制药工程课程设计-尼可地尔合成工艺设计教学文稿

1、学习资料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 0第二章生产工艺说明 1第三章生产周期 5第四章物料衡算 6第五章设备选型 9附件：设备流程图、车间布置图仅供学习与参考学习资料第一章产品介绍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/a1.4 产品规格物理性状：针状熔沸点：熔点9293 c分子式：C8H9N3O4结构式：分子量：211.171.5 产品的重要价值尼可地尔，又叫做烟浪丁，是一种

2、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、乙醍、氯化亚碉、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：_ _ _HNO3_ _ _ _NH2CH2CH20H NH2CH2CH2ONO2 HNO32

3、.缩合反应/' _ i(NH2CH2CH2ONO2 HNO3+ ) J ，HC1 八j-CON HCH2CH5 ONOa2.2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-8C搅拌，缓慢滴加氨基乙醇，滴加完毕，于 0c继续搅拌1 h,减 压蒸除过量硝酸，将剩余物倾入冷乙醍中，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、氯化亚碉加入反应釜中，回流 2h。减压蒸储除去过量仅供学习与参考学习资料氯化亚碉，干燥，得产品粗品。3 .缩合过程称量碳酸氢钠，从称量罐中加入水和氯仿，再分次加入加入上述粗品,氯仿置于反应釜中。用冰盐水

4、冷却，搅拌，使温度不超过5 'C,加毕，继续搅拌0.5 h,转移至萃取罐中分出氯仿层，水层用氯仿提取，合并提取液和氯仿层，用10%碳酸钾溶液洗涤，水洗。无水硫酸 镁干燥，过滤,4 .精制过程减压蒸除氯仿，用乙醍一乙醇（体积比1:1）重结晶，得产品。5 .3生产流程图2.3.1 硝化反应硝化产物2.3.2 合成烟酰氯盐酸盐反应氯化亚碉回收学习资料仅供学习与参考干燥2.3.2缩合反应过程烟酰氯盐酸盐、硝化产物氧仿提取粗品氯仿提取2.3.3精制过程粗品氮仿回收套用产品第三章生产周期3.1 生产方式：间歇生产3.2 各生产阶段耗时情况烟酰氯盐酸盐缩合反应W1合成消耗时间/h 120.5其中硝化

5、反应和烟酰氯盐酸盐的合成是分开进行的，故用于反应的总时间是2.5h,记精制以及中间流转过程消耗时间1.5h。所以生产一批产品所用时间是4h。一天可生产6批。3.3 生产情况产品年产量：36t=36000kg平均每天产量：36000/300=120kg每批的产量：120/6=20kg第四章物料衡算根据文献可知，硝化反应收率为86%,烟酰氯盐酸盐合成的收率 是70%,缩合精制收率是71%。止匕外，由于文献中没有提及在各种 设备以及转移过程中的损耗，且一般损耗较小，所以将其近似计入各 给出的工序损耗内，所以总收率为：86%>70% M1%=42.742%3.1 硝化反应 反应方程式：HNO3N

6、H2CH2CH20H NH2CH2CH2ONO2 HNO361.0863170.083.2 合成烟酰氯盐酸盐反应方程式：|I/° G-C0C1Qr OH + c,_ = U123.11118.96178.0163.3缩合反应NH2CH2CH2ONO2 HN0 3+170.08反应方程式178.016ICONHCHjCHiONOa211.1748根据文献可知：各工序进料出料如下所示:(1)硝化反应进料出料物料名称规格质量比氨基乙醇刃9%1w发烟硝酸98%10w乙醍15.02w物料名称发烟硝酸氨基乙醇硝 酸酯规格98%乙醍无水质量比8.95w15.02w2.32w进料计算:氨基乙醇：20

