阿司匹林课程设计

盐城师范学院化学化工学院制药工程课程设计设计题目：年产1500吨阿司匹林醋化工序工艺设计设计者姓名：夏淼指导教师：李健秀系别：制药工程系专业：制药工程班级：09（3）学号：09233217设计时间2012年6月至2012年6月盐城师范学院制药工程课程设计1制药工程课程设计任务书化学化工学院制药工程专业09(3)班夏淼（学号09233217）同学现给你下达毕业设计任务如下，要求在预定时间内，完成此项任务。一、设计题目：1500t/a阿司林生产装置醋化工序工艺设计二、设计主要内容：1、物料衡算；2、热量衡算；3、典型设备的工艺计算以及选型；4、管道及仪表流程图(PID图，1张)；5、设计说明书。三、生产条件（包括年操作日、生产方式及其它限制性条件）1、连续生产，四个班组三班倒；2、年操作日为333日，8000h；3、醋酐精制采用连续精馏，选用浮阀塔。四、工艺参数1、裂化反应的醋酸转化率为80%，乙烯酮的选择性为90%；2、粗醋酐中醋酸酐的含量为85%（质量%）。五、设计中主要参考资料（包括参考书、资料、规范、标准等）1、中国石化集团上海工程有限公司编.化工工艺设计手册（上、下册）（第三版）.化学工业出版社，2003.2、时钧，汪家鼎，余国琮，陈敏恒编.化学工程手册（第二版）.化学工业出版社，1996.3、马沛生编著.石油化工基础数据手册（第一版）.化学工业出版社，1993.4、黄路，王保国编.化工设计（第一版）.化学工业出版社，2001.5、王志祥.制药工程学.北京：化学工业出版社，20086、化工部化工工艺配管设计技术中心站.化工工艺设计施工图内容和深度统一规定（HG20519-92）.化工部工程建设标准编辑中心，1993.盐城师范学院制药工程课程设计2六、进度安排七、本设计必须完成的任务：1、查阅文献和搜集资料；2、工艺流程说明及论述；3、工艺计算；4、撰写设计说明书；5、绘制图纸（执行HG20519-92标准）。十、毕业设计时间：6月3日到6月16日十一、备注：1、本任务书一式三份，学院、教师、学生各执一份；2、学生须将此任务书装订在课程设计材料中。学院：化学化工学院指导教师：李健秀系主任：杨锦明学院院长：张根成序号教学内容时间分配1讲解工艺设计内容，下达设计任务书第1日2确定设计方案第2日3查阅文献，收集有关数据第3日4工艺计算第4～8日5绘制工艺图纸第9～12日6编制设计说明书第13日七设计考核及评定成绩第14日合计14日盐城师范学院制药工程课程设计3目录绪论…………………………………………………………………………………………41物料衡算1.1总则………………………………………………………………………………………61.2醋化工序的物料衡算……………………………………………………………………61.2.1醋化反应器的物料衡算……………………………………………………………61.2.2溶解罐的物料衡算…………………………………………………………………82热量衡算2.1热量平衡图………………………………………………………………………………142.2计算依据…………………………………………………………………………………142.3Q1的计算…………………………………………………………………………………172.4Q3的计算…………………………………………………………………………………172.5Q4的计算…………………………………………………………………………………182.6Q5的计算…………………………………………………………………………………182.7Q6的计算…………………………………………………………………………………192.8Q2的计算…………………………………………………………………………………193设备工艺计算及选型3.1原料泵的计算(P0109)……………………………………………………………………213.2醋酐计量罐(V0103)………………………………………………………………………233.3醋化反应罐的计算(R0106)………………………………………………………………23附录……………………………………………………………………………………………27盐城师范学院制药工程课程设计4绪论一、课程设计的目的与内容（一）课程设计的目标与要求药物制剂工程师制药工程专业和工科药物制剂专业的一门重要专业课程，它是一门以药剂学、GMP《药品生产质量管理规范》、工程学及相关科学理论和工程技术为基础的综合研究制剂生产实践的应用性工程学科，即研究制剂工程技术及GMP工程设计的原理与方法，介绍制剂生产设备的基本构造、工作原理和工程验证以及与制剂生产工艺相配套的公用工程的构成和工作原理。课程设计是课程教学过程中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察过程实际问题复杂性的初次尝试。通过课程设计，是学生掌握工程设计的基本程序、原则和方法，熟练查阅技术资料、国家技术规范，正确选用公式和数据，运用简洁的文字、图形和工程语言正确表述设计思想与结果，从而培养学生分析和解决工程实际问题的能力和实事求是、认真严谨的工作作风，是学生逐步树立正确的设计理念。制药工程课程设计是制药工程专业的一个重要教学环节。进行本课程设计的目的是培养学生综合运用所学理论知识，贴别是本课程的有关知识解决制药工程车间设计实际问题的能力，使学生深刻领会洁净厂房GMP车间设计的基本程序、原则和方法。掌握制药工艺流程设计、物料衡算。设备选型、车间工艺布置设计的基本方法和步骤。从技术上的可行性与经济上的合理性两个方面树立正确的设计思想。同时通过本课程的学习，提高学生编程及运用计算机设计绘图（AutoCAD）的能力。（二）课程设计的指导原则指导书中设计题目均来源于教师或医药设计院曾承担或正在主持的工程设计及究项目的一部分，使该课程的课程设计摆脱照搬课本、脱离实际的模式，使之具有真实性，更贴近工程实际，让学生进行“真刀实枪”的设计，调动其积极性、增加其责任感。