甲磺酸培氟沙星车间工艺设计设计书

1、.CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY毕业设计（论文）题目：年产350吨甲磺酸培氟沙星车间 精制段工艺设计学生姓名： 吕 玮学 号： 9班 级: 化工0902班专 业： 化学工程与工艺指导教师： 罗晓明2013 年 6 月题 目年产350吨甲磺酸培氟沙星车间精制段工艺设计 学生姓名： 吕 玮 学 号： 9 班 级： 化工0902所在院(系): 化学与生物工程学院 指导教师: 罗晓明完成日期: 2013年6月4日年产350吨甲磺酸培氟沙星车间甲化段工艺设计摘 要本设计是年产350吨甲磺酸培氟沙星甲基化甲基化车间工艺设计。甲基化工段是以诺氟

2、沙星作为起始原物料，甲醛、甲酸、乙醇、氨水和活性炭作为辅料，生成培氟沙星。本设计确定生产350吨甲磺酸培氟沙星的生产工艺流程；完成本工段的全部工艺计算（物料衡算，热量衡算），根据衡算结果选取适当的生产设备尺寸型号；绘制带控制点的工艺流程图、生产车间平面布置图、生产车间立面布置图和甲基化反应釜装配图。本设计方案操作简单、原料廉价易得、能耗低、对环境的污染也较小、且“三废”易处理，是目前国内生产甲磺酸培氟沙星最成熟的合成路线。关键字：甲磺酸培氟沙星;甲基化;诺氟沙星;工艺设计THE SALT SEGMENT TECHNOLOGICAL DESIGN FOR ANNUAL OUTPUT OF 350

3、 TONS MESYLATE PEFLOXACINABSTRACTThis work is about to salt segment process design of an annual 400 tons pefloxacin mesylate. The process use methyl salt as starting raw materials, methane sulfuric acid, ethanol, and activated carbon as accessories, generating mefloquine crude. The production of 350

4、 tons designed to determine pefloxacin mesylate production process; complete this section in full process calculation (material balance, heat balance), according to the accounting results, the appropriate equipment size models was selected; layout, technology flow diagram and the methylation reactor

5、 assembly drawing were carried out. The design is simple, cheap raw materials, low energy consumption less environmental pollution, and the "three wastes" easy to handle, is the current domestic production of pefloxacin mesylate most sophisticated synthetic routes.Keywords: pefloxacin mesy

6、late;salt reaction; mefloquine; technological design目 录课程设计任务1前言21 产品概述21.1产品名称、化学结构、理化性质21.1.1产品名称31.1.2化学结构和分子量31.1.3理化性质31.2临床用途41.3固体原料的密度、熔点42 产品工艺简介42.1本设计采用的工艺路线42.1.1甲基化42.1.2中和42.1.3成盐42.1.4精制52.1.5 工艺路线53 工艺设计依据63.1设计任务依据63.2工艺路线的的主要依据63.3质量标准73.4 包装规格要求及贮藏83.4.1 成品的包装规格83.4.2贮藏83.5 原辅料、包装

7、材料质量标准及规格84 物料衡算94.1 计算方法与原则94.1.1 物料衡算的目的94.1.2 物料衡算的依据94.1.3 物料衡算基准94.1.4 甲磺酸培氟沙星收率与所用原料物性工艺参数104.2 物料平衡总线114.2.1正批生产114.2.2回收生产12 4.3精制工段的物料衡算134.3.1脱色134.3.2压滤144.3.3冷冻结晶154.3.4离心甩料154.4甲基回收工段的物料衡算164.4.1精母液中和回收釜的物料衡算165 能量衡算175.1 各物质物化参数的查取与计算175.1.1 原料比热的计算与查取175.1.2液体原料比热的计算与查取185.1.3部分原料燃烧热的

8、计算和查取195.2精制工段能量衡算205.2.1精制反应阶段235.2.2精制重结晶阶段245.3回收系统能量衡算245.3.1精母液的回收246 设备选型（一）256.1 选型方法和机理256.1.1 设备选型的目的256.1.2 设备选型的依据256.1.3 设备选型基准256.1.4 假设或经验工艺参数256.1.5 主要岗位的操作周期256.2 常规设备的选型266.2.1精制罐的选型266.2.2重结晶罐的选型296.2.3精母液蒸馏釜的选型306.2.4中和釜的选型306.3冷凝器的选型计算317 设备选型（二）中和反应釜的选型计算367.1反应釜釜体的设计377.1.1 反应釜

