年产吲哚美辛的生产设计设计项目说明指导书.doc

摘 要
吲哚美辛英文名为：Indomethacin。又名：抗炎吲哚酸，为非甾体抗炎药，具备抑制环氧酶作用致使前列腺素合成减少以达到抗炎、镇痛、解热作用。制止炎症组织痛觉神经冲动形成，抑制炎性反映。至于解热作用，由于作用于下视丘体温调节中枢，引起外周血管扩张及出汗，使散热增长。
综合考虑原料药来源，反映条件，反映收率，经济合理性中间产物污染性，目的产物纯度等各种条件，找到一条最佳反映路线，制定合理工业生产工艺流程。本文是以对甲氧基苯肼和乙醛为初始原料通过多步反映合成吲哚美辛，各步收率在80％以上。
本设计为年产50吨吲哚美辛生产车间工艺设计，重要涉及产品最佳合成路线、工艺流程设计及工艺流程图、生产过程物料衡算、厂区平面设计图、车间设备布置图、重要设备图等绘制，最后是毕业设计阐明书。
核心词 ： 吲哚美辛 抗炎镇痛 合成办法 工艺流程

Abstract
Indomethacin English name：Indomethacin. Also known as：Anti-inflammatory indole acid，non-steroidal anti-inflammatory drugs inhibit cyclooxygenase role in causing decreased prostaglandin synthesis in order to achieve anti-inflammatory，analgesic and antipyretic effects. Suppression of inflammatory tissue pain nerve impulses，inhibit the inflammatory response. As for the antipyretic effect，because acting on the hypothalamus thermoregulatory center，causing peripheral vasodilatation and sweating，heat dissipation increases..
Considering the source of drug substances，the reaction conditions，the reaction yield，economic rationality intermediate pollution，and the target product purity and many other conditions，to find an optimum reaction route to develop a reasonable industrial production process. This article is based on methoxyphenylhydrazine and acetaldehyde as starting materials through multi-step reaction of indomethacin，each step yields above 80%.
The design for the annual production capacity of 50 tons of indomethacin production plant process design，including the products of the best synthetic route，process design and process flow diagrams，process material balance，graphic design factory，workshop equipment layout maps，diagrams and other major equipment drawing，and finally graduated from the design specification.
Keywords： Indomethacin； Anti-inflammatory analgesic； Synthesis；Process

第一章 概论
非甾体抗炎药（Nonsteroidal Antiinflammatory Drugs，NSAIDs）是一类不具有甾体构造抗炎药，NSAIDs自阿司匹林于1898年初次合成后，100近年来已有百余种上千个品牌上市。该类药物具备抗炎、抗风湿、止痛、退热和抗凝血等作用，在临床上广泛用于骨关节炎、类风湿性关节炎、各种发热和各种疼痛症状缓和。近几年研究发现，非甾体类抗炎药( NSAID)有与抗炎作用无关抗肿瘤功能。长期使用阿司匹林或其她NSAID 可减少结直肠癌、食管癌、胃癌、胰腺癌等消化道肿瘤发病率，提示NSAID有一定抗消化道肿瘤作用。同步，它也很有也许在其她肿瘤前期病变过程中发挥有益阻断、逆转或防止作用。
从阿司匹林首度问世，到20世纪40年代起抗炎药物研究和开发得到迅速发展，对吲哚乙酸类衍生物生物进行了研究，从30各种吲哚类衍生物中发现了吲哚美辛，吲哚美辛于1963年由默克大药厂（Merck & Co.，Inc.）研发推出，1965年被美国食品药物监督管理局容许投放于美国市场。1971年，约翰·范恩（1927年－）解释出其作为非甾体抗炎药是抑制环氧酶（COX）作用机理。当前除日本Merck公司以外尚有几十家公司销售此药，除胶囊剂外还做成栓剂[1,8]。
国内与20世纪40年代开始生产吲哚美辛。近年来，国内科技工作者对吲哚美辛工艺做了进一步地研究，并被列入国家八五攻关项目，生产技术水平有了较大提高。当前有多家药厂生产，产品不但能满足国内市场，并且可以出口[1]。

