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1、工艺流程阿司匹林的生产工艺流程设计阿司匹林的工段工艺设计院别：天津大学化工学院专业：制药工程班别：制药一班学号：3010207306姓名：马建宇名目名目 11 概述 31.1 阿司匹林的的性质 41.1.1 理化性质 41.1.2 临床上用途 41.2 进展简史 51.3 国内外生产现状 61.3.1 市场分析 61.3.2 生产状况 61.3.3 市场状况 72 生产工艺 72.1 设计内容 72.2 生产工艺 72.3 生产工艺流程确定 82.3.1 生产工艺流程 82.3.2 工艺流程图 82.4 工艺过程说明 82.4.1 醋化岗位 82.4.2 酸洗离心洗涤 92.4.3 水洗离心洗
2、涤 92.4.4 枯燥岗位 92.4.5 回收岗位 93 物料衡算 93.1 溶解罐的物料衡算 93.2 酰化反响的物料衡算 113.3 渗滤槽的物料衡算 123.4 酸洗离心机的物料衡算 133.5 水洗离心机的物料衡算 143.6 流化床的物料衡算 164 能量衡算 164.1 反响罐能量衡算 164.1.1 比热容的计算 174.1.2 能量衡算 183、4 局部为杨书计算5 主要工艺设备计算 195.1 工艺设备选型原则 195.2 工艺设备计算 195.2.1 醋化反响釜 195.2.2 夹套的计算 205.2.3 筒体的材料和壁厚 225.2.4 水压试验及其强度校核 235.2.
3、5 选择釜体法兰 245.2.6 选用手孔、视镜、温度计、和工艺接收 255.2.7 搅拌器的设计计算 265.2.8 容器支座的选用计算 265.3 酸洗离心机 265.4 水洗离心机 265.5 振动流化床枯燥器 275.6 母液蒸馏罐 275.7 循环母液反响罐 276 管道设计 276.1 管道计算 276.1.1 水杨酸的进料管道的计算 286.1.2 酸酐的进料管道的计算 286.1.3 母液的管道进料计算 28(5、6 局部为马建宇计算)7 车间布置设计 297.1 概述 297.2 车间布置设计的依据 297.3 车间布置设计应考虑的因素 307.4 车间布置设计的程序 307
4、.5 车间设计的成果 318 公用工程 318.1 排水系统 318.2 电气和照明 338.2.1 电气设计和安装 338.3 环境消毒 338.3.1 灭菌与消毒 339 技术经济 349.1 投资指标 34 设计体会 35 参考文献 361 概述阿司匹林具有解热镇痛,预防心血管疾病的作用。目前全世界每年消耗阿司匹林原料药 4000050000 余吨，消耗阿司匹林片剂 1000 多亿片2。在中国， 今后假设干年，将步入老龄社会，十几亿人口中的老龄人口比例将逐步增加,作为中老年人“头号杀手”的心脑血管病的患者将不断增加 2,在中国阿司匹林的消耗量也将进一步增加。从 20 世纪 50 年月开头
5、生产至今，阿司匹林始终是我国解热镇痛药的支柱产品之一，年产量已达 1 万多吨3，目前持有阿司匹林原料药生产批准文号的企业有 16 家，已通过原料药 GMP 认证的企业有 10 家，生产规模超过千吨的企业有 8 家。目前国内外阿司匹林生产工艺大致一样，均承受醋酐水杨酸酰化法，并在催化剂的作用下合成，收率一般在 98%90%4，本文也将承受该工艺流程，完成年产 1200 吨阿司匹林的车间工艺设计。阿司匹林是历史悠久的解热镇痛药，它诞生于 1899 年 3 月 6 号。早在 1853 看夏天，弗雷德克热拉尔 Gerhardt就用水杨酸与酸酐合成了乙酰水杨酸， 但没能引起人们的重视：1898 年德国化
6、学家菲霍夫曼又进展了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好：1899 年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林Aspirin。到目前为为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。在体内具有抗血栓的作用，它能抑制血小板的释放反响，抑制血小板的聚拢，这与 TXA2 的削减有关。临床上用于预防心脑血管疾病的发作。1.1 阿司匹林的的性质阿司匹林化学名为：2 一(乙酰氧基)苯甲酸，又名醋柳酸，或乙酰水杨酸。1897 年由水杨醋和醋酐反响制成，是应用最早和最广泛的解热镇痛药，临床应用已逾百年。1.1.1 理