9、主要参数377.2罐体几何尺寸计算377.2.1确定筒体内径377.2.2确定封头尺寸387.2.3确定筒体的厚度Hi397.3夹套几何尺寸计算397.4夹套反应釜的强度计算397.4.1按内压对圆筒和封头进行强度计算397.4.2按外压对筒体和封头进行强度校核407.4.3夹套厚度计算407.4.4水压试验校核计算417.5中和反应釜反应釜的搅拌装置417.5.1搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计427.5.2 搅拌轴设计427.6反应釜的传动装置437.6.1 常用电机及其连接437.6.2 釜用减速机类型，标准及其选用437.6.3 凸缘法兰437.6.4 安装底盖447.6.5 机

10、架447.6.6 联轴器447.6.7离心机447.7反应釜的轴封装置447.8反应釜的其他457.8.1 支座457.8.2人孔457.8.3 设备接口457.8.4 其余设备选型487.8.5 管件选择以及剩余设备选型计算497.9设备选型一览表518 车间布置与管道设计538.1 车间布置538.1.1车间布置概述538.1.2厂房布置558.1.3车间设备布置568.1.4 GMP洁净区的设计568.2 管道设计608.2.1 基本要求608.2.2 车间管道系统和工艺管道系统619 生产控制与工时安排629.1 各岗位操作要点629.1.1精制岗位629.1.2蒸馏岗位629.2 操

11、作工时与生产周期629.2.1精制岗位6210 劳动组织6410.1 人员总体配置6410.2 各单位定员6511 劳动保障和安全生产6611.1 安全保障措施6611.1.1车间安全生产原则6611.1.2个人防护守则6611.1.3动火规定6711.1.4安全用电6711.1.5动力使用6711.1.6环境卫生6711.2 危险品的注意事项6811.2.1甲酸6911.2.2甲醛6911.2.3氨水6911.2.4甲磺酸7011.2.5乙醇7112 “三废”处理与综合利用7212.1 “三废”的处理7212.1.1废气的处理7212.1.2废水的处理7212.1.3废渣的处理7212.2回

12、收利用7313 工程经济7413.1原料消耗定额7413.2能源消耗定额7413.3经济技术指标75 总结76 参考文献78 致谢80 附录81. v.课程设计任务一 设计题目诺氟沙星精制过程工艺设计二 工艺条件表0-1原料参数一览表原料名称配料比（重体比）原料规格诺氟沙星1含量98.0%乙 醇0.8680.50%甲 酸1.83含量85.0%甲 醛1.0836.9%活 性 炭0.05Kg针用767型氨 水31315(自取)设产品的年产量为400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99.5%，总收率为85.89%，用活性炭抽

13、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。已知条件：1、年工作日按300天计算，286天的正批生产，14天的回收处理；成盐收率为92%，精制收率为89%，。三、 设计内容1.设计并选择较为合理的工艺路线、完成反应机理；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。四、设计要求1.在规定时间内完成设计内容前 言在本次设计内容中，我所采用的工艺是以诺氟沙星为原料，与甲醛、甲酸甲基化生工序较短，其生产条件对反应条件，反应设备不会是很高，而且其生产成本比较的低，非常适合于工业化大规模生产的。总收率达85.89%。再经过回收和精制等工序，可以得高

14、很好的产品。关于这次课程，我主要负责对甲磺酸培氟沙星精制工段的车间工艺设计。在设计完成之后，与其它两位同学一合并了整个工艺的设计。而且部分共同岗位的设计由我们共同完成。 在前面的开题报告中，我已经把粗略的工艺流程图设计好了,甲磺酸培氟沙星的合成工艺还是比较复杂，而其精制工段涉及到脱色、结晶、加氨中和阶段、蒸馏、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，因此设计的任务对于本科生来说非常的重。这样要求我们要有扎实的专业理论知识，包括化工机理，传热学，化工设备等。而且还要一些实践生产能力，这关系到这些设备是否真真实用。而我在大学期间的生产实习给了我这方面能

