新版阿司匹林的生产工艺流程设计模板.doc
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1、阿司匹林工段工艺设计院 别:天津大学化工学院专 业:制药工程班 别:制药一班学 号:姓 名:马建宇目录目录11 概述31.1 阿司匹林性质41.1.1 理化性质41.1.2 临床上用途41.2 发展简史51.3 中国外生产现实状况61.3.1 市场分析61.3.2 生产情况61.3.3 市场情况72 生产工艺72.1 设计内容72.2 生产工艺72.3 生产工艺步骤确定82.3.1 生产工艺步骤82.3.2 工艺步骤图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 水洗离心洗涤92.4.4 干燥岗位92.4.5 回收岗位93 物料衡算93.1 溶解罐物料衡算
2、93.2 酰化反应物料衡算113.3 渗滤槽物料衡算123.4 酸洗离心机物料衡算133.5 水洗离心机物料衡算143.6 流化床物料衡算164 能量衡算164.1 反应罐能量衡算164.1.1 比热容计算174.1.2 能量衡算18(3、4部分为杨书计算)5 关键工艺设备计算195.1 工艺设备选型标准195.2 工艺设备计算195.2.1 醋化反应釜195.2.2 夹套计算205.2.3 筒体材料和壁厚225.2.4 水压试验及其强度校核235.2.5 选择釜体法兰245.2.6 选择手孔、视镜、温度计、和工艺接管255.2.7 搅拌器设计计算265.2.8 容器支座选择计算265.3 酸
3、洗离心机265.4 水洗离心机265.5 振动流化床干燥器275.6 母液蒸馏罐275.7 循环母液反应罐276 管道设计276.1 管道计算276.1.1 水杨酸进料管道计算286.1.2 酸酐进料管道计算286.1.3 母液管道进料计算28(5、6部分为马建宇计算)7 车间部署设计297.1 概述297.2 车间部署设计依据297.3 车间部署设计应考虑原因307.4 车间部署设计程序307.5 车间设计结果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 灭菌和消毒339 技术经济349.1 投资指标34设计体会3
4、5参考文件361 概述阿司匹林含有解热镇痛,预防心血管疾病作用。现在全世界每十二个月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,以后若干年,将步入老龄社会,十几亿人口中老龄人口百分比将逐步增加,作为中老年人“头号杀手”心脑血管病患者将不停增加2,在中国阿司匹林消耗量也将深入增加。从20世纪50年代开始生产至今,阿司匹林一直是中国解热镇痛药支柱产品之一,年产量已达1万多吨3,现在持有阿司匹林原料药生产同意文号企业有16家,已经过原料药GMP认证企业有10家,生产规模超出千吨企业有8家。现在中国外阿司匹林生产工艺大致相同,均采取醋酐水杨酸酰化法,并在催化剂
5、作用下合成,收率通常在98%90%4,本文也将采取该工艺步骤,完成年产1200吨阿司匹林车间工艺设计。阿司匹林是历史悠久解热镇痛药,它诞生于1899年3月6号。早在1853看夏天,弗雷德克热拉尔(Gerhardt)就用水杨酸和酸酐合成了乙酰水杨酸,但没能引发大家重视:1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成,并为她父亲诊疗风湿关节炎,疗效极好:1899年由德莱塞介绍到临床,并取名为阿司匹林(Aspirin)。到现在为为止,阿司匹林已应用百年,成为医药史上三大经典药品之一,至今它仍是世界上应用最广泛解热、镇痛和抗炎药,也是作为比较和评价其它药品标准制剂。在体内含有抗血栓作用,它能抑制血小板释放反
6、应,抑制血小板聚集,这和TXA2降低相关。临床上用于预防心脑血管疾病发作。1.1 阿司匹林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应制成,是应用最早和最广泛解热镇痛药,临床应用已逾百年。1.1.1 理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。中国药典要求要检验游离水杨酸,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。这些杂质因为不含羧基,故不溶于碳酸钠试液中。产生少许乙酰水杨酸酐杂质可引发
7、过敏反应。用途:本品解热、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)活性,影响下丘脑中枢致热因子前列腺索(PG)合成,使体温中枢恢复调整体温正常反应。1.1.2 临床上用途1.1.2.1小剂量可勰热、镇痛,用于感冒退热、缓解头痛和全身痛。阿司匹林经过对环氧合酶(COX)抑制而降低前列腺素(PC)合成,由此降低组织充血、肿胀,降低对疼痛敏感性,含有中等程度镇痛作用。可缓解轻度或中度疼痛,对钝痛如头痛、牙痛、神经痛、关节痛、肌肉痛及月经痛等有很好镇痛效果,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发绞痛几乎无效,但因为仅对疼痛、发烧症状有缓解