7、化性质本品为白色结晶或结晶性粉末，无臭或身徽酸臭，味徽酸。徽溶于水，易溶于乙醇。显酸性，可溶于碳酸钠及氢氧化钠。稳定性差，极易水解，生成水杨酸(具毒副作用)和醋酸。中国药典规定要检查游离水杨酸，遇三氯化铁试液显紫堇色。生产中还可产生醋酸苯酯、水杨酸苯酯和乙酰水杨苯酯。这些杂质由于不含羧基，故不溶于碳酸钠试液中。产生的少量乙酰水杨酸酐杂质可引起过敏反响。用途：本品的解热、镇痛、抗炎作用较强，能选择地使细胞内环氧合酶(cox)乙酰化，抑制环氧合酶(cox)的活性，影响下丘脑中枢致热因子前列腺索(PG)的合成，使体温中枢恢复调整体温的正常反响。1.1.2 临床上用途1.1.2.1 小剂量可勰热、镇痛
8、，用于感冒退热、缓解头痛和全身痛。阿司匹林通过对环氧合酶(COX)的抑制而削减前列腺素(PC)的合成，由此削减组织充血、肿胀，降低对苦痛的敏感性，具有中等程度的镇痛作用。可缓解轻度或中度的苦痛，对钝痛如头痛、牙痛、神经痛、关节痛、肌肉痛及月经痛等有较好的镇痛效果，也用于感冒、流感等退热。丽对创伤性剧痛或内脏平滑肌痉挛引起的绞痛几乎无效，但由于仅对苦痛、发热的病症有缓解作用，不能解除苦痛、发热的致病缘由，也不能防止疾病的发生，需同时应用其他药物参与治疗，故不宜长期服用。阿司匹林服后吸取快速而完全，解热、镇痛作用较强，作用于下丘脑体温中枢引起外周血管扩张、皮肤血流增加，出汗，使散热增加而起到解热作
9、用。能降低发热者的体温，对正常体温则无影响。阿司匹林可削减炎症部位具有痛觉增敏作用的物质前列腺素(PG)的生成，故有明显的镇痛作用，1.1.2.2 大剂量可抗风湿，用于治疗风湿热、风湿性关节炎、类风湿性关节炎等疾病。阿司匹林为治疗风湿热的首选药物，用药后可解热、减轻炎症，使关节病症好转，血沉下降，但不能去除风湿的根本病理转变，也不能预防心脏损害及其他合并症。阿司匹林除治疗风湿性关节炎外，也用于治疗类风湿性关节炎，可改善病症，为进一步治疗制造条件。此外，本品也用于骨关节炎、强直性脊椎炎、幼年型关节炎以及其他非风湿性炎症的骨骼肌肉苦痛，也能缓解病症。1.1.2.3 抑制血小板凝集，可用于防治动脉血
10、栓和心肌梗死。阿司匹林对血小板聚拢有抑制作用，阻挡血栓形成，临床可用于预防临时性脑缺血发作、心肌堵塞、心房抖动、人工心脏瓣膜、动静脉瘘或其他手术后的血栓形成。1.1.2.4 粉末外用治足癣。1.1.2.5 其他方面的临床应用ASP 用于眼科黑蒙症，是由于视网膜血栓引起的发作性单侧视力消逝，承受ASP 治疗，每 13 赐予 0659，可获得较好疗效。ASP 用于治疗胆道蛔虫症， 一次 19，一日23 次连用 23 日；阵发性绞痛停顿，24 小时后停用，然后进展驱虫治疗，有效率可达 90以上。ASP 对血小板增多症有效，可转变血小板削减性紫癜，溶血性尿毒症；亦可用于镰状细胞性贫血，ASP 合用尿激
11、素等可削减溶血性尿毒症所致慢性肾脏病变的病发率。1.2 进展简史早在 1853 年夏尔，弗雷德里克热拉尔(Gerhardt)就用水杨酸与醋酸合成了乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视；1898 年德国化学家菲霍夫曼又进展了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好；1899 年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林(Aspirin)。到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。在体内具有抗血栓的作用，它能抑制血小板的释放反响，抑制血小板的聚拢，这与 TXA2 生成的削减有关。临床上用于预防心脑血管疾
