《化工原理》课程设计
管壳式换热器设计
学生姓名孙国良
学生学号1343114
学科专业制药工程
院部名称工学院
设计时间2016.05.15至2016.06.14
二零一六年六月
目录
引言 (3)
一、传热原理及用途 (3)
二、换热器的分类与特点 (3)
三、结构设计的重要性 (3)
四、设计的普遍标准与要求 (4)
设计任务 (4)
设计步骤与基本原则 (5)
一、设计步骤 (5)
二、列管式换热器种类选取 (5)
三、管程与壳程的选取 (5)
三、流体流速的选择 (5)
四、管程结构的选择 (6)
五、管程和管壳数的确定 (7)
六、折流挡板 (7)
七、其他主要部件 (7)
设计方案的确定 (8)
一、设计方案的确定 (8)
1.选择换热器类型 (8)
2.选定流体流动空间及流速 (8)
流程草图及说明 (8)
设计计算 (8)
一、物性数据的确定 (8)
二、计算逆流的平均温度差 (9)
三、初选总传热系数K (9)
标准化的管壳式换热器设计方案 (10)
一、换热器初步选型 (10)
二、换热器核算 (10)
(14)
非标准化管壳式换热器的设计方案
一、工艺结构尺寸 (14)
二、换热器核算 (16)
其他零部件的设计 (20)
一、壁厚的确定 (20)
二、封头的确定 (21)
换热器装配图 (21)
设计评述 (21)
一、设计总结 (21)
二、设计感想 (21)
参考资料 (22)
致谢 (22)
引言
一、传热原理及用途
换热器是一种在两种或两种以上不同温度的流体间实现物料之间热量传递的设备，其功能是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。在换热器中要实现热交换至少要有两种不同温度的流体，一种流体温度高，放热；另一种流体温度低，吸热。根据具体的换热要求，换热器中有时也会有两种以上流体参与换热，但其基本原理与两种流体是一致的。
自然界存在三种基本传热方式，即热传导、对流传热、及热辐射。在管壳式换热器中，实现高、低温流体的热量交换至少包括三个基本步骤，即对流传热—热传导—对流传热。若传热壁面两侧存在污垢层，还应加上通过两壁面污垢层的热传导过程。
目前，换热器已成为化工、石油、动力、食品等行业中广泛使用的通用设备，占有十分重要的地位。其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。
二、换热器的分类与特点
1.按用途划分
按照其用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。加热器是把流体加热到必要的温度而使用的热交换器，被加热的流体没有相变化；冷却器是用于把流体冷却到必要的温度的热交换器；冷凝器是用于冷却凝结性气体，并使其凝结液化的热交换器，若使气体全部冷凝，则称为全凝器，否则称为分凝器；再沸器是用于再加热装置中冷凝了的液体使其蒸发的热交换器；深冷器是用于把流体冷却到0℃以下的很低温度的热交换器；过热器是将流体（一般是气体）加热到过热状态的热交换器。
2.按热量交换原理和方式划分
按照冷、热流体热量交换的原理和方式不同，换热器可分为3大类：
（1）混合式换热器：冷、热流体直接接触和混合进行换热。这类换热器结构简单，价格便宜，常做成塔状。
（2）蓄热式换热器：冷热流体交替通过格子砖或填料等蓄热体以实现换热。这类换热器由于少量流体相互掺和，易造成流体间的“污染”。
（3）间壁式换热器：冷热流体通过隔开它们的固体壁面进行换热，这是工业上应用最为广泛的一类换热器。按照传热面的形状及结构特点又可将其分为：
①管式换热器，如管壳式、套管式、螺旋管式、热管式等；
②板面式换热器，如板式、螺旋板式等；
③扩展表面式换热器，如板翅式、管翅式等。
三、结构设计的重要性
换热器是制药生产、化工、石油、动力、食品等行业中广泛使用的通用设备，在生产过程中起着重要作用，一个合适的换热器可以更好的达到生产要求。在化工厂的建设中，换热器约占工程总投资的11%；通常换热器约占炼油及化工设备总投资的40%。再者，在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高其换热效率，可以减少能
源的消耗；用换热器来回收工业余热，也可以显著的提高流程整体的热效率。随着工业的迅速发展，能源消耗量量不断增加，能源紧张已成为一个全球性问题，为缓解生产和人民生活的方方面面。因此，换热器的设计、制造、结构改进及传热机理研究，在节省投资、降低能耗等方面发挥着日益重要的作用
四、设计的普遍标准与要求
1、设计的普遍标准
工程设计是一项政策性很强的工作，要求设计人员必须严格遵循国家的有关方针政策和法律法规以及有关的行业规范，特别是国家的工业经济法规、环境保护法规和安全法规。此外，由于设计本身是一个多目标优化问题，对于同一个问题，常会有多种不同的解决方案，设计者常常要在相互矛盾的选项中进行判断和选择，作出科学合理的决策，为此一般应遵循如下一些普遍标准：①技术的先进性和可靠性；②过程的经济性；③过程的安全性；④清洁生产；⑤过程的可操作性和可控制性；⑥尽可能采用标准系列。
2、设计的基本要求
①、查阅文献资料，了解换热设备的相关知识，熟悉换热器设计的方法和步骤；
②、根据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算；
③、根据换热器工艺设计及计算的结果，进行换热器结构设计；
④、以换热器工艺设计及计算为基础，结合换热器结构设计的结果，绘制换热器装配图；
⑤、编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。
设计任务
以某工段C9产品冷却器设计为例。该冷却器利用公用工程冷却水使C9产品降温，达到工艺要求。其设计条件如表1所列。
表1 冷却器设计条件
参数热流体冷流体
介质C9产品公用工程冷却水进出温度/ ℃188/50 30/40
压力/ MPa 0.69 0.45 物料质量流量/ (kg·h-1) 8500 —
设计步骤与基本原则
一、设计步骤
根据任务书给定的冷热流体的温度，选择设计列管式换热器中的浮头式换热器；再依据冷热流体的性质，判断其是否易结垢，来选择管程走什么，壳程走什么。在这里，由于冷却水易结垢，若流速太低会加快污垢增长的速度，使换热器的热流量下降，总体考虑，冷却水走管程，C9产品走壳程。从手册中查得冷热流体的物性数据，如密度，比热容，导热系数，黏度。计算出总传热系数，再计算出传热面积。根据管径管内流速，确定传热管数，标准传热管长，算出传热管程，传热管总根数等等。随后校正传热温差以及壳程数。确定传热管排列方式和分程方法。根据设计步骤，计算出壳体内径，选择折流板，确定板间距，折流板数等，再设计壳程和管程的内径。分别对换热器的热量，管程对流系数，传热系数，传热面积进行核算，再算出面积裕度。最后，对传热流体的流动阻力进行计算，如果在设计范围内就能完成任务。最后，根据设计好的换热器类型选择合适的相关零部件即可。
二、列管式换热器种类选取
根据固定管板式的特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。U形管式特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。浮头式特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。根据设计任务，两流体温度变化情况如下：热流体进口温度188℃，出口温度52℃；冷流体进口温度30℃，出口温度40℃；温差较大。我们设计的换热器中流体有冷却水易结垢，再根据可以完全消除热应力原则我们选用浮头式换热器。
三、管程与壳程的选取
根据以下原则：
1).不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
2).腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，且管子也便于清洗和检修。
3).压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
4).饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大
5).被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
6).需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
7).粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间
又因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数，且冷却水易结垢，污垢会影响传热效率，所以选择冷却水走管程，C9产品走壳程。
三、流体流速的选择
当流体不发生相变时，增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减
少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可
减小换热器的传热面积，使换热器结构紧凑，降低制造成本。但是流速过大也会带来
一些不利的影响，如压降增加，泵功率增大，且加剧了对传热面的冲刷。此外，在选
择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一
定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数，而管子太长不易清洗，一般管长
都有一定的标准；单程变为多程又会使平均温度差下降。因此需要选择适当的流速范
围，已达到较好的传热效果。同时也要考虑流体本身的特性，如易燃易爆液体或气体
应控制其流速不能过大等。
换热器常见流体及不同黏度液体的流速范围如下表：
表2-换热器中常见流体的流速范围
表3-不同黏度液体的流速（以普通钢壁为例） 液体黏度μ（23-/s 10m N ）
最大流速 u （m/s ） > 1500
0.6 1500 ~ 500
0.75 500 ~ 100
1.1 100 ~ 35
1.5 35 ~ 1
1.8 < 1
2.4
四、管程结构的选择
选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。常
用的列管式换热管规格有φ19mm ×2mm 、φ25×2.5mm 及φ25×2mm 。在选择管径规格
时，通常选用外径为φ19mm 的管子；在这里，冷却水易结垢，为了方便清洗，选择 φ
25×2.5mm 管子。管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，
