工程设计制药工程学课程设计概述.docx
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1、课程设计义务书一设计标题诺氟沙星甲基化过程工艺设计二工艺条件原料参数一览表原料称号配料比(重体比)原料规格诺氟沙星IKg药用98. 5%乙醇1L80. 5%甲酸1.5L85. 5%甲醛1 L36. 9%活性炭0. 05Kg针用767型氨水13% 15%(自取)设产品的年产量为393吨,终产品诺氟沙星甲基化物的纯度为95%,诺氟沙 星投料富余系数为1. 05,反应转化率均为100%,甲基化收率99%,总收率为86%, 用活性炭抽滤时,活性炭损失为20% (分量比),假设其它两头体及最终产品均 无损失。每年工作日为330天(具体见设计标题安排方案),每天24小时连续运转。 三、设计内容.设计并选择
2、较为合理的工艺道路、完成反应原理;1 .进行物料衡算和能量衡算、工艺条件的确定;.写出较为残缺的课程设计阐明书(不少于2000字)。四、设计要求1.在规定工夫内完成设计内容五、工夫4 周周)3.5原辅料、包装材料质量标准及规格(包括水质)表3. 2原辅料质量标准及规格称号性状检测项目质量标准诺氟沙星类白色或淡黄 色结晶粉末氟(干品)2 5.4%干燥失重W5. 0%有关物质1.0%含量测定(干品)295. 0%熔点218-224甲酸无色透亮无悬浮液体色度(Pt-Co)W20号含量85.5%氯化物0. 020%硫酸盐WO. 05%铁(以Fe计)WO. 001%甲烷磺酸无色或浅黄色粘稠透亮液体含量(
3、%)N99.0Fe (ppm)W10Cl (ppm)W500SO:2 (ppm)W250色度100 号四、物料衡算4.1 计算方法与准绳1 .1.1物料衡算的目的消费工艺流程框图只是定性地表示,再有原料转变成最终产品的过程中,要 经过哪些过程及设备,在图中普通以椭圆框表示化工过程及设备,用线条表示物料管线及公用系统管线,用方框表示物料。这种框图只要定性的概念,没有定量 的概念,只要经过车间的物料衡算,才能得出进入与离开每一过程或设备的各种 物料数量、组成,以及各组分的比例,这就是进行物料衡算的目的。车间物料衡 算的结果是车间能量衡算、设备选型、确定原材料耗费定额、金星化工管道设计 等各种计算项
4、目的根据。对于曾经投产的消费车间,经过物料衡算可以查找诞消 费中的薄弱环节,为改进消费、完善管理供应牢靠的根据,并可以作为检查原料 利用率及三废处理完善程度的一种手腕。4 . 1.2物料衡算的根据在进行车间物料衡算前,首先要确定消费工艺流程表示框图,此图限定了车 间物料衡算的范围,以指点设计计算既不遗漏,也不反复。其次要搜集必需的数 据、材料,如各种物料的称号、组成及含量:各种物料之间的配比,主、副反应 方程式、次要原料的转化率、总收率及各部分收率等。4. 1.3物料衡算基准本设计中的化工过程均属间歇操作过程,其计算基准是将车间所处理的各种 物料量折算成以天数计的均匀值,从起始原料的投入到最终
5、成品的产出,按天数 均匀值计将恒定不变。有设计义务规定的产品年产量及年工作日,计算出产品的 均匀日产量,日产量确定后,再根据总收率可以折算出起始原料的日投料量,以 此基础就完成车间的物料衡算。年产量(kg)工作日(天)日产精品甲氟(纯)(kg)日产理论精品甲氟(kg)3930003301214. 051400.28甲磺酸培氟沙星全合成工艺收率与所用原料物性工艺参数工段收率(%)甲基物回收率(%)原材料称号规格分子量投料比含量(%)含水(%)密度(kg/L)甲基化990诺氟沙星药用319. 34198.01.344甲酸工业46. 031.8385.51.220甲醛工业30. 031.0836.7
6、0. 820乙醇工业46.070. 8680.50. 790活性炭工业12.0110. 05氨水工业17. 0334.00. 880纯化水自制18.021.000成盐9220甲基物自制333. 36197.08.01.320甲烷磺酸工业96. 110. 30499.01.480乙醇工业46. 075. 2082.50. 790活性炭工业12.0110. 04纯化水自制18.021.000精制8920甲氟粗品自制465. 49198.05.0乙醇工业46.074. 6586.00. 790活性炭工业12.0110. 09精品甲氟自制465. 4999.05.0单程收率:81.06%总收率:86.
