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1、武汉工程大学毕业设计I摘 要本设计为年产 15 吨的替米沙坦车间工艺设计。在本设计中，我采用 4-甲基-2-正丙基-1H-苯并咪唑-6-甲酸和 N-甲基邻苯二胺为原料经过环缩合反应后，与 4-溴甲基联苯-2-甲酸甲酯发生取代反应，最后经过水解反应生成替米沙坦粗品的过程。该设计的主要步骤为环缩合、取代反应、和水解反应，产率依次为 71.2、82 和 86。根据任务书要求，设定 301 天为基准，替米沙坦的年产量为 15 吨。在本设计中，我们先是通过查阅文献资料对替米沙坦和及其原辅料中间产品各种物性参数进行了查询和记录，然后，了解了它的临床用途、不良反应和各种药理毒理反应。然后根据设计绘制了工艺流
2、程框图。其次，我们以反应釜为单位进行了物料衡算，并且列出了反应釜的进出物料平衡表。在以上基础上，完成物料衡算和设备选型，并绘制了带控制点的 工艺流程图1。然后根据 药品生产管理规 范等，并依据设 计实际情况，进行了详细的劳动人员安排。最后根据生产中的废弃物的性质和排出量，制定了合理利用和“三废处理”办法。【关 键词】年产 15 吨的替米沙坦；物料衡算；热量衡算武汉工程大学毕业设计IIA b s t r a c tThe design of 15 tons of telmisartan workshop process design.In this design,I use is 4-methy
3、l-2-propyl benzene and 1 h-imidazole-6-formic acid and N-methylo-phenylendiamine as raw material after ring condensation reaction,and-bromine biphenyl,4-2-methyl formate substitution reaction,finally after hydrolysis reaction of alcoholtelmisartan process.The main steps of the design for the cyclic
4、condensation,substitutionreaction,hydrolysis reaction,and the yield was 71.2%,82%and 86%in turn.According to thespecification requirements,set for 301 days as a benchmark,telmisartan output of 15 tons.In this design,we first through the literature data of telmisartan and its rawmaterials of various
5、physical parameters in the query of the intermediate products and therecords,then,to understand its clinical use,adverse reactions,and all kinds of pharmacologyand toxicology.Then according to the design drawing the process flow diagram.Second,we inthe reaction kettle has carried on the material bal
6、ance,and lists the reaction kettle in and outof the material balance.On the basis of above,complete the material balance and equipmenttype selection,and draw a process flow chart with control points.Then according to the codefor the pharmaceutical production management,etc.,and according to the desi
7、gn of the actualsituation,has carried on the detailed labor personnel arrangement.Finally,according to thenature of the waste in the production and discharge,formulate measures for reasonableutilization and three wastes.【key word】Annual output of 15 tons of telmisartan;Material balance;Heat balance武
8、汉工程大学毕业设计III摘要.IAbstract.II第一章 产品概述.11.1 基本信息、化学结构、性状与规格.11.1.1 产品名称.11.1.2 化学结构、分子式、分子量.11.1.3 性状与规格.11.2 产品药理毒理.21.3 适应症与不良反应.21.4 用法用量.31.5 禁忌.3第二章 生产工艺.52.1 生产工艺路线.52.2 生产工艺操作过程.52.2.1 环缩合反应式及操作步骤.52.2.2 取代反应式及操作步骤.62.2.3 水解反应式及操作步骤.62.2.4 包装.72.3 工艺流程框图.72.4“三废”处理及综合利用.72.4.1 废气.72.4.2 废水.72.4.
