项目设计说明书牡医远航队

目录第一 总 项目概 项目工艺概 设计内 第二 工艺说 硫辛酸生产原 硫辛酸简 硫辛酸制备的工艺路 硫辛酸生产工艺流程叙 依非韦伦生产原 依非韦伦简 依非韦伦制备的工艺路 依非韦伦的生产工艺流程叙 缬沙坦生产原 缬沙坦简 缬沙坦制备的工艺路 缬沙坦的生产工艺流程叙 工艺设备一览表（见附图 生产工艺流程图（见附图 第三 生产制 生产制 车间安全生产操作规 第四 自动控制及仪 概 主要依 设计概 DCS系统结构组 拟定生产线自动控制的原因及实施办 拟定生产线自动控制的原 拟定生产线自动控制的实施办 初步控制方 控制过程说 第五 物料方框平衡 物料衡 物料衡算目 物料衡算方 硫辛酸物料衡 依非韦伦物料衡 缬沙坦物料衡 能量衡 能量衡算目 能量衡算的依 硫辛酸能量衡 依非韦伦能量衡 缬沙坦能量衡 第六 主要工艺设备选 设备选型原 考虑的主要问 设备的主要参 设备的可靠性和维修 设备的环保与节 设备的经济 工艺主要设备选型的依 主要工艺设备选 反应釜的选 离心机的选 萃取机的选 配液罐及储罐的选 冷凝器的选 低温盐水机组的选 离心泵的选 洗涤过滤干燥三合一的选 钯碳过滤机的选 设备工作时间与利用率——Gantt 第七 主要原辅料材料和工艺公用工程消耗 主要原辅料的消耗 向R0201反应釜中投入230kg6,8-二氯辛酸乙酯时原辅料消耗量（1次投料 向R0202反应釜中投入250kg6,8二氯辛酸乙酯时原辅料消耗量（1次投料 依非韦伦原辅料消耗量（1次投料 缬沙坦原辅料消耗量（1次投料 工艺用公用工程的消耗 工业蒸 压缩空 洁净氮 公用工程消耗 包材选 包材选择方 内外包装材 包材数 第八 原料药车间平面布置 原料药多功能车间的基本概 原料药多功能车间的通用工艺流 设计依 车间布 布置原 布置说 人流设置情况（见附图 工艺设备平面布置图（见附图 第九 行政法规及其执行措 消 消防设计依据（法律法规 设计规范和标 执行措 环境保 法律法 参考标 执行措 劳动安全卫 法律法 执行措 节 法律法 执行措 第十 GMP专 洁净区划分和空气洁净等级说 车间人物流设施说 空调系统设置、除尘及局部排风说 净化装修说 工艺设备选型说 设备选择依 工艺设备选型说 公用工程设施符合GMP要求的说 净化区域划分及人流物流流向图（见附图 GMP厂房与设施规 GMP生产区规 GMP仓储区规 GMP洁净室（区）规 第十一 水系统与照明系 纯化水制备流 纯化水制备注意事 照明系 第十二 空调系统与排 空调系 排 参考文 第一章总论本项目根据硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦三种原料药生产过程的相似性，拟设计建造一间多功能原料药车间。多功能原料药车间不同于传统的原料药车间，它可以分期生产多种原料物。以满足小批量、多品种的生产要求，应对市场的迅速变化。原料药，是指专门供给药品制剂生产所用的化学物质。原料药作为药品制剂企业的上游产品，据其制成药剂需求可分非无菌原料药与无菌原料药两大类。其中，无菌原料药指其中不含任何活性的微生物,如霉菌、细菌、病毒等；反之，对此没有严格要求的就是非无菌原料药。本次设计的多功能车间主要生产硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦三种原料药，这三种原料药均为非无菌原料药。因此，本设计精制区间为D级洁净等级，合成车间无洁净等级。项目要求本设计多功能车间具备硫辛酸25t/年、依非韦伦25t/年、缬沙坦年的生产能力，年工作日为300天，三种产品不重叠生产，每次仅生产一种产品。项目工艺概述本设计的多功能车间用于生产三种原料药，分别为硫辛酸、依非韦伦和缬沙坦其年工作日为300天，根据生产工艺需求，安排硫辛酸的生产时限为94韦伦的生产时限为96天，缬沙坦的生产时限为94天。我们本次设计的多功能车间具有一条能同时满足三种原料药生产要求的生产线，此三种原料药的生产具有相同之处，其流程均为：称量、配液、反应、减压浓缩、萃取、结晶、过滤、洗涤、干燥。本设计保证生产过程合理有序的进行，秉承质量源于设计的原则，完成工艺的进一步优化。本项目设计的内容包括生产工艺流程设计、主要生产设备选型、厂房布局、车间平面布局、洁净区人流物流走向设计、压差分布、水系统设计、动力车间设计、生产车间立面布局、生产班次设计、排风管道设计、空调管道设计等。设计所提供的图纸文件包括：《带控制点的工艺流程总图》《硫辛酸带控制点的工艺流程图》《依非韦伦带控制点的工艺流程图》《缬沙坦带控制点的工艺流程图》《多功能厂房车间工艺管道布置图》《多功能厂房车间工艺平面布置图》《多功能厂房车间管道平面布置图》《多功能厂房车间一层平台及局部二楼布置图》《多功能厂房一层平面布置图》《多功能车间压差分布图》《合成车间局部排风管道》《合成车间立面布置图》《洁净厂房送风平面图》《洁净区排风平面图》《人流物流走向图》《制水系统图》《三维厂房布置图》设计所提供的文本文件：《项目设计说明书》《物料流程图》《设备一览表》《硫辛酸工艺流程框图》《依非韦伦工艺流程框图》《缬沙坦工艺流程框图》第二章工艺说明硫辛酸生产原理硫辛酸简介B族维生素，是一种抗氧化剂，被称为“万能抗氧化剂”，广泛用于治疗和预防心脏病、糖尿病等多种疾病；硫辛酸还可增强体内免疫系统，免受于自由基的破坏，可有效抑制早老性痴呆使部分病人的病情得到缓解；还可以提高胰岛素敏感性，帮助肌酸导入肌肉细胞，硫辛酸是挡住衰老的七种营养品之一。可以美颜、活化细胞、改善生发。硫辛酸制备的工艺路线二硫化钠的制备环合反应水解、酸化反应硫辛酸生产工艺流程叙述投料量为230kg的硫辛酸的工艺流程向R0201反应釜中加入纯化水115kg、水合硫化钠250.5kg搅拌升温至（1小时38.71kg，反应1.5小时；分别加入乙醇437kg和20.493kg75306，8227.7kg加入到V0202A滴液罐中，缓慢滴加（2小时，利用冷凝器E0201加热回流，8小时，得环合液，冷却至室温待用（1小时。将氢氧化钠用离心泵加入到V0202A滴液罐中，缓慢加入到上述环合液中，升温至60℃，缓慢滴加和升温共用1小时，反应3小时。共用18小时。将上述反应液利用重力转移到V0204的储罐中，储罐内的压力为大气压，浓缩釜内由于抽真空使得压力小于大气压，利用压差将物料转移至R0203浓缩釜中，减压浓缩除去乙醇，馏出液约为反应液体积的1/2（4.5小时共用9小时。将浓缩液降至室温。然后将反应液利用离心泵转至R0204的酸化釜中，将配好的2mol/L的盐酸转入到V0203滴液罐中，在缓慢加入到酸化釜中，调节体系pH值至2（加入过程耗时约1.5小时，将酸化液利用重力作用转移到V0206储罐中，在利用P0201离心泵将储罐中的液体转移至萃取机中，在萃取机中连续加入乙酸乙酯569.25kg萃取上述酸化液，萃取废液流入室外，将萃取机中需要的有机相利用P0202离心泵移到V0207储罐中，有机相用饱和食盐水洗涤分层，再用无水硫酸镁干燥，将干燥后的液体，利用重力作用流入到离心机中，进行过滤，将有机相流入V0203地下储罐中，水相经预处理后排至污水处理站。上述过程总用时量为7小时。将离心后的液体有机相利用抽真空将液体抽至R0205浓缩釜中，减压浓缩，馏出液约为上述有机相体积的1/2。减压浓缩时间为4.5小时，共浓缩两次，9小时。将浓缩液利用P0204离心泵转移至R0207结晶釜中，缓慢冷却至10℃以下，结晶、离心（3小时，将结晶釜中的固液混合物利用抽真空，抽出的物料进入与其最近的过滤“洗涤”干燥三合一中，在三合一中加入乙酸乙酯23kg淋洗，过滤，在真空度≥0.08MPa条件下干燥，得淡黄色针状粗品（2小时。总共用时5小时。将结晶后的硫酸锌粗品，加入到R0301脱色釜中，再依次加入粗品102.62416kg、乙酸乙酯683.1kg、活性炭23kg，利用冷凝器E0301加热回流2小时，将脱色釜中的液体利用重力投入到过滤器中，进行脱碳过滤（约1小时用5小时。将滤液转移至R0401结晶釜中，缓慢冷却至10℃，结晶（约3小时。将结晶釜中的物料利用重力转移至结晶间的过滤“洗涤”干燥三合一中，在真空度 条件下干燥，得淡黄色针状硫辛酸精品（2小时6小时。将硫辛酸精品按要求粉碎、待检。投料量为250kg的硫辛酸的工艺流程向R0202反应釜中加入纯化水125kg、水合硫化钠272.3kg搅拌升温至（1小时42.08kg，反应1.5475kg和22.275kg75306，8247.5kg加入到V0202B滴液罐中，缓慢滴加（2小时，利用冷凝器E0202加热回流，8小时，得环合液，冷却至室温待用（1小时。将氢氧化钠用离心泵加入V0202B滴液罐中，缓慢加入到上述环合液中，升温至60℃，缓慢滴加和升温共用1小时，反应3小时。共用18小时。将上述反应液利用重力转移到V0205的储罐中，储罐内的压力为大气压，浓缩釜内由于抽真空使得压力小于大气压，利用压差将物料转移至R0203浓缩釜中，减压浓缩除去乙醇，馏出液约为反应液体积的1/2（4.5小时共用9小时。将浓缩液降至室温。然后将反应液利用离心泵转至R0204的酸化釜中，将配好的2mol/L的盐酸转入到V0203滴液罐中，在缓慢加入到酸化釜中，调节体系pH值至2（加入过程耗时约1.5小时），将酸化液利用重力作用转移到V0206储罐中，在利用P0201离心泵将储罐中的液体转移至萃取机中，在萃取机中加入乙酸乙酯618.8kg萃取上述酸化液，萃取废液流入室外，将萃取机中需要的有机相利用P0202离心泵移到V0207储罐中，有机相用饱和食盐水洗涤分层，再用无水硫酸镁干燥，将干燥后的液体，利用重力作用流入到离心机中，进行过滤，将有机相流入V0203地下储罐中，水相经预处理后排至污水处理站。上述过程总用时量为8小时。离心后的液体有机相利用抽真空将液体抽至R0205浓缩釜中，减压浓缩，馏出液约为上述有机相体积的1/2。减压浓缩时间为5小时。将浓缩液利用P0204离心泵转移至R0207结晶釜中，缓慢冷却至10℃以下，结晶、离心（3小时，将结晶釜中的固液混合物利用抽真空，抽出的物料进入与其最近的过滤“洗涤”干燥三合一中，在三合一中加入乙酸乙酯24.75kg淋洗，过滤，在真空度≥0.08MPa条件下干燥，得淡黄色针状粗品（2小时。总共用时5小时。将结晶后的硫酸锌粗品，加入到R0301脱色釜中，再依次加入粗品111.548kg、乙酸乙酯742.5kg、25kg活性炭，利用冷凝器E0301加热回流2小时，将脱色釜中的液体利用重力投入到过滤器中，进行脱碳过滤（1小时5小时。将滤液转移至R0401结晶釜中，缓慢冷却至10℃，结晶（约3小时。将结晶釜中的物料利用重力转移至结晶间的过滤“洗涤”干燥三合一中，在真空度≥0.08MPa条件下干燥，得淡黄色针状硫辛酸精品（2小时，共用6小时。将硫辛酸精品按要求粉碎、待检。依非韦伦生产原理依非韦伦简介依非韦伦是抗艾滋病毒感染的药物，是国际艾滋病治疗指导方针推荐的非核苷反转录酶抑制剂类首选药物，口服吸收好,耐受性良好，具有不良反应较少、价格相对低廉、半衰期长、服药方便等优点。依非韦伦对HIV-1病毒有良好的抑制作用，通过与HIV-1逆转录酶上的特定位点可逆性结合，终止RNA和DNA依赖性DNA聚合酶的活性，从而阻止病毒复制。依非韦伦制备的工艺路线加成反应Li