第二章 厂址及其布置
一种当代化制药厂，除了需要有合理工艺流程及先进设备 外，还必要有一种适当厂址和一流工厂管理，这三者缺一不可。因此厂址选取优劣，是建厂核心。有了适当厂址又如何去台理地规划和布置好厂内功隧齐全设施呢，又是建厂必要遇到问题。为此本文环绕制药厂厂址选取和总图布置这两大问题，依照国家关于规定、规范规定，谈谈某些原则看法。
2.1 厂址选取[8]
依照新版GMP规定，普通来讲，制药厂分原料药厂和制剂药厂两大类，有某些有规模药厂自己既是原料药厂又是制剂药厂，当公司上报项目建议书时，已经拟定了其药厂类型。不论是什么类型药厂，在选取厂址时应充分考虑周全，更应严格按照国家关于规定、规范执行。厂址选取是一项政策、经济、技术性很强综合性工作。必要结合建厂实际状况，以及建厂条件，进行调查、比较、分析、论证，最后定出抱负厂址。
1. 考虑交通运送便利
制药厂运送较频繁，为了减少经常运营费用，制药厂尽量不要远离原料来源和顾客 在厂址选取时，应考虑交通便利。
2.保证水、电供应
作为制药厂水、电是生产必须条件。充分和良好水源，对药厂来讲甚为重要。同样，足够电源，对药厂也很重要，有许多原料药厂，固停电而损失相称惨重。因此规定有二路保证电源，万一有一路进线发生故障，尚有一路进线保证供应。
3.有利环保
对制药厂来讲，不能选取不利于药厂生产环境。避开粉尘、烟气和有害有毒气体地方，同步，也规定远离霉菌源和花粉传播源。然而，霉菌源无所不在，远离困难。而对花粉传播可在厂区绿化时，对制剂厂规定采用无花粉和花絮飘扬植物来避免。相反，制药厂自身产生三废要考虑对周边环境影响。以上两者都应同步考虑，缺一不可。
4.有助于长远发展
制药厂品种相对来讲是比较多，并且更新换代时间也较频繁。随着社会主义市场经济发展，每个药厂必要要考虑长远规划发展，决不能图眼前利益，因此在选厂址时应有考虑余地。
5.有利安全
安全对药厂来讲决不能疏忽，选厂时应严格按国家关于规范、规定执行外，保持相邻公司安全距离 所谓安全距离是指：卫生规定距离，防火、防爆规定距离等。
6.节约用地，爱惜土地，选取造价相对便宜土地，对药厂自身来讲，也节约了一次性基建投资。
7.不适当选取有人防或其他地下通道厂址，厂址内也不适当留坑、穴等，以免过多
死角，孳生虫害。
8. 选厂时应考虑防洪 普通厂址标高按都市规划和土方平衡规定来拟定，但必要
高于本地最高洪水位0．5米以上。
2.2 总图布置[9]
制药厂总图布置总规定应分区布置。普通分为生产区、公用工程区、行政区、生活区、仓储区等。最为抱负是在生产区和辅助区之间应设绿化带或人为隔离带分开，并设立门卫，便于安全管理。不同厂址条件，其总图布置办法和效益是不同+但总可以按 流程台理，运送便利，道路规整，厂容美观 原则布置。
1.节约用地是国内国策。
在总图布置时，应考虑节约用地原则。当前有许多药厂，由于资金一时短缺，征用土地只能暂用一某些。但无论何因素，药厂在总体布置时必要有一种长远规划，要做到“一次规划，分步实行”。
2.合理工艺流程布置。
依照药厂特点，布置时尽量减少物料来回输送 此外制药厂对外运送也较频繁，决不能因而而导致人、车混杂。按药厂工艺流程规定，人员和物料出入门必要分别设立。原料和成品出入门，若有条件话，也分开设立，以免导致不必要混杂。
3.严格控制产品之间交叉污染。除了车间内部采用必要办法外，工厂布置亦
应考虑防止与其她产品交叉污染。
4.总图布置时必要符合防火、安全和卫生规定。
建筑物之间应有一定间距。由于生产药物车间类别不同，它们之间闻距也有不同。详细可按《建筑设计防火规范》GBJ16～87等规范执行。在药物生产过程中，使用介质状况不同，而成分也有所不同。
5. 厂区内道路要径直短捷，并且要考虑消防通道。
普通来讲，人流和货流之间，货流和货流之间应尽量避免交叉和迂回。厂区道路最佳环形相通，对厂内重要道路，普通宜为双车道。以便运送畅通无阻。
6.药厂布置要考虑不同类别生产车间对环境干净规定。
干净车间应布置在上风向或平行风向，并与污染源保持较大距离。厂医内尽量减少露土面，减少厂区内尘埃。在厂区内铺植草坪和种植有助于药厂生产树木。这样既减少了尘埃飞扬，又可以改进气候和日晒状况，为药厂生产、生活提供良好环境。新药厂设计时，绿化用地系数取值普通不适当不大于25％ 。
7. 水、电、汽、热、冷等公用设施，应力求考虑接近负荷中心，以使各种公用系统介质和输送距离最短，能耗最省。
8.一种当代化药厂，除了要有一种干净规定厂房外，还必要要有一种外型美
观建、构筑物群，并且使建、构筑物之间要互相协调，合理衔接 既要和本地规划相配合，又要能突出本药厂特点。这对当代化药厂来讲是较为重要。
9.作为一种药厂，免不了有许多管道敷设，特别是合成药厂。
在整个厂区内形成一种复杂管网。管网布置、敷设对工厂总平面布置、输进等影响较大。因而，合理地进行管线布置是至关重要。管道敷设与全厂总体布置互相协调，距离最短、保证安全。
对制药厂厂址选取和总图布置，既有普通工厂共性，又有药厂对环境规定较高特性，两方面都应有所考虑。
第三章 重要产品及其性质
3.1吲哚美辛理化性质性质[1]
吲哚美辛:分子式C19H16ClNO4；分子量357.79。
化学名为2-甲基-1-（4-氯苯甲酰基）-5-甲氧基-1-H-吲哚-3-乙酸，化学构造式如下：