9、3 废渣.7第三章 产品质量监测.83.1 原料及中间体的质量标准.83.1.1 原料的各项标准.83.1.2 中间体的质量标准.83.2 产品的质量标准.9武汉工程大学毕业设计IV3.2.1 技术指标.9第四章 物料衡算.94.1 计算方法与原则.104.1.1 物料衡算的目的.104.1.2 物料衡算的依据.104.1.3 物料衡算基准.104.1.4 替米沙坦合成工艺收率及所有原材料物性工艺参数.104.1.5 替米沙坦合成工艺年产量及工作日.124.2 各工段和岗位物料衡算.124.2.1 环合工段物料衡算.124.2.2 取代反应工段物料衡算.144.2.3 水解工段物料衡算.154
10、.2.4 粉碎包装工序的物料衡算.174.3 物料流程框图.17第五章 能量衡算.175.1 计算方法与原则.185.1.1 能量衡算的目的及意义.185.1.2 能量衡算的依据及必要条件.185.1.3 能量衡算基准.185.2 化合物比热的推算.185.2.1 固体原料比热的推算.185.2.2 液体有机化合物比热的推算.195.2.3 物质标准燃烧热估算（卡拉奇法）.215.2.4 物质溶解热估算.225.2.5 各工段各物质参数汇总.225.3 各工段热量衡算：.245.3.1 环缩合工序：.255.3.2 取代反应岗位：.27武汉工程大学毕业设计V5.3.3 水解工段：.28第六章
11、设备选型.316.1 选型方法和原理.316.1.1 设备选型的目的.316.1.2 设备选型的依据.316.1.3 设备选型基准.316.1.4 假设或经验工艺参数.316.2 主要设备的选型.316.2.1 化合物 2 合成岗位的设备选型.316.2.2 化合物 3 合成岗位设备选型.346.2.3 替米沙坦合成岗位设备选型.366.3 带控制点的工艺流程图.386.4 平立面布置图.38第七章 车间布置形式.397.1 车间布置的方法与原理.397.1.1 厂房布置.397.1.2 车间设备布置.407.1.3 洁净区的布置.407.2 车间人员配置.417.2.1 人员总体配置.417
12、.2.2 各单元定员.417.3 生产岗位操作要求.427.3.1 环缩合岗位.427.3.2 取代反应岗位.427.3.3 水解反应岗位.427.4 车间安全.427.4.1 车间安全生产原则.427.4.2 个人防护守则.43武汉工程大学毕业设计VI7.4.3 动火规定.437.4.4 安全用电.437.4.5 动力使用.437.5 GMP 车间布置图.43小 结.44致 谢.46参 考 文 献.47附录 1 设备一览表.48附录 2 工艺流程框图附录 3 物料流程图附录 4 带控制点的工艺流程图附录 5 平立面布置图附录 6 GMP 车间布置图武汉工程大学毕业设计第 1 页 共 55 页
13、第 一 章 产 品 概 述替米沙坦为白色或类白色结晶性粉末；无臭，无味。适用于 期和期高血压。替米沙坦（telmisartan）是一种血管紧张素型受体（ATI），它可以通过与 ATI 跨膜区内的氨基酸相互作用，占据血管紧张素 和 ATI 结合的空间，从而阻断二者的结合，在受体水平阻断了血管紧张素的效应。在临床上主要用于治疗高血压和动脉粥样硬化等心血管疾病，并在改善卒中引起的认知功能下降和改善抑郁等情绪障碍等疾病的作用成为历年来的关注焦点。本品是长效、高效、低毒的新型 AT 拮抗剂，与其它类抗高血压药物相比，具有受体作用的专一性、抗高血压作用显著、具有良好的利尿作、能改善心肌狭窄障碍。1.1 基
14、本 信息、化学 结构、性状 与规格1.1.1 产品 名称中文名称：替米沙坦中 文 别 名：4-2-正 丙 基-4-甲 基-6-(1-甲 基 苯 并 咪 唑-2-基)苯 并 咪 唑-1-基 甲基联苯基-2-羧酸英文名称：TelmisartanCAS 号：144701-48-4分子式：2 4 30 33O N H C分子量：514.63密度：3/162.1 c m g沸点：780.446C at 760 mmHg闪点：425.798C蒸汽压：0mmHg at 25C1.1.2 化学 结构、分子 式、分子量分子式：2 4 30 33O N H C分子量：514.631.1.3 性状 与规 格本药为白