15、力在这次设计的过程中我们要学会自己掌握时间与节奏来完成设计任务。其中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。而且对于一些设计上面的概念我们不会仅要理解，然且要非常的熟悉，对一些公式更是要有扎实的运用能力。这次毕业设计，我们在老师所提供的任务书的指导下，按照其上面所说的要求圆满完成了任务。但是由于本人毕竟是初次负责生产工艺流程的设计，在设计中肯定会存在不会足之处，诚请老师给予指出和修正。1 产品概述1.1产品名称、化学结构、理化性质1.1.1产品名称1：中文名 甲磺酸培氟沙星2：拉丁名 PEFLOXACIN MESYLATE3：英文名 pelfoxaein m

16、esylate4：化学名 1-乙基-6-氟-1、4-二氢-7-（4-甲基-1-哌嗪）-4-氧-3-喹啉羧甲磺酸盐1.1.2化学结构和分子量1：分子式 2：结构式 3：分子量 465.491.1.3理化性质本产品是白色或微黄色晶体，没有臭，味苦，在水中极易溶解，在乙醇、氯仿或乙醚中几乎不会溶。1.2临床用途本品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。1.3固体原料的密度、熔点诺氟沙星（C16H18FN3O3）密度：1.344g/cm

17、3 熔点：221 OC （221 OC222 OC）培氟沙星（C17H20FN3O3）密度：1.320g/cm3 熔点：273 OC （272 OC274 OC）甲磺酸培氟沙星（C18H24FSN3O6）熔点：282 OC （282 OC284 OC）2 产品工艺简介2.1本设计采用的工艺路线辅助反应：2.1.1甲基化依次向甲基化罐中投入诺氟沙星、甲酸、甲醛，并且加热至100，回流2h；降温至80投入活性炭，再升温至98，回流半h；降温至60，投入乙醇，搅拌5分钟放料，趁热抽滤。2.1.2中和接甲基化产物，搅拌散热，加氨水（13%15%）。保持反应温度不会超过45。当反应液pH值在7.07.5

18、时，停止加氨水。静止1h，放料，用去离子水洗，甩料3h。检验保证收率99%，转化率100%，合格品待用。2.1.3成盐表2-1 成盐过程各物料投料比配料比甲基化物甲烷磺酸乙醇（82.5%）活性炭乙醇（95%）质量比14.651/27.81/27.8摩尔比11.05投入合格的甲基化物（含量97.5%，水分7.9%），乙醇（82.5%），然后投入甲烷磺酸（99.3%）。升温至78，回流1h；降温至60，投入活性炭；升温至78，回流1h。出料，抽滤，至冷冻罐。降温至-10。冷却结晶后，离心分离。投入95%的乙醇洗涤，分离液回收至粗母蒸馏岗位。成品检验，保证收率91.29%，转化率100%，合格品至精

19、制岗位。2.1.4精制投入乙醇（86.0%），粗品升温至45，至溶解；投入活性炭，升温至78，回流30分钟，抽滤至冷冻罐。降温至-10，离心分离。投入乙醇（95%）洗涤，分离液回收至精母蒸馏岗位，保证收率88.24%。合格后自然风干，除湿至产品。2.1.5 工艺路线本次设计为甲磺酸培氟沙星的甲基化过程工艺设计。以药物合成反应以及化学制药工艺学相关内容展开，其详细反应过程及机理如下：辅助反应：3 工艺设计依据3.1设计任务依据（1）长沙理工大学化学工程专业课程设计任务书；（2）城市建设用地规划要求；（3）药品生产质量管理规范实施指南（2001 年版，中国化学制药工业协会，中国医药工业公司）；（4

20、）工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85；（5）环境空气质量标准GB3095-1996；（6）污水综合排放标准GB8978-1996；（7）工业“三废”排放执行标准GBJ4-73；（8）建筑工程消防监督审核管理规定公安部第30号令；（9）建筑结构设计统一标准GB500682001；（10）工业企业设计卫生标准TJ36-79；（11）化工工厂初步设计内容深度的规定HG/206882000；（12）化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG 20519-92；（13）关于出版医药建设项目可行性研究报告和初步设计内容及深度规定的通知国药综经字1995，第 397 号；（14）化工装置设备布置设计规定