且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m ，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m 。
此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D 为4～6(对直径小的换热器可大些)。
管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，等边三
角形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因
而对流传热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便
于清洗列管的外壁，适用于壳程流体易产生污垢的场合；但其对流传热系数较正三角流速
流体
循环水 新鲜水 一般液体 易结垢液体 低黏度油 高粘度油 气体 管程流速
m/s
1.0 ~
2.0 0.8 ~ 1.5 0.5 ~ 3 >1.0 0.8 ~ 1.8 0.5 ~ 1.5 5 ~ 30 壳程流速
m/s 0.5 ~ 1.5 0.5 ~ 1.5 0.2 ~ 1.5 >0.5 0.4 ~ 1.0 0.3 ~ 0.8 2 ~ 15
排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者之间，即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。
管子在管板上排列的间距 (指相邻两根管子的中心距)，随管子与管板的连接方法不同而异。通常，胀管法取t=(1.3～1.5)d，且相邻两管外壁间距不应小于6mm，即t≥(d+6)。焊接法取t=1.25d
换热管管心距通常按表4选取。
表4-换热管管心距
换热管外径/mm 19 25 32 38
换热管管心距/mm 25 32 40 48
分程隔板槽两侧相邻管的
38 44 52 60
管心距/mm
五、管程和管壳数的确定
当流体的流量较小或传热面积较大而需管数很多时，有时会使管内流速较低，因而对流传热系数较小。为了提高管内流速，可采用多管程。但是程数过多，导致管程流体阻力加大，增加动力费用；同时多程会使平均温度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面积减少，设计时应考虑这些问题。列管式换热器的系列标准中管程数有1、2、4和6程等四种。采用多程时，通常应使每程的管子数大致相等。
六、折流挡板
安装折流挡板的目的，是为了加大壳程流体的速度，使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数。最常用的为圆缺形挡板，切去的弓形高度约为外壳内径的10～40％，一般取20～25％，过高或过低都不利于传热。两相邻挡板的距离(板间距)B为外壳内径D的(0.2～1)倍。系列标准中采用的B值为:固定管板式的有150、300和600mm三种，板间距过小，不便于制造和检修，阻力也较大。板间距过大，流体就难于垂直地流过管束，使对流传热系数下降。这次设计选用圆缺形挡板。
换热器壳体的内径应等于或稍大于(对浮头式换热器而言)管板的直径。初步设计时，可先分别选定两流体的流速，然后计算所需的管程和壳程的流通截面积，于系列标准中查出外壳的直径。
七、其他主要部件
1.缓冲板与导流筒在壳程进口接管处常装有防冲挡板，或称缓冲板。它可防止进口流体直接冲击管束而造成管子的侵蚀和管束振动，还有使流体沿管束均匀分布的作用。也有在管束两端放置导流筒，不仅起防冲板的作用，还可改善两端流体的分布，提高传热效率。
2.拉杆和定距管折流板用拉杆和定距管连接在一起。拉杆的数量取决于壳体的直径，从4根到10根，直径10 ~ 12mm。定距管直径一般与换热管相同。又是也可将折流板与拉杆焊在一起而不用定距管。
3.旁流挡板与假管当管束与壳体之间的间隙较大时，会形成旁流，影响传热，其间应设置旁流挡板，或称密封条。当管束中间由于管程分程隔板而引起较大的空隙时，可装一些假管，以减少旁流。假管是一些不穿过管板的管子，他们的一端或两段都是封闭的，没有流体通过，不起换热作用。
设计方案的确定
一、设计方案的确定
1.选择换热器类型
根据设计任务，两流体温度变化情况如下：热流体进口温度188℃，出口温度52℃；
冷流体进口温度30℃，出口温度40℃；因考虑冷、热流体温度差较大，初步确定选
用浮头式换热器。
2.选定流体流动空间及流速
由于循环冷却水易结垢，若流速太快会加速污垢增长速度，式换热器的热流量下
降，总体考虑，冷却水走管程，C9产品走壳程。同时选用φ25mm ×2.5mm 的较高级冷
拔碳钢管，管内流速s /m 10.1u i =。
流程草图及说明
标准换热器流程草图如下： C9产品出口C9产品进口
冷却水出口冷却水进口其中，循环冷却水走管程，其进口温度为30℃，出口温度为40℃；C9产品走壳程，
其进口温度为188℃，出口温度为50℃；从整体上分析两流体处于逆流状态。
设计计算
一、物性数据的确定
1.定性温度
可取流体进口温度的平均值，则壳程流体的定性温度为：
℃1192
50188=+=
T 管程流体的定性温度为
℃352
4030=+=T 2.根据定性温度，由Aspen Exchanger Design and Rating 中自带的物性数据
库可查得操作条件下管程即壳程的物性数据如表4所示。
表4 管程与壳程的定性温度及相关物性数据 参数
壳程 管程 定性温度(℃)
119 35 密度（kg/m 3）
931.7 994.3 比定压热容p c [kJ/(kg ·℃）]
1.37 4.174 热导率λ[W/(m ·℃)]
0.208 0.624 黏度μ（mPa ·s ） 0.85 0.742
3.换热器的热负荷
换热器的热负荷可根据热流体的流量及温度变化情况计算：
4.冷流体质量流量：
二、计算逆流的平均温度差
设C9产品冷却器壳程物料进出口温度分别为1T ,2T ,管程冷却水进出口温度分别
为1t ，2t ，则逆流的平均温度差为
三、初选总传热系数K
根据物系、操作条件及传热手册，初步假设传热系数K=350 W/(℃?2m )。 5.估计总传热面积
()）
（，kW kW T T W 39.4463600/)50188(37.18500c 21h p h =-??=-?=Φ（℃）））95.63305040188ln )3050(40188(ln )((ln t 1
22
112211212'
=-----=-----=???-?=?t T t T t T t T t t t t m ）（）（，h kg h kg t t c m /38500/)3040(174.4360039.446c q 1
2h p ,=-??=-Φ=
)(018.0)1(5.0165.0)1(2032.0025.000m D B A t d =-??=-
??= 总传热方程为m t KS ?=Φ，则
考虑非标准换热器设计需要留有裕度，则
)(93.2215.12
'm S S =?=
标准化的管壳式换热器设计方案
一、换热器初步选型
换热器形式的确定有两种，一种将换热器作为标准化的管壳式换热器进行选型，
另一种是自行设计非标准化的换热器。这里将换热器做为标准化换热器通过选型完成
设计任务。
根据壳程及管程流体温度的变化和传热面积，并考虑一定的裕度，在浮头式换
热器系列中选择型号为BES 500-0.6-28.3-3/25-1 I 的内导流浮头式换热器，根据JB/T 4714-92，该换热器的基本参数如下：
采用双弓折流板，圆缺高度为壳径的25%,折流板间距0.3m 。
二、换热器核算
1.传热能力的核算
（1）.壳程流体传热系数
根据克恩公式有
其中当量直径由于正三角形排列，则
壳程流通面积，由于D=500mm,B=0.33D=165mm,则
壳程流速 外壳直径 500mm 管/壳程设计压力 0.6MPa 公称传热面积 28.3m 2 管子尺寸 Φ25mm ×2.5mm 管子数 206 管长
3m 管心距 32mm 管程数 2 管子排列方式 正三角形
管程流通面积 0.0215m 2
)(949.1995.63350100039.4462'm t K S m
=??=??Φ=14.0w
3/155.00e 0
0)(Pr Re d 36.0μμλα=)(02.0025
.014.3)025.0032.0(4)(42414.32230204223
m d d t d e =??-?=-=ππ)/(141.0018
.07.9313600/8500u 00s m A V h =?==
14031550000360.w
/.e )(Pr Re d .μμλα=雷诺数
普朗特数 60.5208.085.037.1Pr 0
0=?==λμp c 黏度校正
1w =μμ
所以， （2）.管程流体传热系数
根据迪特斯-贝尔特公式有
其中，管程流通面积 管程流速
)/(500.00215.03.9943600/38500s m A V u i c i =?==
雷诺数 27.134001000742.03.994500.002.0e =???==
i i i i u d R μρ
普朗特数 96.4624.0742.0174.4c r p =?=
=
i i P λμ 所以 05.3091100085
.07.931141.002.0e 0000=???==
μρu d R e )/(160.505.309102
.0208.036.0214.03/155.0℃?????=m W )
/(45.5522℃?=m W 4
.08.0i i Pr Re 023
.0i A λα=2
0215.0m A i =
（3）.污垢热阻和管壁热阻
查阅《化工工艺物性手册》得：
管内侧污垢热阻 0.000344 m 2·℃/W
管外侧污垢热阻 0.000200 m 2·℃/W
管壁导热系数 50 m 2·℃/W
（4）.总传热系数
（5）.传热面积裕度
换热所需传热面积
)(62.2095
.6353.338100039.4462m t K S m =??=??Φ= 实际传热面积 则
裕度
%24.37%10062.2062.203.28%1000=?-=?-=S S S F
所以该换热器能完成任务
4.08.0Pr Re 023
.0i i i d λα=)/(96.427.1340002
.0624.0023.024.08.0℃????=m W )
/(5.27272℃?=m W 0000101αλα++++=
S d bd d d si d d R R K m i i i 45.55210225.050025.00025.0020.0025.0020.05.2727025.0000200.0000344.01+++?+=???)