15、色或类白色结晶性粉末。片剂：50mg/片。武汉工程大学毕业设计第 2 页 共 55 页1.2 产品 药理 毒理替米沙坦是一种特异性血管紧张素受体（AT型）拮抗剂。替米沙坦替代血管紧张素受体与 AT受体亚型（已知的血管紧张素 作用位点）高亲和性结合1。替米沙坦在 AT受体位点无任何部位激动剂效应，替米沙坦选择性与 AT受体结合，该结合作用持久2。替米沙坦对其他受体（包括 AT2 和其它特征更少的 AT 受体）无亲和力3。上述其它受体的功能尚未可知，由于替米沙坦导致血管紧张素水平增高，从而可能引起的受体过度刺激效应亦不可知4。替米沙坦不抑制人体血浆 肾素，亦不阻断离子通道5。替米沙坦不抑制血管紧张
16、素转换酶，该酶亦可降解 缓激肽作用增强导致的不良反应。在人体给予 80mg 替米沙坦几乎可完全抑制血管紧张素 引起的血压升高。抑制效应持续 24 小时，在 48 小时仍可测到。首剂替米沙坦后 3 小时内降压效应逐渐明显。在治疗开始后 4 周可获得最大降压效果，并可在长期治疗中维持。替米沙坦治疗如突然中断，数天后血压逐渐恢复到治疗前水平，而不出现反弹性高血压。在直接比较两种高血压药物的临床试验研究中，替米沙坦治疗组的患者干咳发生率显著低于血管紧张素转换酶抑制剂治疗组。1.3 适应 症与 不良反 应替米沙坦临床上用 于：治疗原发性高血压。不良反应：全身反应：后背痛（如坐骨神经痛）、胸痛、流感样症状
17、、感染症状（如泌尿道感染包括膀胱炎）；中枢和外周神经系统：眩晕；胃肠道系统：常见：腹痛、腹泻、消化不良、胃肠功能紊乱；肌肉骨骼系统：关节痛、腿痉挛或腿痛、肌痛；神经系统：焦虑；皮肤和附件系统：皮肤异常如湿疹。另外，自替米沙坦上市后，个别病例报告发生红斑、瘙痒、晕厥、失眠、抑郁、胃部不适、呕吐、低血压、心动过缓、心动过速、呼吸困难、嗜酸粒细胞增多症、血小板减少症、虚弱、工作效率下降等症状。与其它血管紧张素拮抗剂相似，极少数病例报道出现血管性水肿、荨麻症和其它相关不良反应。实验室发现：与安慰剂相比，替米沙坦治疗组偶有发现血红蛋白下降或尿酸升高。血肌酐或肝脏酶的升高替米沙坦和安慰武汉工程大学毕业设计
18、第 3 页 共 55 页剂相似或低于安慰剂。以上所列的不良反应是从临床试验中接受替米沙坦治疗 的 5788 名高血压患者累计得到的。不良反应按发生频率分为：非常常见（1/10）；常见（1/100，1/10）；少见（1/1000，1/100）；罕见（1/10000，1/1000）；非常罕见（1/10000）。不良事件的发生和剂量无相关性，与患者性别、年龄和种族亦无关。1.4 用法 用量成人：应个体化给药，常用初始剂量为 40mg(1 片)，每日一次。在 20-80mg 剂量范围内，替米沙坦的降压疗效与剂量有关，若用药后未达到理想血压，可加大剂量，最大剂量为 80mg(2 片)，每日一次。本品可与
19、噻嗪类利尿药如氢氯噻嗪合用，此类利尿药与本品有协同降压作用。因替米沙坦在用药 4 至 8 周后才能发挥最大药效，因此若欲加大药物剂量时，应对此予以考虑。肾功能不全的病人：轻或中度肾功能损害的病人，服用本品不需调整剂量。替米沙坦不能通过血液透析消除。肝功能不全的病人：轻或中度肝功能不全的病人，本品每日用量不应超过 40mg(1片)。老年人：服用本品不需调整剂量。儿童和青少年：对于儿童和 18 岁以下的青少年，本品的安全性及有效性数据尚未建立。1.5 禁忌双侧肾动脉狭窄或单侧功能肾肾动脉狭窄患者，导致严重低血压和肾功能不全的危险性增高。肾功能不全的患者，使用本品期间，应定期检测血钾水平及血肌酐值。
20、强力利尿治疗、限盐饮食、恶心或呕吐等引起血容量不足或/和血钠水平过低的患者服用本品，可导致症状性低血压。因而，在使用本品之前，应先祛除病因并纠正血容量及血钠水平。严重充血性心力衰竭或包括肾动脉狭窄的肾脏疾病患者，本品可引起急性低血压，高氮血症，少尿或罕见的急性肾功能衰竭。武汉工程大学毕业设计第 4 页 共 55 页本品对原发性醛固酮增多症的患者无效，因此不推荐用于该类患者。主动脉瓣或二尖瓣狭窄、阻塞性肥厚性心肌病患者使用本品应特别谨慎。服用本品期间，应严密监测血钾水平，尤其肾功能不良和/或心力衰竭的患者。与保钾类利尿药、钾离子补充剂、含钾的盐替代品或可升高血钾水平的其它药物(肝素等)合用可致血