+

物质A、乙基锌物质B

合成反应依非韦伦的生产工艺流程叙述将乙基锌61.479kg和丙酮61.479kg加入到V0201A配液罐中搅拌混合（0.5小时，控制温度30℃，制得混合溶液Ⅰ待用。将环丙基乙炔锂53.2818kg和丙酮69kg加入到V0201B配液罐中搅拌混合（0.5小时，控在制温度30℃，制得混合溶液Ⅱ待用。将4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺136.62kg和丙酮138kg加入到V0201C配液罐中搅拌混合（0.5小时，控制温度30℃，制得混合溶液Ⅲ待用。将丙酮273.24kg、A9.5634kg、B65.5776kg加入到R0201加成反应釜中，搅拌冷却至0℃（约1小时），将混合溶液Ⅰ利用配液罐V0201A旁边的离心泵转入V0202A滴液罐中，将滴液罐中的混合液缓慢加入加成反应釜中（2小时。通入冷却水维持体系温度28℃以下，再将混合溶液Ⅱ利用V0201B配液罐旁边的离心泵转入到V0202C滴液罐中，将滴液罐中的混合液缓慢加入到加成反应釜中（2小时，通入冷却水维持体系温度在0~5℃，反应（约1.5小时。再将混合溶液Ⅲ利用离心泵转入到V0202B滴液罐中，再将滴液罐中的混合液缓慢加入加成反应釜中（3小时，并维持体系温度40℃，反应（2小时，得加成液。反应共用时间12小时。将加成釜中的加成液利用重力流入到V0204储罐中，再利用抽真空，将储罐中的液体移到R0203浓缩釜中减压浓缩，馏出液约为加成液体积的3/4，将馏出液送厂外回收处理（5小时。加入乙酸乙酯414kg，溶解浓缩物，再加入冰水138kg，控制温度在0~5℃淬灭反应（1小时，共用6小时。将淬灭后的液体利用重力流到V0206储罐中，再利用P0201离心泵，将液体转入到萃取机中，在萃取机中加入纯化水138kg洗涤静置分层，水相经预处理后排至污水处理站，有机相利用离心泵转入到离心机中过滤，将过滤后的液体利用重力转入到V0208地下储罐中。共用3小时。利用抽真空将地下储罐内的液体移至R0205浓缩釜中，进行减压浓缩，馏出液约为上述有机相总体积的1/2，浓缩2次整个浓缩过程约10小时。P0204离心泵，将浓缩液转移至R0207结晶釜中，冷却至10℃以下，结晶，约2小时。将结晶釜中的物料，利用抽真空转移至过滤“洗涤”干燥三合一中进行离心，用0.1W乙酸乙酯淋洗，过滤、干燥，在真空度≥0.08MPa物。共用3小时。将三合一中的加成物151kg加入到R0202反应釜中，再加入乙酸乙酯448.47kg，搅拌溶解，加入氯甲酸甲酯82.2195kg、碳酸钠142.0155kg和纯化水755kg制得的溶液，控制反应温度在35℃，快速搅拌反应（6小时，将混合液利用重力流入到V0202储罐中，共用6小时。将V0202储罐中的液体利用P0203离心泵转入到萃取机中，在用纯化水151kg水洗分层，水相再用乙酸乙酯89.694kg萃取，合并有机相，水相流出合成车间，有机相V0209储罐中，再用无水硫酸钠30.2kg干燥（约4小时），在利用重力将储罐内的液体流入到离心机中，过滤出硫酸钠，经重力作用，流入V0210地下储罐中，总共用时8小时。利用抽真空，将地下储罐内的液体抽到R0206浓缩釜中，经减压浓缩（馏出液约为上述滤液总体积的12），减压浓缩5小时。将浓缩液利用P0205离心泵转移至R0208结晶釜中结晶，共用2小时。将结晶釜内的物料利用抽真空转移至过滤洗涤干燥三合一中，离心，用乙酸乙酯14.949kg淋洗，过滤、干燥，在真空度≥0.08MPa条件下干燥，得环合粗品，共用3小时。向R0301脱色釜中加入乙酸乙酯267.9kg、环合粗品141kg、活性炭21.15kg，E0301冷凝器加热至回流5小时，在利用重力作用将脱色釜中的物料转移至脱碳过滤器中。共用6小时。将滤液转移至R0401结晶釜中，缓慢冷却至5℃结晶，在用重力作用将结晶釜中的物料转移至过滤“洗涤”干燥三合一中，经固液分离，用乙酸乙酯13.959kg淋洗、过滤，在真空度≥0.08MPa条件下干燥，得依非韦伦精品。用时7小时。将依非韦伦精品按要求粉碎、待检。缬沙坦生产原理缬沙坦简介缬沙坦是血管紧张素受体拮抗剂，可有效抑制血管收缩和醛固酮的释放，产生降压作用。该品对血管紧张素转换酶没有抑制作用，不影响体内缓激肽水平，因而导致咳嗽的副作用少于血管紧张素转换酶抑制剂。缬沙坦降低升高的血压，同时不影响心律。缬沙坦不影响高血压患者的总胆固醇、甘油三酯、血糖和尿酸水平。可用于各种类型高血压，并对心脑肾有较好的保护作用。缬沙坦制备的工艺路线氢化还原反应缬沙坦的生产工艺流程叙述向R0101氢化反应釜中，依次加入醋酸异丁酯594kg、N-正戊酰基缬氨酸甲148.5kg、Pd-c0.075kg，通入蒸汽加热至70～75℃使其溶解（1小时，降温通氢气，控制温度在、38℃、压力0.1～0.2MPa，反应8小时，停搅拌，通入冷凝水降至常温（2小时），利用重力将氢化釜中的物料转移至合成车间钯碳过滤器中，回收Pd-C。用时12小时。滤液利用抽真空转移至R0203浓缩釜中，减压浓缩至干，反应时间6小时。向R0203浓缩釜中加入乙酸乙酯519.75kg，溶解浓缩物，再加入水150kg，进行水洗分层，将液体利用重力转移至V0206储罐中，在通过P0201离心泵将出罐内的液体转移至萃取机中，水相用乙酸乙酯164.025kg分三次提取，合并有机相。水相经预处理后排至污水处理站（1小时P0202离心泵转R0205浓缩釜中，减压浓缩（馏出液约为上述有机相总体积的1/4）3次，共用时10小时。将浓缩液用P0204离心泵转移至R0207结晶釜中，冷却降温至5℃结晶（约1小时）三次共3个小时，将离心液利用抽真空转入到过滤“洗涤”干燥一体机离心、过滤，在真空度≥0.08MPa条件下干燥，得缬沙坦粗品，共用4小时。向R0301脱色釜中加入丙酮543.51kg、缬沙坦粗品137.25kg，活性炭13.725kgE0301冷凝器加热回流4小时，利用重力，将脱色釜中的物料转移至过滤机中，共用5小时。将滤液转移至R0401结晶釜中，缓慢冷却至5℃结晶，利用重力将结晶釜中的物料转移至过滤“洗涤”干燥三合一，将固液分离，在真空度≥0.08MPa条件下干燥，得缬沙坦精品，共用5小时。将缬沙坦精品按要求粉碎、待检。工艺设备一览表（见附图生产工艺流程图（见附图第三章生产制度生产装置年工作日：300天（三个产品不重叠生产，每次仅生产一个产品）生产班制8小时/任务班数单班人数任务班数单班人数取料配液32结晶车间31合成车间36检验12脱色车间31粉碎包装22生产方式：间歇式生产车间安全生产操作规程生产现场所有工作人员必须穿工作服，佩戴工作帽，穿劳保鞋，不允许穿拖鞋、高跟鞋。电气控制中的紧急开关，除发现重大的设备隐患及危害人身安全时不得随意使用。故障排除后，谁停机、谁启动。故障停止按钮、手动开关、安全开关及安全警示牌，谁操作、谁恢复。设备检查、设备检修或设备清洁保养时，操作者应首先关闭电源开关并把安全警示牌挂在控制盘上，将安全开关拨至“检查”位置并拔下安全开关钥匙随身携带，待检修及保养结束时，应将安全开关钥匙放回原处，并拨至“正常”位置，恢复电源空开，将安全警示牌放入柜内。设备运转中，不得搞运转部分卫生。不得打开安全防护门。各岗位在生产结束或日保养完成后，关闭水、气、原料管道开关，车间下班后要有专人负责安全检查，断电、关窗、锁门，确保安全后方可离开。设备运转时严禁拆开防护罩，发生物料堵塞必须停机，待完全停机后，方可排除故障。机器运行时，如发现运转不正常或有异常声音，应立即停车并及时通知机电修人员，不得擅动。故障排除后方能开机操作。严禁在生产现场及更衣室等非吸烟场所吸烟，生产中在岗工作人员不得擅自脱岗吸烟。开机前检查信号和设备部件是否正常，机器各部件和安全防护装置是否齐全可靠，润滑是否良好，机器周围地面有无杂物，各参数是否符合工艺要求。