/(53.3382℃?=m W 203.28m S =
℃℃）℃（5021.5999.452.105t ≥=-=?1
24.1p t ===S N N F ，，且004.0d =ε
s m u i /500.0=kPa Pa Pa N N F p p p s p t i 52767214.1)9.3722.615()(21≤=???+=?+?=?∑ 2.壁温核算
由于管内侧污垢热阻较大，会使传热管壁温降低，降低了壳体与传热管壁之间的温度差，但在操作初期，污垢热阻较小，壳体和传热管壁温度差会较大。计算中，应按最不利的操作条件考虑，因此，取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。
所以，传热管平均壁温
壳体因有良好的保温层，可近似取壳程流体的平均温度，即t=105.2℃。所
以， ，温差较大，且任务要求中壳
程流体压力较高，因此，选用浮头式换热器是可行的
3.换热器的阻力损失
（1）.管程阻力损失
s
p t i N N F p p )(p 21?+?=?∑ 其中，对φ25mm ×2.5mm 的管子有 由Re=13740.61，传热管相对粗糙取 ，查莫迪摩擦系数图得 )
/(033.02℃?=m W i λ 管程流速 ，管程流体密度 则
则， 因此，管程流体阻力损失在允许范围之内。
（2）.壳程阻力损失
℃℃99.4545
.552/15.2727/145.552/345.2727/2.105/1/1//t c =++=++=h c h m m t T ααααPa Pa u d l i i i 2.6153.9942
500.002.03033.02p 2
21=???=??=?ρλPa u p i i 9.3723.9942
500.03222
2=??=?=?ρξ3/3.994m kg i =ρ
s m u m kg /141.0,/7.931030==ρPa u N n Ff p B c 9.10662
141.07.931)117(168.05.02)1(220
00'1=??+???=+=?ρPa D B N B 1.4472
141.07.931)5.0165.025.3(172u )25.3(p 2200'2=???-?=?-=?ρPa N F s s 151411)1.4479.1066(p p p '
2'10=??+=?+?=?∑）（流体流经管束的阻力
其中，F=0.5，
800.0)05.3091(5228.00=?=-f
16
2061.11.1≈?==T c N n 17116530001=-=-=
折流板间距传热管长B N 则，
流体流过挡板缺口的阻力
因此壳程总阻力
因此，壳程流体阻力损失也在允许范围之内
初选的标准化换热器能满足工艺要求。
非标准化管壳式换热器的设计方案
一、工艺结构尺寸
（1）.管径和管内流速
已选定，管径为φ25mm ×2.5mm ，管内流速为s /m 10.1u i =。
（2）.管程数和传热管数
根据传热管内径和流速确定单程传热管数s n
s
s N F p p p )('2'1'1?+?=?∑2)
1(p 200c 0'1u N n Ff ρ+=?
按单程管计算所需换热管的长度L
)(13.9025
.014.33293.220'm d n S L s =??==π 按单程管设计，传热管过长，根据本任务的实际情况，取传热管长L=4.5m ，则该换热器的管程数为
)(25
.413.9p 管程≈==l L N 传热管总根数)(64232根=?=T N
（3）.平均传热温差校正及壳程数 首先计算P 和R 的参数：
063.030
188********=--=--=t T t t P 8.133040501881212
=--=--=t t T T R 按公式获取t ??并求取m t ? 单壳程双管程属于1-2折流，现用1-2折流的公式计算温差校正系数和传热平均温差。
929
.0)11(2)11(2ln /11ln 11222=+++-+-+---?-+=?R R P R R P PR P R R t ?（℃）41.5995.63929.0t t '
m t m =?=?=???
由于温度校正系数大于0.8，同时壳程流量亦较大，故取单壳程较合适。
（4）.传热管排列和分程方法
采用组合排列，即每层内按正三角形排列，隔板两侧按正方形排列。取管心距025.1d t =，则
)(322525.1mm t =?=
隔板中心到其最近一排管中心的距离C ：按净空不小于6mm 的原则确定，亦可按下式来求取： ）（mm C 2262/3262/t =+=+=
分程隔板两侧相邻排管之间的管心距
)(442222mm C t a =?==
管中心距t 与分隔板槽两侧相邻管排中心距
a t 的计算结果与表4给出的数据完全一致，证明可用。
（5).壳体内径
采用两管程结构，取管板利用率η=0.7，则壳体内径
（根））（3214.311
.102.0785.036003.994/38500785.022≈=???==i i s u d V n
)mm (3227.0/643205.1/t 05.1=?==ηN D
圆整取D=400mm 。
(6).折流板
采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为)(10040025.0h mm =?=，取h=100mm 。
取折流板间距为B=0.33D=0.33×400=132mm ，则折流板数
（块）折流板间距传热管长331132
45001=-=-=B N 折流板圆缺水平面安装。
（7）.其他附件
拉杆直径为φ12mm ，其数量不少于4根。壳程入口应设置防冲挡板。
（8）.接管
① 壳程流体（C9产品）进出口接管 取接管内流体流速为4m/s,则接管内径
m ..)
./(0270414379313600850044===???u V d π
取标准管径为φ
② 管程流体（循环水）进出口接管 取接管内循环水的流速2.5m/s,则接管内径
取标准管径为φ 二、换热器核算
（1）.传热能力核算
① 壳程对流给热系数 对于圆缺形折流板，可采用克恩公式
当量直径由正三角形排列得
由于D=400mm,B=132mm ，壳程流通截面积
m
u V 074052143399436003850044.d ..)
./(===
???π14.0w
3/1055.00e 00)(Pr Re d 36
.0μμλα=)(02.0025
.014.3)025.0032.0(4)(42414.32230204223
m d d t d e =??-?=-=ππ
壳程流体流速、雷诺数及普朗特常数分别为
60.5208
.085.037.1Pr 00
0=?==λμp c )/(56.689160.561.4625020
.0208.036.023/155.00℃?=????