12、病的发作。阿司匹林于 1898 年上市，近年来觉察它还具有抗血小板分散的作用，于是重引起了人们极大的兴趣。将阿司匹林及其他水杨酸衍生物与聚乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进展熔融酯化，使其高分子化，所得产物的抗炎性和解热止痛性比游离的阿司匹林更为长效。依据文献记载，都说阿司匹林的制造人是德国的费得克期霍夫曼，但这项制造中，起着格外重要作用的还有一位犹太化学家阿图尔艾兴格林。阿图尔艾兴格林的辛酸故事发生在 1934 年至 1949 年间。1934 年，费利克斯霍夫曼宣称是他本人制造了阿司匹林。当时的德国正处在纳粹统治的黑暗时期，对犹太人的迫害已经愈演愈烈。在这种状况下，骄傲的纳粹统治者更不情愿成
13、认阿司匹林的制造者有犹太人这个事实，于是便将错就错把制造家的桂冠戴到了费利克斯霍夫曼一个人的头上，为他们的“大日耳曼民族优越论”贴金。纳粹统治者为了堵住阿图尔艾兴格林的嘴，还把他关进了集中营。其次次世界大战完毕后，大约在1949 年前后，阿图尔艾兴格林又提出这个问题，但不久他就去世了。从今这事便石沉大海。英国医学家、史学家瓦尔特斯尼德几经周折获得德国拜尔公司的特许，查阅了拜尔公司试验室的全部档案，最终以确凿的事实恢复了这项制造的历史真面目。他指出：在阿司匹林的制造中，阿图尔艾兴格林功不行没。事实是在1897 年，费利克斯霍夫曼确实第一次合成了构成阿司匹林的主要物质，但他是在他的上司知名的化学家
14、阿图尔艾兴格林的指导下，并且完全承受艾兴格林提出的技术路线才获得成功的。1.3 国内外生产现状1.3.1 市场分析百年老药阿司匹林凭借其低廉的价格和较小的不良反响赢得了市场的普遍 认可，现已成为世界上最重要的解热镇痛药之一。近年来，阿司匹林的适用范围已从解热镇痛药向心血管病预防用药领域扩展，在心血管病预防用药量不断增加的推动下，其市场得到进一步的上升空间。事实上，除了心血管病方面，阿司匹林还在其他疾病上有独特的疗效，例如：防治糖性白内障、治疗抗生素所致听力障碍、抗衰除皱、改善老年男性性功能、治疗艾滋病、癌症等。1.3.2 生产状况从 2O 世纪 5O 年月开头生产至今，我国的阿司匹林产业经受了
15、半个世纪的调整，目前持有阿司匹林原料药生产批准文号的企业有16 家，已通过原料药GMP 认证的企业有 10 家，生产规模超过千吨的企业有 8 家。多年来，我国阿司匹林主要生产企业有 3 家山东华制药集团、南京制药厂、吉林恒河制药。这三大企业的年产能都超过 3000 吨，产量和出口量多年来占据全国 85左右的份额，呈三足鼎立之势。但近年来，这种三足鼎立的局面在悄然发生变化。南京制药厂阿司匹林原生产规模为 3500 吨、年产量 3000 吨，后因环保问题，几年前将原料药生产厂区搬迂到南京化学工业园区。搬迁后的生产尚未恢复到以前水平。吉林恒河制药原生产规模为 4500 吨、年产量 3500 吨，前不
16、久亦因环保问题正在进展厂区搬迁，老厂区的阿司匹林已停产，厂区生产正在建设之中。最近以来，山东华制药集团的阿司匹林产销量增长快速，该产品已成为企业的重点产品之一，生产规模一扩再扩，产能已由 1996 年的 2023 吨扩大到目前的 8000 吨左右，年产量已从 1996 年的 1000 多吨增长到 6000 多吨，占全国的近 60，成为我国阿司匹林生产当之无愧的龙头老大。该企业的阿司匹林多年来大局部出口欧美市场，出口量约占全国的 70。2023 年，华制药和山东隆信集团共同出资组建了山东华隆信化工生产阿司匹林主要原料水杨酸，年产能到达 12023 吨，成为中国最大的水杨酸生产基地，从而为山东华制
17、药集团进一步扩大阿司匹林产能打下了根底。由于受到国内外阿司匹林市场需求旺盛，以及南京制药、吉林制药等厂区搬迁造成市场供给空缺等因素的刺激，有不少企业加大了对阿司匹林生产的投入， 一些企业的规模和产量在快速扩大，成为阿司匹林生产的主力军，如河北敬业化工集团医药化工分公司、陕西华阴锦前程药业、牡丹江双友化工制药、湖南中南制药等等。这些企业都已通过了阿司匹林原料药GMP 认证，年生产规模都到达 1500 吨以上。其中，河北敬业化工集团医药化工分公司生产规模到达 3000 吨，年产量为 2500 吨；陕西华阴锦前程药业生产规模到达 2500 吨，年产量达 2023 吨，成为阿司匹林生产的后起之秀。1.
