠運用于實際生產之中。【計算過程】 紅霉素肟化學純量：251.2999%紅霉素肟的粗投料量：2

34、51.29/99%= 253.83其中雜質含量：253.83-251.29=2.54 二氯甲烷化學純量：397.50X 99.95%=397.30二氯甲烷的粗投料量：397.50其中水含量：397.50-397.30=0.20 2-乙氧基丙烯化學純量：251.29X 1.5X 86.13/748.94=28.9099.5% 2-乙氧基丙烯的粗投料量：28.90/99.5%= 29.05其中雜質含量：29.05-28.90=0.15 吡啶鹽酸鹽的化學純量：251.29X 1.5X 152.02/748.94=76.5198%吡啶鹽酸鹽的粗投料量：76.51/98%=78.07其中雜質含量：78.

35、07-76.51=1.56 三甲基氯硅烷的化學純量：251.29X 2.0X 108.64/748.94=72.9098%三甲基氯硅烷的粗投料量：72.90/98%=74.39其中雜質含量：74.39-72.90 =1.49 咪唑的化學純量：251.29X 1.5X 68.08/748.94=34.2699.5%咪唑的粗投料量：34.26/99.5%=34.43其中雜質含量：34.43-34.26=0.17 加入飲用水的量：150L(料液靜置分層時加入)表3-6醚化和硅烷化投料量一覽表物料名稱規格和純度分子量(g/mol)投粗料量(kg化學純量(k水或雜質含量(kg)紅霉素工業級，99%790

36、.01253.83251.292.54二氯甲烷工業有機原料，99.95%84.93397.50397.300.202-乙氧基丙烯藥用，99.5%86.1329.0528.900.15吡啶鹽酸鹽工業品，98%152.0278.0776.511.56三甲基氯硅烷醫藥中間體，98%108.6474.3972.901.49咪唑工業品，99.5%68.0834.4334.260.17工業用水工業用水18.02150.00150.000.00總計1017.271011.166.11出料量【計算過程】 反應生成的物料克拉霉素中間體的量：理論純產量：251.29X 979.44X /748.94=328.63

37、實際純產量：328.63X 95%=312.20反應生成鹽酸的量：251.29X 2X 36.46/748.94=24.47 未反應完的物料98%吡啶鹽酸鹽的量：76.5199.5%咪唑的量：34.26 水雜質總量：2.54+1.10+0.15+1.56+1.49+0.17=7.01 加入的飲用水的量：150L 二氯甲烷的量：397.50X 97%=385.58表3-7醚化和硅烷化反應物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量(kg)質量百分比(%)密度(kg/L)體積(L)厶丁書.豐口二251.2924.701.28196.32紅霉素肟二氯甲烷397.5039.061.33299.852-乙氧基丙烯

38、28.902.840.7737.73吡啶鹽酸鹽76.517.520.9878.23進料三甲基氯硅烷72.907.170.8684.97-甲基氯。硅烷Lt咪唑34.263.371.0333.26工業用水150.0014.751.00150.00其他水雜質6.110.601.006.11總計1017.27100.00888.47312.2031.541.28243.91克拉霉素中間體二氯甲烷385.5838.931.33290.85咪唑34.263.461.0333.26出料吡啶鹽酸鹽76.517.730.9878.23鹽酸24.472.471.2020.39水150.0015.151.00150

39、.00其他水雜質7.010.711.007.01總計989.83100.00823.65分層萃取說明：堿液、食鹽水和水的損耗均以3%計；堿液的規格為(50kg氫氧化鈉：200L飲用水)，其用途是用來調節pH值，理論可行的使用量為100L,但實際可能會有出入，以調節至pH值為9.7 左右為準。【計算過程】（1）進料量 二氯甲烷層克拉霉素中間體的量：312.20二氯甲烷的量：385.58 氫氧化鈉溶液的量：100L，即卩100X 2.13=213配制堿液所需固體氫氧化鈉的量：100X 50/200=25其中水含量：100 二氯甲烷的量：200 X 1.325=265其中雜質含量：265 X 1%=