=m W α ② 管程给热系数
根据迪特斯-贝尔特公式有 管程流通面积
222010.02
644020.014.324m N d A T i i =??=?=π 管程流体流速、雷诺数及普朗特数分别为
故，管程给热系 ③ 污垢热阻与管壁热阻
查阅《化工工艺物性手册》得：
管内侧污垢热阻 0.000344 m 2·℃/W
管外侧污垢热阻 0.000200 m 2·℃/W
)(012.0)1(4.0132.0)1(2032
.0025.000m D B A t d =-??=-??=)/(.../u s m A V h 2110012
079313600850000=?==61.4625100085.07.931211.002.0e 0
00=???==μρu d R e 4.08.0i i Pr Re 023.0i
A λα=s
m u i /10.1=10000294811000742
.03.99410.1020.0Re >=???==i i i i i u d μρ96.4624
.0742.0174.4Pr ,=?==i i i p i c λμ℃）（?=???==24.08.04.08.0i
i /6.512696.429481020.0624.0023.0Pr Re 023.0m W A i λα
管壁导热系数 碳钢的热导率：45 m 2·℃/W
④ 总传热系数
所以
⑤ 传热面积
理论传热面积
该换热器的实际换热面积
面积裕度为
%4.239
.179.171.22=-=-=S S
S F p 换热面积裕度合适，能够满足设计要求。
（2）核算壁温
因管壁很薄，且管壁热阻很小，故管壁壁温按下式计算：
h c h m c m R R R t R T h c h c
++++?++=αααα1111)()(t
℃
℃
34306.0404.06.04.02.105506.01884.06.04.01221m =?+?=+==?+?=+=t t t T T T m
取两侧污垢与热阻为零计算壁温，得传热管平均壁温: ℃4.4256
.689/16.5126/156.689/346.5126/2.105/1/1//t =++=++=h c h m c m t T αααα 壳体平均壁温，近似取壳程流体的平均温度，即105.2℃
壳体平均温度与传热管平均壁温之差：105.2-42.4=62.8℃
该温差较大，故需设置温度补偿装置。由于换热器壳程流体压力较高，因此，选用浮头式换热器是可行的。
56
.68910002.00225.045025.00025.0020.0025.0000344.0020.06.5126025.0++??+?+?=W m /·00239.02℃=0
000011αλα++++=s m i si i i R d bd d d R d d K )·/(4192℃m W K =2
3
m 9.1741
.594191039.446=??=?=m t K Q S 2
01.2264)1.05.4(025.014.3m LN d S T p =?-??==π
（3）换热器内流体的流动阻力
① 管程流动阻力
s
p t i N N F p p )(p 21?+?=?∑
取换热管粗糙度为0.01mm,则ε/d=0.005，而 3/kg 3.994,/10.1,024.0,29481Re m s m u i i i ====ρλ密度流速查图得所以，
Pa u p Pa u d L p i i i i i i 7.180421.13.994324.32482
1.13.9940
2.05.4024.0222
22
21=??==?=???==?ρξρλ
1
24.15.2mm 25t ===?S P N N F mm ，，且的管子有对φ Pa
N N F p p s p t i 7.14148124.1)7.18044.3248()(p 21=???+=?+?=?∑
② 壳程流动阻力 s N F p p s '2'10)(p ?+?=?∑ 流体流经管束的阻力
2)1(20
0'1u N n Ff p B c ρ+=?
式中：F 为管子排列方式对压力降的校正系数，正三角形排列F=0.5，正方形直列F=0.3，正方形错列F=0.4
7299.0Re 0.5500e ,228.00000==>-f R f 时，当为壳程流体的摩擦系数
流体流经管壳式换热器是由于流动阻力而产生一定的压力降，所以换热器的设计必须满足工艺要求的压力将。一般合理的压力降的范围见表5
5045.1Pa
11.152002.7)(2384.3Δp 2002.7Pa 2
0.211931.7)0.40.1322(3.5342ρu )D 2B (3.5N Δp 阻力
流体流经体流经折流板2384.3Pa 2
0.211931.71)(3490.72990.5Δp 0.211m/s 34，4
折流板数N 0.132mm,折流板间流板9
641.1N 1.1n 数,为横过管束中心线的管n 0220B '
22'10B T c c =??+=∑=???-?=-==??+???====≈?==
表5 合理压力降的选取 参考上表可看出该换热器的压降在合理的范围之内，故设计的换热器合适。
其他零部件的设计
一、壁厚的确定
壳体、管程壳体和封头共同组成了管壳式换热器的外壳。管壳式换热器的壳体通常是由管材或板材卷制而成的。当直径小于400mm 时，通常采用管材和管箱壳体。当直径不小于400mm 时，采用板材卷制壳体和管箱壳体。其直径系列应与封头、连接法兰的系列匹配，以便于法兰和封头的选型。一般情况下，当直径小于1000mm 时，其直径相差100mm 为一个系列：当直径大于1000mm 时，直径相差200mm 为一个系列，若采用旋压封头，其直径系列的间隔时间可取100mm 。常用碳素钢或低合金钢圈圆筒的最小壁厚见表6。
表6 碳素钢或低合金钢圆筒的最小厚度
公称直径（mm ） 400-700 800-1000 1000-1500 1600-2000 2100-2600 浮头式（mm ） 8 10 12 14 16
U 型管式（mm ） 8 10 12 14 16
固定管板式（mm ） 6 8 10 12 14
由之前的计算可知，壳体和管箱壳体外径为500mm 。选用Q235-A 碳素钢板材制壳体和管箱壳体，在90℃时[]a t
MP 113=σ 。下面确定其壁厚。 取工作压力等于设计压力，则a .p c MP 60=，焊接接头系数ψ=0.85。
计算壁厚：
[]mm ....p p c t c 8169
0850113250069020=-???=-=φσD S 设计壁厚：由于不知道C9产品的腐蚀性，取腐蚀裕度C=1mm ，则
mm C S S d 82181..=+=+=
名义壁厚：?+=?+=82.n d S S ，可取名义壁厚为3mm
考虑到安全系数，以及开孔补强等措施，故按表6取壳体和箱管壳体壁厚为8mm 。 操作情况 减压操作
低压操作 中压操作 较高压操作 操作压力/Pa （绝） 5101-p ?=0
51031-p ??=51011 51081-p ??=51031 合理压力降/Pa 0.1p 0.5p
510350?. 5101.8-.??510350 5102.5-.??51070
551011101??=??=-101.7p 101.7-p 55
天津工业大学 环境与化学工程学院 2016届制药工程课程设计 题目:年产36吨尼克地尔原料药车间工艺设计 报告人：____ ______________ 班级：___ ___________ 学号：___ ___________ 指导老师：____ ___________ 实习时间：____ __
目录 第一章产品介绍 (1) 第二章生产工艺说明 (2) 第三章生产周期 (5) 第四章物料衡算 (6) 第五章设备选型 (10) 附件：设备流程图、车间布置图
第一章产品介绍 1.3产品名称及生产规模 产品名称：尼可地尔 英文名称：Nicorandil 化学名：N-(2-羟乙基)烟酰胺硝酸酯 生产规模：36t/a 1.2产品规格 物理性状：针状 熔沸点：熔点92~93℃ 分子式：C8H9N3O4 结构式： 分子量：211.17 1.3产品的重要价值 尼可地尔，又叫做烟浪丁，是一种硝酸酯类物质，可用于治疗缺血性心脏疾病。与硝酸甘油作用相似，但又有所不同。尼可地尔在细胞膜和线粒体水平选择性激活K+-ATP通道，促使冠状动脉和外周血管扩张，随后还原前、后负荷。而且该药物主要主要舒张小动脉，增开心肌及血管平滑肌细胞膜的钾通道，并且不具有耐药性。
第二章 生产工艺说明 2.1产品合成方法 合成本产品所需原料有烟酸、乙醇胺、无水乙醇、碳酸氢钠、发烟硝酸、乙醚、氯化亚砜、氯仿、碳酸钾、无水硫酸镁、乙醇依次经历硝化反应、酰化反应和精制这三个步骤。 产品生产主要反应如下： 1.硝化反应： NH 2CH 2CH 2 OH NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3 2.缩合反应 NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3+ 2.2生产工艺流程概述 1.硝化反应 将发烟硝酸通过计量罐置于带有夹套的反应釜中，通冷盐水冷却至-8℃搅拌，缓慢滴加氨基乙醇，滴加完毕，于0℃继续搅拌1 h,减压蒸除过量硝酸，将剩余物倾入冷乙醚中，析出白色沉淀，抽滤至干，得产品 2.合成烟酰氯盐酸盐反应 将烟酸、氯化亚砜加入反应釜中，回流2h 。减压蒸馏除去过量氯化亚砜，干燥,得产品粗品。 HNO 3
西北师范大学生命科学学院（制药工程课程设计）课程设计 班级：2009级 姓名：陈霞 学号：200974050104 指导教师：梁俊玉 二○一三年4月28日
制药设备与工程设计课程设计任务书
西北师范大学生命科学学院 课程设计说明书 题目：年产100万瓶藿香正气口服液的工厂设计课程：制药设备与工程设计 系（部）：制药工程系 专业：制药工程 班级：2009级 学生姓名：陈霞 学号：200974050104 指导教师：梁俊玉 完成日期：2013年4月28日