21、清钾水平升高，因此与这些药物合用应谨慎。胆道阻塞性疾病或严重肝功障碍的患者，本品清除率可降低。该类患者服用本品应慎重。本品含有山梨醇，遗传性果糖耐受不良的患者不宜服用本品。本品的疗效在黑人低于其它人种，这可能与黑人高血压人群的低肾素状态占较高优势有关。和其它抗高血压药物一样，对于缺血性心脏病或缺血性心血管疾病的患者，过度降压可以引起心肌梗塞或中风。武汉工程大学毕业设计第 5 页 共 55 页第 二 章 生 产 工 艺2.1 生产 工艺 路线替 米 沙 坦 生 产 以 4-甲 基-2-正 丙 基-1H-苯 并 咪 唑-6-甲 酸（以 下 简 称 化 合 物1）、N-甲 基 邻 苯 二 胺、4-溴
22、 甲 基 联 苯-2-甲 酸 甲 酯 等 为 原 料，经 环 合（中 间 产 物 4-甲基-2-正丙基-6-(1-甲苯-1H-苯并咪唑-2-基）-1H-苯并咪唑【以下简称化合物 2】的制 备）、取 代（中 间 产 物 4-【4-甲 基-6-(1-甲 基-1H-苯 并 咪 唑-2-基)-2-正 丙 基-1H-苯并咪唑-1-基】甲基联苯-2-甲酸甲酯（以下简称化合物 3）的制备）、水解（替米沙坦的制备）等过程制得。主要反应式如下：CH3HOOCNNHC3H7NNCH3CH3NNHC3H7NH2NHCH3HOCH2CHOHCH3NNCH3NNCH3NNC3H7COOCH3CH3KOBu-t,DMFB
23、rH2CH3COOC(1)CH3OH,NaOH(2)HClNNCH3NNC3H7COOCH3CH32.2 生产 工艺 操作过 程2.2.1 环缩 合反 应式及 操作 步骤环缩合反应式及操作步骤如表 2-1：表 2-1 环 缩 合 反 应 式 及 操 作 步 骤收 率 原 辅 料 分 子 量 纯 度 密 度（k g/l)7 1.2 0%N-甲 基 邻 苯 二 胺 1 2 2.1 7 9 8%1.0 7 5化 合 物 1 2 1 8.2 5 9 8 1.2 61，2-丙 二 醇 7 6 9 0%1.0 4无 水 乙 醇 4 6 9 9.5 0%0.7 9操作步骤：向反应釜中加入 N-甲基邻苯二胺盐
24、酸盐和化合物 1，加入 l，2丙二醇，通氮气 5 min 后开始加热至回流温下反应 20h，反应液呈墨绿色，反应完后加入冰水，析出固体，过滤，固体用无水乙醇溶解，活性碳脱色，减压蒸除乙醇，得到白色固体，产率 71.2。武汉工程大学毕业设计第 6 页 共 55 页2.2.2 取代 反应 式及操 作步 骤表 2-2 取代反应式及操作步骤操作步骤：向反应釜中加入 二甲基甲酰胺(DMF)和化合物 2，于冰水 浴条件下加入叔 丁 醇 钾，搅 拌 30 min 后，加 入 4-溴 甲 基 联苯-2-甲 酸 甲 酯，室 温 下 反 应 10 h，倒 入冷水中，搅拌后用二氯甲烷萃取，合并有机相，水洗有机相，无
25、水4M gSO 干燥，减压除去二氯甲烷，得到白色固体，产率 82。2.2.3 水解 反应 式及操 作步 骤操作步骤：化合物 3，甲醇和 10的 NaOH 冷溶液混合，加热回流反应 2 h，冷却，过 滤，减 压 蒸 除 甲醇，用 14 的 冷盐 酸 调 节 pH 到 5，析 出大 量 白 色 絮状 沉 淀，过 滤，干燥，得到白色固体，产率 866。收 率 原 辅 料 分 子 量 纯 度 密 度8 2%D M F 7 3.1 0 9 9 0.9 4 4 5化 合 物 2 3 0 4.3 8 8 9叔 丁 醇 钾 1 1 2.2 0 9 9 0.9 1 04-溴 甲 基 联 苯-2-甲 酸 甲 酯
26、3 0 5.1 6 6 5 9 8 1.4 7二 氯 甲 烷 8 4.9 3 9 9 1.3 2 51 2 0.3 6 9 8 2.6 6收 率 原 辅 料 分 子 量 纯 度 密 度8 6%甲 醇 3 2.0 4 9 9.5%0.7 9 1 8冷 N a O H 4 0 1 0%2.1 3 0冷 盐 酸 3 6.4 6 1 4%1.2 0化 合 物 3 5 2 8 1.2 0 3武汉工程大学毕业设计第 7 页 共 55 页2.2.4 包装操作步骤：将合格成品制成块状后，粉碎包装或切片包装入库。2.3 工艺 流程 框图结合工艺描述，为了定性地表现工艺过程，绘制了工艺流程框图，见附录二。2.4“