在使用各种手动及电动工具时，先检查是否正常，严禁带病作业及违章操作，同时穿戴好防护用品。维修设备结束后，通知本地操作人员，必须经试运转正常后方可投入使用，并跟踪带料后的运行情况。并对维修现场进行清理，现场严禁存留焊条头、螺栓、油污、棉丝等杂物。各种防护罩必须立即装上，没有的要立即装配齐全。车间内突然停电时，所有人员应立即停止正在进行的工作，关闭正在使用的水、压缩空气截门，疏散至安全场所。进厂新员工必须经三级安全培训，考试合格后方可单独上岗作业；本岗位设备运转时，严禁将手、脚、衣物伸入机器中或传动滚筒处，严禁从皮带架上穿越。第四章自动控制及仪表主要控制研究范围包括整个车间工艺生产设备、空调系统、电气系统及数字采集系统、废水处理系统等，需要控制检测的项目较多，为提高经济效益，还需要将生产和管理销售结合起来，尽量实现一体化。《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93—《自动化仪表选型设计规定》HG/T2007—《仪表供电设计规定》HG/T20509—《仪表外壳防护等级的分类》GB4208—《工业自动化仪表气源压力范围和质量》GB/T4830—本次非无菌原料药多功能车间设计中生产自动化控制系统项目就是其中之一，在项目中选择了DCS和PLC控制系统。控制工程中DCS工业产品设施包括：1套工程师站12套操作员站采用PLC控制器，通过现场总线连接了DCS远程总共处理40几个现场I/O信号这个项目，DCS系统需要完成监控、操作、组态及维护等工作。现场环境要求系统不能出现死机、停车等严重质量问题，同时还要符合GMP、FDA等制药行业相关认证规范。在软件方面，我们为项目配备了全中文系统，包括上位机显示及编译环境，并设置了统一的数据库，方便用户收集/提取信息。在设计组态整个系统时，我们为项目未来的扩展，做出了良好的兼容性准备，并配置了开放式的通讯接口。这个系统分为五个部分：生产线系统、空调系统、电气系统及数字采集系统、废水处理系统。每个系统对应一对冗余控制器。所有工程师站和操作员站分别放在对应的控制操作室内，其中生产线操作员站设在生产线中，生产线对应的一对冗余控制器配置了一对独立了DP通讯模件，使其与PA现场仪表进行连接。DCS系统结构组成系统结构，分为操作员级和过程级。操作员级包含了用于操作和显示，归档和纪录，趋势及报警等功能；控制器执行开环和闭环回路控制功能。过程及自动化，分控制器，远程I/O，现场设备及PLCI/O过程自动化。系统通信，包含系统总线，CANOPC，DMS-API等类型总线。拟定生产线自动控制的原因及实施办法拟定生产线自动控制的原因根据反应釜的现如今生产状况，反应釜的送料完全由人工控制，通过离心泵从原料罐输送到反应釜，由于产品的不同，混合原料的粘度和比重均不相同，因此单位时间内离心泵输送的原料重量是不同的。而且反应釜的化学反应速度，在很大程度上取决于原料的性质，以及氧化剂和还原剂的加入速度，但现在只能人工根据反应釜的温度和出口温度，初略判断反应釜内的化学反应情况，控制阀门开度，这样就很难真正控制好化学反应速度，使产品质量的稳定性和进一步提高反应釜的生产能力受到了制约。拟定生产线自动控制的实施办法经过仔细的系统分析，参照近现代控制论原理，借鉴最新型的控制技术，本方案拟在反应釜进口处安置一套电动调节阀，并在加热剂、冷却剂的进口管路上，再分别各安装一套电动调节阀，由PLC系统根据反应釜内的温度及出口温度，自动调节加料阀门的开度，同时自动调节反应釜夹套内冷却水回流阀门的开度，构成一个智能化的多参数自适应控制系统，以达到进一步综合控制化学反应速度，最终优化整个反应过程温度变化曲线的目的。初步控制方案对于设计用于生产控制的自动化系统来说，必须具有稳定而可靠的运行、简单而实用的操作以及优越的性价比。在原系统的基础上，仍以DCS工业控制微机为上位机，系列PLC组件增加配置开关量和模拟量输入输出模块，以及手动/自动控制切换开关，必要的手控按钮和指示灯等，将系统硬件的投入降低到最小。对控制软件进行升级换代，完善报警和处理功能，扩充反应过程的智能控制功能。控制过程说明本控制系统以系列PLC可编程控制器为核心，上位机采用高性能的组态软件，开发操作可靠、简单易学、实用稳定的监控程序，具有全中文界面，实时数据显示、流量和温控曲线、报警和操作记录，以及完整的生产报表等管理功能，并嵌入反应釜智能化自动控制模块。由于实际装置的设备共有3个配液灌、11个反应釜，故加料部分原料、加热剂和冷却剂电动调节阀门17组，全系统共有14个调节回路。本系统将分三个层次来完成对反应釜生产过程的综合控制：第一层次：完成接收电子秤的秤重信号，计算出化学原料单体瞬时流量、平均给料流量等参数，反应釜及出口温度的实时显示。第二层次：根据给料流量，结合反应釜及出口温度和各种工艺条件，自动调节反应釜温度，并优化主要工艺参数的越界报警和处理功能。第三层次：根据工艺模板所要求的总加料量、配比和加料时序；反应釜升温曲线等不同的控制特性，通过新增加的PLC模拟输出调节模块，反应釜冷却水回水电动调节阀，原料罐、加热剂和冷却剂的电动调节阀，实现反应釜全过程化学反应的智能化自动控制。上位工业控制计算机作为人机界面，可以实现以下功能：实时动态显示各设备运行状态，包括原料罐重量的实时变化，各种物料的给料流速，阀门动作情况和温度显示等。模拟流程图形逼真、直观；显示各工艺参数的实时曲线和历史曲线，与设定工艺曲线进行比较，指导工艺操作。历史曲线数据可保存一年或一年以上，用户可随时查阅；预先贮存各种工艺曲线和配比数据，根据各产品的工艺要求，可随时给发出控制要求，完成各生产品种和生产工艺的快速变换；完善主要工艺参数的越界报警和处理，确保生产过程的安全性；打印各种生产和统计报表。具有较强的管理功能，可打印各批次实配重量及温度、压力等数据，对贮存数据进行成本核算及工艺分析；手动和自动无扰动切换。为加强系统的可靠性，又不失灵活性，本系统设置计算机屏幕操作，手动/自动及操作台按钮开关，手动、自动两套工作方式，阀门的操作采用智能控制仪表手操器，确保进行无扰动的切换操作； 7．采用自适应补偿技术，电子秤的秤量误差可得到最有效的补偿；8．采用智能化控制技术，通过对反应釜夹套冷却水回水和物料加入速度的多参数自动优化调节、对反应釜温度的动态自适应PID调节，反应釜中整个化学反应过程可得到更稳定有效的控制。其中第三个层次是本次设计的主要内容，为此，PLC模块配置中要增加具有DA输出的模拟量输出模块和开关量输出模块，包括扩展基板、电源和连接电缆，用于自动调节加料过程的电动调节阀和手操器。第五章物料方框平衡图物料衡算是根据质量守恒定律，对化工过程中的各股物料进行分析和定量计算，以确定它们的数量、组成和相互比例关系，并确定它们的物理变化和化学变化过程中相互转移或转化的定量关系的过程。物料衡算目的可确定原材料消耗定额，判断是否达到设计要求可确定各设备的输入及输出的物流量，在此基础上进行设备的选型及设计，并确定三废排放位置、数量及组成，有利于进一步提出三废治理的方法。作为热量衡算的依据根据计算结果绘出物流图，可进行管路设计及材质选择，仪表及自控设计等物料衡算方法直接计算法利用反应速率进行物料衡算元素平衡以化学平衡进行衡算以结点进行衡算利用联系组分进行衡算本设计的物料衡算采用的是最为普遍的直接计算法，直接计算法是根据化学反应方程式，运用化学剂量系数进行计算的方法。