18、3.3 市场状况近年来，由于化工原料、根本能源、环保治理、人工费用等各项开支都在不断上涨，人民币汇率逐步走高，推动了阿司匹林生产本钱有较大上升，企业面临的本钱压力越来越大。21 世纪初，阿司匹林国内市场价格在每公斤 1517 元人民币，到 2023 年已到达每公斤 2223 元人民币。目前为每公斤 2425 元人民币，有企业DC 一 90 规格阿司匹林报价达每公斤 3537 元人民币。自2023 年 7 月 1 日起，国家调整了阿司匹林等众多医药原料药出口退税税率，税率从13下调至 5，降低了 8 个百分点。受此影响，阿司匹林出口价格仍有上升的动力。此外，国家的环保治理力度也在加大，人民币汇率
19、还会上升，估量今后阿司匹林价格仍会稳中趋升。多年来，我国阿司匹林大局部出口到美国、欧洲等地，出口量占总出口量的较大局部。全世界主要的阿司匹林市场为欧洲、北美等地，每年消耗的阿司匹林约占全球总量的近 23。美国是世界上最大的阿司匹林市场，每年耗用的阿司匹林原料药约占世界总产量的 30左右，欧洲也是阿司匹林主要的消费地区，每年的消费量达万吨之多。2 生产工艺2.1 设计内容本设计以年产 1200 吨阿司匹林的生产工段，承受比较成熟的适宜的酰化法进展生产。2.2 生产工艺阿司匹林的传统制备方法是以浓硫酸作催化剂进展 O酰化反响，产率一般在 75%左右，但浓硫酸对设备的腐蚀性较大，对环境污染大，且易发
20、生副反响而使产品色泽深，不利于提纯。争论说明可用固体超强酸或多酸来代替浓硫酸作催化剂，但这些方法的制备过程较为简洁，需要专用设备。因此就必需查找一种催化效果良好、简洁易得同时对环境污染较小的可以进展工业化的型催化剂。本设计承受酰化法来生产阿司匹林，以水杨酸作为起始原料，经过酰化、粗制、精制、等化学、物理过程生产阿司匹林产品。本设计主要分为三个工段:第一工段为反响阶段、其次工段为粗制阶段、第三工段为精制阶段。化学反响方程式为：2.3 生产工艺流程确定2.3.1 生产工艺流程醋酐.水杨酸酰化酸洗离心水洗离心气流枯燥旋风分别阿司匹林2.3.2 工艺流程图2.4 工艺过程说明2.4.1 醋化岗位第一次
21、投料：按醋酐总量与含量计算水杨酸总投料量，检斤称重，将总投料量的三分之二水杨酸投入醋化罐中，再将醋酐一次全部参与罐中，在搅拌状况下， 水汽加热 1h，使内温升到 8084，析出晶体，保温 40min60min 后， 缓慢均匀降温到 55。其次投料：待罐内降至 55时，把剩余的三分之一水杨酸投到醋化罐中。水温升温 90min 至 8082，保温 1h，取样测终点，游离水杨酸0.15， 如终点不到可延长保温时间或补加醋酐，直到终点。检查合格，方可进展其次次降温，缓慢降至 70，将已溶解的回收品溶液通过过滤器抽入反响罐中【回收品+粉：母液=1：1.70kg/L,加温 8080】抽滤完毕，保温 30m
22、in 用水汽混合降至 50，缓慢参与同温的稀释母液 200L300L,然后用水蒸气连续降温至 40夏天或 30冬天，全开冷水，降至 1518，查终点合格后放料夏天 30 可用盐水进展后期降温夏季 2224放料2.4.2 酸洗离心洗涤用 665.09Kg 冰醋酸将渗滤好的湿的阿司匹林在渗滤槽中全部洗涤一次洗均，用真空将渗滤好的乙酰水杨酸抽入料斗，再放入离心机中，把料摊平慢车，均匀后在全速开车甩 15min，甩开母液和洗涤水酸，停车，将离心机中的乙酰水杨酸抽入水洗料斗中，含酸量2.5，洗涤水含酸量13。2.4.3 水洗离心洗涤将料斗中物料放入离心机中，用手将料摊开，用含 0.2磷酸的水洗200L/