21、HG 20546-92（15）中华人民共和国药典（2010版）的质量标准以及环境保护法等。3.2工艺路线的的主要依据本设计以诺氟沙星为原料，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会高，而且生产成本呢较低，最适合于工业化大规模生产的。因此本次设计选择原辅料廉价易得，能耗低，对自然生态污染较小，三废易处理，最成熟的合成路线，符合工业化生产的要求。表3-1 产品的质量标准序号项目名称优等品标准法定标准厂控标准检验依据1性状白色或类白色结晶粉末白色或微黄色结晶粉末白色或微黄色结晶粉末WS-375(X-322)-

22、952鉴别应呈正反应应呈正反应应呈正反应WS-375(X-322)-953酸度Ph3.5-4.53.5-4.53.5-4.5中国药典2010版二部附录VIH P384氯%4.0(干)3.5-4.13.5-4.1中国药典2010版二部VD P58 （附）5有关物质%0.51.01.0中国药典2010版二部附录VD P256干燥失重%8.28.58.2中国药典2010版二部附录L P587炽灼残渣%0.10.10.1中国药典2010版二部附录N P598重金属%0.00100.00200.0020中国药典2010版二部附录H9含量测定%99.299.099.0WS-375(X-322)-9510溶

23、液澄清度与颜色黄绿色4号标准，溶液澄清黄绿色4号标准，溶液澄清黄绿色4号标准，溶液澄清中国药典2010版二部附录I×A2×8 P3811铁盐%0.0030.0030.003中国药典2010版二部附录G P543.3质量标准品名：甲磺酸培氟沙星 规格：为20Kg/桶 为25Kg/桶 检验依据：WS-375(X-322)-95 批准文号：(95)卫药准字X-277号 产品质量的各项具体标准如上表3.4 包装规格要求及贮藏3.4.1 成品的包装规格数量：20Kg/桶 25Kg/桶 包装：2层塑料装 扎口方式：封口 包装形式：纸桶 封口方法：封签3.4.2贮藏贮藏方法：避光、密封保

24、存贮藏温度：室温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名称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） 5.4%干燥失重5.0%有关物质1.0%含量测定（干品）95.0%熔点218-224甲酸无色透明无悬浮液体色度（Pt-Co）20号含量85.5%氯化物0.020%硫酸盐0.05%铁（以Fe计）0.001%甲烷磺酸无色或浅黄色粘稠透明液体含量（%）99.0Fe（ppm）10Cl（ppm）500（ppm）250色度100号 4 物料衡算4.1 计算方法与原则4.1.1 物料衡算的目的生产工艺流程框图只是定性地表示，再有原料转变成最终产

25、品的过程中，要经过哪些过程及设备，在图中一般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。这种框图只有定性的概念，没有定量的概念，只有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、确定原材料消耗定额、金星化工管道设计等各种计算项目的依据。对于已经投产的生产车间，通过物料衡算可以寻找出生产中的薄弱环节，为改进生产、完善管理提供可靠的依据，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段。4.1.2 物料衡算的依据在进行车间物料衡算前，首先要确定生

26、产工艺流程示意框图，此图限定了车间物料衡算的范围，以指导设计计算既不会遗漏，也不会重复。其次要收集必需的数据、资料，如各种物料的名称、组成及含量：各种物料之间的配比，主、副反应方程式、主要原料的转化率、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平均值，从起始原料的投入到最终成品的产出，按天数平均值计将恒定不会变。有设计任务规定的产品年产量及年工作日，计算出产品的平均日产量，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。4.1.4 甲磺酸培氟沙星全合成工艺收率与所

27、用原料物性工艺参数工段收率（%）甲基物回收率（%）原材料名称规格分子量投料比含量（%）含水（%）密度（kg/L）甲基化99.50诺氟沙星药用319.34198.01.344甲酸工业46.031.8385.51.220甲醛工业30.031.0836.70.820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.