27、三废”处理 及综 合利用2.4.1 废气由于生产过程会有乙醇蒸汽和甲醇蒸汽，一定要经过冷凝回收利用。2.4.2 废水废水主要为 水解反应产生的酸 性废水，主要酸性 物质为 HCl，可将废水 集中到环保处理池，中和调节 pH 至 7 后排放。2.4.3 废渣本产品在生产过程中，产生的废渣产量很少，可直接交废渣处理工厂处理。武汉工程大学毕业设计第 8 页 共 55 页第 三 章 产 品 质 量 监 测3.1 原料 及中 间体的 质量 标准3.1.1 原料 的各 项标准原料质量标准如 3-1：表 3-1 原 料 质 量 标 准名 称 性 状 检 测 项 目 质 量 标 准N-甲 基 邻 苯二 胺白
28、色 结 晶 粉 末熔 点/2 2 主 含 量/%9 8%密 度(g/c m3)1.0 7 5化 合 物 1 白 色 固 体熔 点/3 0 0 主 含 量/%9 9%水 分/%0.54-溴 甲 基 联苯-2-甲 酸 甲酯主 含 量/%9 8%水 分/%0.5熔 点/5 6 3.1.2 中间 体的 质量标 准中间体的质量标准见表 3-2：表 3-2 中 间 体 的 质 量 标 准名 称 项 目 标 准 检 验 方 法中 间 体 化 合 物 2外 观 白 色 固 体含 量 9 9%非 水 滴 定 法湿 度 2 0%干 燥 失 重 法水 分 0.5%熔 点 3 0 0 闪 点 仪武汉工程大学毕业设计第
29、 9 页 共 55 页化 合 物 3外 观 白 色 固 体含 量 9 9%非 水 滴 定 法水 分 0.5%干 燥 失 重 法3.2 产品 的质 量标准品名：替米沙坦规格：40mg/片3.2.1 技术 指标外观：白色或类白色结晶性粉末含量：99.5%水分：0.5%密度：1.162 g/cm3第 四 章 物 料 衡 算武汉工程大学毕业设计第 10 页 共 55 页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，在由原料转变成最终产品的过程中，要经过哪些过程及设备，在图中一般以椭园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
30、图只有定性的概念，没有定量的概念，只有经过车间物料衡算，才能得出进入与离开每一过程或设备的各种物料数量、组分，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、进行化工管路设计等各种设计项目的依据。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遗漏，也不重复。其次要收集必需的数据、资料，如各种物料的名
31、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、总收率及各部收率等。本设计中物料衡算部分中的物料组成、含量及投料比主要来源于替米沙坦及其类似物的合成和生物活性研究。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 以批数计的平均值，从起始原料的投入 到最终成品的产出，按批数平均值计将恒定 不变。由合成工艺 里反应方程式各物质 的摩尔比进行计算，以此为基础就完成车间物料衡算。4.1.4 替米 沙坦 合成工 艺收 率及所 有原材 料物 性工艺 参数各工段物质参数见
32、表 4-1：表 4-1 各 工 段 物 质 参 数工 段 收 率 原 辅 料 分 子 量 质 量 比 含 量 含 杂 质 密 度 K g/l环 缩 合 7 1.2 0%N-甲 基 邻 苯二 胺1 2 2.1 7 0.5 6 9 8%2%1.0 7 5化 合 物 1 2 1 8.2 5 1 9 9%1%1.2 6 0武汉工程大学毕业设计第 11 页 共 55 页1，2-丙 二 醇 7 6.0 9 1 8.4 9 9 0%1 0%1.0 4 0无 水 乙 醇 4 6.0 7 8.7 8 9 9.5 0%0.5 0%0.7 9 0活 性 炭 1 2.0 1 医 用 级 0.5 0 0冰 水 1 8.