23、 机，将含磷酸水甩净，再用清水 10L 洗涤，全速甩 20min25mim含水量 3.0将料抽入枯燥斗中。洗涤水为本岗自制的蒸馏水，氯化物合格。2.4.4 枯燥岗位将料斗中的湿品乙酰水杨酸放入湿品料仓中，经螺旋推动器送入流化床枯燥器内，把握进风口压800Mpa，进口温度7884，进展枯燥，经旋风分别器分去粉子，其尾气经袋滤器后排空，沸腾流化床的成品，经冷风段，并经过筛机筛去渣子，成品进入干品料仓，分装成袋 25Kg，成桶出口 25Kg，待检验合格后包装，预备入库，每批清理一次粉子，称重，交醋化岗处理。2.4.5 回收岗位一次母液回收处理：一次母液升温 65，经膜式发器在真空 -0.088Mpa
24、 条件下蒸酸，每小时处理 400L500L，膜式蒸发器气压0.2Mpa,蒸出的醋酸经酸洗一局部，做洗涤酸用，其余经检验合格含量 98.5入库，浓缩液入结晶罐降温析结果，再溶掉局部细粉，留下品种保温 2h4h,缓慢降温至 40 50，放料离心，用冰醋酸洗涤后，全速离20min，得回收品，经检验合格后交酰化套用，母液循环回收。循环母液处理：循环回收母液与一次母液体积比 1：1.52 配比，在 96 100，保温 1.5h3h，以一次母液回收方法进展处理，回收乙酰水杨酸。循环母液处理：循环回收母液套用 20 批左右其胶体增多无法正常回收，故而可将残液中参与冰醋酸，其配比为1：1.11.5，保温3h5
25、h，对胶体进展酸解而后再蒸馏降温，结晶，离心，回收乙酰水杨酸，酸化二次后，再不能回收乙酰水杨酸，将残液进展蒸酸，汽压0.2Mpa 蒸至不能出酸后，再加水蒸稀酸，蒸酸剩余的残液再加水稀释，打入水解罐，加氢氧化钠溶液进展碱解 4h6h，温度 95100，ph 为 910，得水杨酸钠，碱解液打入酸析罐，用30左右的稀硫酸溶液 4550温度下，进展酸析，得回收工业水杨酸，ph1.0 终点到降温到 30，离心放到料用30的水洗至硫酸盐 1，全速甩干水分，含水分 15，得到回收工业酸品，再经枯燥室70，出料检斤，化验后干品送升华室重投回手升华酸。3 物料衡算杨书计算依据：年产量：1200t 年工作日：30
26、0 天日产量：4t 转化率：99%收率：98.1%物料计算以日产量为基准。3.1 溶解罐的物料衡算依据吉林恒河制药厂和山东华制药厂的参考公式，可得： 回收品母液=11.7粉子、渣子、尾料母液=12.5由于投入回收品、粉子、渣子为固定值： 回收品=294Kg粉子+渣子=3.5Kg+27.5Kg=31Kg所以计算出母液量为： 294Kg1.7+31Kg2.5=499.8Kg+77.5Kg=577.3Kg综合以上计算，得： 进料：粉子=3.5Kg 渣子=27.5Kg回收品=294Kg进料：母液量=577.3Kg 出料：经过溶解的进料和进料，完全经过过滤罐过滤出料，即出料=902.3Kg3.2 酰化反