40、2.65 水的加入量：350L 飽和食鹽水的量（用鹽水萃取兩次，每次以1200L的量為基準）第一次加入量：600 X 2.165=1299其中雜質含量：1299X 0.2%=2.60 （飽和食鹽水中氯化鈉原料用的是 99.8%純 度的）第二次加入量：600 X 2.165=1299其中雜質含量：1299X 0.2%=2.60（2）出料量【計算過程】 有機層：二氯甲烷層克拉霉素中間體的量：312.20X 99%=309.08二氯甲烷的量：385.58X 97%=374.01 水層：水層（水雜質）的量：萃取釜中水雜質排棄的量：堿液的量：100X 97%=97 L鹽水的量：1299X 97%=126

41、0.03 （第一次飽和食鹽水萃取后）中轉釜中水雜質排棄的量：水的量：700X 97%=679此文檔僅供學習和交流鹽水的量：1299X 97%=1260.03 (第二次飽和食鹽水萃取后)因此水雜質總量：97 X 2.130 +1260.03+679+1260.03=3405.67表3-8 518-1萃取洗滌工序的物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量(kg)質量百分比()密度(kg/L)體積(L)克拉霉素中間體312.207.571.28243.91二氯甲烷385.589.351.33291.00氫氧化鈉溶液213.005.172.13100.00進料二氯甲烷265.006.431.33200.00

42、水350.008.491.00350.00飽和食鹽水2598.0063.002.171200.00總計4123.78100.002384.91克拉霉素中間體309.087.561.28241.4688出料二氯甲烷374.019.151.33282.2717水雜質3405.6783.291.003405.67總計4088.76100.003929.41濃縮與頂蒸說明：萃取洗滌后的物料分兩釜進行濃縮(1) 進料量【計算過程】 二氯甲烷層(F1)克拉霉素中間體的量：309.08/2=154.54其中水的含量：(154.54/99%)X 0.5%=0.78二氯甲烷的量：374.01/2=187.01

43、99.9%甲苯的量(F2): 25L即 25X 0.866=21.65其中水的含量：21.65X 0.01%=0.0022(2) 出料量【計算過程】 回收二氯甲烷的量(常壓、減壓蒸餾)(F3) 二氯甲烷純量：X1水分含量：丫1 克拉霉素中間體(F4)克拉霉素中間體的量：154.54X 99%=152.99此文檔僅供學習和交流水分含量：(248.95/99%) X 0.1%=0.15 回收甲苯的量(F5)甲苯的量：X2水分含量：丫 2總物料平衡：Fl+F2 = F3 + F4+F5各組分平衡：克拉霉素中間體154.54 (Fi)X 99%=152.99(F4)二氯甲烷187.01 (Fi)X 9

44、9%=Xi(F3)甲苯21.65 (F4)X 99%=X2(F5)水0.78(F1)+0.0021(F2)=Y1 (F3)+0.25(F4)+Y2(F6)綜合上述方程式可求得：Y1 (F3)+Y2(F5)=0.63，其中 Y1 (F3)Y2(F5)冷凝后二氯甲烷的量X1(F3)=181.40;水的含量Y1(F3)=0.32冷凝后甲苯的量X2(F5)=21.43;水的含量Y2(F5)=0.32表3-9頂蒸濃縮的物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量(kg)質量百分比(%)密度(kg/L)體積(L)克拉霉素中間體154.5442.41.28120.73二氯甲烷187.0151.31.33141.14進

45、料水0.780.201.000.78甲苯21.655.900.8725.00總計363.98100.00287.65克拉霉素中間體152.9942.921.28119.52二氯甲烷181.4050.891.33136.91出料甲苯21.436.010.8724.75水0.630.181.000.63總計356.45100.00281.81離心工段說明：物料水洗至符合控制標準，經數次洗滌后總收率為99%,最終送至下 步干燥的物料中克拉霉素凈含量 90%，水含量9.5% (經檢測w 10%),雜質含量 0.5%;水洗的水用量依據經驗大致估算，假設以濃縮液的 5倍為基準。(1) 進料量【計算過程】

