阿司匹林物料衡算.doc
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阿司匹林物料衡算.doc
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目录
第1章物料衡算 1
1.1溶解罐的物料衡算 1
1.2酰化反应罐的物料衡算 2
1.3渗滤槽的物料衡算 3
1.4酸洗离心机的物料衡算 4
1.5水洗离心机的物料衡算 6
1.6流化床的物料衡算 7
1.7总物料衡算流程图 7
第2章能量衡算 9
2.1反应罐能量衡算 9
2.1.1比热容的计算 9
2.1.2能量衡算 10
2.2结晶罐能量衡算 11
第3章主要工艺设备计算 13
3.1工艺设备选型原则 13
3.2工艺设备计算 13
3.2.1醋化反应罐 13
3.2.2酸洗离心机 13
3.2.3水洗离心机 13
3.2.4振动流化床干燥器 14
3.2.5母液蒸馏罐 14
3.2.6循环母液反应罐 14
附录 15
物料衡算的计算附表 15
20
第1章物料衡算
计算依据:
年产量:
1500t
年工作日:
300天
日产量:
5t
收率:
98.1%
ASP分子量/SA分子量=180.16/138.12=1.3043
ASP收率=阿司匹林产量/(投水杨酸量*1.3043)*100%
物料计算以日产量为基准。
1.1溶解罐的物料衡算
溶解罐
103
①
②③
根据吉林恒河制药厂和山东新华制药厂的参考公式,可得:
回收品∶母液=1∶1.7
(粉子、渣子、尾料)∶母液=1∶2.5
因为投入回收品、粉子、渣子为固定值:
回收品=441.00Kg
粉子+渣子=5.25Kg+41.25Kg
=46.50Kg
所以计算出母液量为:
441.00Kg×1.7+46.50Kg×2.5
=749.70Kg+116.25Kg
=865.95Kg
综合以上计算,得:
进料①:
粉子=5.25Kg
渣子=41.25Kg
回收品=441.00Kg
进料②:
母液量=441.00Kg×1.7+46.50Kg×2.5
=749.70Kg+116.25Kg
=865.95Kg
出料③:
经过溶解的进料①和进料②,完全经过过滤罐过滤出料,即
出料③=5.25Kg+41.25Kg+441.00Kg+865.95Kg
=1353.45Kg
1.2酰化反应罐的物料衡算
酰化反应罐
105
①
②③
年产量为1500t,一年按300个工作日计算,可得出日产量为:
1500t/300天=5000Kg/天
因为此物料衡算时以吉林恒和制药为模型,在此基础上进行扩建和改造,所以改造后产品的收率仍为改造前的收率,即98.1%。
又因为:
产品收率=产品/(SA×1.3043)
=0.981
则水杨酸投料量SA=5000Kg/(0.981×1.3043)
=3907.72Kg
根据阿司匹林生产设计的经验公式:
水杨酸SA投料量=(AC2O×含量)/0.820~0.836
=3907.72Kg
此物料衡算中运用经验常数0.830;并且醋酐AC2O含量为98%;
则投入AC2O量=7815.44Kg×0.830/0.98
=3309.60Kg
同时因为醋酐中的醋酸的含量为2%
则HAC质量=3309.60×2%
=66.19Kg
根据吉林恒河制药厂和山东新华制药厂的参考公式,可得:
总投料量∶母液量=6.8∶1
因为总投料量=SA+AC2O
=3907.72Kg+3309.60Kg
=7217.32Kg
由此的投入反应罐母液量为7217.32Kg/6.8=1061.37Kg
综合以上计算,得:
进料①:
SA=5000Kg/(0.981×1.3043)
=3907.72Kg
AC2O=3907.72Kg×0.830/0.98
=3309.60Kg
进料②:
溶解罐中的出料③=2706.90Kg
投入反应罐的母液量=7217.32Kg/6.8
=1061.37Kg
出料③:
此工艺过程可近似不考虑损耗,即完全出料:
即出料③=SA+AC2O+溶解罐中的出料③+投入反应罐的母液量
=3907.74Kg+3309.60Kg+1353.45Kg+1061.37Kg
=9632.14Kg
1.3渗滤槽的物料衡算
渗滤槽
107
①②
③
因为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=865.45Kg+1061.37Kg
=1927.32Kg
进入工艺1.1和1.2使用。
根据渗滤槽的渗滤能力和反应液的性状,渗滤掉的母液百分比为44.3%(吉林恒和制药的经验值)。
则渗滤结束后剩余的母液量=1927.32Kg/44.3%×55.7%
=2423.29Kg,
因为反应液中存在挥发性物质醋酸、醋酐以及设备老化等原因造成了损耗,一般损耗率为1.42%;即
损耗量=进料总量×1.42%
=9632.14Kg×1.42%
=136.76Kg
所以此工艺得到粗品ASP=9632.14Kg-1927.32Kg-2423.29Kg-136.76Kg
=5144.75Kg
综合以上计算,得:
进料①:
完全来自酰化反应罐中的出料③=9632.14Kg
出料②:
粗品ASP=9632.14Kg-1927.32Kg-2423.29Kg-136.76Kg
=5144.75Kg
渗滤结束后剩余的母液量=1927.32Kg/44.3%×55.7%=2423.29Kg
出料③:
渗滤掉的母液量=865.95Kg+1061.37Kg=1927.32Kg
1.4酸洗离心机的物料衡算
酸洗离心机
111
①③
②④
根据醋酸的浓度、渗滤槽中剩余母液的粘度和质量,确定酸洗工艺过程中加入醋酸的质量,因为本设计采用的醋酸浓度为98.5%,
又根据经验公式:
HAC/(ASP+母液)=1∶9.17
所以确定投入醋酸量=(ASP+母液)/9.17
=(5144.75+2423.29)/9.17
=825.27Kg
根据酸洗离心机的离心能力和物品的粘度得出经验离心率为34.88%,所以
离心出来的母液=总投料量×34.88%
=(825.27Kg+5144.75Kg+2423.29Kg)×34.88%
=2927.59Kg,进入回收工艺。
又由于醋酸的挥发及设备的老化造成了一定的损耗,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×3.18%
=(825.27Kg+5144.75Kg+2423.29Kg)×3.18%
=266.91Kg。
以此计算出湿品ASP=总投料量-离心出来的母液-损耗
=(825.27Kg+5144.75Kg+2423.29Kg)-2927.59Kg-266.91Kg
=5198.81Kg
综合以上计算,得:
进料①:
来自于渗滤槽中的出料②
粗品ASP=9632.14Kg-1927.32Kg-2423.29Kg-266.91Kg
=5144.75Kg
渗滤结束后剩余的母液量=1927.32Kg/44.3%×55.7%
=2423.29Kg
进料②:
HAC=(5144.75+2423.29)/9.17
=825.27Kg
出料③:
湿品ASP=总投料量-离心出来的母液-损耗
=(825.27Kg+5144.75Kg+2423.29Kg)-3108.75Kg-266.91Kg
=5198.81Kg。
要保证湿品中HAC含量≤2.5%,本设计计算时取2.5%。
出料④:
离心出来的母液=(825.27Kg+5144.25Kg+2423.29Kg)×34.88%
=2927.59Kg
1.5水洗离心机的物料衡算
水洗离心机
111
①③
②④
根据湿品中含醋酸量和湿品ASP的纯净度,投入洗剂水与ASP的比例=1∶3.77,
所以洗剂水量=湿品ASP/3.77
=5198.81Kg/3.77
=1378.99Kg。
又根据离心机的脱水能力,经验值为20.1%,
所以脱水量=总投料量×20.1%
=(1378.99Kg+5198.81Kg)×20.1%
=1322.14Kg。
并要保证湿品中含水量应≤3%,本次设计计算中采用3%。
由于设备的原因造成洗涤过程中有损耗,一般为0.65%~0.70%,本次设计取值为:
0.685%,所以可确定:
损耗量=(5198.81Kg+1322.14Kg)×0.685%
=44.69Kg.
依此得出湿品ASP=总投料量-损耗-脱水量
=5198.81Kg+1378.99Kg-44.69Kg-1322.14Kg
=5216.76Kg。
综合以上计算,得:
进料①:
湿品ASP=5198.81Kg。
进料②:
洗剂水量=5198.81Kg/3.77
=1378.991511.46Kg。
出料③:
湿品ASP=5198.81Kg+1378.99Kg-44.69Kg-1322.14Kg
=5216.76Kg
出料④:
脱水量=(1378.99Kg+5198.81Kg)×20.1%
=1322.14Kg。
1.6流化床的物料衡算
流化床
116-3
①②
根据物料计算,干燥物料总重为:
5216.76Kg,
含水量为3%,即156.53Kg
进行完全脱水即干燥失重为156.53Kg
因为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:
5216.76×0.150%=7.84Kg。
在沉降室和扑集器得到粉子,渣子质量为46.5Kg,由总产率为98.1%,成品量5000.00Kg(符合设计要求)
综合以上计算,得:
进料①:
来自于水洗离心机,
湿品ASP=5216.76Kg。
出料②:
得到成品=5000.00Kg。
1.7总物料衡算流程图
综合以上计算过程,可得物料衡算表(见附录:
物料衡算计算附表);综合工艺流程的过程可制得“总物料衡算流程图”(见下页)
SA:
3907.72Kg
AC2O:
3309.60Kg
AC2O:
98%=3243.42Kg
HAC:
2%=66.19Kg
回收品:
441.00Kg
ASP:
90.6%=399.55Kg
HAC:
6.6%=29.10Kg
其他:
2.8%=12.35Kg
粉子:
41.25Kg
渣子:
5.25Kg
母液:
1927.32Kg
ASP:
15%
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- 阿司匹林 物料