课程设计简介 由中药制剂制成的藿香正气口服液具有解表化湿，理气和中。用于外感风寒、内伤湿滞或夏伤暑湿所致的感冒，症见头痛昏重、胸膈痞闷、脘腹胀痛、呕吐泄泻；胃肠型感冒见上述证候者。且由于藿香正气类药物的主要成分是藿香、陈皮、茯苓、甘草等，大都是平时可以吃的野草、野菜，因此是比较安全的，老人、孩子都可以服用。藿香正气类药物，比较方便的剂型是水剂和口服液，由于藿香正气水是采用酒精提取的，味道比较刺激，高血压患者、酒精过敏者以及儿童不太适合服用该剂型，藿香正气口服液经过改进不含酒精，口感也比较好，适用范围广泛。临床试验证明，该口服液的功效是可信的，因其投用经济简便，给药途径为口服，无创伤性，且无明显副作用，及早使用该口服液有利于缩短治疗时间，减少病情变化，所以，该口服液是一种值得推广的治疗外感风寒、内伤湿滞或夏伤暑湿所致的感冒的良药，同时也是一种很有开发前景的中药复方制剂口服液。 据以上所述，决定。在兰州市安宁区刘家堡建立年产100万瓶藿香正气水口服液的工厂。
课程设计说明书目录 一、设计资料 1. 设计产品简介 (7) 2.建设规模与处理目标 (7) 二、工艺设计和说明 1.工艺流程图 (7) 2.生产原料 (8) 3.工艺流程设计原则 (8) 4.工艺流程概述 (8) 5.工艺方案的分析 (8) 三、物料衡算 1.总物料衡算 (9) 四、设备的选型 1.设备的选型 (11) 五、工厂总体设计及选图 1.厂址的选择 (14) 2.厂房总体布置 (14) 3.工厂的总体平面设计 (15) 4.生产车间设计及布置原则 (16) 六、废液的处理及其防治 1.废液的处理方法 (17) 七、参考文献 (17)
课程设计任务书 一设计题目 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 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%（重量比），假设其它中间体及最终产品均无损失。 每年工作日为330天（具体见设计题目分配方案），每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计并选择较为合理的工艺路线、完成反应原理； 2..进行物料衡算和能量衡算、工艺条件的确定； 3.写出较为完整的课程设计说明书（不少于2000字）。 四、设计要求 1.在规定时间内完成设计内容 五、时间 14周） 4周（11 ~
六、参考书 1.《制药工程学》主编：王志祥出版社：北京化学工业出版社 2010年第 二版 2.《化工原理》主编:谭天恩窦梅周明华出版社：化学工业出版社，2010 年第三版 4.《化工机械基础》主编：刁玉玮，王立业，喻健良出版社：大连理工大学出 版社 2006年第六版
前言 甲磺酸培氟沙星为喹诺酮类抗菌药，有广谱抗菌作用，对肠杆菌科细菌如大肠杆菌、克雷白菌属、伤寒、沙门菌属以及流杆感菌、奈瑟菌属等具有强大抗菌活性，对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌亦有一定的抗菌作用。本品对肺炎球菌、各组链球菌和肠球菌仅有轻度作用。本品为杀菌剂，作用机理为抑制细菌DNA螺旋酶。主要适用于肠杆菌科细菌及绿脓杆菌等格兰氏阴性杆菌所致的各种感染，如支气管及肺部感染、肾盂及复杂性尿路感染、前列腺炎、细菌性痢疾或其他肠道感染、伤寒及沙门菌属感染和皮肤软组织感染等，也可用于葡萄球菌感染病例。 本次设计内容中所采用的工艺是以诺氟沙星为原料，与甲醛、甲酸甲基化生成培氟沙星，再与甲烷磺酸成盐，的甲磺酸培氟沙星，后精制得到产品。本路线工序较短，对反应条件，反应设备的要求也不高，而且生产成本呢较低，最适合于工业化大规模生产的。总收率达86%。再经过回收，精制等工序，可以制得。 这次课程实际是对甲磺酸培氟沙星甲基化工段的车间工艺设计 由此工艺可知,甲磺酸培氟沙星的合成工艺还是比较复杂，甲基化工段涉及到反应阶段、加氨中和阶段、离心甩料阶段，各个阶段的物料衡算、能量衡算都要核算，加上设备选型、车间和管道设计等等，因此设计的任务相当庞大。这不仅要求我们要有扎实的专业理论知识，更要有灵敏的理解感悟的实验能力，同时要学会自己掌握时间与节奏来完成设计任务。其成果包括了工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型计算、设计说明书的撰写。在设计中，我们刚开始无从下手，对于任务书上的含量、纯度、水分含量、湿度等概念的理解还不够深刻，但是经过查阅很多文献，静下心来仔细研究、摸索，和同学、老师的不断交流沟通，对于我们的设计目标有了一个清晰明确的认识。 本设计为初步设计，我按照设计任务书所要求内容，一步一步完成，但由于经验不足，理论和实践知识不够扎实，在设计中还存在不足之处，诚请老师给予指出和修正。
10级-制药工程课程设计题目：年产1000万只庆大霉素注射液车间设计等 1.年产1000万只庆大霉素注射液车间设计 2.年产1000万只肝素钠注射液车间设计 3. 1.0亿支/年头孢类粉针剂车间设计 4. 2.0亿片/年头孢类片剂车间设计 5. 2.0亿粒/年头孢类胶囊剂车间设计 6. 1.0亿支/年双黄连口服液车间设计 7. 1.0亿粒/年双黄连胶囊剂车间设计 8.5000万袋/年（5g/袋）双黄连颗粒剂车间设计 9.10.0亿丸/年六味地黄丸车间设计 10.2.0亿片/年(金嗓子)喉片片剂车间设计 11.1.0亿支/年透明质酸钠（1ml）针剂凝胶剂车间设计 12.1.0亿支/年青霉素钠粉针剂车间设计 13.1.0亿支/年青霉素胶囊剂车间设计 14.年产1000吨庆大霉素发酵车间设计 15.年产1000吨林可霉素发酵车间设计 16.年产1000吨红霉素发酵车间设计 17.年产1000吨庆大霉素提炼车间设计 18.年产1000吨林可霉素提炼车间设计 19.年产1000吨红霉素提炼车间设计 20.年产1000吨红霉素制水车间设计 21.年产1000吨青霉素发酵车间设计 22.年产1000吨头孢霉素发酵车间设计 23.500吨/年产粗香菇多糖提取综合车间设计 24.500吨/年产粗灰树花多糖提取综合车间设计 25.250吨/年产肝素钠提取综合车间设计 26.2000kg/年产肝素钠提取综合车间设计 27.250吨/年产低分子肝素钠提取综合车间设计 28.2000kg/年产低分子肝素钠提取综合车间设计 29.250吨/年产透明质酸提取综合车间设计 30.2000kg/年产透明质酸提取综合车间设计 31.2.0亿片/年雷尼替丁片剂车间设计 32.2.0亿片/年红霉素片剂车间设计 33.5000g/年产香菇多糖提取综合车间设计 34.5000g/年产灰树花多糖提取综合车间设计 35.1000kg/年产溶菌酶提取综合车间设计 36.50000kg/年产卵磷脂提取综合车间设计 37.1000kg/年产卵磷脂提取综合车间设计 38.50000kg/年产番茄红素提取综合车间设计 39.1000kg/年产番茄红素提取综合车间设计 40.50000kg/年产胡萝卜素提取综合车间设计 41.1000kg/年产胡萝卜素提取综合车间设计
附件三 《制药工程课程设计》 Course Design of Pharmaceutical Technology & Equipment 课程编号： 学时：4周学分：4 课程性质：必修 选课对象：制药工程专业 内容概要：《药物制剂工程技术与设备课程设计》是一个重要教学实践环节。本课程设计是培养学生综合运用所学的知识，特别是本课程的有关知识解决制药工程车间设计 实际问题的能力，使学生深刻领会洁净厂房GMP车间设计的基本程序、原则和方 法。内容包括制药工艺流程设计、物料恒算、设备选型、车间工艺布置设计的基 本方法和步骤。从技术上的可行性与经济上的合理性两个方面树立正确的设计思 想。 建议选用教材：《药物制剂工程技术与设备》，张洪斌主编，化学工业出版社，2003.8 主要参考书：1、《化工原理》上、下册，谭天恩，麦本熙，丁惠华编著（1990年）； 2、《化工工艺设计手册》，上、下册，国家医药管理局上海医药设计院编； 3、《药剂学》； 4、《GMP规范》； 5、《洁净厂房设计规范》2001版； 6、制药车间课程设计讲义，合工大制药工程系自编 7、杂志：《医药工程设计》
《制药工程课程设计》教学大纲 学时：4周学分：4 教学大纲说明 一、课程的目的与任务 课程设计是课程教学过程中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过课程设计，使学生掌握工程设计的基本程序、原则和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术规范、正确选用公式和数据，运用简洁的文字、图形和工程语言正确表述设计思想与结果。从而培养学生分析和解决工程实际问题的能力和实事求是、认真严谨的工作作风，使学生逐步树立正确的设计理念。同时通过本课程设计，提高学生运用计算机设计绘图(AutoCAD)的能力。 二、课程的基本要求 1、确定主要制剂的生产工艺流程及净化区域划分； 2、物料衡算、设备选型； 3、按GMP规范要求设计车间工艺平面图及主要制药设备的安装图，要求计算机AutoCAD 绘图； 4、编写设计说明书。 5、课程设计的考核、评分方法： 6、设计考核的内容包括：设计说明书、图纸的质量（指说明书内容是否完整、正确， 文字表达是否简洁、清楚，车间布置是否合理，主要设备总装图结构是否合理，图纸表达是否规范、正确，图面是否整洁、清楚等）；课程设计结束后，由任课教师以及相关教师主持课程设计答辩会，全班同学按设计组分别进行汇报和答辩； 三、与其它课程的联系与分工 《化工原理》的化工单元操作及管路计算； 《药剂学》的主要制剂生产工艺流程； 《GMP规范》的有关车间设计的内容； 《化工制图》及AutoCAD内容； 《制剂工程技术与设备》的主要内容。 四、教学形式和学时分配 1、课程设计：从以下给定的设计题目中任选一题； 2、设计时间为2周；
制药工程专业课程设计任务书 设计题目三：固体制剂综合车间GMP设计 （片剂3亿片/年，胶囊剂4亿粒/年，颗粒剂4000万袋/年） 目录 1 绪论 (1) 1.1设计思想 (1) 1.2洁净区间说明 (2) 2 正文 (2) 2.1 车间设计概述 (2) 2.1.1 固体制剂综合车间 (2) 2.1.2 设计目的 (2) 2.1.3 设计依据 (2) 2.1.4设计原则 (2) 2.2药物配方 (3) 2.3 生产规模和包装形式 (3) 2.2.1生产规模 (3) 2.2.2包装形式 (3) 2.4 生产制度 (3) 2.5 生产工序 (3) 2.6 物料衡算 (5) 2.6.1 片剂 (6) 2.6.2 胶囊剂 (8) 2.6.3 颗粒剂 (9) 2.7 生产设备选型 (12) 2.7.1 生产设备选型说明 (12) 2.7.2 主要生产设备选型 (13) 2.7.3 设备表汇总 (24) 2.8 主要设备介绍 (25)