28、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：81.47% 总收率：85.89%4.2【物料平衡总线】此次设计年总产量350000KG甲磺酸培氟沙星为出厂的成品，折干折纯后为：350000×（18%）×99%=318780kg一次单程的收率=0.995×0.92×0.89=81.47%精馏粗母液以及精母液回收率为5%,故总收率为0.995×0.97×0.89=85.90%4.2.1正批生产:每

29、日所投的诺氟沙星为：318780kg÷85.90%÷465.49×318.34÷286÷0.98= (诺氟沙星的含量为98%)(907.305kg)甲基化工段得甲基物的量为：1177.91kg(333.36),含量为97%，含水量为8%，折干折纯后为919.77kg。成盐工段得甲磺酸培氟沙星粗品的量：1379.85kg（465.49），含量为98%，湿度为5%（不会含结晶水），折干折纯后为1310.86kg。精制工段得甲磺酸培氟沙星精品的量：1379.66kg（465.49），含量为99%，湿度为5%（不会含结晶水）折干折纯后为1297.57k

30、g 。4.2.2回收生产：一年的总生产天数为286天的正批生产共产出甲基物 ,折干折纯后的纯量一共为263055.19 kg。在粗母液和精母液的回收中的其回收率为5%,则14天的所回收处理量可总得甲基物的含量为：263055.19×5%= 13152.76kg则一天处理的所回收的甲基物量为：13152.76÷14=939.48kg按照甲基物的质量标准可换算成湿料的甲基物含量是：939.48÷97%=968.54kg。因此回收生产每日要投甲基物968.54 kg，成盐收率为92%，可得甲磺酸培氟沙星粗品 1244.23kg（纯），精制收率为89%，得甲磺酸培氟沙星精

31、品1107.32 kg。（纯）。4.3精制工段（收率89.5%）4.3.1脱色（89.5%）设其转化率为100%，收率为89%，其他均损失在母液中。投：粗品1379.85kg， 折干折纯1310.86kg表4-1 精制工段投料原料名称规格投料量重量比摩尔比备注粗品中间产品99.4211乙醇86%497.085活性炭针用767型8.240.038根据配料比：  86%的乙醇1379.85×5=6899.24kg   折纯：6899.24×86%=5933.35kg  活性炭的量：1379.85×0.083=124.18kg进入精制反应釜

32、反应后：  活性炭脱色后得甲磺酸培氟沙星精品：1310.86×89%=1166.66kg  脱色后损失在母液中的粗品：1310.86-1166.66=144.21kg  反应液中的水量：6899.24×12.5%=867.584kg （乙醇中）1379.85×5%=68.99kg （粗品中） 共：936.57kg表4-2 脱色进出物料表进料出料名称质量质量百分比名称质量质量百分比粗品1310.8614.141%精品1166.6613.90%乙醇6899.2474.41%精品（损失）144.211.54%活性炭124.181.33%乙醇

33、5933.3570.73%水936.5710.10%活性炭124.181.48%总杂质72.911.05%水936.5711.16%总杂质71.951.16%合计9270.84100.00%总计8388.57100.00%4.3.2压滤（99.8%）  精品损失1%：1166.66×0.2%=2.33kg  剩余精品：1166.66-2.33=1164.33kg  活性炭增重20%：124.18×20%=24.85kg  其中有损失的粗品：2.33kg  水所占的比例为80%（原厂经验值）：24.85×80%=19

34、.86kg  则滤液中含水：936.57-24.85=911.72kg  活性炭吸附的杂质量为：24.85-2.33-19.86=2.646kg  滤液中含杂质： 71.95-2.33=69.62kg  那么滤渣的总量为： 2.33+124.18+19.86+2.646=153.085kg表4-3 压滤进出物料表进料出料名称质量质量百分比分离名称质量质量百分比精品1166.6613.90%滤液精品1164.3314.40%精品（损失）144.211.54%精品（损失）2.330.02%乙醇5933.3570.73%乙醇5933.3573.14%活性炭12

35、4.181.48%水940.5911.28%水936.5711.16%杂质69.620.08%总杂质71.951.16%共计8081.43100.00%滤渣精品2.331.52%活性炭124.1881.11%水24.8516.22%杂质2.6461.52%共计153.085100.00%合计8388.57100.00%合计8234.514.3.3冷冻重结晶（99.8%）  结晶过程使精品损失：1166.66×0.2%=2.33kg（可在母液中回收）  结晶得精品：1166.66-2.33=1164.33kg其他的量均未发生变化，故不会列出物料平衡表。4.3.4离心