46、濃縮液根據518-1濃縮工序的物料平衡一覽表可知，當出料量等于進料量時，濃縮液(不包含回收的有機溶劑)總量應為254.87kg,克拉霉素中間體凈含量97.7%， 水含量0.5%，雜質含量1.8%，其他物料的量忽略不計。其中克拉霉素中間體的量：152.99水的量：152.99X 0.5%=0.76雜質的量：152.99X 1.8%=2.75 洗液洗液用的是水，其用量為800.00kg,不過水亦不宜加入過多，需考慮生產實 際需要、廢水回收及處理。(2) 出料量【計算過程】 濾餅克拉霉素中間體的量：152.99X 99%=151.46水含量：(151.46/90%) X 9.5%=15.99雜質含量

47、：(151.46/90%) X 0.5%=0.84 離心洗滌后的母液克拉霉素中間體的量：152.99X 1%=1.53水含量：0.76+800.00- 15.99=784.77雜質含量：2.75-0.84=1.91表3-10離心工序物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量(kg)質量百分比()密度(kg/L)體積(L)152.9915.991.28119.52克拉霉素中間體水0.760.081.000.76進料雜質2.750.291.002.75洗液水800.0083.641.00800.00總計956.50100.00923.03151.4615.871.28118.33克拉霉素中間體出料水800

48、.0083.851.00800.00雜質1.910.281.001.91總計954.12100.00920.99干燥（1）進料量濾餅克拉霉素中間體的量：151.46水的量：15.99雜質含量：0.84水雜質：15.99+0.09=16.89濾餅總重量：151.46+15.99+0.09=168.35（2）出料量 克拉霉素中間體成品克拉霉素中間體：151.46X 99%=149.95雜質含量：0.09干物料總量：149.95+0.09=150.04產品總量（純度 98%）： 150.04/98%=153.10產品含水量：153.10-150.04=3.06 蒸出水汽的量：15.99-3.06=1

49、2.93結果：干燥后的克拉霉素中間體產品純度98%，含水量2.0%，雜質含量0.69%。在濃縮工段時將物料分至兩濃縮釜中進行，其投料量分兩次計算（即2批）,因此，最后得到的克拉霉素中間體干燥品質量為149.95X 2=299.9kg。表3-11干燥工序的物料衡算一覽表操作過程物料名稱質量（kg）質量百分比（%）密度(kg/L)體積（L）151.4690.001.28118.33克拉霉素中間體進料水雜質15.9910.001.0015.99總計167.45100.00134.32149.9590.001.28117.15克拉霉素中間體出料水雜質3.152.001.003.15水蒸汽12.938.

50、001.0012.93總計166.03100.001833.23第4章熱量衡算4.1熱量衡算依據能量衡算的主要依據是能量守恒定律，以車間物料衡算的結果為基礎而進行 的。因此，車間物料衡算表是進行熱量衡算的首要條件。設備的熱量平衡方程式能量衡算的主要依據是能量守恒定律，其數學表達形式為能量守恒基本方 程：環境輸入到系統的能量=系統輸出到環境的能量+系統內積累的能量對于制藥車間工藝設計中的能量衡算，許多項目可以忽略，車間能量衡算的目的是要確定設備的熱負荷，而且在藥品生產過程中熱能是最常用的能量表現形 式，所以能量衡算可簡化為熱量衡算。當內能、動能、勢能的變化量可以忽略且無軸功時，根據能量守恒方程式可 以得出以下熱量平衡方程式：Qi +Q2+Q3=Q4+Q5+Q6式中 Qi物料帶入設備的熱量.KJQ2加熱劑或冷卻劑傳給設備所處理物料的熱量.KJQ3過程熱效應.KJQ4物料離開設備所帶走的熱量.KJQ5加熱或冷卻設備所消耗的熱量.KJQ6設備內環境散失的熱量.KJ說明：(1)放熱過程Q3為正值，吸熱過程Q3為負值； 在熱量衡算過程中的Q2,即設備熱負荷，是衡算的主要目的。Q2正值表示需對設備加熱；負值表示需冷卻；(3) 選擇基準溫度為0C,以液態為基準態，并且假設本設計中所涉及到的 雜質都視為惰性組分