硫辛酸物料衡算硫辛酸物料衡算:6,8-二氯辛酸乙酯投料量二硫化钠制备物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量二硫化钠反应液1二硫化钠水合硫化钠水合硫水1纯化水符合药典保准环合反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量原料乙醇环合反应四丁基溴化铵水5四丁基溴化四丁基溴化铵二硫化钠16,8-二硫辛酸乙酯6,8-二氯辛酸乙酯6,8-硫酸锌乙酯1氯化钠二硫化钠反水水解反应物料名称质量组成纯品量质量组成纯品量氢氧化钠符合工业标准应液1四丁基溴二硫化钠6,8-辛酸乙酯纯化水符合药典标准氯化钠氢氧化钠水环合反应1硫辛酸钠硫酸锌乙酯11减压浓缩物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量水解反应液浓缩液四丁基溴化铵二硫化钠6,8-二硫辛酸乙酯氯化钠氢氧化钠水硫辛酸钠硫酸锌乙酯水酸化反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量符合工业标准酸化液四丁基溴化铵二硫化钠水符合药典标准6,8-二硫辛酸乙酯硫酸锌乙酯减压浓缩液氯化钠硫辛酸水萃取反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量乙酸乙酯萃取后无机相二硫化钠氯化钠水1食盐水萃取洗涤过滤后有机相四丁基溴化铵6,8-二硫辛酸乙酯硫酸锌乙酯硫辛酸酸化液乙酸乙酯食盐水减压浓缩物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量萃取洗涤过滤后有机相浓缩液四丁基溴化铵6,8-二硫辛酸乙酯硫酸锌乙酯硫辛酸乙酸乙酯乙酸乙酯结晶、离心、洗涤过程物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量乙酸乙酯乙酯乙酸乙酯1浓缩液硫辛酸脱色、结晶过程物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量乙酸乙酯乙酯硫辛酸1活性炭医用级标准后母液乙酸乙酯活性炭硫辛酸物料衡算:6,8-二硫辛酸乙酯投料量二硫化钠制备物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量二硫化钠反应液1二硫化钠水合硫化钠水合硫水1纯化水符合药典标准环合反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量原料乙醇环合反应四丁基溴化水5四丁基溴化四丁基溴化铵1二硫化钠6,8-二硫辛酸乙酯6,8-二硫酯6,8-二硫辛酸乙酯1硫酸锌乙酯二硫化钠反应液氯化钠水水解反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量氢氧化钠符合工业标准水解反应四丁基溴二硫化钠6,8-辛酸乙酯纯化水符合药典标准氢氧化钠水环合反应5硫辛酸钠硫酸锌乙酯减压浓缩物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量水解反应液浓缩液四丁基溴化铵二硫化钠6,8-二硫辛酸乙酯氯化钠氢氧化钠水硫辛酸钠硫酸锌乙酯水酸化反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量符合工业标准酸化液四丁基溴化铵二硫化钠水符合药典标准6,8-二硫辛酸乙酯硫酸锌乙酯减压浓缩液氯化钠硫辛酸水萃取反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量乙酸乙酯萃取后无机相二硫化钠氯化钠水51食盐水符合工业标准萃取洗涤过滤后有机相四丁基溴6,8-辛酸乙酯硫酸锌乙酯硫辛酸酸化液5乙酸乙酯5食盐水减压浓缩物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量萃取洗涤过滤后有机相浓缩液四丁基溴化铵6,8-二硫辛酸乙酯硫酸锌乙酯硫辛酸乙酸乙酯乙酸乙酯结晶、离心、洗涤过程物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量乙酸乙酯乙酯乙酸乙酯1浓缩液硫辛酸脱色、结晶过程物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量乙酸乙酯乙酯杂质1硫辛酸1活性炭脱色结晶后母液乙酸乙酯活性炭依非韦伦物料衡算加成反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量原料乙基锌乙基锌加成液8乙基锌1原料丙酮环丙基乙炔锂14-氯-2-（三氟原料环丙基乙炔环丙基乙1A（生物碱4-氯-2-（氟乙酰基）4-氯-（酰基）苯1A（生物碱A（碱氢氧化锂1加成物质）B（物质1水888环合反应物料名称质量组成纯品量物料名称质量组成纯品量加成物加成物环合液环合物乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯氯甲酸甲酯杂质1碳酸钠氯甲酸甲酯氯甲酸水甲酯依非韦伦粗品杂质1甲醇氯化钠碳酸钠碳酸钠5杂质1碳酸氢钠纯化水纯化水符合药典标准杂质合计合计缬沙坦物料衡算输入物料名称质量组成纯品量输出物料名称质量组成纯品量N-正戊酰基缬氨酸甲酯N正戊酰基缬氨酸甲酯氢化液N-正戊酰基缬氨酸甲酯杂质1醋酸异丁醋酸异丁酯醋酸异丁杂质16工业氢气杂质缬沙坦粗品总计总计输入物料名称质量组成纯品量输出物料名称质量组成纯品量缬沙缬沙坦精丙酮丙酮缬沙坦粗品杂质1丙酮活性炭医用级活性炭杂质总计总计能量衡算目的能量衡算的目的主要是为了确定设备或装置的热负荷；根据热负荷的大小以及物料的性质和工艺要求，可进一步确定传热设备的型式、数量和主要的工艺尺寸。此外热负荷也是确定加热剂或冷却剂用量的依据。能量衡算的依据热量平衡方程式能量衡算的理论基础是热力学的第一定律，既能量守恒定律。当内能、动能、位能的变化量可以忽略且无轴功时，输入系统的热量与离开系统的热量应平衡，由此可得出传热设备的热量平衡方程式:Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5＋Q6Q1物料带入设备的热量，Q2—加热剂或冷却剂传递给设备及所处理物料的热量或冷量，kJ；Q3—过程的热效应，kJ；Q4物料带出设备的热量，Q5—加热或冷却设备所需要的热量或冷量，kJ；Q6—设备向环境散失的热量，kJ。本设计中有关物质的热力学数据：硫辛酸原料药各物质的Cp一览表原辅料名称A纯化水B6,8-二氯辛酸乙酯C氢氧化钠D盐酸E乙酸乙酯F6%氯化钠G21%氯化钠H10%氯化钠I8%氯化钠J四丁基溴化铵K乙醇L硫辛酸乙酯M九水合硫化钠N二硫化纳OP硫辛酸依非韦伦原料药各物质的Cp一览表原辅料名称A乙基锌BC环丙基乙炔锂D胺4-氯-2-（）E纯化水FG氯甲酸甲酯H加成物IJ碳酸钠KL氯化钠M碳酸氢钠N氢氧化锂O依非韦伦粗品依非韦伦原料药各物质的Cp一览表原辅料名称A乙基锌BC环丙基乙炔锂D胺4-氯-2-（）E纯化水FG氯甲酸甲酯H加成物IJ碳酸钠KL氯化钠M碳酸氢钠N氢氧化锂O依非韦伦粗品硫辛酸能量衡算硫辛酸（68-二氯辛酸乙酯的投料量为230kg）的能量衡算：二硫化钠的制备（kJ/(kg℃)）Q4=407.1×3.197986×(60-18)=54679.8042Q1=0kJ Q3=0kJQ1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 Q2=64329.181kJ环合反应:5.73582%×3.892+27.47064%×4.18=2.752462（kJ/(kg℃)）Q4=1117.80161×2.752462×(75-60)=46150.5968kJQ1=0kJ Q3=0kJ Q2=54294.8198kJ反应液由75℃冷却至室温18Q2=Cm∆T=2.752462×1117.80161×(18-75=-175372.27冷却水从-5℃升温至18℃，降温过程所需要的冷却盐水量为