33、0 2 4 4.4 4符 合 药 典标 准 1.0 0 0取 代 反应8 2%D M F 7 3.0 9 1 1.3 3 4 9 9%1%0.9 4 5化 合 物 2 3 0 4.3 9 1 1.2 3 4叔 丁 醇 钾 1 1 2.2 0 0.4 4 9 9%1%0.9 1 04-溴 甲 基联 苯-2-甲酸 甲 酯3 0 5.1 7 1.2 1 9 8%2%1.4 7 0二 氯 甲 烷 8 4.9 3 7 9.5 9 9%1%1.3 2 51 2 0.3 6 9 8%2%2.6 6 0冷 水 1 8.0 2 2 0符 合 药 典标 准 1.0 0 0水 1 8.0 2 6 0符 合 药 典标
34、 准 1.0 0 0水 解 8 6%甲 醇 3 2.0 4 2 3.7 5 4 9 9.5 0%0.5 0%0.7 9 1冷 N a O H 4 0.0 1 2 2.2 1 0%9 0%1.1 1 0冷 盐 酸 3 6.4 6 1 4%8 6%1.0 6 8化 合 物 3 5 2 8.6 4 1 1.2 0 3粉 碎 0.9 9 7包 装 0.9 9 8总收率=单程收率=缩合工段收率取代工段收率水解工段总收率 粉碎包装工段总收率=0.7120.820.860.9970.998100%=49.96%替米沙坦产品的纯度：0.995替米沙坦实际纯品日产量=替米沙坦年产量纯度/（工作日-1）武汉工程大
35、学毕业设计第 12 页 共 55 页=150000.995（301-1）=49.75kg注：由于第一天没有出料，102 天出料 101 批，所以计算实际产量时出料 102-1=101 批替米沙坦理论纯品日产量=实际纯品日产量/单程收率=49.75/0.4996=99.58kg4.1.5 替米 沙坦 合成工 艺年 产量及 工作日根据计算，年产量及工作日见表 4-2。表 4-2 年 产 量 及 工 作 日 表年 产 量（k g）工 作 日实 际 日 产 纯 品 替 米沙 坦（k g）理 论 日 产 纯 品 替 米沙 坦 量（k g）1 5 0 0 0 3 0 1 4 9.7 5 9 9.5 84.
36、2 各工 段和 岗位物 料衡 算4.2.1 环合 工段 物料衡 算原料 A 即 N-甲基邻苯二胺，单位：kg环合工段物料衡算见表 4-3。表 4-3 环 合 工 段 物 料 衡 算 进 料 量化 合 物 1 纯 品 投 料 量=日 产 理 论 替 米 沙 坦 量 化 合 物 1 分 子 量/替 米 沙 坦 分 子 量=4 2.2 3化 合 物 1 投 料 量=化 合 物 1 纯 品 投 料 量/含 量=4 2.4 9化 合 物 1 中 杂 质 量=原 料 A 投 料 量-原 料 A 投 料 量(纯）=0.2 5原 料 A 投 料 量=化 合 物 1 投 料 量 质 量 比=2 3.7 9原 料
37、 A 纯 品 投 料 量=原 料 A 投 料 量 含 量=2 3.3 2原 料 A 中 的 杂 质 量=投 料 量-投 料 量（纯）=0.4 81,2 丙 二 醇 投 料 量=化 合 物 1 投 料 量 质 量 比=7 8 5.5 81,2 丙 二 醇 纯 品 投 料 量=1,2 丙 二 醇 投 料 量 含 量=7 0 7.0 21,2 丙 二 醇 中 杂 质 量=投 料 量-纯 量=7 8.5 6冰 水 投 料 量（纯）=化 合 物 1 投 料 量 质 量 比=1 8 8 8.1 0无 水 乙 醇 投 料 量=化 合 物 1 投 料 量 质 量 比=3 7 3.0 3武汉工程大学毕业设计第
38、13 页 共 55 页无 水 乙 醇 纯 品 投 料 量=无 水 乙 醇 投 料 量 含 量=3 7 1.1 7无 水 乙 醇 中 杂 质 量=投 料 量-投 料（纯）=1.8 7 出 料 量化 合 物 1 的 反 应 量=化 合 物 1 纯 品 投 料 量 环 合 转 化 率=3 0.0 7化 合 物 1 的 残 留 量=化 合 物 1 纯 品 投 料 量-化 合 物 1 的 反 应 量=1 2.1 6原 料 A 反 应 量=化 合 物 1 反 应 量 原 料 A 分 子 量/化 合 物 1 分 子 量=1 6.8 3原 料 A 残 留 量=原 料 A 纯 品 的 投 料 量-原 料 A 反