白色或微黄色结晶性粉末，无味，几乎无臭。熔点158-162℃。溶于丙酮，略溶于乙醇、氯仿、乙醚，几乎不溶于水。乙醇溶解度，50mg/mL。在日光照射下颜色变深。加甲醇制成 30ug/ml吲哚美辛溶液（S构型），在262nm、271nm和331nm波长处有最大吸取。
3.1.1吲哚美辛含量测定
1.取酚酞1g，加乙醇100mL使溶解。操作环节： 精密称取供试品约0.5g，加乙醇30ml，微温使溶解，放冷，加水20ml，加酚酞批示液5-6滴，迅速用氢氧化钠滴定液（0.1mol/l）滴定，并将滴定成果用空白实验校正。每1mL氢氧化钠滴定液（0.1mol/l）相称于35.78mgC19H16ClNO4。
2. 供试品加乙醇溶解后，加水与酚酞批示液，用氢氧化钠滴定液滴定，并将滴定成果用空白实验校正，依照滴定液使用量，计算吲哚美辛含量。
3.1.2吲哚美辛鉴定[2]
1.取样品适量（约相称于吲哚美辛10mg），研细，加水10ml，振摇浸透后，加20%氢氧化钠溶液3滴，振摇使吲哚美辛溶解，滤过；取滤液1ml，加0.03%重铬酸钾溶液0.3ml，加热至沸，放冷，加硫酸2～3滴，置水浴上缓缓加热，应显紫色；另取滤液1ml，加0.1%亚硝酸钠溶液0.3ml，加热至沸，放冷，加盐酸0.5ml，应显绿色，放置后渐变黄色。
2.取待测溶液，照分光光度法测定，在320±2nm波长处有最大吸取。
3.1.3吲哚美辛杂质检查[3]
按照含量测定项下色谱条件，用内标法进行测定。取含量测定项下溶液，作为供试品溶液；另分别精密称取5-甲氧基-2-甲基-3-吲哚乙酸和4-氯苯甲酸对照品适量，用乙脂溶解并分别稀释制成每1ml中含0.025mg溶液，作为关于物质对照品溶液。取含量测定项下对照品溶液（自精密称取吲哚美辛对照品约50mg，至加内标溶液2ml），加关于物质对照品溶液各2ml，用乙腈稀释至刻度，摇匀，作为对照品溶液。分别取对照品溶液与供试品溶液20μl注入液相色谱仪，记录色谱图，单一杂质不得过吲哚美辛量0.5%，关于物质总量不得过2%。
3.2吲哚美辛药理毒理作用
吲哚美辛对动物和人类都是急性高毒性，人们鼠致死量为12毫克/公斤，小鼠致死量为50毫克/公斤。
普通来说，过量服用吲哚美辛会引起瞌睡、眼花、重度头痛、精神错乱、感觉异常、肢体麻痹、反胃和呕吐等发生。脑水肿、心脏骤停这些致命后果也曾出当前小朋友身上。而过量使用局部治疗剂型带来风险不算太大。
3.3药物互相作用[4]
1.本品与对乙酰氨基酚长期合用，可增长肾脏毒副作用。与其她非甾体消炎药合用时，消化道溃疡发病率增高。
2.与阿司匹林或其她水杨酸盐同步应用，不能增长疗效，而肠胃道副作用明显增多，并可增长出血倾向。
3.饮酒或与皮质激素、促肾上腺皮质激素同用，可增长胃肠道溃疡或出血倾向。
4.与肝素、口服抗凝药、溶栓药合用时，有增长出血倾向潜在危险。
5.与秋水仙碱、磺吡酮合用时可增长胃肠溃疡和出血危险。
6.与呋塞米同用时，可削弱后者排钠及抗高血压作用。其因素也许是由于抑制了肾脏内前列腺素合成．本品尚有制止呋塞米、布美她尼及吲达帕胺等对血浆肾素活性增强作用，对高血压病人评议其血浆肾素活性意义时应注意此点。
7.与硝苯地平或维拉帕米同用时，可致后两者血药浓度增高，因而毒性增长。
8.丙磺舒可减少本品自肾及胆汁清除，增高血药浓度，使毒性增长，合用时须减量。
9.与锂盐同用时，可减少锂自尿排泄，使血药浓度增高，毒性加大。
10.本品可使甲氨蝶呤血药浓度增高，并延长高血浓度时间。
11.与抗病毒药齐多夫定同用时，可使后者清除率减少，毒性增长。
3.4吲哚美辛适应症
1.解热、缓和炎性疼痛作用明显，故可用于急、慢性风湿性关节炎、痛风性关节炎及癌性疼痛。
2.能抗血小板汇集，故可防止血栓形成。
3.治疗Behcet综合征，退热效果好；用于Behcet综合征，疗效尤为明显。
4.用于胆绞痛、输尿管结石引起绞痛有效，对偏头痛也有一定疗效，也可用于月经痛。
3.5注意事项[5]
1.常用不良反映有胃肠道反映（恶心、呕吐、腹痛、腹泻、溃疡，有时并引起胃出血及穿孔）。
2.中枢神经系统症状（头痛、眩晕等）发生率也不低（20%～50%），若头痛持续不减，应停药。
3.可引起肝功能损害（浮现黄疸、转氨酶升高）。
4.过敏反映：常用有皮疹。与乙酰水杨酸有交叉过敏性，对后者过敏者本品忌用。
5.与氨苯喋啶合用可引起肾功能损害。
6.小朋友对本品较敏感，有用本品后因激发潜在性感染而死亡者，故忌用。