7、 70%(9)甲基化中和岗位中,80%乙醇可被回收,回收浓度为95%;假设或阅历工艺参数(1)甲基化离心岗位中,20.00kg水可以洗1。00kg甲基物;(2)甲基化中和岗位中,77. 94kg 12%氨水可以中和60. 00kg诺氟沙星;(3)成盐离心岗位中,0. 94kg 95%乙醇洗10.00kg甲氟粗品;(4)精制离心岗位中,25. 00kg 95%乙醇洗70. 00kg甲氟精品;(5)甲基物回收岗位中,11. 67kg 12%氨水中和10. 00kg甲基物;(6)甲基物回收岗位中,25. 00kg水可以洗100.00物料;(7)甲基化中和岗位中,40%甲酸在同水共沸蒸出且被发出,回收
8、浓度为85%;(8)甲基化回流岗位中,(8)甲基化回流岗位中,100%甲醛在回流过程中损失,其中0%可被回收利用;(10)乙醇蒸储岗位中,80%乙醇可被回收,回收浓度为95%;(11)滤渣为活性炭投料量的25%;(12)离心机可将物料离心至含水20%,而后物料可在空气中干燥至含水5虬4. 2甲基化工段物料衡算4. 2.1甲基化反应釜物料衡算进料:日产理论精品甲氟二日产精品甲氟(纯)_ 1214.05总收率86.70%=1400. 29kg诺氟沙星投料量(纯)二日产理论精品甲氟x诺氟沙星分子量甲氟分子量诺氟沙星投料量二465.49=960.64kg诺氟沙星投料量(纯)_ 960.6498.0%=
9、980.24kg杂质量二诺氟沙星投料量一诺氟沙星投料量(纯)=980. 24960. 64=19. 60kg甲酸投料量二诺氟沙星投料量X投料比=980. 24x1. 83=1793. 84kg甲酸投料量(纯)二甲酸投料量X含量二1793. 84x85. 5%二1533. 73kg甲酸中含水量二甲酸投料量一甲酸投料量(纯)=1793. 841533. 73=260. 11kg甲醛投料量二诺氟沙星投料量X投料比=980. 24x1. 08=1058. 66kg甲醛投料量(纯)二甲醛投料量x含量=1058. 66x36. 7%=388.53kg甲醛中含水量二甲醛投料量一甲醛投料量(纯)=1058.