39、 应 量=6.4 9化 合 物 2 生 成 量=化 合 物 1 反 应 量 化 合 物 2 M r/化 合 物 1 M r=4 1.9 4水 的 生 成 量=化 合 物 1 反 应 量 2 水 M r/化 合 物 1 M r=4.9 7水 的 总 量=冰 水 的 投 料 量+水 的 生 成 量=1 8 9 3.0 7环 合 段 总 杂 质 量=化 合 物 1 中 杂 质 量+原 料 A 中 杂 质 量+1,2 丙 二 醇 中 杂 质 量+无 水 乙 醇 中 杂 质 量=8 1.1 5 环 合 工 段 进 出 料 平 衡通 过 计 算，环 合 工 段 的 各 种 物 料 进 出 量 见 表 4-
40、4。表 4-4 环 合 工 段 进 出 料 平 衡进 料 物 名 称 质 量/k g 含 量 出 料 物 名 称 质 量/k g 含 量活 性 炭 2.0 0 0.0 0 0 6 活 性 炭 2.0 0 0.0 0 0 6原 料 A 2 3.7 9 0.0 0 7 6 残 原 料 A 6.4 9 0.0 0 2 1化 合 物 1 4 2.4 9 0.0 1 3 6 残 化 合 物 1 1 2.1 6 0.0 0 3 91，2-丙 二 醇 7 8 5.5 8 0.2 5 2 2残 1,2-丙 二醇7 0 7.0 2 0.2 2 7 0无 水 乙 醇 3 7 3.0 3 0.1 1 9 8 化 合
41、 物 2 4 1.9 4 0.0 1 3 5冰 水 1 8 8 8.1 0 0.6 0 6 1 水 1 8 9 3.0 7 0.6 0 7 7无 水 乙 醇 3 7 1.1 7 0.1 1 9 2杂 质 8 1.1 5 0.0 2 6 1合 计 3 1 1 4.9 9 1 合 计 3 1 1 4.9 9 1武汉工程大学毕业设计第 14 页 共 55 页4.2.2 取代 反应 工段物 料衡 算原料 B 即 4-溴甲基联苯-2-甲酸甲酯，单位：kg取代反应工段物料衡算见表 4-5。表 4-5 取 代 反 应 工 段 物 料 衡 算 进 料 量化 合 物 2 进 料 量=4 1.9 4D M F 投
42、 料 量=化 合 物 2 进 料 量 质 量 比=4 7 5.3 0D M F 纯 品 投 料 量=D M F 投 料 量 含 量=4 7 0.5 5D M F 杂 质 量=D M F 投 料 量-D M F 纯 品 投 料 量=4.7 5叔 丁 醇 钾 投 料 量=化 合 物 2 进 料 量 质 量 比=1 8.4 5叔 丁 醇 钾 纯 品 投 料 量=叔 丁 醇 钾 投 料 量 含 量=1 8.2 7叔 丁 醇 钾 杂 质 量=叔 丁 醇 钾 投 料 量-叔 丁 醇 钾 纯 品 投 料 量=0.1 8原 料 B 投 料 量=化 合 物 2 进 料 量 质 量 比=5 0.7 4原 料 B
43、纯 品 投 料 量=原 料 B 投 料 量 含 量=4 9.7 3原 料 B 杂 质 量=原 料 B 投 料 量-原 料 B 纯 品 投 料 量=1.0 1二 氯 甲 烷 投 料 量=化 合 物 2 进 料 量 质 量 比=3 3 3 3.9 3二 氯 甲 烷 纯 品 投 料 量=二 氯 甲 烷 投 料 量 含 量=3 3 0 0.5 9二 氯 甲 烷 中 杂 质 量=投 料 量-纯 量=3 3.3 4冷 水 投 料 量=化 合 物 2 进 料 量 质 量 比=8 3 8.7 2水 的 投 料 量=化 合 物 2 进 料 量 质 量 比=2 5 1 6.1 7 出 料 量化 合 物 2 的 反
44、 应 量=化 合 物 2 进 料 量 取 代 反 应 转 化 率=3 4.3 9化 合 物 2 的 残 留 量=化 合 物 2 进 料 量-化 合 物 2 的 反 应 量=7.5 5原 料 B 反 应 量=化 合 物 2 反 应 量 原 料 B 分 子 量/化 合 物 2 分 子 量=3 4.4 8原 料 B 残 留 量=原 料 B 纯 品 投 料 量-原 料 B 反 应 量=1 5.2 5化 合 物 3 生 成 量=化 合 物 2 反 应 量 化 合 物 3 M r/化 合 物 2 M r=5 9.7 2武汉工程大学毕业设计第 15 页 共 55 页溴 化 氢 生 成 量=化 合 物 2 反
