化学化工学院生物与制药工程系
制药工艺学课程设计
题 目： 500t/a安定车间反应器设计 姓 名： 尹志明 学 号： 2008002221 专 业： 制药工程 指导教师： 刘强
2011 年 1 月 10日
目录
1 设计题目----------------------------------------------------------------------------------------------1 2 设计任务及操作条件-------------------------------------------------------------------------------1 3 设计项目----------------------------------------------------------------------------------------------1 3.1 设计简介--------------------------------------------------------------------------------------------1 3.2 项目的工艺流程-----------------------------------------------------------------------------------2 3.3 物料衡算--------------------------------------------------------------------------------------------3 3.4 热量衡算--------------------------------------------------------------------------------------------6 3.5 主要设备的选型与计算--------------------------------------------------------------------------14 4 收获感想----------------------------------------------------------------------------------------------18 5 参考书目----------------------------------------------------------------------------------------------19
一 设计题目
500t/a安定车间反应器
二 设计任务及操作条件
1 处理能力 500吨/年 2 设备形式 反应釜 3 操作条件
三 设计项目
3.1 设计简介
本次设计为年产 500 吨安定的车间工艺反应器设计。安定，属苯二氮类药物，又名地西泮。它除有良好的催眠作用外，尚有较好的抗焦虑作用。安定药毒性小，安全范围大。
本设计所采用的工艺路线为：以对硝基氯苯和苯乙腈为起始原料经缩合制得异噁唑，再经硫酸二甲酯甲化，铁粉还原，氯乙酰氯酰化而生成甲基酰化物，甲基酰化物和乌洛托品发生环合反应，再经过回收，精制而制得成品安定。其中，缩合工段的收率为 88.20%，甲化、还原、酰化三步收率为 60.40%，环合工段收率83.19%，精制工段收率为 98.50%，从而其工艺总收率为 43.65%。设计内容主要包括安定车间反应器设计依据，工艺流程简介，全流程物料衡算，能量衡算，工艺设备选型与计算等内容。 3.2 安定的工艺流程
本设计的生产工艺的操作方式采用的是间歇操作，整个工艺总体上分为六个工段，包括缩合、甲化、还原、酰化、环合五个单元反应，和离心分离、压滤、脱色、水洗、干燥、结晶、溶剂回收等一系列单元过程。 缩合反应
将配好的乙醇一次投入缩合罐（R1101）内，启动搅拌在 20～30℃时投入片碱，关闭投料口，使其自然升温至 60℃，保温反应 30～40min，待碱全部溶解，打开反应罐（R1101）夹套降温水降温至 42℃，将对硝基氯苯一次投入，待溶解后，于 25℃缓慢滴入计量好的苯乙腈，控温 35℃以下，约 40～60min，滴加完毕，
在 30～35℃保温反应 4h。反应完毕后，继续开冷却水降温，同时打开投料口加饮用水，待内温降至 25℃时，关降温水，继续搅拌 1h，搅拌毕，离心，待母液甩尽 后，再用少量饮用水洗饼至中性，出料进干燥室，母液抽回回收罐（R1102）,加热蒸馏，收集含量≥90%以上馏分待套用。 甲化反应
将烘干的甲化罐（R1201）底阀关好，投入计量好的甲苯，再投入备好的异噁唑，关闭手孔，开夹套蒸汽阀门阀门升温，搅拌，然后打开蒸馏系统，蒸甲苯带水，当内温达到 111℃时，关蒸汽，罐内自然升温至 113℃，此时蒸出甲苯量控制在一定范围内（按投料量确定蒸出甲苯量）。蒸馏完，关蒸馏系统，打开回流冷凝系统，反应罐夹套略开冷却水降温至 95℃，滴加硫酸二甲酯，控制在 20～30min 内滴完，滴完后，若温度低于 80℃，加热至 80℃左右后关蒸汽；若高于80℃，使其自然升温至 90℃，在 90℃～95℃保温 3h。反应毕，开饮用水降温至65℃加饮用水一定量，搅拌，使季胺盐完全溶于水中，静置 15min，打开底阀，把水层分至母液储罐（V1301），再用空压压至还原罐（R1301），甲苯再用饮用水水洗两次，水层并入还原罐（R1301）待用，甲苯母液抽回甲苯回收罐（R1301），加水水洗至中性，蒸馏回收待用。 还原反应
将计量好的甲苯放入还原反应罐（R1301）内，按季胺盐水溶液，开启搅拌，依次放入铁粉，盐酸（V1303），完毕后，关人孔，升温至 78～80℃，回流反应3h,完毕后，打开还原罐底阀，将料放入压滤器（M1301），再用空压将物料由压滤器压入还原罐，待压毕，静置 20min，分尽水层，压料至酰化罐（R1401）待用，也可压入酰化储罐（V1401）待投料。 酰化
打开酰化罐（R1401），放入甲胺溶液，在酰化罐内静置数10min，分尽水层，开搅拌，打开夹套蒸汽阀，升温至 45℃，滴加氯乙酰氯（V1402），温控 60℃以内，约 30min 滴加完后，升温至 72～75℃，保温反应 30min，反应毕，先用饮用水降温至 30℃以下，换盐水降温至 15℃左右，加饮用水一定量，继续降温至 5℃，搅拌 1h，放料离心，用一定量甲苯洗涤至中性，甩干摊盘入烘。地槽内母液抽入回收罐（V1403），加饮用水搅拌，静置分层，分去水层重复 2～3 次，
将甲苯抽入还原岗位，还原套用。 环合
投入计量好的乙醇，搅拌下依次投入乌洛托品，甲基酰化物和盐酸。投料毕，打开回流系统阀门，夹套开汽升温至 78℃，回流反应 8.5h。反应毕，关闭环合系统，打开蒸馏系统，夹套升温控制蒸出乙醇量，停止浓缩，开夹套冷却水，降温至 30℃，打开人孔加饮用水，继续搅拌 30min，停止并静置不少于 4h.静置至次日搅拌离心，将母液甩干后，用水洗至中性，测离心机出口水滴 pH=7.1，甩干出料，精制待用。 精制
将计量好的乙醇放入脱色罐（R1503），开启搅拌，依次投入地西泮粗品及活性炭，关闭手孔，打开回流系统，夹套升温，回流脱色 45min。回流毕，将料放入压滤罐（M1502），用空压压至结晶罐（R1502），搅拌结晶，待罐内降温至 15～20℃，放料离心，甩干后用乙醇浇洗滤饼，甩干进烘。一次母液抽入回收罐（R1505），常压下蒸馏回收乙醇，控制蒸馏温度不超过85℃，蒸出量为总体积的五分之四，停止蒸馏，残液趁热放入搪瓷桶中，待结晶析出，集中甩离，以少量乙醇浇洗，甩干后即将回收品再次精制。将数批二次母液合并抽入母液回收罐（R1501），常压蒸馏回收乙醇，控制蒸馏温度 80～88℃，回收量约为总量的四分之三，残液放入搪瓷桶内，析出胶状物离心，离心后物料集中一起用热乙醇浸泡。水洗冷却，再离心，用少量乙醇浇洗，甩干后得干燥回收品，要二次精制。 3.3 物料衡算（还原阶段 收率81.45%）
1、设计项目：安定车间反应釜 2、产品名称：安定（地西泮） 3、产品规格：纯度 99.3% 4、工作日： 300 天／年 24h/天
5.年生产能力：500吨 日产量：1666.67kg其中纯安定1655kg（99.3%），水8.33kg（0.5%），杂质3.34kg（0.2%） 6 收率：缩合工段收率：88.20% 甲化工段收率：88.74%