10、66388. 53=670. 13kg乙醇投料量二诺氟沙星投料量x投料比=980. 24x0. 86=843. 01kg乙醇投料量(纯)二乙醇投料量x含量=843.01x80.5%=678.62kg乙醇中含水量二乙醇投料量一乙醇投料量(纯)=843. 01678. 62=164. 39kg活性炭投料量二诺氟沙星投料量X投料比=980. 24x0. 05=49. 01kg总投料量=诺氟沙星投料量+甲酸投料量+甲醛投料量+乙醇投料量+活性炭投料量=980. 24+1793. 84+1058. 66+843. 01+49. 01=4724.76kg出料:甲基物(纯)二诺氟沙星投料量(纯)甲基物分子量
11、诺氟沙星分子量X收率=960.64X 33336 X 99% =992. 79kg319.34甲醛反应量二诺氟沙星投料量(纯)甲醛反应量二诺氟沙星投料量(纯)甲醛分子量x2 诺氟沙星分子量c八 r a 30.03x 2i=960. 64 x= 180. 67kg319.34甲醛回流过程中损失量二甲醛投料量(纯)一甲醛反应量=388. 53180. 67=207. 86kg甲酸生成量二诺氟沙星投料量(纯)甲酸生成量二诺氟沙星投料量(纯)甲酸分子量诺氟沙星分子量=960. 64x 46,03=138. 47kg319.34甲酸出釜量二甲酸投料量(纯)+甲酸生成量=1533. 73+138. 47=
12、1672.生成 水的出釜量二甲酸中含水量+甲醛中含水量+乙醇中含水量=260.11+670. 13+164. 39=1094. 63kg杂质:总投料量一甲基物(纯)一甲酸出釜量一甲醛回流过程中损量 一乙醇投料量(纯)一活性炭投料量一水的出釜量=4724. 76992. 781672. 20207. 86678. 6249. 011094. 63=29. 66kg总出料量二甲基物(纯)+甲醛回流过程中损失量+甲酸出釜量+水的出釜量+乙醇投料量(纯)+活性炭投料量+杂质=992. 79+207. 86+1672. 20+1094. 63+678. 62+49. 01+29. 66=4724.76k
13、g进料物质投料量(kg)纯量(kg)水或杂质的质量(kg)总进料量(kg)诺氟沙星980. 24960. 6419. 604724. 76甲酸1793. 841533. 73260. 11甲醛1058. 66388. 52670. 13乙醇843.01678.6216439活性炭49.01出料物质反应量或消费量(kg)出釜量(kg)总出料量(kg)甲基物992.79992.794724.76甲醛180.67207.86甲酸138.471672.20乙醇678.62活性炭49.01水1094.63杂质1129.66422甲基化压滤器物料衡算总进料量;反应釜总出料量一甲醛回流过程损失量=4724.
14、76207.86=4516.90kg滤渣=活性炭投料量 x(l+ 25%)=49.01 x(l+25%)=61.26kg出料量=总进料量一滤渣=4516.9061.26=4455.64kg进料量(kg)滤渣(kg)出料量(kg)4516.9061.264455.64423蒸播釜的物料衡算蒸储釜进料量=压滤器出料量=4455.64kg蒸储釜蒸出乙醇量二进料中乙醇量x 80%=678.62 x 80%=542.90kg蒸储釜剩余乙醇量二进料中乙醇量一蒸播釜蒸出乙醇量=678.62542.90= 135.72kg蒸储釜蒸出甲酸量=进料中甲酸量x40%=1672.20x40%=668.88kg 蒸储釜
15、剩余甲酸量=进料中甲酸量一蒸储釜蒸出甲酸量蒸储釜蒸出水量蒸储釜蒸出水量二 1672.20668.88= 1003.32kg一蒸出乙醇量一蒸出甲酸量542.90 668.88 二八仙=+-542.90668.88=146.61 kg95%85%蒸储釜蒸出物总量=蒸储釜蒸出乙醇量+蒸储釜蒸出甲酸量+蒸储釜蒸出水量=542.90+668.88+146.61=1358.39kg蒸储釜总出料量二蒸储釜进物料量一蒸储釜蒸出总物质量=4455.641358.39=3097.25kg进料物质进料组成(kg)蒸出量(kg)出料组成(kg)进料总量(kg)出料总量(kg)组成物质 总量(kg)甲基物992.799