2.8.1 高效沸腾干燥器 (25) 2.8.2 V混合机 (27) 2.8.3 三维运动混合机 (29) 2.8.4 摇摆颗粒机 (31) 2.8.5高效包衣机 (32) 2.8.6高速旋转式压片机 (32) 2.8.7全自动胶囊填充机 (34) 2.9 车间工业平面布置说明 (35) 2.9.1 车间布置 (36) 2.9.2 人物流通道布置 (36) 2.9.3 生产线安排 (36) 2.9.4 生产设备布局 (37) 2.9.5 中间站的布置 (37) 2.9.6 参观走廊的设置 (37) 2.9.7 物料净化 (37) 2.9.8 人员净化 (38) 2.9.9 固体制剂车间产尘，散热，散湿，臭味的处理 (38) 2.9.10 洁净工作服的处理 (38) 2.9.11 备料室的设置 (39) 2.9.12 称量室 (39) 2.9.13 除尘及前室 (39) 2.9.14 囊壳储存 (39) 2.9.15 容器具的清洗 (39) 2.9.16防爆 (40) 2.9.17安全门的设置 (40) 2.9.18仓库 (40) 2.9.19防火设备 (40) 2.9.20其他设计说明 (40)
制药工程基础 课程设计 题目（中文）：年产360万支国内销售产品B冻干制剂车间设计 学生姓名： 学号： 系别：化学与化学工程系 专业：制药工程 指导教师：刘艳 起止日期：2013.10——2013.11 2013年11月10日
1、前言 (4) 2、项目概况 (4) 3、设计方案的理念与整体设计思路 (4) 3.1设计理念 (4) 3.2项目设计依据 (6) 3.3整体设计思路 (6) 4、产品简介 (7) 5、工艺设计方法说明 (8) 5.1成员组成 (8) 5.2设计任务 (8) 5.3冻干粉针剂的优点 (8) 5.4冻干制剂技术特点 (10) 5.5厂房设计及生产流程 (10) 5.5.1厂房安排 (10) 5.5.2生产安排 (11) 5.5.3设计图纸内容 (11) 5.5.4冻干制剂的主要生产工序 (12) 6、物料衡算 (16) 6.1物料衡算基准 (16) 6.2本设计项目中的物料衡算 (16) 6.3物料衡算内容 (17) 7、设备选型 (18)
7.1冻干机的选取 (18) 7.2西林瓶压盖机 (20) 7.3西林瓶灌装机 (23) 7.4西林瓶灯检机 (25) 7.5西林瓶洗涤灭菌系统设备验证方案 (25) 7.6西林瓶洗瓶机 (27) 7.7包装机 (30) 8、各图 (31) 8.1车间平面布置图 (31) 8.2人流物流图： (34)
1、前言 制药工程课程设计是课程教学过程中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。它的目的是培养学生综合运用所学的知识，特别是本课程有关的知识，解决制药工程车间设计实际问题的能力，使学生深刻领会洁净厂房GMP车间设计的基本程序、原则和方法。掌握制药工艺流程设计、批次设计、物料衡算、设备选型、车间工艺布置设计的基本方法和步骤。从技术上的可行性与经济上的合理性两个方面树立正确的设计思想，同时提高学生运用计算机绘图的能力。 2、项目概况 全年生产时间：40周； 日工作制：3班/天，每天工作24h（0:00～24:00），每周工作5天； 年生产力：360万只； 外包方式：10只一小盒，10小盒一大盒，84大盒一箱； 3、设计方案的理念与整体设计思路 3.1设计理念 制药工艺设计的好坏，直接关系到制药过程装置和设施的建设是
四川理工学院 年产3000万支益气养血口服液生产车间 工艺设计说明书 学生：熊璐 学号：10131040227 专业：制药工程 班级：2010级2班 四川理工学院化学与制药工程学院 二0一三年九月
年产3000 万支益气养血口服液生产车间工艺设计说明书 目录 一、工艺概述 1.1 口服液概述,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 1.2 生产工艺流程设计的重要性,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 1.3 工艺流程设计的成果及任务,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 二、工艺论证 2.1 益气补血口服液处方,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1 2.2工艺流程设计 2.2.1 工艺过程简述,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 2.2.2 口服液生产工艺流程具体步骤,,,,,,,,,,,,,,, 2 三、物料衡算 3.1 计算条件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4 O■ *上丨'丿丨' XJ、I I JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ r 3.2 计算过程,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4 < I I 人二ib I、I * JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ■ 四、主要设备选型说明 4.1 口服液制剂生产工艺各工段要求,,,,,,,,,,,,,,,,, 7 4.2 设备选型 4.2.1 配液灌的选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 7 4.2.2 过滤器的选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 4.2.3 洗瓶设备选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 4.2.4 干燥灭菌设备选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 4.2.5 灌装设备的选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 9 4.2.6 灭菌设备的选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 9 4.2.7 灯检设备的选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 9 4.2.8 贴签机的选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 9 4.2.9 包装设备的选型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 10 4.3 设备一览表,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 10 五、制药用水设计 5.1 纯化水制备工艺,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 11 5.2 每天饮用水的总耗量计算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 11 六、车间工艺平面布置说明 6.1 布置说明,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12 6.2 布置原则,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12 6.3 辅助设施,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12 6.4 车间布置 6.4.1 周围环境,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12 6.4.2 厂房,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12 6.4.3 人员要求,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 13
中南大学 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 制药工程设计 题目年产2.5亿粒胶囊生产车间工艺设计学生姓名 学号 指导教师 学院 专业班级 2010年12月
制药工程设计任务书 专业班级学号姓名 设计题目：年产2.5亿粒胶囊（硬胶囊）生产车间工艺设计 设计时间：2010.11.22-2010.12.10 指导老师： 设计内容和要求： 1.确定工艺流程及净化区域划分； 2.物料衡算、设备选型（按单班考虑、片重按0.5g计；要求有湿法制粒 铝塑包装）。 3.按GMP规范要求设计车间工艺平面图； 4.编写设计说明书。 设计成果： 1.设计说明书一份。包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车间技术要求； 2.工艺平面布置图一套（1#图纸）； 3.工艺管道流程图