第四章 吲哚美辛合成路线拟定
4.1 合成办法简介
吲哚美辛具备1,2-苯并噻嗪类构造。构造中具有对氯苯甲酰基，酰胺键，和具有乙酸某些，具酰胺键易水解，遇强酸和强碱时易水解。
4.1.1、制法一[2]

(1)对甲氧基苯肼
(2) 乙醛
(3)对甲氧基苯腙
(4) 对氯苯甲酰氯
(5) N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）腙
(6)N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）肼
(7) 乙酰丙酸
(8)1-（4-氯苯甲酰）-5-甲氧基-2-甲基-1H-吲哚-3-乙酸，吲哚美辛

4.1.2、制法二[2]

(9) 乙酰乙酸甲酯
(10)α-（2-甲基-5-甲氧基）-3-吲哚乙酸甲酯
(11)叔丁酸
(12) α-（2-甲基-5-甲氧基）-3-吲哚乙酸叔丁酯
(13)IDMT叔丁酯
4.1.3、制法三[2]

(14) 对甲氧基苯肼磺酸钠
(15) N-（对氯苯甲酰）-2-甲基-5-甲氧基-3-吲哚基乙酸甲酯
(16) N-α-（对氯苯甲酰）对甲氧基苯肼
4.1.4、制法四[2]