水解反应： =2.893871（kJ/(kg℃)）Q4=1324.80161×2.893871×(60-18)=161019.808kJQ1=0kJ Q3=0kJ Q2=189435.068kJ减压浓缩：Q汽化热=L×M=1091.076×535.92=584729.45 （kJ/(kg℃)）Q4=2.857912×788.8933×(60-18）+Q汽化热=94692.6804+584729.45=679422.13kJQ1=0kJ Q3=0kJ Q2=799320.153减压浓缩：Q汽化热=L×M=379.54×286.75572=108835.266kJ （kJ/(kg℃)）Q4=1.76453×521.29937×(60-18）+Q汽化热=38633.632+108835.266=147468.898kJQ1=0kJ Q3=0kJ Q2=173492.821结晶、离心、洗涤：浓缩液由60℃降温至Q2=Cm∆T=1.76453×521.29937×（10-60）=-45992.419冷却水从-5℃升温至10℃，降温过程所需要的冷却盐水量为

740.619脱色过滤： （kJ/(kg℃)）Cp硫辛酸=98.99998%×1.67670=1.65993（kJ/(kg℃)）Q4=1.8666×713×(77-18)+1.65993×102.62416×（77-18）=88572.849kJQ1=0kJ Q3=0kJ Q2=104203.352kJ硫辛酸（68-二氯辛酸乙酯的投料量为250kg）的能量衡算：二硫化钠的制备:（kJ/(kg℃)）Q4=442.5×3.197986×(60-18)=59434.5696Q1=0kJ Q3=0kJ Q2=69923.023kJ环合反应： （kJ/(kg℃)）Q4=1215.00175×2.752462×(75-60)=50163.6922Q1=0kJ Q3=0kJ Q2=59016.109kJ反应液由75℃冷却至室温Q2=Cm∆T=2.752462×1215.00175×（18-75）=-冷却水从-5℃升温至18℃，降温过程所需要的冷却盐水量为4.1418--

2001.912水解反应：=2.893871（kJ/(kg℃)）Q4=1440.001725×2.893871×(60-18)=175021.528kJQ1=0kJ Q3=0kJ Q2=205907.68kJ减压浓缩：Q汽化热=L×M=1091.076×582.5=635551.77kJ %×1.712=2.857912（kJ/(kg℃)）Q4=2.857912857.49275（60- 汽化热Q1=0kJQ3=0kJ Q2=868798.353kJ减压浓缩：Q汽化热=L×M=379.54×311.691=118299.20214Cp=3.9708469%1.599+18.3453128%1.590+2.4598514%1.712+19.4893579%67670+54.1904127%1.92=1.76453（kJ/(kg℃)）Q4=1.76453×566.62975×（60-18）+Q汽化热=41993.078+118299.20214=160292.28kJ Q2=188579.15kJ结晶、离心、洗涤：浓缩液由60℃降温至Q2=Cm∆T=1.76453×566.62975×（10-60）=-49991.760-5104.1410--