36、甩料（99.8%）  离心甩料损失精品量为：1164.33×0.2%=2.244kg  剩余精品量为：1164.33-2.244=1159.67kg投入95%的乙醇117kg（纯：111.56）洗料离心，   乙醇的总量为： 111.56+5933.05=6047.23kg  137.00的乙醇中含水： 111.56×5%=5.99kg  水的总量为：5.99+940.59=917.72kg表4-4 离心甩料进出物料表进料出料名称质量质量百分比分离名称质量质量百分比精品1164.3314.17%湿物料精品1159.6799.

37、28%精品（损失）2.2440.02%水5.990.60%乙醇6047.2373.293%杂质2.3240.12%水917.7211.19%共计1167.99100.00%总杂质69.700.85%精母液精品1159.6714.14%精品（损失）2.2440.02%乙醇6047.2373.75%水917.7211.19%杂质0.7611.61%共计8198.96100.00%合计8201.23100.00%合计9366.954.4甲基回收工段的物料衡算4.4.1精母液中和回收釜的物料衡算进料：高沸物进料量= 精母液中高沸物进料量= 2288.11kg 精母液中甲基物含量=甲氟粗品投料量（纯）（

38、1精品收率） =1382.47（189%）=108.91kg高沸物中甲基含量= 精母液甲基物含量=108.91kg中和需氨水量=高沸物中甲基物含量=124.46=127.09kg总进料量=高沸物进料量+氨水进料量=2288.11+127.09=2415.19kg出料：回收甲基物量=甲基物投料量回收率=145.2420%=29.04kg水杂质量=总进料量回收甲基物量=2760.2229.04=2371.18kg进料物质氨水高沸物质量(kg)127.092288.11总进料量(kg)3258.84出料物质回收甲基物水杂质质量(kg)25.412389.78总出料量(kg)2415.015 能量衡算

39、5.1 各物质物化参数的查取与计算5.1.1 原料比热的计算与查取固体原料比热的计算与查取依据药厂反应设备及车间工艺设计计算依据：化合物的比热容C=1/MnCa KJ/(kg.)n-分子中同种元素原子数M-化合物分子量Ca-元素的原子比热容KJ/(kg.) ;其值见下表：表5-1元素原子的比热容表元素Ca KJ/(kg .)元素Ca KJ/(kg .)元素Ca KJ/(kg .)C7.535F20.93H9.628S22.604B11.302P22.604Si15.907O16.74其他25.953固体热熔用科普法计算如下:(1)诺氟沙星( C16H18FN3O3)C=16×7.53

40、5+18×9.628+1×20.93+3×(25.953+16.74)/319.34=1.387 KJ/(kg .)(2)活性炭(C)C=7.535/12=0.6279 KJ/(kg .)(3)培氟沙星(C17H20FN3O3 ) C=(17×7.535+20×9.628+20.93+3×25.953+3×16.74)/333.37=1.409 KJ/(kg)(4)成盐物( C18H24FSN3O6)C=18×7.535+24×9.628+20.93+22.604+3×(25.953+16.74

41、×2)/ 429.37=1.371KJ/(kg)(5)甲酸铵(HCOONH4)C=7.535+5×9.628+2×16.74+1×25.953/63.06=1.825 KJ/(kg)(6)甲烷磺酸铵(H3CSO3NH4)C=7.535+7×9.628+22.604+3×16.74+25.953/113.03=1.537 KJ/(kg)5.1.2液体原料比热的计算与查取(1) 液体有机化合物比热的计算依据药厂反应设备及车间工艺设计进行乙醇，甲酸比热容的计算如下表所示：表5-2 乙醇，甲酸不会同温度下的比热表温度（）基团结构摩尔热容值J/

42、 (mol .)化合物比热值KJ/(kg .)-CH3-CH2 -OH-H-COOHC2H5OHHCOOH2541.728.344.04042.7828.7848.98120.542.624543.1428.9450.64122.722.665043.529.152.37545.929.861.87846.2029.9462.93139.073.0210048.431.071.218.894.21132.4511.36%的氨水比热可如下获得表5-3 氨水比热表氨浓度%（分子）温度20.637.54110.50.9951.0491.0620.90.991.0231.03于是就有了如下数据表表5-