27、响的物料衡算酰化反响釜年产量为 1200t，一年按 300 个工作日计算，可得出日产量为： 1200t/300 天=4000Kg/天由于此物料衡算时以吉林恒和制药为模型，在此根底上进展扩建和改造，所以改造后产品的收率仍为改造前的收率，即 98.1%。又由于:产品收率=产品/水杨酸1.3043=0.981 则水杨酸投料量=4000Kg/0.9811.3043=3126.18Kg依据阿司匹林生产设计的阅历公式：水杨酸投料量=醋酐含量/0.8200.836=3126.18Kg此物料衡算中运用阅历常数 0.830；并且醋酐含量为 98%； 则投入酸酐量=3126.18Kg0.830/0.98=2647
28、.68Kg同时由于醋酐中的醋酸的含量为 2% 则 HAC 质量=2647.682%=52.95Kg依据吉林恒河制药厂和山东华制药厂的参考公式，可得： 总投料量母液量=6.81由于总投料量=水杨酸+酸酐=3126.18Kg+2647.68Kg=5773.86Kg由此的投入反响罐母液量为 5773.86Kg/6.8=849.10Kg 综合以上计算，得：进料：水杨酸=3126.18Kg酸酐=2647.68Kg进料：溶解罐中的出料=902.3Kg 投入反响罐的母液量=5773.86Kg/6.8=849.10Kg出料：此工艺过程可近似不考虑损耗，即完全出料:即出料=水杨酸+酸酐+溶解罐中的出料+投入反响
29、罐的母液量=7525.26Kg3.3 渗滤槽的物料衡算渗滤槽由于 1.1 和 1.2 中的母液均来自于此工艺过程，即渗滤掉的母液量=577.3Kg+849.10Kg=1426.4Kg进入工艺 1.1 和 1.2 使用。依据渗滤槽的渗滤力气和反响液的性状，渗滤掉的母液百分比为44.3%吉林恒和制药的阅历值。则渗滤完毕后剩余的母液量=1426.4Kg/44.3%55.7%=1793.46Kg，由于反响液中存在挥发性物质醋酸、醋酐以及设备老化等缘由造成了损耗， 一般损耗率为 1.42%；即损耗量=进料总量1.42%=7525.26Kg1.42%=106.86Kg所以此工艺得到粗品阿司匹林=7525.
30、26Kg-1426.4Kg-1793.46Kg-106.86Kg=4198.54Kg综合以上计算，得： 进料：完全来自酰化反响罐中的出料=7525.26Kg 出料：粗品阿司匹林=4305.4Kg渗滤完毕后剩余的母液量=1793.46Kg 出料：渗滤掉的母液量=1426.4Kg 表 1 酯化反响前物料衡算表物料名称水杨酸酸酐回收阿司匹林粉子渣子母液总量重量3126.12647.6829427.53.51426.47525.2Kg86表 2 酯化反响后的物料衡算表物料名称阿司匹林母液损耗总量重量 Kg4305.43113106.867525.263.4 酸洗离心机的物料衡算酸洗离心机依据醋酸的浓度
31、、渗滤槽中剩余母液的粘度和质量，确定酸洗工艺过程中参与醋酸的质量，由于本设计承受的醋酸浓度为 98.5%，又依据阅历公式：醋酸/阿司匹林+母液=19.17 所以确定投入醋酸量=阿司匹林+母液/9.17=4305.4+1793.46/9.17=665.09Kg依据酸洗离心机的离心力气和物品的粘度得出阅历离心率为 34.88%，所以离心出来的母液=总投料量34.88%=665.09Kg+4305.4Kg+1793.46Kg34.88%=2359.26Kg，进入回收工艺。又由于醋酸的挥发及设备的老化造成了确定的损耗，损耗率一般为 3.1% 3.3%，本次设计取 3.18%。所以确定损耗=总投料量3.