7、 F2.742%=46.79kg体积 46.79T020=0.04587mf=45.87L发烟硝酸：46.79 ¥0T895=0.246913M=246.91L乙醍：46.79X15.02 于13.4=0.985121Z=985.12L由料计算：氨基乙醇硝酸酯：46.79X2.32=108.55kg发烟硝酸：46.79 洛.95 1895=0.22099mf=220.99L乙醍：46.79X15.02 于13.4=0.985121M=985.12L(2)合成烟酰氯盐酸盐入料出料物料名称规格质量比物料名称规格质量比烟酸98%0.63w氯化业碉>85%1.12w氯化业碉>85

8、%1.73w烟酰氯盐酸 盐0.66w进料计算:烟酸：46.79>0.63=29.48kg氯化亚碉：46.79 ¥.73 1640=0.04936mf=49.36L由料计算：氯化亚碉：46.79X1.12 1640=0.03195mf=31.95L烟酰氯盐酸盐：46.79>0.66=30.88kg(3)缩合精制反应入料物料名称规格出料氯仿>99.5%碳酸钾溶液 |10%(质量分数)无水硫酸镁13 .>98%水去离子水乙醇乙醍无水碳酸氢钠99%质量比物料名称1.16w氯仿12.63w氯化钠无水硫酸镁12.51w水1.34w3.47w乙醇1.66w乙酗1.50w尼口

9、地尔硝酸钠碳酸氢钠碳酸钾规格质量比12.63w0.25w1.34w3.47w1.66w1.50w0.427w0.18w0.63w1.25w进料计算：碳酸氢钠：46.79X1.16=54.28kg水：46.79 >3.47 4000+585.34 >90春 1000=0.68917m3=689.17L学习资料氯仿：46.79X12.63 千480=0.399295miM99.30L碳酸钾溶液：46.79M2.51=585.34kg碳酸钾：585.34 ¥0%=58.53kg乙醇：46.79Xl.66789=0.09844m3=98.44L乙醍：46.79 ¥.5

10、千640=0.04279mf=42.80L无水硫酸镁：46.79 X.34=62.70kg出料计算：氯仿：46.79X12.63 4480=0.399295m5=399.30L无水硫酸镁：46.79 X.34=62.70kg乙醇：46.79Xl.66789=0.09844m3=98.44L乙醍：46.79 ¥.5 千640=0.04279=42.801氯化钠：46.79 )0.25=11.70kg硝酸钠：46.79 )0.18=8.42kg碳酸氢钠：46.79 困.63=29.48kg碳酸钾：46.79M.25=58.49kg尼可地尔：46.79X0.427=20.00kg水：46.

11、79 >3.47 4000+585.34 >90春 1000=0.68917m3=689.17L第五章设备选型根据物料衡算结果，可以得出工序中各物料所占体积情况如下所示：生产天数300天每天6批，一批生产20kg产品工序物料投料比终产品尼可地尔硝酸酯2.32发烟硝酸10硝化反应氨基乙醇1乙醍15.02烟酰氯盐酸盐0.66成盐反应烟酸0.63氯化业碉1.73尼可地尔碳酸氢钠1.16水3.47缩合，精制氯仿12.63碳酸钾1.25乙醇1.66乙醍1.5收率密度/(g体积质量/kg化m-30)/L200.861.895 246.911.0445.780.7134 985.1230.882

12、9.481.6449.362054.281689.171.48399.3058.530.78998.441.6442.80无水硫酸镁1.3462.70反应中有发烟硝酸参与反应，浓度较高，不会对碳钢结垢造成腐 蚀，可采用碳钢的反应釜。反应需要较低的温度，因此采用夹套结构。图1反应釜结构示意图仅供学习与参考另外，该工序还有减压蒸储、过滤、干燥等操作，相应设备如下所示:冷却水谩出）11冷却水也出”金IK】报H 2 物而、I:r图2减压蒸储器学习资料仅供学习与参考图6干燥器FH我我卬忖川)!好E冲利比4 IV*h1 dil fl fljLSJ(图3离心过滤器r :I1TL| I3l-, 1A ttlJwbt；<HH |Jtfll曲14JB -BL1JWil*HH1*1-! r, y .i 料 4i|J W jtJl ： m