45、 应 量 溴 化 氢 M r/化 合 物 2 M r=9.1 4水 的 总 排 出 量=冷 水 投 料 量+水 的 投 料 量=3 3 5 4.8 9二 氯 甲 烷 排 出 量=纯 二 氯 甲 烷 投 料 量=3 3 0 0.5 9叔 丁 醇 钾 排 出 量=纯 叔 丁 醇 钾 投 料 量=1 8.2 7D M F 排 出 量=纯 D M F 投 料 量=4 7 0.5 5取 代 反 应 工 段 总 杂 质 量=原 料 B 中 杂 质 量+二 氯 甲 烷 中 杂 质 量+D M F 杂 质 量+叔 丁醇 钾 杂 质 量=3 9.2 9环合工段进出料平衡通过计算，环合工段的各种物料进出量见表 4
46、-6。表 4-6 取 代 反 应 工 段 进 出 料 平 衡进 料 物 名 称 质 量/k g 含 量 出 料 物 名 称 质 量/k g 含 量D M F 4 7 5.3 0 0.0 6 5 3水 相水 3 3 5 4.8 9 0.4 6 1 1化 合 物 2 4 1.9 4 0.0 0 5 8 残 叔 丁 醇 钾 1 8.2 7 0.0 0 2 5叔 丁 醇 钾 1 8.4 5 0.0 0 2 5 溴 化 氢 9.1 4 0.0 0 1 3原 料 B 5 0.7 4 0.0 0 7 0 杂 质 3 9.2 9 0.0 0 5 4二 氯 甲 烷 3 3 3 3.9 3 0.4 5 8 3有
47、机 相化 合 物 3 5 9.7 2 0.0 0 8 2冷 水 8 3 8.7 2 0.1 1 5 3 残 化 合 物 2 7.5 5 0.0 0 1 0水 2 5 1 6.1 7 0.3 4 5 9 残 原 料 B 1 5.2 5 0.0 0 2 1残 二 氯 甲 烷 3 3 0 0.5 9 0.4 5 3 7残 D M F 4 7 0.5 5 0.0 6 4 7合 计 7 2 7 5.2 6 1 合 计 7 2 7 5.2 5 14.2.3 水解 工段 物料衡 算水解工段物料衡算见表 4-7。表 4-7 水 解 工 段 物 料 衡 算 进 料 量 单 位：k g化 合 物 3 进 料 量=
48、5 9.7 2甲 醇 投 料 量=化 合 物 3 进 料 量 质 量 比=1 4 1 8.6 4武汉工程大学毕业设计第 16 页 共 55 页1 0 氢 氧 化 钠 投 料 量=化 合 物 3 进 料 量 质 量 比=1 3 2 5.8 4纯 甲 醇 投 料 量=甲 醇 投 料 量 含 量=1 4 1 1.5 5纯 氢 氧 化 钠 投 料 量=1 0 氢 氧 化 钠 投 料 量 含 量=1 3 2.5 8氢 氧 化 钠 中 杂 质 量=1 0 氢 氧 化 钠 投 料 量-纯 氢 氧 化 钠 投 料 量=1 1 9 3.2 5甲 醇 中 含 有 的 杂 质 量=甲 醇 投 料 量-纯 甲 醇 投
49、 料 量=7.0 9中 和 反 应 的 纯 盐 酸 量=纯 氢 氧 化 钠 投 料 量 盐 酸 的 分 子 量/氢 氧 化 钠 的 分 子 量=1 2 0.8 2调 P H 到 5 用 盐 酸 量=（甲 醇 中 含 有 的 杂 质 量+1 0 氢 氧 化 钠 投 料 量）*盐 酸 密度/1/(盐 酸 物 质 量 浓 度-1）4 5 9.1 5纯 盐 酸 的 总 投 料 量=（中 和 反 应 的 纯 盐 酸 量+调 P H 到 5 用 纯 盐 酸 量 1 4）=1 8 5.1 01 4 盐 酸 投 料 量=中 和 反 应 的 纯 盐 酸 量/1 4+调 P H 用 盐 酸 量=1 3 2 2.1
50、 7盐 酸 中 含 有 的 杂 质 量=1 4 盐 酸 投 料 量-纯 盐 酸 的 总 投 料 量=1 1 3 7.0 7中 和 反 应 的 盐 酸 量=中 和 反 应 的 纯 盐 酸 量/1 4 8 6 3.0 2中 和 反 应 的 盐 酸 中 的 杂 质 量=中 和 反 应 的 盐 酸 量-中 和 反 应 的 纯 盐 酸 量=7 4 2.2 0 出 料 量化 合 物 3 的 反 应 量=化 合 物 3 进 料 量 水 解 转 化 率=5 1.3 6化 合 物 3 的 残 留 量=化 合 物 3 进 料 量-化 合 物 3 的 反 应 量=8.3 6甲 醇 的 产 量=化 合 物 3 的 反