32、18%=665.09Kg+4305.4Kg+1793.46Kg3.18%=215.09Kg。以此计算出湿品阿司匹林=总投料量-离心出来的母液-损耗=665.09Kg+4305.4Kg+1793.46Kg-2359.26Kg-215.09Kg=4189.6Kg综合以上计算，得： 进料：来自于渗滤槽中的出料 粗品阿司匹林=4305.4Kg渗滤完毕后剩余的母液量=1793.46Kg 进料：醋酸=665.09Kg出料：湿品阿司匹林=4189.6Kg。要保证湿品中醋酸含量2.5%，本设计计算时取 2.5%。出料：离心出来的母液=2359.26KgKg 表 3 酸洗离心物料衡算酸洗离心前物料衡算酸洗离心后
33、物料衡算物 料名称阿司匹林母液酯酸总量阿司匹林母液损耗总量重 量4305.41793.46550.186649.044189.62359.26215.096763.9Kg53.5 水洗离心机的物料衡算依据湿品中含醋酸量和湿品 ASP 的纯洁度，投入洗剂水与 ASP 的比例=13.77， 所以洗剂水量=湿品 ASP/3.77=4189.6Kg/3.77=1111.30Kg。又依据离心机的脱水力气，阅历值为 20.1%， 所以脱水量=总投料量20.1%=1111.30Kg+4189.6Kg20.1%=1065.48Kg。并要保证湿品中含水量应3%，本次设计计算中承受 3%。由于设备的缘由造成洗涤过
34、程中有损耗，一般为 0.65%0.70%，本次设计取值为：0.685%，所以可确定：损耗量=1111.30Kg+4189.6Kg0.685%=36.31Kg.依此得出湿品 ASP=总投料量-损耗-脱水量=1111.30Kg+4189.6Kg-36.31Kg-1065.48Kg=4199.11Kg。综合以上计算，得： 进料：湿品 ASP=4189.6Kg。进料：洗剂水量=1111.30Kg。出料：湿品阿司匹林=4199.11Kg 出料：脱水量=1065.48Kg。表 4 水洗离心物料衡算水洗离心前物料衡算气流枯燥器物料阿司匹林洗剂水总量名称水洗离后前物料衡算水杨酸洗剂水损耗总量重量4189.6K
35、g1111.305300.93369.181065.4836.314384.753.6 气流枯燥的物料衡算依据物料计算，枯燥物料总重为：4199.11Kg，含水量为 3%，即 125.97Kg进展完全脱水即枯燥失重为 125.97Kg由于流化床的排空系统和机器本身造成的损耗一般为：0.15%0.171%，本次设计取 0.150%，所以损耗量为：4199.110.150%=6.30Kg。在沉降室和扑集器得到粉子，渣子质量为 31.Kg，由总产率为 98.1%，成品量4000Kg符合设计要求综合以上计算，得：进料：来自于水洗离心机， 湿品阿司匹林=4199.11Kg。出料：得到成品=4000Kg。
36、表 5 枯燥物料衡算枯燥前物料衡算枯燥后物料衡算物料名称阿司匹林重量 Kg4199.11总量3437.38成品4000其他125.97损耗6.30总量4199.114 能量衡算杨书4.1 反响罐能量衡算Q1、t1Q4、t4Q2、t2Q5、t5Q6反响罐能量衡算可表示如下式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6Q1-SA 与醋酐带入设备的热量 KJ；Q2-加热剂水蒸汽传给物料的热量 KJ； Q3-过程反响热 KJ；Q4-生成 ASP 与醋酸带走的热量 KJ； Q5-加热剂水蒸汽带走的热量 KJ；Q6-设备向环境散失的热量 KJ；t1-SA 与醋酐进入设备的温度，t1=20； t2加热剂水蒸气的进
37、入温度，t2=142.9；t3最终反响罐中温度，t3=80；t4物料流出时的温度，t4=80；t5加热剂水蒸汽流出时的温度，t5=80。4.1.1 比热容的计算一经化学根底数据手册可查得乙酸与醋酐的比热容，见下表二ASP 与 SA 比热容的计算大多数液体的比热容在 1.72.5KJ/(kg.)之间，少数液体例外，如液氨与水的比热容比较大，在 4 左右；而汞和液体金属的比热容比较小。液体比热容一般与压强无关，随温度上升而稍有增大。作为水溶液比热容的近似计算，可先求出固体的比热容，再按下式计算C=CSa+(1-a)式中 C-水溶液的比热容 KJ/(Kg.);CS-固体的比热容 KJ/(Kg.);