8、作用,不能解除疼痛、发烧致病原因,也不能预防疾病发生,需同时应用其它药品参与诊疗,故不宜长久服用。阿司匹林服后吸收快速而完全,解热、镇痛作用较强,作用于下丘脑体温中枢引发外周血管扩张、皮肤血流增加,出汗,使散热增强而起到解热作用。能降低发烧者体温,对正常体温则无影响。阿司匹林可降低炎症部位含有痛觉增敏作用物质前列腺素(PG)生成,故有显著镇痛作用,1.1.2.2大剂量可抗风湿,用于诊疗风湿热、风湿性关节炎、类风湿性关节炎等疾病。阿司匹林为诊疗风湿热首选药品,用药后可解热、减轻炎症,使关节症状好转,血沉下降,但不能去除风湿基础病理改变,也不能预防心脏损害及其它合并症。阿司匹林除诊疗风湿性关节炎外
9、,也用于诊疗类风湿性关节炎,可改善症状,为深入诊疗发明条件。另外,本品也用于骨关节炎、强直性脊椎炎、幼年型关节炎和其它非风湿性炎症骨骼肌肉疼痛,也能缓解症状。1.1.2.3抑制血小板凝集,可用于防治动脉血栓和心肌梗死。阿司匹林对血小板聚集有抑制作用,阻止血栓形成,临床可用于预防临时性脑缺血发作、心肌梗塞、心房颤动、人工心脏瓣膜、动静脉瘘或其它手术后血栓形成。1.1.2.4粉末外用治足癣。1.1.2.5其它方面临床应用ASP用于眼科黑蒙症,是因为视网膜血栓引发发作性单侧视力消失,采取ASP诊疗,每13给0659,可取得很好疗效。ASP用于诊疗胆道蛔虫症,一次19,一日23次连用23日;阵发性绞痛
10、停止,二十四小时后停用,然后进行驱虫诊疗,有效率可达90以上。ASP对血小板增多症有效,可改变血小板降低性紫癜,溶血性尿毒症;亦可用于镰状细胞性贫血,ASP适用尿激素等可降低溶血性尿毒症所致慢性肾脏病变病发率。1.2 发展简史早在1853年夏尔,弗雷德里克热拉尔(Gerhardt)就用水杨酸和醋酸合成了乙酰水杨酸,但没能引发大家重视;1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成,并为她父亲诊疗风湿关节炎,疗效极好;1899年由德莱塞介绍到临床,并取名为阿司匹林(Aspirin)。到现在为止,阿司匹林已应用百年,成为医药史上三大经典药品之一,至今它仍是世界上应用最广泛解热、镇痛和抗炎药,也是作为比较
11、和评价其它药品标准制剂。在体内含有抗血栓作用,它能抑制血小板释放反应,抑制血小板聚集,这和TXA2生成降低相关。 临床上用于预防心脑血管疾病发作。 阿司匹林于1898年上市,多年来发觉它还含有抗血小板凝聚作用,于是重新引发了大家极大爱好。将阿司匹林及其它水杨酸衍生物和聚乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进行熔融酯化,使其高分子化,所得产物抗炎性和解热止痛性比游离阿司匹林更为长久有效。 依据文件记载,全部说阿司匹林发明人是德国费得克期霍夫曼,但这项发明中,起着很关键作用还有一位犹太化学家阿图尔艾兴格林。 阿图尔艾兴格林辛酸小说发生在1934年至1949年间。1934年,费利克斯霍夫曼宣称是她本人发
12、明了阿司匹林。当初德国正处于纳粹统治黑暗时期,对犹太人迫害已经愈演愈烈。在这种情况下,狂妄纳粹统治者更不愿意认可阿司匹林发明者有犹太人这个事实,于是便将错就错把发明家桂冠戴到了费利克斯霍夫曼一个人头上,为她们“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嘴,还把她关进了集中营。第二次世界大战结束后,大约在1949年前后,阿图尔艾兴格林又提出这个问题,但很快她就逝世了。以后这事便石沉大海。 英国医学家、史学家瓦尔特斯尼德几经周折取得德国拜尔企业特许,查阅了拜尔企业试验室全部档案,最终以确凿事实恢复了这项发明历史真面目。她指出:在阿司匹林发明中,阿图尔艾兴格林功不可没。事实是在189
13、7年,费利克斯霍夫曼确实第一次合成了组成阿司匹林关键物质,但她是在她上司著名化学家阿图尔艾兴格林指导下,而且完全采取艾兴格林提出技术路线才取得成功。1.3 中国外生产现实状况1.3.1 市场分析 百年老药阿司匹林凭借其低廉价格和较小不良反应赢得了市场普遍认可,现已成为世界上最关键解热镇痛药之一。多年来,阿司匹林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停增加推进下,其市场得到深入上升空间。实际上,除了心血管病方面,阿司匹林还在其它疾病上有独特疗效,比如:防治糖性白内障、诊疗抗生素所致听力障碍、抗衰除皱、改善老年男性性功效、诊疗艾滋病、癌症等 。 1.3.2 生产情
