制药工程课程设计-尼可地尔合成实用工艺设计

1、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：Nicora ndil化 学名：N-（2-羟乙基）烟酰胺硝酸酯生产规模：36t/a1.2产品规格物理性状：针状熔沸点：熔点9293C分子式：C8H9N3O4结构式：分子量：211.171.3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

2、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，随后还原前、后负荷。而且该药物主要主要舒小动脉，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：HN03NH2CH2CH2OH NH2CH2CH2ONO2 HNO32. 缩合反应NH2CH2CH2ONO2 HNO3+

3、) J * HC1 3丿八jCOZ 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

4、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，用乙醚一乙醇（体积比1:1）重结晶，得产品。2.3生产流程图231硝化反应硝酸回戕套用乙瞇回收套用硝化产物合成烟酰氯盐酸盐反应232缩合反应过程烟酰氯盐酸盐、硝化产物碳酸氢钠、水水层氮仿提取I油层载仿提取粗品233精制过程粗品产品氮仿回收套用第三章生产周期3.1生产方式：间歇生产3.2各生产阶段耗时情况硝化烟酰氯盐酸盐缩合反应精制消耗时间/h1合成0.52其中硝化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

5、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%。此外，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，所以总收率为：86% X70%X71%=42.742% 3.1硝化反应反应方程式：HN03NH2CH2CH2OHNH2CH2CH2ONO2 HNO3170.0861.0863ci3.2合成烟酰氯盐酸盐ZScociI*

6、 HCIQ丿123.11118.96178.0163.3缩合反应178.016反应方程式NH2CH2CH2ONO2 HNO3+170.08ICONHCHjCHiONOa211.1748根据文献可知：各工序进料出料如下所示:出料物料名称规格质量比发烟硝酸98%8.95w乙醚氨基乙醇硝 酸酯无水15.02W2.32w(1) 硝化反应进料物料名称规格质量比氨基乙醇为9%1w发烟硝酸98%10w乙醚无水15.02W氨基乙醇：20 网2.742%=46.79kg体积 46.79T020=0.04587nf=45.87L发烟硝酸：46.79 X0W895=0.246913*=246.91L进料计算：氨基乙

7、醇：20 网2.742%=46.79kg体积 46.79T020=0.04587nf=45.87L发烟硝酸： 乙醚：#13.4=0.985121*=985.12L出料计算：氨基乙醇硝酸酯：46.79£32=108.55kg发烟硝酸：46.79 X.95 -4895=0.22099m5=220.99L乙醚：46.79X5.02 J713.4=0.985121m5=985.12L(2) 合成烟酰氯盐酸盐出料入料物料名称规格质量比烟酸98%0.63w氯化亚砜> 85%1.73w物料名称氯化亚砜烟酰氯盐酸盐规格 质量比> 85%1.12w0.66w进料计算:烟酸：46.79>

8、;O.63=29.48kg氯化亚砜：46.79 X.73 -4640=0.04936m5=49.36L出料计算：氯化亚砜：3=31.95L烟酰氯盐酸盐：46.79X).66=30.88kg(3) 缩合精制反应物料名称碳酸氢钠氯仿碳酸钾溶液无水硫酸镁水乙醇乙醚入料规格99%> 99.5%10%(质量分数)> 98%去离子水无水无水质量比1.16w12.63w12.51w1.34w3.47w1.66w1.50w物料名称氯仿氯化钠无水硫酸镁水乙醇乙醚尼可地尔硝酸钠碳酸氢钠碳酸钾出料规格质量比12.63w0.25w1.34w3.47w1.66w1.50w0.427w0.18w0.63w1.

9、25w进料计算：碳酸氢钠：46.79X.16=54.28kg水：46.79 X.47 斗000+585.34 X0%1000=0.68917mP=689.17L氯仿：书480=0.399295n=399.30L 碳酸钾溶液：46.79X2.51=585.34kg碳酸钾： 585.34X10%=58.53kg乙醇：46.79/.66£89=0.09844*=98.441乙醚：46.79 X.5 -4640=0.04279mP=42.80L无水硫酸镁： 46.79X1.34=62.70kg出料计算：氯仿：46.79X2.63 4480=0.399295m5=399.30L无水硫酸镁： 4

10、6.79X1.34=62.70kg乙醇：46.79/.66勻89=0.09844*=98.441乙醚：46.79 X.5 -4640=0.04279m3=42.80L氯化钠： 46.79 X0.25=1 1.70kg硝酸钠： 46.79X0.18=8.42kg碳酸氢钠： 46.79X0.63=29.48kg碳酸钾： 46.79X1.25=58.49kg尼可地尔： 46.79X0.427=20.00kg水：46.79 X.47 斗000+585.34 X0%H000=0.68917mP=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

11、批，一批生产20kg产品工序物料投料比收率质量/kg密度/（g仓m-30）体积/L终产品尼可地尔20硝酸酯2.320.86硝化反应发烟硝酸101.895246.91氨基乙醇11.0445.78乙醚15.020.7134985.12烟酰氯盐酸盐0.6630.88成盐反应烟酸0.6329.48氯化亚砜1.731.6449.36尼可地尔20碳酸氢钠1.1654.28水3.471689.17氯仿12.631.48399.30缩合，精制碳酸钾1.2558.53乙醇1.660.78998.44乙醚1.51.6442.80无水硫酸镁1.3462.70图1反应釜结构示意图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，因此采用夹套结构另外，该工序还有减压蒸馏、过滤、干燥等操作，相应设备如下所示:挣为冨遗川1)11HiKJKlB 111£