38、a水溶液中固体的质量分数。对于绝大多数有机化合物，其比热容可利用下表求得。先依据化合物的分子构造，将各种基团构造的摩尔热容数值加和，求出摩尔热容，再由化合物的分子量换成比热容。表 6 基团构造摩尔热容J/(mol.)基团C6H5COOHOCOOHCH320116.3677.7829.6243.3441.9041.3680131.0690.8430.6845.3863.6846.40温度所以 ASP 的比热容=(C6H5-)+(-COOH)+(-O-)+(-CO-)+(-CH3)/180.2 AS 的比热容=(C6H5-)+(-COOH)+(-OH)/138.1Cp2080经以上式子可求得所需比
39、热容KJ/Kg 表 7 比热容KJ/Kg乙酸1.351.41醋酐1.992.01阿司匹林2.26水杨酸1.712.074.1.2 能量衡算1.Q1 与 Q4Q1 与 Q4 均可用下式计算Q1Q4=mctKJ;式中 m-输入输出设备的物料质量 Kg； c-物料的平均比热容 KJ/Kg;t-物料的温度； 利用1Q1=mct3126.18Kg1.71KJ/Kg+2647.68Kg1.99KJ/Kg20=2.12105KJ Q4=(4000Kg2.26KJ/Kg+1569.421.41KJ/Kg)80=9.00105KJ2.Q2，Q5Q2 与 Q5 军可用下式计算： Q2Q5=mctKJ;m-水的重量
40、 Kg；c-水蒸汽比热容 KJ/Kg t温度Q2=10007525.26Kg/300 天4.2KJ/Kg142.9=150.55105KJQ5=7525.26Kg1000/300 天4.2KJ/Kg80=84.28105KJ3.Q3Q3=27.2KJ/mol180.1g/mol1000=48.98105KJ由 Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6；Q6=Q1+Q2+Q3-Q4-Q5；=2.12105KJ+150.55 105KJ-48.98 105KJ-9.00 105KJ-84.28105KJ=10.41105KJ5 主要工艺设备计算马建宇5.1 工艺设备选型原则（1） 为提高产品质量，节约投
41、资，降低能耗，并满足 GMP 要求，工艺设备选用国内先进，成熟，牢靠的设备，使建成后的生产装备到达国内先进水平。（2） 凡接触物料精，干，包岗位的设备，容量和管件均选用不锈钢材料。（3） 设备选型为将来阿司匹林扩产留有余地。5.2 工艺设备计算5.2.1 醋化反响釜5.2.1.1 反响釜体积的计算：釜式反响器间歇操作时，每处理一批物料都需要确定的出料，清洗，加料等关心操作时间，故处理确定量物料所需要的有效体积不仅与反响时间有关，而且与关心操作时间有关。:反响器的有效体积或反响体积，即物料所占有的体积，:每小时所需要处理的物料体积， T：到达规定转化率所需要的反响时间，h t:关心操作时间，h打
42、算反响器的总体积,还要考虑装料系数=日处理量为 7525.26Kg，则每小时处理量为 7525.26/24313.55Kg 混合物密度由下面公式求得：水杨酸的相对密度为1.44，酸酐的相对密度为1.08，醋酸的相对密度为1.05，分别为水杨酸，酸酐，醋酸的质量分数。求出每小时处理的体积为 313.55/11900.26 反响时间为 6h，每批料关心时间为 0.5h，0.266+0.51.691.69/0.82.115.2.1.2 反响釜的筒体直径及高度将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径D1200mm,查附录， DN1200mm 时标准椭圆封头曲面高度，直边高度，封头容积，外表积，由手册计算得每一米高的筒体容积为，外表积筒体高度圆整为 H=1400mm于是 H/D=1400/12001.16，复核结果根本符合原定范围。5.2.2 夹套的计算夹套内径 D1，可以依据筒体内径 D 选取21 表 8：DD+507001800D+10020233000D+200则夹套的内径为=1200+100=1300mm有前面知道，装料系数；夹套的高度计算如下：选取夹套高度，刚，这样是便于筒体法兰螺栓装拆的。夹套传热面积6夹套传热面积符合设计要求。由于夹套的介质为水或水蒸气，介质对材料的腐蚀性略微，应选用 Q235-A为夹套材