805.020脱色过滤：Cp=95.80645%×1.92+3.22581%×0.84=1.8666（kJkg℃)）Cp硫辛酸=98.99998%×1.67670=1.65993（kJ/(kg℃)）Q4=1.8666×775×(77-18)+1.65993×111.548×（77-18）=96274.835 Q2=113264.512kJ硫辛酸制备过程所需加热介质蒸汽的总热量：3.023+59016.109+.205907.680+868798.353+188579.15+113264.512=2890564.22kJ本车间所使用的加热介质为水蒸气，查相关数据手册可知120℃下的饱和水蒸汽的气化潜热为2357.5kJ／kg。加热过程所需水蒸气的用量为：反应过程加热剂、冷却剂的用量物料名称用量冷却盐水依非韦伦能量衡算加成釜：乙基锌与丙酮的混合液：Q4=［0.45×0.83×(30-18)+0.45×2.2×(30-18)］×138=2257.956kJQ2=2656.417环丙基乙炔锂与丙酮的混合液：Q4=［0.39×1.882×(30-18)+0.5×2.2×(3018)］×138=3037.071kJ M蒸汽=Q2/CPΔT=1.04333897kJ4-氯-2-（三氟乙酰基）苯胺与丙酮的混合液：Q4=［1×2.4×12+1×2.2×12］×138=7617.6kJQ2=8961.886kJ丙酮与醇类混合液：Q2=［2×2.2×(0-18)+0.48×2.440×(0-18)］×138=-13838.9-504.140--

668.546将乙基锌与丙酮的混合液滴加进加成釜：Q1=2257.956-13838.9=-11580.9Q4=［2.45×2.2×(28-18)+0.48×2.44×(28-18)+0.45×0.83×(28-18)］=9559.886kJQ2=Q4-Q1=9559.886+11580.9=21150.79kJ将环丙基乙炔锂与丙酮的混合液滴加进加成釜：Q1=［0.39×1.882×12+0.5×2.2×12］=3037.076 0.45×0.83×(3-18)+2.95×2.2×(3-18)+0.39×1.882×(3-18)+0.48×2.44×(3-18)=-.2Q2=-21188.2-534.143--

639.740将4-氯-2-（三氟乙酰基）Q1=［1.319×12+2.2×12+(-131.5302)］×138=-12323.7kJ (40-18)+0.48×2.44×(40-18)］×138=37305.4kJQ2=56211.02kJ浓缩釜：Q1=(0.45×0.83×(40-18)+3.95×2.2×(40-18)+0.39×1.882×(40-18)+1.319×1×(40-138=37305.4kJQ4=479.68×545.1+207.15×66.24=275195.2kJQ4=(0.45×0.83×(40-18)+3.95×2.2×(40-18)+0.39×1.882×(40-18)+1.319×1×(40-48×2.44×(40-18))×138=37305.4kJQ2=(Q4-Q1)/0.85=323759.059kJ萃取 Q=0浓缩釜： ×18=27182.77764 ×(40-18)=50710.755Q2=(Q4-Q1)/0.85=155670.188结晶釜：（13.662×1.319+62.1×0.830+13.6758=-52053.064-5104.1410--环合釜:Q1=0

838.21417=701.47576kJQ2=825.2656kJ浓缩釜：Q1=0kJQ4=354.453172×366.5=129907.0875 (22.65×1.64+41.223 (40-18)=31546.9744Q2=Q4/0.85=189945.955结晶釜：=-26369.115-510脱色釜：Q1=0kJ

636.935Q4=（267.9×1.92+141×1.57+21.15×0.84）×(77-18）=44491.428Q2=52342.856Q2=（267.9×1.92+141×1.57）×(5-77）=-52973.136-554.145--

1279.544依非韦伦制备过程所需加热介质蒸汽的总热量；Q2=2656.417+3573.027+8961.886+21150.79+本车间所使用的加热介质为水蒸气，查相关数据手册可知120℃下的饱和水蒸汽的气化潜热为2357.5kJ／kg。加热过程所需水蒸气的用量为：反应过程加热剂、冷却剂的用量物料名称用量冷却盐水缬沙坦能量衡算氢化过程 Q1Q4的计算Q1（或Q4）=mCp（t1-m——物质的质量Cp——个物质的比热容kJ/(kg•℃)t1、t2——进料与出料温度℃Q1的计算，设进料时温度18℃N-正戊酰基缬氨酸甲酯:Q1A=1.724×155×(18-18)=0kJ同理醋酸异丁酯：Q1B=0氢气：Q1J=0kJ5%Pd-C（钯-碳）:Q1C=0Q1=Q1A+Q1B+Q1C+Q1J=0氢化釜升温过程N-正戊酰基缬氨酸甲酯Q4A=1.724×1×150×(75-18)=14740.2醋酸异丁酯：Q4B=2.046×4×150×(75-18）=69973.2kJQ4=Q4A+Q4B=14740.2+69973.2=84713.4kJQ2=Q4+15%Q2-Q1=84713.4+15%Q2-0Q2=99662.824kJ降温过程 降至38℃时缬沙坦粗品:Q2F=1.8262×0.915×150×(38-75)=-9273.9N-正戊酰基缬氨酸甲酯Q2A=1.724×0.0792×150×(38-75)=-757.801醋酸异丁酯Q2B=2.046×4×150×(38-75）=-45421.2kJQ2=-9273.9-757.801-45421.2=-55452.9kJ-5384.14385降温至18℃时缬沙坦粗品:

311.498Q2F=1.8262×0.915×150×(18-38)=-5012.92N-正戊酰基缬氨酸甲酯Q2A=1.724×0.0792×150×(18-38)=-409.622醋酸异丁酯Q2B=2.046×4×150×(18-38)=-24552Q2=-5012.92-409.622-24552=-29974.5-5184.1418--第一步浓缩

314.792Q4汽化热=3.8×150×366.5=208905kJQ1=0kJN-正戊酰基缬氨酸甲酯Q4A=1.724×1×150×(60-18)=10861.2醋酸异丁酯：Q4B=2.046×4×150×（60-18）=51559.2Q4=Q4A+Q4B+Q4汽化热=10861.2+51559.2+208905=271325.4kJQ2=Q4+15%Q2-Q1=87537.18+15%Q2-0Q2=319206.3529第二步浓缩Q4汽化热=1.0935×150×379.54=62254.0485kJQ1=0kJ缬沙坦粗品Q4F=1.8262×0.915×150×(60-18)=10527.13醋酸异丁酯：Q4B=2.046×0.918×150×(60-18）=11832.84乙酸乙酯：Q4D=1.92×3.465×150×(60-18)=41912.63594N-正戊酰基缬氨酸甲酯：Q4A=1.724×0.0792×150×(6018)=860.207kJQ4=10527.13+11832.84+42344.86+860.207=65565.037Q2=Q4+15%Q2- =65565.037+15%Q2- Q2=65716.8382第一步结晶缬沙坦粗品Q2F=1.8262×0.915×150×(5-60)=-13785.5醋酸异丁酯：Q2B=2.046×0.918×150×(5-60）=-15495.4乙酸乙酯：Q2D=1.92×2.3715×150×(5-60)=-37564.51593N-正戊酰基缬氨酸甲酯：Q2A=1.724×0.0792×150×(560)=-1126.46kJQ2=Q2A+Q2B+Q2F+Q2D=-67971.87593kJ-554.145--

丙酮沸点乙酸乙酯汽化热:379.54KJ/（Kg℃）醋酸异丁酯汽化热:366.5KJ/（Kg℃）活性炭比热容:0.84KJ/(Kg℃)脱色釜升温过程缬沙坦精品Q4G=0.915×150×1.8262×(56.48-18)=9644.8558Q4H=4×0.915×150×2.20×(56.48-18)=46476.1452活性炭：Q4I=0.1×150×0.84×(56.48-18)=484.848Q4=9644.8558+46476.1452+484.848kJQ4=56605.849kJQ2=Q4-Q1+15%Q2kJQ2=66595.1165降温结晶过程缬沙坦精品：Q2G=0.915×150×1.8262×(5-56.48)=-12903.2516Q2H=4×0.915×150×2.20×(5-56.48）=-62177.5452活性炭：Q2I=0.1×150×0.84×(5-56.48)=-648.648Q2=12903.2516+62177.5452+648.648kJQ2=-75729.4448kJ-554.145--

