制药工艺流程图课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、工艺流程的设计和选择,一般制药生产过程包括三个阶段,:,原料,预处理,化学反应,分离纯化,产品制剂药,生产同一种产品多数情况下可采用多种不同的生产路线，即使采用相同的原料路线，具体的,工艺安排或操作指标,也有差别，到底采用哪种生产路线，必须对路线进行,经济评价分析,，找到技术先进，产品成本低，收率高，投资少，能耗低，同时又完全,环保,的工艺路线（即可对各方案进行比较，找到,经济,安全,环保,生产工艺路线,）。,1,、工艺流程设计中的方案比较,例：混酸硝化苯制备硝基苯,混酸组成：,HNO,3,5%,、,H,2,SO,4,65%,、,H,2,O 30%,；苯与混酸中,HNO,3,的摩尔配比为,1:1.1,，反应压力：,0.46MPa,；反应,温度：,130,；反应后的硝化液进入连续分离器，分离出的酸性硝基苯和废酸的温度约为,120,；酸性硝基苯经冷却、碱洗、水洗等处理工序后送精制工段。,方案,1,：间接水冷常压浓缩方案,方案,2,：原料预热闪蒸浓缩方案,方案,1,与方案,2,的比较,:,酸性硝基苯的显热的利用不同,:,方案,1:,酸性硝基苯,Q,放,Q,冷却水,浪费热量和消耗冷却水,方案,2:,设间接换热器,酸性硝基苯,Q,放,加热原料苯回收,Q,节省,冷却水,和,加热苯的蒸汽,但增加一台换热器,废酸浓缩方法不同,:,方案,1:,采用常压浓缩,消耗大量低压蒸汽,方案,2:,采用闪蒸浓缩,用抽真空降低压力,使,T,水蒸发,主要靠废酸本身放出的热蒸发水,节省,低压蒸汽,但增加一台真空泵并耗电,结论,从单位能耗为标准,方案,2,比方案,1,适宜,2,、以单元操作或单元反应为中心,完善工艺流程,药品生产过程由一系列,单元操作,或,单元反应,过程所组成。在工艺流程设计中，常以单元操作或单元反应为中心，建立与之相适应的工艺流程,例如,设计和完善工艺流程时,:,#,常,以单元操作或单元反应为中心,标明进料和出料的名 称、数量、组成和工艺条件,#,根据单元操作或单元反应过程的,T,、,Q,效应,等,确定传热设备和载能介质的技术规格,#,根据单元操作或单元反应过程的,参数显示和控制方式,确定仪表和自动控制方案,#,根据单元操作或单元反应过程的,燃烧、爆炸、毒害情况,确定响应的安全、技术措施,#,根据单元操作或单元反应过程,所产生的污染物,确定相应的污染治理方案,例,工业生产中，硝化混酸的配制常在间歇搅拌釜中进行，试以搅拌釜为中心，完善,硝化混酸配制过程,的工艺流程,在实验室非常简单,将水,、硫酸、硝酸 按一定的配比和程序加入烧杯中,并用玻璃棒搅拌均匀即可,但工业混酸的配置,:,首先，配制混酸需有一台带有,夹套的搅拌釜,其次，混酸配制采用,间歇操作,，是间歇过程。为保证硫酸与硝酸的配比，应设置,硫酸计量罐,和,硝酸计量罐,第三，在工业生产中，要配制一定浓度的混酸，通常并不加水调节，而是用硝化后回收的,废酸,来调节,还应设置,废酸计量罐,第四,要设置,硫酸贮罐、硝酸贮罐,和,废酸贮罐,第五，在配制工业混酸时需考虑将硫酸、硝酸和废酸由贮罐送入计量罐的方式。如采用泵输送时，则应设置相应的,送料泵,此外，在计量罐和贮罐之间应设置相应的,溢流管,第六，为了贮存配制好的硝化混酸，应设置相应的,混酸贮罐,最后设计出工业混酸配制过程的工艺流程如图所示,图 