年产500吨对乙酰氨基酚的车间工艺设计
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年产 500 吨对乙酰氨基酚的车间工艺设计
目录 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 150C反应7h加入乙
酐再反应2h检查终点合格后冷却至25C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 130C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 pH 42-46 沸腾 10min 压滤滤液加少量重亚硫酸钠冷却至 20C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117C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w 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 80〜100C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 C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ZLS0PZK0050取样用快速水分测定仪测其水分水分小于w 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 C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GMP199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 > 05 u m
> 5um 浮游菌个m3沉降菌个m3 100级 3500 0 5 1 10000
级 35000 200 100 3 100000级 350000 2000 200 10 300000 级
10500000 6000 15 33 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 500000300 1666667kg 天
收率 8597
对乙酰氨基酚分子量对氨基苯酚分子量 1511610910 13855
对乙酰氨基酚收率 对乙酰氨基酚产量对氨基苯酚13855 X 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 kg 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 13855 8597
则对氨基苯酚投料量 1666667 k 0859713855 139925k
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089〜091 139925 kg 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 k 090098 128503 k 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 k 128503k 268428 k
由此的投入反应罐母液量为 268428k 1 268428 k 综合以上计算得
进料①
对氨基苯酚投料量 1666667 k 0859713855 139925k
冰醋酸投料量 139925 k 090098 128503 k
进料②
进入反应罐的母液量 268428 k 1 268428 k 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 k 128503k 268428k
536856 k
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 767 536856 k 767
69994 k
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 k 69994k 6698