缬沙坦制备过程所需加热介质蒸汽的总热量；本车间所使用的加热介质为水蒸气，查相关数据手册可知120℃下的饱和水蒸汽的气化潜热为2357．5kJ／kg。加热过程所需水蒸气的用量为：551181.1÷2357反应过程加热剂、冷却剂的用量物料名称用量冷却盐水第六章主要工艺设备选择设备选型原则生产上适用——所选购的设备应与本设计的生产规模等需求相适应。技术上先进——在满足本设计生产需要的前提下，要求其性能指标保持先进水平，利于提高产品质量和延长其技术寿命。经济上合理——即要求设备价格合理，在使用过程中能耗、维护费用低，并且回收期较短。考虑的主要问题设备的主要参数生产率设备的生产率一般用设备单位时间（分、时、班、年）的产品产量来表示。因而在选择设备时，设备生产率要与本次设计的多功能车间的规划、生产计划、技术力量、劳动力和原材料供应等相适应。工艺性设备满足生产工艺要求的能力叫工艺性，设备选择应符合产品工艺技术的要求。设备的可靠性和维修性设备的可靠性人们希望设备能无故障地工作，以达到预期的目的，这就是设备可靠性的概念。而可靠性是保持和提高设备生产率的前提条件。在选择设备时应从设备设计选择的安全系数和环境设计方面进行分析。设备的维修性为使设备发生故障后便于维修，在符合使用要求的前提下，选择结构先进、结构简单、拆卸较易的设备，并且保存好设备的技术图纸和资料。设备的环保与节能工业设备的环保性，通常是指其噪声振动和有害物质排放等对周围环境的影响程度，在设备选型时必须要求其噪声、振动频率和有害物排放等控制在国家和地区标准的规定范围内。设备的能源消耗是指其一次能源或二次能源消耗，所选购的设备必须符合国家《节约能源法》规定的各项标准要求。设备的经济性考虑到设备的停机损失、维修、备件和能源消耗以及各项管理费，我们以设备寿命周期费用为依据来衡量设备的经济性，在寿命周期费用合理的基础上追求设备投资的经济效益最高。工艺主要设备选型的依据选择设备的材料选择依据①设备的设计、大小、选型、安装、改造和维护必须符合药品生产要求。为避免污染和交叉污染以及对药品质量的不利影响，设备的设计和布置应能最大限度降低发生差错的风险，便于操作、清洁、维护、以及必要时进行消毒或灭菌。（第七十四条）②设备的设计、安装、维护应确保其适用于预定用途，其安装方式应有利于防止差错或污染。生产设备的设计还应便于彻底清洁。（第七十七条）③生产设备不得对药品有任何危害，与药品直接接触的生产设备表面应光洁、平整、易清洗或消毒、耐腐蚀，不得与药品发生化学反应或吸附药品，或向药品中释放物质而影响产品质量，并造成危害。（第七十八条）④应注意洗涤、清洁设备的选型和使用方式，以避免这类设备成为污染源。（十条）设备选择依据洁净室内应采用具有防尘、防微生物污染的设备和设施，设计和选用时应满足下列要求：①结构简单，需要清洗和灭菌的零部件要易于拆装，不便拆装的设备要设清洗口。设备表面应光洁、易清洁。与物料直接接触的设备内壁应光滑，平整，易清洗，耐腐蚀，避免死角。②凡与物料直接接触的设备内表层应采用不与其反应，不释放微粒及不吸附物料的材料；③设备的传动部件要密封良好，防止润滑油、冷却剂等泄露时对原料、半成品、成品、包装容器和材料的污染；④与药物直接接触的干燥用空气、压缩空气、惰性气体等均应设置净化装置。经净化处理后，气体所含微粒和微生物应符合规定的洁净度要求。洁净区内的设备，除特殊要求外，一般不宜设地螺栓。主要工艺设备选择本设计在选择设备时,遵循设备选型原则，不仅考虑了设备的生产率、工艺性、可靠性和维修性，还考虑了设备的环保节能性，所选的设备符合国家的相关标准。反应釜的选择根据物料特性和体积、釜内的压力、反应所需要的温度、反应釜长径比，在允许的时间内完成硫辛酸、依非韦伦、缬沙坦三种原料药各25t的生产要求的前提下，我们选择了2000L反应釜2个，1500L反应釜3个，包括1500L的氢化釜和1500L的浓缩釜，500L反应釜4个，其中2个减压浓缩釜和2个结晶釜，除此之外，还选择了1800L的脱色釜和1800L的结晶釜。反应釜的相关参数如下：型号度465850045048008500063028008500065658500555离心机的选择结合本次设计要求，以及参考物料衡算、厂房的温度等，我们选择容积为的普通离心机。离心机的相关参数如下：电机功率机器重量装料限量有效高度工作容量L萃取机的选择离心萃取机具有占用空间小、适应能力强、萃取效率高、操作性能好、投资费用低、密闭性好等多种优点，是一种新型、快速、高效的液液萃取分离设备。结合我们的物料衡算，我们选择了适当容积的萃取机。萃取机的相关参数如下：进/出口CTX165-配液罐及储罐的选择配液罐和储罐需具备的功能组件有：pH值探头、压力探头、温度探头，用其实时监控相关系数；磁力搅拌速度应可调整、显示和记录；设置可拆卸式封头，卫生级快开式手孔用于人工加料、灯孔和观察孔以及相关介质入口；可根据预设的重量和称量的重量自动控制原辅料的注入，并对原辅料的温度进行监控。本次设计选择的配液罐工艺先进，完全符合国家GMP认证要求，稀配罐可增加充氮气装置和PH计，完全满足我们自动化控制的要求，保证所有的反应过程均在氮气保护下完成。我们选择的配液罐结构为上下椭圆封头与蜂窝夹套结合，减速机采用卧式涡轮涡杆，具有夹层空间小，强制循环、加热面积大、效率高，耐压强度高，比普通夹层与盘管节能省时，外形美观等优点。配液罐的相关参数如下：电机高冷凝器的选择考虑到本地的水源、水温、气候条件，以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求，我们在确定冷凝器型式的前提下，根据计算出的冷凝器的传热面积，选定具体的冷凝器的型号。参考《化工工艺设计手册》，计算反应釜所配的冷凝器的换热面积：（65-25）-（25-计算对数平均温差：Δtm=ln（60-25）/（25-18）R=T1T2=60-25t1- 25-根据能量恒算可得：Q冷却水用量为 W= =2.014PCt2-P设定管程数为多层，壳程数为一层，按照温差修正系数表可得FtΔtm=0.86总传热系数为850W/(㎡Q传热面积为： =4.769因此选择换热面积为5㎡和7㎡的冷凝器。本设计需要配冷凝器的有两个反应釜和三个浓缩釜，三个浓缩釜的冷凝器为设配的配套装置，则不需要考虑换热面积的大小。冷凝器的相关参数如下：管程数积㎡积1157低温盐水机组的选择根据反应过程，可以清楚的了解到冷冻盐水的流向，根据反应釜所需的温度变化值，可以粗略的计算出所需要的冷水量，从而选择出设备的大小。用冷却盐水的设备有两个2000L的反应釜，一个1500L的氢化釜，一个的反应釜两个500L的结晶釜还有一个800L的结晶釜。其各自所需盐水量计算过程如下：2个2000L的反应釜用水量：2个1500L的反应釜用水量：5.34×0.15×2=1.6022个500L反应釜用水量：2.54×0.1×2=0.5081800L反应釜用水量：3.7×0.1×1=0.374.586低温盐水机组的相关参数如下：外形尺寸温度控制m/hm/h进出水管接口5离心泵的选择离心泵的选择应从液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件这五个方面加以考虑，而流量直接关系到整个装置的生产能力和输送能力，为了使液体物料之间的转运更加方便我们根据工艺流程和排水要求，选择了较为常用的离心泵。离心泵的相关参数如下：m/hmV洗涤过滤干燥三合一的选型三合一是将过滤、洗涤、干燥三个过程合在一台机器内完成直至固体卸料的全过程。