混酸配制过程的工艺流程示意图,例,在合成抗菌药,诺氟沙星,的生产中，以,对氯硝基苯,为原料制备对氟硝基苯的反应方程式为,反应拟在间歇釜式反应器中进行，试以反应器为中心，完善反应过程的工艺流程,对氯硝基苯与氟化钾的反应为,固液,两相反应,需要带搅拌的釜式反应器,T,反,高,需要加热装置,夹套,;,又,T,反,=170-180,加热介质,:,中压蒸汽或栽热体,(,导热油,:,联笨混合物,),T,反高,物系中低沸物蒸发,既造成浪费又污染环境,反应器上部设,回流冷凝器,用冷却水冷却,回收易挥发组分,固液非均相反应,反应液冷却后,其中的固体应滤除在反应器下部设,过滤器,溶剂等沸点较高,可采用,真空过滤,图,4-15,氟化反应过程的工艺流程示意图,3,、工艺流程设计中应考虑的技术问题,生产方式的选择,连续生产,产品的生产方式,间歇生产,联合生产方式,提高设备利用率,产品的生产过程都是由一系列单元操作或单元反应过程所组成的，在工艺流程设计中，保持各单元操作或单元反应设备之间的,能力平衡，提高设备利用率,，,是设计者必须考虑的技术问题,其原则如下：,1.,反应中间产物不易变质时，工艺流程采用不同生产能力的容器，在两步反应中间增设贮槽，使整个工艺生产连续化；,2.,反应中间产物易变质时，工艺流程采用相同生产能力的容器，实行生产周期长的多釜生产，生产周期短的少釜生产的原则；,物料的回收与利用,在工艺流程设计中，充分考虑物料的回收与再利用，以降低原辅材料消耗，提高产品收率，是降低产品成本的重要措施。,例,1,：,混酸硝化氯苯制备混合硝基氯苯,混酸组成：,HNO,3,47%,、,H,2,SO,4,49%,、,H,2,O 4%,；氯苯与混酸中,HNO,3,的摩尔配比为,1:1.1,，硝化温度：,80,；硝化时间：,3h,；硝化废酸中含硝酸,1.6%,，含混合硝基氯苯为获得混合硝基氯苯量的,1%,。,反应特点：氯苯、硝基氯苯与混酸不互溶。反应结束两相分层，混酸中尚有少量硝基氯苯及未完全反应的,硝酸,；同时，废酸中含有大量不参加反应的,H,2,SO,4,；,如何充分利用未反应的硝酸及回收混酸层中的硝基氯苯和,H,2,SO,4,是决定合成工艺的关键。,方案,1,：硝化分层方案,方案,2,：硝化分离萃取方案,既回收了,硝化废酸中未反应的硝酸，又提高了硝基氯苯的收率,。,方案,3,：硝化分离萃取浓缩方案,浓缩工序 用回收的硫酸配制硝化混酸，从而大大降低了硫酸的单耗。,又如，,许多药物合成反应不能进行得十分完全，且大多存在副反应，产物也不能从反应混合物中完全分离出来，故分离母液中常含有一定数量的,未反应原料、副产物和产物,。,在这些药物的工艺流程设计中，若能实现,反应,母液,的循环套用,或经适当处理后套用，则不仅能降低原辅材料消耗，提高产品收率，而且能减少环境污染。,再如，,在药品生产中经常使用各种,有机溶剂,，在工艺流程设计时应充分考虑这些,溶剂的回收与套用,。,若设计得当，则可构成溶剂的闭路循环，既降低了溶剂单耗，又减少了环境污染。,能量的回收与利用,在工艺流程设计中,，充分考虑能量的回收与利用，以提高能量利用率，降低能量单耗，是降低产品成本的又一重要措施。,如,在硝化混酸配制的工艺流程中,为减少输送物料能耗,可将,计量罐布置在最上层,搅拌釜居中,贮罐布置在底层。,当硫酸、硝酸和废酸由泵输送至相应的计量罐后,可,借助重力,流入搅拌釜,配制好的混酸再借助重力流入混酸贮罐。,又如，,在混酸硝化苯制备硝基苯的工艺流程设计中，用,原料苯代替冷却水,冷却酸性硝基苯，以及用,闪蒸浓缩代替常压浓缩,都是为了,回收物料的余热,，以达到降低能耗和产品成本的目的。,安全技术措施,在药品生产中，所处理的物料常常是易燃、易爆和有毒的物质,安全问题十分突出。在工艺流程设计中，对所设计的设备或装置在正常运转以及开车、停车、检修、停水、停电等非正常运转情况下可能产生的各种安全问题，应进行认真而细致的分析，制订出切实可靠的安全技术措施。,报警装置 事故贮槽,安全水封、安全阀或爆破片,溢流管 阻火器,设置排空阀 接地装置,防雷装置,二、工艺流程图,初步设计阶段：工艺流程框图,(Block Flow Sheet),工艺流程示意图,(Simplified Flow Sheet),工艺流程图,(Process Flow Diagram,PFD),物料流程图,带控制点工艺流程图,(Process Control Diagram,PCD),施工图设计阶段：,带控制点工艺流程图,（又称：,管道及仪表流程图）,(Piping&Instrumentation Diagram,PID),工程设计,1.,工艺流程框图,工艺路线和生产方法确定后，物料衡算前绘制的一种定性图纸，不编入设计文件中，主要为物料衡算计算方便。