其指导原则入下：（1）强化学生的工程观点在课程设计中，要求学生从多种方案中筛选出技术上先进、经济上合理、操作中安全的最佳方案。（2）培养学生的责任感为改变学生应付教师课堂留下练习题的情况，除让学生明确课程设计的已意外，尽量结合生产或科研等任务“真刀真枪”进行，以调动其积极性，使学生对设计的结果具有责任感。（3）启发诱导式的答疑尽量让学生经过独立思考，自己解决问题，指导教师配合完成设计任务。二、工艺流程图设计盐城师范学院制药工程课程设计5生产工艺流程图设计可以分为三个阶段。1.生产工艺流程草图为了便于进行物料衡算、能量衡算及有关设备的工艺计算，在设计的开始阶段，首先要绘制药物制剂生产工艺流程草图，定性地标出物料生产流向及所用的制剂设备。2.工艺流程图的绘制在完成物料计算后便可绘制工艺物料流程图，它是以图纸和文字相结合的形式表达物料计算的结果，作为下一步设计依据和为接受审查提供资料。3.带控制点的工艺流程图在工艺计算、设备设计和工艺流程图的绘制完成后，便可以绘制带控制点的工艺流程图。内容如下：（1）工艺物料流程①设备示意图。大致依设备外形尺寸比例画出，标明设备的主要管口，适当考虑设备的相对位置。②设备位号。一般按照车间生产和生产流程来编。③物料及公用工程（水、电、气、真空、空压等）管线及流向箭头。④管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件，如疏水器、微孔滤膜器等。⑤必要的计量，控制仪表，如流量计、液位计、真空表、压力表等。⑥文字注释，如蒸汽、物料名称、物料去向。（2）图例图例是将工艺物料流程图中绘制的有关管线、阀门、附件设备、控制仪表等图形用文字加以说明。（3）图签图签是写出图名、设计单位、设计人员、审核人员、审定人员、图纸比例尺、图号等内容的表格。其位置在流程图右下角。盐城师范学院制药工程课程设计61物料衡算1.1总则生产能力：年产1500吨阿司匹林；计算范围：醋化工序（包括溶解和醋化岗位）；生产方式：间歇操作计算基准：以每日生产的产品质量为计算基准；全年时间：365日；检修时间：65日；生产时间：300日；每日产量：1500/300=5000kg/d。计算精度：质量（kg）取小数点后三位；组成（质量，%）取到小数点后四位。1.2物料衡算1.2.1醋化反应岗位的物料衡算⑴计算依据：①ASP收率为98.1%；ASP分子量/SA分子量=180.16/138.12=1.304；ASP收率=ASP产量/（加入水杨酸量×0.995×1.304）×100%；②成品ASP中ASP的含量为99.5%;③原料水杨酸（SA）中SA的含量为99.5%;④原料AC2O中醋酐的含量为98%，醋酸含量为2%；⑤由企业生产数据，AC2O加入量/水杨酸SA加入量=0.820～0.836，本设计取0.830；⑥由企业生产数据，总加入原料量∶反应所需母液量=6.8∶1；其母液组成为：ASP含量（质，%）=15%；HAC含量（质，%）=72%；AC2O含量（质，%）=9.8%；其它（质，%）=3.2%；⑦后续工序的产品收率（=成品量/醋化反应粗品量×100%）为97.1866%；⑻由企业生产数据，出料母液量为出料ASP量的87.22%;其组成与反应所需母液相同；⑼忽落物料的损耗。⑵物料平衡图见图1：盐城师范学院制药工程课程设计7原料SA（W1）ASP（W4）原料AC2O（W2）母液（W3）母液（W5）反应所需母液（W6）图1醋化工序物料平衡（3）物料平衡计算：①总物料衡算：W1+W2+W3=W4+W5（1）；②各股物料量计算：(a)出料ASP量W4=5000/97.1866%=5144.742kg；；(b)出料母液量W5=4487.244kg；(c)原料水杨酸加入量W1=5000×0.995/（0.981×1.304×0.995）（2）；=3907.421Kg；(d)原料AC2O加入量W2=3907.421×0.995×0.830/0.98（3）；=3309.346kg；其中：AC2O加入量=3243.159kg；HAC加入量=64.863kg；(e)原料总加入量=W1+W2=3907.421+3309.346=7216.767kg；(f)反应所需母液量=7216.767/6.8=1061.289kg；(g)反应后剩余AC2O量与反应生成HAC量的计算醋化反应：水杨酸138.12醋酐102.09乙酰水杨酸180.16醋酸60.05反应生成HAC量=3907.421×0.995×60.05/138.12=1690.323kg；(m)生成副产品消耗的SA量=3907.421×0.995×(1-0.981)=73.870kg(n)反应后剩余AC2O量=3309.346×0.98－(3907.421×0.995×102.09/138.12)=369.469kg(i)来自溶解罐溶解母液量=865.95kg（其量与组成见溶解罐物料蘅算）醋化工序盐城师范学院制药工程课程设计8(j)加入醋化工序的母液量=来自溶解罐溶解母液量+反应所需母液量=865.95+1061.289=1927.239kg表1醋化反应器物料衡算序号名称ASP含量（质，%）ASP量（kg）SA含量（质，%）SA量（kg）HAC含量（质，%）HAC量（kg）AC2O含量（质，%）AC2O量（kg）其它（质，%）其它（kg）总量（kg）进料１SA99.53887.8440.519.5373907.4212醋酐266.187983243.1593309.3463溶解混合母液42.55575.93948.34654.3226.2784.8632.9540.0581353.454反应所需母液15159.19372764.1289.8104.0063.233.9611061.289合计7.6735.13240.373887.84415.411484.6435.633432.030.9993.569631.506出料１ASP5144.7425144.7422母液15673.087723230.8169.84