三合一能同时替代抽滤器、压滤器、双锥干燥器、干燥箱等，实现全封闭、全过程的连续操作生产。因其具有一机多能、集浆化、过滤、洗涤、干燥于一体，全密封操作，对有特殊要求的物料可重复浆化、过滤，PLC自动控制，结构紧凑、安装方便、占地面积小，能耗低、运转平稳、无振动和噪声等优点，为了提高工艺的效率，在规定的时间内完成洗涤过滤干燥的工艺，我们选择了洗涤过滤干燥一体机。洗涤过滤干燥一体机重要参数：过滤面公称容滤饼高浆叶提升高度电机功3钯碳过滤机的选择在生产过程中，为了不影响化学反应物的质量，减少由于钯碳的损失造成的生产成本增加，应及时将钯碳与反应溶液分离。我们选择了具有耐高温，耐酸碱腐蚀，抗氧化性强，适合各种有机溶剂，压差低，流量大，机械性能与密封效果好，脱除各目数活性炭及杂质效果甚佳等优点的钯碳过滤机。而钯碳过滤机采用比较常见且耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能良好，深冲压、弯曲，热处理后不会硬化的304不锈钢材质。钯碳过滤机的相关参数如下：㎡排渣口Φ设备工作时间与利用率——Gantt硫辛酸具有中间储罐时的Gantt依非韦伦具有中间储罐时的Gantt缬沙坦具有中间储罐时的Gantt第七章主要原辅料材料和工艺公用工程消耗量主要原辅料的消耗量向R0201反应釜中投入230kg6,8-二氯辛酸乙酯时原辅料消耗量（1次投料原辅料名称消耗量原辅料名称消耗量68-二氯辛酸乙酯纯化水无水硫酸镁水和硫化钠活性炭氢氧化钠四丁基溴化铵乙酸乙酯95﹪向R0202反应釜中投入250kg6,8二氯辛酸乙酯时原辅料消耗量（1次投料原辅料名称消耗量原辅料名称消耗量68-二氯辛酸乙酯纯化水无水硫酸镁水和硫化钠活性炭氢氧化钠四丁基溴化铵乙酸乙酯95﹪依非韦伦原辅料消耗量（1次投料原辅料名称消耗量原辅料名称消耗量氯甲酸甲酯A（生物碱碳酸钠B（无水硫酸钠乙基锌活性炭环丙基乙炔锂乙酸乙酯4-氯-2-（三氟乙酰基）纯化水缬沙坦原辅料消耗量（1次投料原辅料名称消耗量原辅料名称消耗量N-正戊酰基缬氨酸甲酯纯化水醋酸异丁酯活性炭乙酸乙酯工艺用公用工程的消耗量工业蒸汽本设计中的工业蒸汽主要用于对反应釜中物料的加热，其质量需满足工艺要求。所需温度根据生产实际所需要物料加热的温度而定。压缩空气压缩空气在本设计生产过程中，贯穿环合反应、氢化反应、结晶、干燥、过滤等流程之中。压缩空气带动气动泵，使经由气动泵的气流质量更精准，控制整个生产车间的运行更安全。压缩空气一方面用于反应釜中冷冻盐水与蒸汽或热水之间的交换，确保冷冻或加热效果，另一方面用于将钯碳过滤和活性炭过滤后的废渣吹落，确保过滤钯碳或活性炭时不将滤网堵塞，过滤效果更好，另一方面有利于将钯碳回收再利用，以减少成本。洁净氮气原料药的生产危险系数较高，氮气为一种惰性气体、性质稳定，可以降低生产原料药的危险性。所以整个车间的反应釜、配液罐均在氮气的保护下操作，这就需要一定量的氮气。这也说明了我们设计的合成车间需要大量的氮气，为了我们今后发展的需要，我们设计的车间具备专门的、独立的制氮系统。本次设计为原料药厂的设计，由于本设计中制备的原料药的辅料中存在易燃易爆的物料，因此使得我们在选择设备时要着重考虑是否防爆，而我们的设计将制氮机放到动力车间，距离合成车间较近，因此我们选择了防暴式制氮机。选择的防暴式制氮机里的关键部件有进口过滤器，吸附塔，氮气缓冲罐，控制器，活性炭吸附器，还设置了消音器。其中的氮气缓冲罐，它可以用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气稳定。公用工程消耗量工艺公用工程每次投料消耗量工艺用公用工程每次投料消耗量冷却盐水氮气蒸汽压缩空气乙酸乙酯包材选择方案药包材对保证药品的稳定性起着重要作用，因而药用包装材料将直接影响用药的安全性。这就要求在为药品选择包装容器（材料）之前，必须检验证实其是否适用于预期用途，必须充分评价其对药物稳定性的影响，评定其在长期的贮存过程中，在不同环境条件下（如温度、湿度、光线等），在运输使用过程中（与药物接触反应，对药物的吸附等）、容器（材料）对药物的保护效果和本身物理、化学、生物惰性，所以在使用药包材之前需做相容性试验。本原料药经过试验，认为采用外包装采用纸板桶最适宜。内外包装材料2层药品包装用聚乙烯袋（执行标准：YBB00182002），外面是纸板桶来装原料。密封前在内、中层包装袋内放入适当数量的袋装干燥剂。最后将装有药品的密封袋子装入已贴标签的纸板桶桶内，并密封。包材数量硫辛酸：25t/25kg(桶)=1000桶依非韦伦：25t/25kg(桶)=1000桶缬沙坦：25t/25kg(桶)=1000桶第八章原料药车间平面布置图原料药多功能车间的基本概念原料药多功能车间不同于传统的原料药车间，它可以同时或分期生产不同品种的多种原料药。这些原料药之间需要有一定的相似性。多功能车间的建设可以满足小批量、多品种的生产要求，应对市场的迅速变化。原料药多功能车间的通用工艺流程原料药生产过程可分为五大部分：化学反应；过滤、结晶、离心；精制即粗品溶解、脱色、过滤、重结晶；成品干燥包装；“三废”的后处理。在设备选定后，根据设备尺寸和车间的大致布局确定各个操作室的大小，进一步确定车间的大小和布局，因而完成车间平面布置和设备布置图。布置原则车间平面布置首先必须适合全厂总平面布置得要求，应尽可能使各车间的平面布置在总体上达到协调、紧凑、整齐、美观、相互融洽、浑为一体。不同空气洁净度区域之间的物料传递如采用传送带时，为防止交叉污染，传送带不宜穿越隔墙，宜在隔墙两侧分段传送。本设计的原料药车间满足下列几个条件：①由于本设计设计的是原料药车间，生产的原料药为非无菌原料药，根据《设计任务书》的要求，对车间的要求为生产区和贮存区有足够的空间，确保有序地存放设备、物料、中间产品、待包装产品和成品，避免不同产品或物料的混淆、交叉污染，避免生产或质量控制操作发生遗漏或差错。②根据药品品种、生产操作要求及外部环境状况等配置空调净化系统，使生产区有效通风，并有温度、湿度控制和空气净化过滤，保证药品的生产环境符合要求。洁净区与非洁净区之间、不同级别洁净区之间的压差不低于10帕斯卡。本设计中相同洁净度级别的不同操作间之间也保持适当的压差梯度，有效的避免了交叉污染。③洁净区的内表面（墙壁、地面、天棚）平整光滑、无裂缝、接口严密、无颗粒物脱落，避免积尘，便于有效清洁，必要时我们会进行消毒。④各种管道、照明设施、风口和其他公用设施的设计和安装我们尽量避免出现不易清洁的部位，我们设计的维修尽量在车间外部就可以实施。⑤排水设施安装防止倒灌的装置。⑥在对药品称量、混合、粉碎、包装等产尘操作间，我们保持相对负压，防止粉尘扩散、避免交叉污染并便于清洁。 用于药品包装的区域我们将其保持相对负压，以避免混淆或交叉污染。⑧生产区应有适度的照明，目视操作区域的照明满足操作要求。本车间平面布置考虑的因素 本设计的车间与其他车间设施在总平面图上的位置，力求联系方便、快捷。 本设计满足生产工艺及建筑、安装和检修的要求。 本设计力求将建筑面积和土地的利用率最大化。 车间内采取劳动保护、安全卫生及防腐蚀措施。⑤在洁净区人流物流该尽可能的分开，避免交叉往返。⑥本设计留有发展空间。车间布置设计符合的规定 厂房必须按生产工艺和产品质量的要求划分洁净级别。②本设计的具体措施根据工艺、设备等方面的要求，我们设计了安全和应急措施。洁净区有安全出入口及火灾报警消防设施，以确保工人的人身安全。在洁净区内，洁净级别不同的厂房之间设有缓冲设施。人员及物料分别通过与其生产洁净级别要求相适应的缓冲设施进入。布