制藥工藝流程圖課件

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,一、工藝流程的設計和選擇,一般制藥生產過程包括三個階段:,原料預處理化學反應分離純化產品制劑藥,生產同一種產品多數情況下可采用多種不同的生產路線，即使采用相同的原料路線，具體的,工藝安排或操作指標,也有差別，到底采用哪種生產路線，必須對路線進行,經濟評價分

2、析,，找到技術先進，產品成本低，收率高，投資少，能耗低，同時又完全,環(huán)保,的工藝路線（即可對各方案進行比較，找到,經濟,安全,環(huán)保,生產工藝路線,）。,1、工藝流程設計中的方案比較,例：混酸硝化苯制備硝基苯,混酸組成：,HNO,3,5%、H,2,SO,4,65%、H,2,O 30%,；苯與混酸中,HNO,3,的摩爾配比為,1:1.1,，反應壓力：,0.46MPa；反應,溫度：,130,；反應后的硝化液進入連續(xù)分離器，分離出的酸性硝基苯和廢酸的溫度約為,120,；酸性硝基苯經冷卻、堿洗、水洗等處理工序后送精制工段。,方案,1,：間接水冷常壓濃縮方案,方案,2,：原料預熱閃蒸濃縮方案,方案1與方案

3、2的比較:,酸性硝基苯的顯熱的利用不同:,方案1:,酸性硝基苯Q,放,Q,冷卻水,浪費熱量和消耗冷卻水,方案2:設間接換熱器,酸性硝基苯Q,放,加熱原料苯回收,Q,節(jié)省,冷卻水,和,加熱苯的蒸汽,但增加一臺換熱器,廢酸濃縮方法不同:,方案1:采用常壓濃縮,消耗大量低壓蒸汽,方案2:采用閃蒸濃縮,用抽真空降低壓力,使T,水蒸發(fā),主要靠廢酸本身放出的熱蒸發(fā)水,節(jié)省,低壓蒸汽,但增加一臺真空泵并耗電,結論,從單位能耗為標準,方案2比方案1適宜,2、以單元操作或單元反應為中心,完善工藝流程,藥品生產過程由一系列,單元操作,或,單元反應過程所組成。在工藝流程設計中，常以單元操作或單元反應為中心，建立與之

4、相適應的工藝流程,例如,設計和完善工藝流程時:,#,常以單元操作或單元反應為中心,標明進料和出料的名 稱、數量、組成和工藝條件,#,根據單元操作或單元反應過程的,T、Q,效應,等,確定傳熱設備和載能介質的技術規(guī)格,#,根據單元操作或單元反應過程的參數顯示和控制方式,確定儀表和自動控制方案,#,根據單元操作或單元反應過程的,燃燒、爆炸、毒害情況,確定響應的安全、技術措施,#,根據單元操作或單元反應過程,所產生的污染物,確定相應的污染治理方案,例,工業(yè)生產中，硝化混酸的配制常在間歇攪拌釜中進行，試以攪拌釜為中心，完善,硝化混酸配制過程,的工藝流程,在實驗室非常簡單,將水、硫酸、硝酸 按一定的配比和

5、程序加入燒杯中,并用玻璃棒攪拌均勻即可,但工業(yè)混酸的配置:,首先，配制混酸需有一臺帶有夾套的攪拌釜,其次，混酸配制采用間歇操作，是間歇過程。為保證硫酸與硝酸的配比，應設置,硫酸計量罐,和,硝酸計量罐,第三，在工業(yè)生產中，要配制一定濃度的混酸，通常并不加水調節(jié)，而是用硝化后回收的,廢酸來調節(jié),還應設置,廢酸計量罐,第四,要設置,硫酸貯罐、硝酸貯罐,和,廢酸貯罐,第五，在配制工業(yè)混酸時需考慮將硫酸、硝酸和廢酸由貯罐送入計量罐的方式。如采用泵輸送時，則應設置相應的,送料泵,此外，在計量罐和貯罐之間應設置相應的,溢流管,第六，為了貯存配制好的硝化混酸，應設置相應的,混酸貯罐,最后設計出工業(yè)混酸配制過程

6、的工藝流程如圖所示,圖 混酸配制過程的工藝流程示意圖,例,在合成抗菌藥諾氟沙星,的生產中，以對氯硝基苯,為原料制備對氟硝基苯的反應方程式為,反應擬在間歇釜式反應器中進行，試以反應器為中心，完善反應過程的工藝流程,對氯硝基苯與氟化鉀的反應為,固液,兩相反應,需要帶攪拌的釜式反應器,T,反,高,需要加熱裝置,夾套,;又 T,反,=170-180,加熱介質:,中壓蒸汽或栽熱體(導熱油:聯(lián)笨混合物),T反高,物系中低沸物蒸發(fā),既造成浪費又污染環(huán)境,反應器上部設,回流冷凝器,用冷卻水冷卻,回收易揮發(fā)組分,固液非均相反應,反應液冷卻后,其中的固體應濾除在反應器下部設,過濾器,溶劑等沸點較高,可采用,真空過