目录 第1章硬胶囊剂生产工艺概述..................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 项目概述............................................................................................ 错误!未定义书签。 1.2 设计依据............................................................................................ 错误!未定义书签。 1.3 设计内容............................................................................................ 错误!未定义书签。 1.4 设计指导思想和设计原则................................................................ 错误!未定义书签。第2章生产方法及工艺流程......................................................................... 错误!未定义书签。 2.1生产制度、规模及包装方式............................................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 生产制度、规模................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.2 包装形式............................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.3工艺流程制定的原则............................................................ 错误!未定义书签。 2.2 生产工序............................................................................................ 错误!未定义书签。 2.3 工艺流程............................................................................................ 错误!未定义书签。第3章物料衡算............................................................................................. 错误!未定义书签。第4章生产设备选型..................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1 生产设备选型的步骤........................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.1 生产设备选型依据............................................................... 错误!未定义书签。 4.1.2 制药设备GMP设计通则的具体内容................................... 错误!未定义书签。 4.1.3生产设备选型说明................................................................ 错误!未定义书签。 4.2 主要生产设备选型............................................................................ 错误!未定义书签。第5章车间（设备）布置............................................................................. 错误!未定义书签。 5.1 车间设计原则.................................................................................... 错误!未定义书签。 5.2车间平面布置.................................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.1车间布置平面图.................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.2车间产尘的处理.................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.3车间排热、排湿及臭味的处理............................................ 错误!未定义书签。 5.2.4参观走廊的设置.................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.5 安全门的设置....................................................................... 错误!未定义书签。 5.3设备的安装........................................................................................ 错误!未定义书签。第6章采暖通风与空调公用工程................................................................. 错误!未定义书签。 6.1 设计要求........................................................................................... 错误!未定义书签。 6.2 设计参数........................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3洁净室换气次数................................................................................ 错误!未定义书签。 6.4 洁净室压力........................................................................................ 错误!未定义书签。 6.5正压风量的计算................................................................................ 错误!未定义书签。 6.6 噪声................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.7 通风量............................................................................................... 错误!未定义书签。第7章结束语................................................................................................. 错误!未定义书签。第8章参考文献............................................................................................. 错误!未定义书签。
制药工程课程设计
四川理工学院 年产3000万支益气养血口服液生产车间 工艺设计说明书 学生：熊璐 学号： 专业：制药工程 班级：级2班 四川理工学院化学与制药工程学院 二0一三年九月
年产3000万支益气养血口服液生产车间工艺设计说明书 目录 一、工艺概述 1.1口服液概述 (1) 1.2生产工艺流程设计的重要性 (1) 1.3工艺流程设计的成果及任务 (1) 二、工艺论证 2.1益气补血口服液处方 (1) 2.2工艺流程设计 2.2.1工艺过程简述 (2) 2.2.2口服液生产工艺流程具体步骤 (2) 三、物料衡算 3.1计算条件 (4) 3.2计算过程 (4) 四、主要设备选型说明 4.1口服液制剂生产工艺各工段要求 (7) 4.2设备选型 4.2.1配液灌的选型 (7) 4.2.2过滤器的选型 (8)
4.2.3洗瓶设备选型 (8) 4.2.4干燥灭菌设备选型 (8) 4.2.5灌装设备的选型 (9) 4.2.6灭菌设备的选型 (9) 4.2.7灯检设备的选型 (9) 4.2.8贴签机的选型 (9) 4.2.9包装设备的选型 (10) 4.3设备一览表 (10) 五、制药用水设计 5.1纯化水制备工艺 (11) 5.2每天饮用水的总耗量计算 (11) 六、车间工艺平面布置说明 6.1布置说明 (12) 6.2布置原则 (12) 6.3辅助设施 (12) 6.4车间布置 6.4.1周围环境 (12) 6.4.2厂房 (12) 6.4.3人员要求 (13) 七、车间技术要求
7.1限额领料 (13) 7.2根据处方正确计量称量 (13) 7.3置与过滤 (13) 7.4洗瓶和干燥灭菌 (14) 7.5灌封于封口 (14) 7.6灭菌消毒 (14) 7.7灯检和印包 (14) 参考文献 (15)
题目年产2.5亿粒胶囊生产车间工艺设计学生姓名 学号 指导教师 学院 专业班级 2010年12月
制药工程设计任务书 专业班级学号姓名 设计题目：年产2.5亿粒胶囊（硬胶囊）生产车间工艺设计 设计时间：2010.11.22-2010.12.10 指导老师： 设计内容和要求： 1.确定工艺流程及净化区域划分； 2.物料衡算、设备选型（按单班考虑、片重按0.5g计；要求有湿法制粒 铝塑包装）。 3.按GMP规范要求设计车间工艺平面图； 4.编写设计说明书。 设计成果： 1.设计说明书一份。包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车间技术要求； 2.工艺平面布置图一套（1#图纸）； 3.工艺管道流程图