,主要内容：,、,以方框表示单元过程，圆框表示单元反应，并加注必要文字说明；,、以箭头表示物料和载能介质流向，并辅以文字注释；,例,:,阿司匹林工艺流程框图,阿司匹林工艺流程框图,.,工艺流程示意图,定性图纸，内容比框图详细，不编入设计文件。,内容：,、以几何图形表示设备示意图，设备之间的竖向关系；,、反映全部原料、中间体和三废的名称及流向；,例：阿司匹林工艺流程示意图,阿司匹林工艺流程示意图,.,物料流程图,以图形和表格相结合的形式反映设计计算结果的图样，编入正规设计文件中。,内容：,图形中包括装置方块或设备轮廓图形、物料流程线等；,标注过程 装置名称或设备位号、名称；流程中原料、中间体、辅助材料和三废等的代号，说明等；,物料衡算表 物料代号、物料名称、物料组成、流量、压力、温度状态及来源去向等；,标题栏：图名、图号、设计阶段等。,例：氯苯硝化物料流程图,在工艺流程示意图中表示的物料流程图,序号,物料名称,流量,/kg,h,-1,HNO,3,H,2,SO,4,H,2,O,氯苯,硝基氯苯,总计,1,补充硫酸,2.4,0.2,2.6,2,硝酸,230,4.7,234.7,3,回收废酸,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,硝酸损失,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,分离废酸,5.2,237.6,82.9,5.7,331.4,10,氯苯,416.8,416.8,11,萃取废酸,237.6,84.4,4.1,326.1,12,浓缩蒸汽,73.8,13,冷凝,液,73.8,14,废水,69.7,69.7,15,回收氯苯,4.1,4.1,用框图绘制物料流程图,按确定的工艺路线画出流程示意图，,反应及过程名称,用双框图表示，同时标注过程名称、流程号；,流程图左边为,原料和中间体,的物衡表，包括物料名称、组成、数量、物料的流向；,流程图右边为主要,副产品及三废,的物衡表，标注名称、组成、数量、去向等；,物料的流向用粗实线表示，其它用细实线表示。,尚未进行设备设计，,设备的外形不必精确，,用标准规定的设备表示方法简化绘制，不要求严格按比例绘制,4.,带控制点工艺流程图,亦称管道及仪表流程图（,PID,），反映某个过程中所有设备、物料之间的各种联系，是化工工程设计的主要依据；是生产、检修管理、考核的指南；是人员培训、实习的指导教材，是最权威、最系统、最重要的图纸。,(1),两阶段带控制点工艺流程图的区别,初步设计阶段和施工图设计阶段都要绘制带控制点的工艺流程图，但两者的要求和深度是不同的。,带控制点的工艺流程图是表示全部工艺设备、物料管路、阀门、设备附件以及工艺和自控仪表的图例、符号等的一种内容较为详细的工艺流程图。,施工阶段带控制点的工艺流程图则是根据初步设计的审查意见，对初步设计阶段带控制点的工艺流程图进行修改和完善，并充分考虑施工要求设计而成的。,(2),基本要求,（,1,）,表示出生产过程中的全部工艺设备，包括设备图例、位号和名称。,（,2,）,表示出生产过程中的全部工艺物料和载能介质的名称、技术规格及流向。,（,3,）表示出全部物料管道和各种辅助管道（如水、冷冻盐水、蒸汽、压缩空气及真空等管道）的代号、材质、管径及保温情况。,（,4,）,表示出生产过程中的全部工艺阀门以及阻火器、视镜、管道过滤器、疏水器等附件，但无需绘出法兰、弯头、三通等一般管件。,（,5,）表示出生产过程中的全部仪表和控制方案，包括仪表的控制参数、功能、位号以及检测点和控制回路等。,