7、濾,圖4-15 氟化反應過程的工藝流程示意圖,3、工藝流程設計中應考慮的技術問題,生產方式的選擇,連續(xù)生產,產品的生產方式,間歇生產,聯(lián)合生產方式,提高設備利用率,產品的生產過程都是由一系列單元操作或單元反應過程所組成的，在工藝流程設計中，保持各單元操作或單元反應設備之間的,能力平衡，提高設備利用率，,是設計者必須考慮的技術問題,其原則如下：,1.,反應中間產物不易變質時，工藝流程采用不同生產能力的容器，在兩步反應中間增設貯槽，使整個工藝生產連續(xù)化；,2.,反應中間產物易變質時，工藝流程采用相同生產能力的容器，實行生產周期長的多釜生產，生產周期短的少釜生產的原則；,物料的回收與利用,在工藝流程

8、設計中，充分考慮物料的回收與再利用，以降低原輔材料消耗，提高產品收率，是降低產品成本的重要措施。,例,1,：,混酸硝化氯苯制備混合硝基氯苯,混酸組成：,HNO,3,47%、H,2,SO,4,49%、H,2,O 4%；氯苯與混酸中HNO,3,的摩爾配比為1:1.1，硝化溫度：80；硝化時間：3h；硝化廢酸中含硝酸1.6%，含混合硝基氯苯為獲得混合硝基氯苯量的1%。,反應特點：氯苯、硝基氯苯與混酸不互溶。反應結束兩相分層，混酸中尚有少量硝基氯苯及未完全反應的,硝酸,；同時，廢酸中含有大量不參加反應的H,2,SO,4,；,如何充分利用未反應的硝酸及回收混酸層中的硝基氯苯和,H,2,SO,4,是決定合

9、成工藝的關鍵。,方案,1,：硝化分層方案,方案,2,：硝化分離萃取方案,既回收了,硝化廢酸中未反應的硝酸，又提高了硝基氯苯的收率。,方案,3,：硝化分離萃取濃縮方案,濃縮工序 用回收的硫酸配制硝化混酸，從而大大降低了硫酸的單耗。,又如，,許多藥物合成反應不能進行得十分完全，且大多存在副反應，產物也不能從反應混合物中完全分離出來，故分離母液中常含有一定數量的,未反應原料、副產物和產物,。,在這些藥物的工藝流程設計中，若能實現,反應,母液,的循環(huán)套用,或經適當處理后套用，則不僅能降低原輔材料消耗，提高產品收率，而且能減少環(huán)境污染。,再如，,在藥品生產中經常使用各種,有機溶劑,，在工藝流程設計時應充

10、分考慮這些,溶劑的回收與套用。,若設計得當，則可構成溶劑的閉路循環(huán)，既降低了溶劑單耗，又減少了環(huán)境污染。,能量的回收與利用,在工藝流程設計中,，充分考慮能量的回收與利用，以提高能量利用率，降低能量單耗，是降低產品成本的又一重要措施。,如,在硝化混酸配制的工藝流程中,為減少輸送物料能耗,可將,計量罐布置在最上層,攪拌釜居中,貯罐布置在底層。,當硫酸、硝酸和廢酸由泵輸送至相應的計量罐后,可,借助重力,流入攪拌釜,配制好的混酸再借助重力流入混酸貯罐。,又如，,在混酸硝化苯制備硝基苯的工藝流程設計中，用,原料苯代替冷卻水,冷卻酸性硝基苯，以及用,閃蒸濃縮代替常壓濃縮,都是為了,回收物料的余熱,，以達到

11、降低能耗和產品成本的目的。,安全技術措施,在藥品生產中，所處理的物料常常是易燃、易爆和有毒的物質,安全問題十分突出。在工藝流程設計中，對所設計的設備或裝置在正常運轉以及開車、停車、檢修、停水、停電等非正常運轉情況下可能產生的各種安全問題，應進行認真而細致的分析，制訂出切實可靠的安全技術措施。,報警裝置 事故貯槽,安全水封、安全閥或爆破片,溢流管 阻火器,設置排空閥 接地裝置,防雷裝置,二、工藝流程圖,初步設計階段：工藝流程框圖,(Block Flow Sheet),工藝流程示意圖,(Simplified Flow Sheet),工藝流程圖,(Process Flow Diagram,PFD),