14、况 从 2O世纪5O年代开始生产至今,中国阿司匹林产业经历了半个世纪调整 ,现在持有阿司匹林原 料药生产同意文号企业 有 16家,已经过原料药GMP认证企业有 10家,生产规模超出千吨企业 有8家。多年来,中国阿司匹林关键生产企业有3 家_山东新华制药集团、南京制药厂、吉林恒河制药。这三大企业年产能全部超出3000吨,产量和出口量多年来占据全国85左右份额,呈三足鼎立之势。 但多年来,这种三足鼎立局面在悄然发生改变。南京制药厂阿司匹林原生产规模为3500吨、年产量3000吨,后因环境保护问题,几年前将原料药生产厂区搬迂到南京化学工业园区。搬迁后生产 还未恢复到以前水 平。吉林恒河 制药 有 限
15、公 司原生 产规模为 4500吨、年产量3500吨,前很快亦因环境保护问题正在 进行厂区搬迁,老厂区阿司匹林已停产,新厂区生产正在建设之中。 最近以来,山东新华制药集团阿司匹林产销量增加快速,该产品已成为企业关键产品之一,生产 规模一扩再扩,产能已由1996年 吨扩大到现在8000吨左右,年产量已从1996年 1000多吨增加到6000多吨,占全国近60,成为中国阿司匹林生产当之无愧龙头老大。该企业阿司匹林多年来大部分出口欧美市场 ,出口量约占全国70。 ,新华制药和山东隆信集团共同出资组建了山东新华隆信化工生产阿司匹林关键原料水杨酸,年产能达成1吨,成为 中国最大水杨酸生产基地,从而为山东新
16、华 制药集 团深入扩大阿司匹林产能打下了基础。 因为受到中国外阿司匹林市场需求旺盛,和南京制药、吉林制药等厂区搬迁造成市场供给空缺等原因刺激,有不少企业加大了对 阿司匹林生产 投入,部分企业 规模和产量在快速扩大,成为阿司匹林生产新主力军,如河北敬业化工集团医药化工分企业、陕西华阴锦前途药业、牡丹江双友化工制药、湖南中南制药等等。这些企业全部已经过了阿司匹林原料药 GMP认证,年生产规模全部达成1500吨以上。其中,河北敬业化工集团医药化工分企业生产规模达成 3000吨,年产量为2500吨;陕西华阴锦前途药业生产规模达成2500吨,年产量达吨,成为阿司匹林生产后起之秀。 1.3.3 市场情况多
17、年来,因为化工原料、基础能源、环境保护治理、人工费用等各项开支全部在不停上涨,人民币汇率逐步走高,推进了阿司匹林生产成本有较大上升,企业面临成本压力越来越大。二十一世纪初,阿司匹林中国市场价格在每千克1517元人民币 ,到已达成每千克 2223元人民币。 现在为每千克2425元人民币,有企业DC一90规格阿司匹林报价达每千克3537元人民币。自 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动力。另外,国家环境保护治理力度也在加大,人民币汇率还会上升,估计以后阿司匹林价格仍会稳中趋升。 多年来,中国阿司
18、匹林大部分出口到美国、欧洲等地,出口量占总出口量较大部分。全世界关键阿司匹林市场为欧洲、北美等地 ,每十二个月消耗阿司匹林约占全球总量近 23。美国是世界上最大阿司匹林市场,每十二个月耗用阿司匹林原料药约占世界总产量30左右,欧洲也是阿司匹林关键消费地域,每十二个月消费量达万吨之多。2 生产工艺2.1 设计内容本设计以年产1200吨阿司匹林生产工段,采取比较成熟适宜酰化法进行生产。2.2 生产工艺阿司匹林传统制备方法是以浓硫酸作催化剂进行O酰化反应,产率通常在75%左右,但浓硫酸对设备腐蚀性较大,对环境污染大,且易发生副反应而使产品色泽深,不利于提纯。研究表明可用固体超强酸或多酸来替换浓硫酸作
19、催化剂,但这些方法制备过程较为复杂,需要专用设备。所以就必需寻求一个催化效果良好、简单易得同时对环境污染较小能够进行工业化新型催化剂。本设计采取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。本设计关键分为三个工段:第一工段为反应阶段、第二工段为粗制阶段、第三工段为精制阶段。化学反应方程式为: 2.3 生产工艺步骤确定2.3.1 生产工艺步骤醋酐.水杨酸酰化酸洗离心水洗离心气流干燥旋风分离阿司匹林2.3.2 工艺步骤图水杨酸酸酐母液酰化酸洗离心水洗离心气流干燥母液旋风分离阿司匹林2.4 工艺过程说明2.4.1 醋化岗位第一次投料:按醋酐总量和
20、含量计算水杨酸总投料量,检斤称重,将总投料量三分之二水杨酸投入醋化罐中,再将醋酐一次全部加入罐中,在搅拌情况下,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。第二投料:待罐内降至55时,把剩下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。检验合格,方可进行第二次降温,缓慢降至70,将已溶解回收品溶液经过过滤器抽入反应罐中【(回收品+粉):母液=1:1.70kg/L,加温8080】抽滤完成,保温30min用水汽混合降至50,缓慢加入同温稀释母液200L
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