43、4 氨水比热表氨浓度%（分子）温度20.637.54110.50.9951.0491.0611.361.04720.90.991.0231.03由上表可知，11.36%的氨水比热为1.047 kcal/(kg .) 即4.383 KJ/(kg .)水的比热的查取:当温度为40、45、78、100时水的比热分别为0.997 kcal/(kg .)、0.997 kcal/(kg .)、1.002 kcal/(kg .)、1.008 kcal/(kg .)甲烷磺酸的比热查取:甲烷磺酸有液体和固体两种形态（原厂用的为液态）。大多数液体的比热在1.72.5 KJ/(kg .)间，液体的比热一般和压强无关

44、，而是随着温度的上升而稍有增大。由于固态的甲烷磺酸比热可按科普法如下计算:C=(7.535+4×9.628+22.604+3×16.74)/96.00=1.238 KJ/(kg .)<1.7 KJ/(kg .)因此，对于液态的甲烷磺酸，我们取(1.7+2.5)/2=2.1 KJ/(kg .)个别气体比热的查取a.甲醛（HCHO）在温度为45、100时甲醛的比热分别为1.18 KJ/(kg .)，1.21 KJ/(kg .)b.氨(NH3)35 时的氨比热为2.20 KJ/(kg .)5.1.3部分原料燃烧热的计算和查取(1)部分原料燃烧热的计算 诺氟沙星( C16H1

45、8FN3O3)C16H18FN3O3+37.5/2 O2 16CO2+17/2H2O+3/2N2+HFa b 正烷烃基数 1 液体 23.86 218.05氟 1 固体 59.45 0.80酮 1 固体 23.03 -0.80酸 1 液体 -19.68 0.29苯 1 固体 -69.08 1.88叔胺 1 液体 2×83.74 0.34仲胺 1 固体 0 2.26a=185.06b =222.82qc=a+xb=185.06 +37.5×222.82=8540.81kJ/mol培氟沙星(C17H20FN3O3 )C17H20FN3O3 +40.5/2O2 17CO2+19/

46、2H2O+3/2N2+HFa b 正烷烃基数 1 液体 23.86 218.05氟 1 固体 59.45 0.80酮 1 固体 23.03 -0.80酸 1 液体 19.68 +0.29苯 1 固体 -69.08 +1.88叔胺 1 液体 2×83.74 0.34叔胺 1 液体83.74 0.34a=268.8b =220.9qc=a+xb=268.8 +40.5×220.9=9215.25kJ/mol甲酸铵（HCOONH4）HCOONH4+5/4O2 CO2+5/2H2O+1/2N2a b 正烷烃基数 1 液体 23.86 218.05酸 1 固体 -15.91 -0.0

47、4成盐 -67.41 a=-59.46b =218.01qc=a+xb=-59.46 +2/5×218.01=485.565kJ/mol甲烷磺酸(H3CSO3H)H3CSO3H+3/2O2 CO2+2H2O+SO2a b 正烷烃基数 1 液体 23.86 218.05磺酸 1 固体 -247.02 0 a=-223.16b =218.05qc=a+xb=-223.16 +3×218.05=430.99kJ/mol成盐物（C18H24FSN3O6） C18H24FSN3O6+43.5/2O2 18CO2+23/2H2O+3/2N2+HF+SO2a b 成盐 -67.41磺酸

48、1 固体 -247.02 0 a=-45.63b =220.9qc=a+xb=-45.63 +43.5×220.9=9563.52kJ/mol甲烷磺酸铵(H3CSO3NH4)H3CSO3NH4+4.5/2O2 CO2+7/2H2O+1/2N2+SO2a b 正烷烃基数 1 液体 23.86 218.05磺酸 1 固体 -247.02 0 成盐 -67.41a=-290.57b =218.05qc=a+xb=-290.57 +4.5×218.05=690.655kJ/mol(2)部分原料的燃烧热选取qc0 （kJ/mol）fHm½（kJ/mol）HCHO (g )570.78HCOOH(l)254.6NH3 (g )387.63-46.11qc0 (NH3 ) =(3×143.1