12、物料流程圖,帶控制點工藝流程圖,(Process Control Diagram,PCD),施工圖設計階段：,帶控制點工藝流程圖,（又稱：,管道及儀表流程圖）,(Piping&Instrumentation Diagram,PID),工程設計,1.,工藝流程框圖,工藝路線和生產方法確定后，物料衡算前繪制的一種定性圖紙，不編入設計文件中，主要為物料衡算計算方便。,主要內容：,、,以方框表示單元過程，圓框表示單元反應，并加注必要文字說明；,、以箭頭表示物料和載能介質流向，并輔以文字注釋；,例:,阿司匹林工藝流程框圖,阿司匹林工藝流程框圖,.工藝流程示意圖,定性圖紙，內容比框圖詳細，不編入設計文件。

13、,內容：,、以幾何圖形表示設備示意圖，設備之間的豎向關系；,、反映全部原料、中間體和三廢的名稱及流向；,例：阿司匹林工藝流程示意圖,阿司匹林工藝流程示意圖,.物料流程圖,以圖形和表格相結合的形式反映設計計算結果的圖樣，編入正規(guī)設計文件中。,內容：,圖形中包括裝置方塊或設備輪廓圖形、物料流程線等；,標注過程 裝置名稱或設備位號、名稱；流程中原料、中間體、輔助材料和三廢等的代號，說明等；,物料衡算表 物料代號、物料名稱、物料組成、流量、壓力、溫度狀態(tài)及來源去向等；,標題欄：圖名、圖號、設計階段等。,例：氯苯硝化物料流程圖,在工藝流程示意圖中表示的物料流程圖,序號,物料名稱,流量,/kg,h,-1,

14、HNO,3,H,2,SO,4,H,2,O,氯苯,硝基氯苯,總計,1,補充硫酸,2.4,0.2,2.6,2,硝酸,230,4.7,234.7,3,回收廢酸,237.6,14.7,252.3,4,配制混酸,230,240,19.6,489.6,5,萃取氯苯,403.4,18.7,422.1,6,硝酸損失,2.3,2.3,7,硝化液,909.4,8,粗硝基苯,2.4,0.2,6.1,569.3,578.0,9,分離廢酸,5.2,237.6,82.9,5.7,331.4,10,氯苯,416.8,416.8,11,萃取廢酸,237.6,84.4,4.1,326.1,12,濃縮蒸汽,73.8,13,冷凝,

15、液,73.8,14,廢水,69.7,69.7,15,回收氯苯,4.1,4.1,用框圖繪制物料流程圖,按確定的工藝路線畫出流程示意圖，,反應及過程名稱,用雙框圖表示，同時標注過程名稱、流程號；,流程圖左邊為,原料和中間體,的物衡表，包括物料名稱、組成、數量、物料的流向；,流程圖右邊為主要,副產品及三廢,的物衡表，標注名稱、組成、數量、去向等；,物料的流向用粗實線表示，其它用細實線表示。,尚未進行設備設計，,設備的外形不必精確，,用標準規(guī)定的設備表示方法簡化繪制，不要求嚴格按比例繪制,4.,帶控制點工藝流程圖,亦稱管道及儀表流程圖（,PID,），反映某個過程中所有設備、物料之間的各種聯(lián)系，是化工工

16、程設計的主要依據；是生產、檢修管理、考核的指南；是人員培訓、實習的指導教材，是最權威、最系統(tǒng)、最重要的圖紙。,(1),兩階段帶控制點工藝流程圖的區(qū)別,初步設計階段和施工圖設計階段都要繪制帶控制點的工藝流程圖，但兩者的要求和深度是不同的。,帶控制點的工藝流程圖是表示全部工藝設備、物料管路、閥門、設備附件以及工藝和自控儀表的圖例、符號等的一種內容較為詳細的工藝流程圖。,施工階段帶控制點的工藝流程圖則是根據初步設計的審查意見，對初步設計階段帶控制點的工藝流程圖進行修改和完善，并充分考慮施工要求設計而成的。,(2),基本要求,（,1）,表示出生產過程中的全部工藝設備，包括設備圖例、位號和名稱。,（2）,表示出生產過程中的全部工藝物料和載能介質的名稱、技術規(guī)格及流向。,（,3,）表示出全部物料管道和各種輔助管道（如水、冷凍鹽水、蒸汽、壓縮空氣及真空等管道）的代號、材質、管徑及保溫情況。,（4）,表示出生產過程中的全部工藝閥門以及阻火器、視鏡、管道過濾器、疏水器等附件，但無需繪出法蘭、彎頭、三通等一般管件。,（,5,）表示出生產過程中的全部儀表和控制方案，包括儀表的控制參數、功能、位號以及檢測點和