16、92.794455.643097.251358.39甲酸1672.20668.881003.32乙醇678.62542.90135.72水1094.63146.61948.02424中和结晶罐物料衡算进料:乙醇投料量(纯)二蒸谓釜蒸出乙醇量=542.90kg乙醇投料量=乙醇咬曼(纯)古里乙醇投料量=乙醇咬曼(纯)古里_ 542.90 80.5%=674.41kg乙醇含水量=乙醇投料量一乙醇投料量(纯)=674.41542.90=131.51 kg氨水投料量(纯)二甲酸出釜量x氨水投料量(纯)二甲酸出釜量x氨水分子量甲酸分子量= 1003.32x17.0346.03=371.20kg氨水投料量二
17、氨水鬻(纯)= 371.20 34.0%= 1091.76kg氨水含水量=氨水投料量一氨水投料量(纯)=1091.76371.20=720.56kg 总进料量二滤液+氨水投料量+乙醇投料量=3097.25+109L76+674.41=4863.42kg 进料中总含水量二滤液中含水量+乙醇含水量+氨水含水量=948.02+131.51 +720.56= 1800.09kg出料:甲基物(折干折纯)=992.79kg甲基镂出釜量二甲酸出釜量x甲基镂出釜量二甲酸出釜量x甲酸镂分子量甲酸分子量=1003.32x63.0846.03=1374.96kg水杂质=总进料量一甲酸镂一甲基物一乙醇投料量(纯)=4
18、863.421374.96992.79678.62=1817.05kg进料物质进料量(kg)纯量(kg)总进料量(kg)滤液3097.254863.42氨水1091.76371.20乙醇674.41542.90出料物质出料量(kg)纯量(kg)总出料量(kg)甲酸镂1374.961374.964863.42甲基物992.79992.79乙醇678.62678.62水杂质1817.051817.05甲基化离心机物料衡算纯化水用量二结晶罐甲基物出料量X 20=992.79 X 20= 19855.80kg进料量=结晶罐出料量+纯化水用量=4863.42+19855.80=24719.22kg甲基物
19、出料量(湿)二甲基物出料量(湿)二甲基物含量x(l-含水量)992.7997% x (1-20%)=1279.37kg废母液=进料量一甲基物出料量(湿)=24719.221279.37=23439.85kg进料物质甲酸镂甲基物(折干折纯)乙醇水杂质纯化水进料量(kg)1374.96992.79678.621817.0519855.80总质量(kg)24719.22出料物质甲基物(湿)废母液质量(kg)1279.3723439.85总质量(kg)24719.22乙醇蒸储釜物料衡算总进料量=废母液=23439.85kg蒸储出的乙醇的量(纯)=废母液中乙醇总量(纯)x80%=678.62x80%=5
20、42.90kg蒸储出的乙醇的量=蒸储出的乙醇的量=蒸储出的乙醇的量(纯)回收得到乙醇的浓度542.9095%=571.47kg废液量=总进料量一蒸储出的乙醇量=23439.85571.47=22868.38kg进料量(kg)废母液23439.85出料量(kg)乙醇571.47废液22868.384.3成盐工段物料衡算4.3.1 成盐反应釜的物料衡算进料:甲基物投料量二甲基化岗位日产量=1279.37kg水杂质量二甲基物(湿)一甲基物(折干折纯)=1279.37992.79=286.58kg 甲烷磺酸投料量=甲基物(折干折纯)X投料比=992.79x0.304=301.81kg 甲烷磺酸投料量(
21、纯)二甲烷磺酸投料量x含量=301.81x99.0%=298.79kg 甲烷磺酸中水含量=甲烷磺酸投料量一甲烷磺酸投料量(纯)=301.81298.79=3.02kg乙醇投料量二甲基物(折干折纯)X投料比二992.79x 5.20=5162.51 kg乙醇投料量(纯)二乙醇投料量x含量=5162.51x82.5%=4259.07kg乙醇中含水量=乙醇投料量一乙醇投料量(纯)=5162.51 4259.07=903.44kg活性炭投料量二甲基物(折干折纯)X投料比=992.79x0.04=39.71kg总投料量二甲基物投料量+甲烷磺酸投料量+乙醇投料量+活性炭投料量=1279.37+301.81
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