目录 第1章硬胶囊剂生产工艺概述 (4) 1.1 项目概述 (4) 1.2 设计依据 (4) 1.3 设计内容 (5) 1.4 设计指导思想和设计原则 (5) 第2章生产方法及工艺流程 (6) 2.1生产制度、规模及包装方式 (6) 2.1.1 生产制度、规模 (6) 2.1.2 包装形式 (6) 2.1.3工艺流程制定的原则 (6) 2.2 生产工序 (7) 2.3 工艺流程 (8) 第3章物料衡算 (9) 第4章生产设备选型 (10) 4.1 生产设备选型的步骤 (10) 4.1.1 生产设备选型依据 (10) 4.1.2 制药设备GMP设计通则的具体内容 (10) 4.1.3生产设备选型说明 (10) 4.2 主要生产设备选型 (11) 第5章车间（设备）布置 (14) 5.1 车间设计原则 (14) 5.2车间平面布置 (15) 5.2.1车间布置平面图 (15) 5.2.2车间产尘的处理 (15) 5.2.3车间排热、排湿及臭味的处理 (15) 5.2.4参观走廊的设置 (16) 5.2.5 安全门的设置 (16) 5.3设备的安装 (16) 第6章采暖通风与空调公用工程 (17) 6.1 设计要求 (17) 6.2 设计参数 (18) 6.3洁净室换气次数 (18) 6.4 洁净室压力 (18) 6.5正压风量的计算 (19) 6.6 噪声 (19) 6.7 通风量 (19) 第7章结束语 (20) 第8章参考文献 (21)
理工学院 年产3000万支益气养血口服液生产车间 工艺设计说明书 学生：熊璐 学号：10131040227 专业：制药工程 班级：2010级2班 理工学院化学与制药工程学院 二0一三年九月
年产3000万支益气养血口服液生产车间工艺设计说明书 目录 一、工艺概述 1.1口服液概述 (1) 1.2生产工艺流程设计的重要性 (1) 1.3工艺流程设计的成果及任务 (1) 二、工艺论证 2.1益气补血口服液处方 (1) 2.2工艺流程设计 2.2.1工艺过程简述 (2) 2.2.2口服液生产工艺流程具体步骤 (2) 三、物料衡算 3.1计算条件 (4) 3.2计算过程 (4) 四、主要设备选型说明 4.1口服液制剂生产工艺各工段要求 (7) 4.2设备选型 4.2.1配液灌的选型 (7) 4.2.2过滤器的选型 (8) 4.2.3洗瓶设备选型 (8) 4.2.4干燥灭菌设备选型 (8) 4.2.5灌装设备的选型 (9) 4.2.6灭菌设备的选型 (9) 4.2.7灯检设备的选型 (9) 4.2.8贴签机的选型 (9) 4.2.9包装设备的选型 (10) 4.3设备一览表 (10) 五、制药用水设计 5.1纯化水制备工艺 (11) 5.2每天饮用水的总耗量计算 (11) 六、车间工艺平面布置说明 6.1布置说明 (12) 6.2布置原则 (12) 6.3辅助设施 (12) 6.4车间布置 6.4.1周围环境 (12)
6.4.2厂房 (12) 6.4.3人员要求 (13) 七、车间技术要求 7.1限额领料 (13) 7.2根据处方正确计量称量 (13) 7.3置与过滤 (13) 7.4洗瓶和干燥灭菌 (14) 7.5灌封于封口 (14) 7.6灭菌消毒 (14) 7.7灯检和印包 (14) 参考文献 (15)
（参考模板） 西北师范大学生命科学学院（制药工程课程设计）课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师：梁俊玉 二○一二年六月二十日
制药设备与工程设计课程设计任务书
西北师范大学生命科学学院 课程设计说明书 题目：年产1亿支抗病毒口服液的工厂设计课程：制药设备与工程设计 系（部）：制药工程系 专业：制药工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：梁俊玉 完成日期：2012年6月30日
课程设计简介 由中药制剂制成的抗病毒口服液具有清热解毒、凉血之功能，保护细胞器，拮抗和减轻内毒素作用，有助于治疗感染性疾病，并能诱发机体的免疫功能及抗病能力，具有显著的抗病毒、抗菌作用，作用迅速。临床试验证明，该口服液的功效是可信的，因其投用经济简便，给药途径为口服，无创伤性，且无明显副作用，及早使用该口服液有利于缩短治疗时间，减少病情变化，所以，该口服液是一种值得推广的治疗呼吸道感染的良药，同时也是一种很有开发前景的中药复方制剂口服液。据调查显示，现仍有广阔的市场空间。且原材料属于常见药材，取材方便，价格便宜。 据以上所述，决定。在六安市裕安区月亮岛西区建立年产1 亿支抗病毒口服液的工厂。
课程设计说明书目录 一、设计资料 1. 设计产品简介 (7) 2.建设规模与处理目标 (9) 二、工艺设计和说明 1.工艺流程图 (9) 2.生产原料 (10) 3.工艺流程设计原则 (10) 4.生产工艺的简介 (10) 5.工艺方案的分析 (10) 6.生产工艺的确定 (11) 三、物料衡算 1.主料总物料衡算 (12) 2.辅料物料衡算 (12) 四、设备的选型 1.设备的选型 (13) 五、能量横算 1.浸取设备的能量衡算 (13) 2.其他主要设备的能量衡算 (14) 六、工厂总体设计及选图 1.厂址的选择 (14)
制药工程基础 课程设计 万支国内销售产品：冻干制剂车间设计年产题目（中文）36学生姓名：
号：学 化学与化学工程系系别： 业：制药工程专 刘艳指导教师： 起止日期：2013.11——2013.10 日年月11201310 、前言4 (1) 、项目概况42..............................................................................、设计方案的理念与整体设计思路43......................................设计理念43.1................................................................................ 项目设计依据63.2........................................................................
整体设计思路63.3........................................................................ 、产品简介7 (4) 、工艺设计方法说明85..............................................................成员组成8................................................................................5.1 设计任务8................................................................................5.2 冻干粉针剂的优点9................................................................5.3 冻干制剂技术特点105.4.............................................................. 厂房设计及生产流程10..........................................................5.5 厂房安排10 5.5.1............................................................................ 生产安排11............................................................................5.5.2 设计图纸内容115.5.3....................................................................
理工学院 年产3000万支益气养血口服液生产车间 工艺设计说明书 学 生： 熊 璐 学 号： 10131040227
专业：制药工程 班级：2010级2班 理工学院化学与制药工程学院 二0一三年九月
年产3000万支益气养血口服液生产车间工艺设计说明书 目录 一、工艺概述 1.1口服液概述 (1) 1.2生产工艺流程设计的重要性 (1) 1.3工艺流程设计的成果及任务 (1) 二、工艺论证 2.1益气补血口服液处方 (1) 2.2工艺流程设计 2.2.1工艺过程简述 (2) 2.2.2口服液生产工艺流程具体步骤 (2) 三、物料衡算 3.1计算条件 (4) 3.2计算过程 (4) 四、主要设备选型说明 4.1口服液制剂生产工艺各工段要求 (7) 4.2设备选型 4.2.1配液灌的选型 (7) 4.2.2过滤器的选型 (8) 4.2.3洗瓶设备选型 (8) 4.2.4干燥灭菌设备选型 (8) 4.2.5灌装设备的选型 (9) 4.2.6灭菌设备的选型 (9) 4.2.7灯检设备的选型 (9) 4.2.8贴签机的选型 (9) 4.2.9包装设备的选型 (10) 4.3设备一览表 (10) 五、制药用水设计 5.1纯化水制备工艺 (11)
5.2每天饮用水的总耗量计算 (11) 六、车间工艺平面布置说明 6.1布置说明 (12) 6.2布置原则 (12) 6.3辅助设施 (12) 6.4车间布置 6.4.1周围环境 (12) 6.4.2厂房 (12) 6.4.3人员要求 (13) 七、车间技术要求 7.1限额领料 (13) 7.2根据处方正确计量称量 (13) 7.3置与过滤 (13) 7.4洗瓶和干燥灭菌 (14) 7.5灌封于封口 (14) 7.6灭菌消毒 (14) 7.7灯检和印包 (14) 参考文献 (15)