(17) 对甲氧基苯肼
(18) 甲酸
(19) 1- (对甲氧基苯基）-2-甲酰肼
(20) 1-（对氯苯甲酰）-1- (对甲氧基苯基）-2-甲酰肼
(21)乙酰丙酸
4.2选取最优合成路线[5]
通过以上反映式可以看出，办法一中所用原料和辅料成本较低并且容易得到，并且技术成熟，设备也较容易操作，并且各步收率在80％以上，是当前生产中惯用办法。而背面列举许多办法均有其局限性地方，就像上述办法二，虽然办法很先进，但都是高新技术和设备，咱们操作起来还十分困难，反映条件不好控制，并且成本太高，因此通过一番仔细比较后，论文选取办法一进行设计，环节不多不会影响产率，综合考虑还是比较适当。
4.3最优合成路线拟定[6]
4.3.1最优合成路线解析
一方面用对甲氧基苯肼[1]和乙醛[2]反映得到对甲氧基苯腙[3]。通过纯化后，将对甲氧基腙122.30kg溶于吡啶250L中，在冰浴条件下，滴加对氯苯甲酰氯[4] 130.51kg得到产物，将反映混合物在室温下放置一夜，注入冷水中，得N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）腙[5]粗品约194.01kg。产物用50％乙醇水溶液重结晶可Tm107-108℃纯品，再进一步将N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）腙加水分解，可得N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）肼[6]。将N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）肼159.60kg加入乙酰丙酸[7] 66.96kg中，冰浴冷却下通入干燥氯化氢46.82kg，后来把温度慢慢上升到76℃加热1.5 h。放置一夜后，把反映液加入多量冷水中，可得树脂状物质。此物可溶于乙醇或氯仿，用活性炭或者是通过硅胶柱进一步精致后，再用丙酮-水重结晶，可得1-（4-氯苯甲酰）-5-甲氧基-2-甲基-1H-吲哚-3-乙酸[8]针状晶体，即吲哚美辛。
4.3.2合成路线改进
通过最新资料研究，用70%乙醇水溶液代替50%乙醇水溶液更为合理。第一，改进工艺之后结晶产物纯度提高了3%，减少了纯化成本。第二，改进工艺之后，乙醇回收成本减少，减少了成本。
4.3.3工艺流程图

4.3.4产品收率[7]
影响收率因素：
反映中投料比；投料顺序；反映原料状态；反映温度影响；酸碱度影响。

第五章 物料衡算
5.1物料衡算定义
依照质量守恒定律，以生产过程或单元生产设备为研究对象，对其进出口处进行定量计算，称为物料衡算。通过物料衡算可以计算原料与产品间定量转变关系，以及计算各种原料消耗量，各种中间产品及副产品产量、损耗量及构成。
5.2物料衡算基本
物料衡算基本是物质质量守恒定律，即进入一种系统所有物料量必将等于离开该系统所有物料量，再加上过程中损失量，以及系统中积累量。
∑G1=∑G2+∑G3+∑G4
式中： G1-输入物料量总和
G2-输出物料量总和
G3-物料损失量总和
G4-物料积累量总和
当系统内物料积累量为0时，上式可写为
∑G1=∑G2+∑G3
物料衡算是所有工艺计算基本，通过物料衡算可以拟定设备容积，台数，重要尺寸，同步还可以进行热量衡算等、管路计算等.
5.3物料衡算[12]
车间年产量为 50吨
设定车间年工作总时间为 330日
车间每日产量为 50/330=0.152吨＝152kg
车间每日投料量为 车间总投料量/330
5.4倒推法
先通过物料守恒定理，依照吲哚美辛年产量计算出参加反映各种原料日需要量。
（五）、吲哚美辛精品制备
（8） 吲哚美辛精品 收率：92%
Z1 152kg Z1=152kg/92%=165.22kg
(四)、吲哚美辛制备（缩合反映）
主料 （6） （8） 收率：80%
276.5 357.79
Z2 165.22kg Z2=127.68kg/80%=159.60kg
辅料 （7） （8）
116 357.79
Z3 165.22kg Z3=53.57kg/80%=66.96kg
(三) N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）肼制备（取代）
主料 （5） （6） 收率：90%
302.5 276.5
Z4 159.60kg Z4=174.61/90%=194.01kg
辅料 HCl （6）
2×36.5 276.5
Z5 159.60kg Z5=42.14/90%=46.82kg
(二) N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）腙粗品制备（酰基化、亲电取代）
主料 （3） （5） 收率：86%
164 302.5
Z6 194.01kg Z6=105.18/86%=122.30kg
辅料 （4） （5）
175 302.5
Z7 194.01kg Z7 =112.24/86%=130.51kg
（一）对甲氧基苯腙（亲电取代）
主料 （1） （3） 收率：85%
138 164
Z8 122.30kg Z8 =102.91/85%=121.07kg
辅料 （2） （3）
44 164
Z9 122.30kg Z9=32.81/85%=38.60kg
5.5 从头计算
（一）对甲氧基苯腙（亲电取代）
（1） ＋ （2） （3）
反映物配比(质量比)： （1）：（2）=1：0.32
反映投料比为：（1）为121.07kg；
（2）为38.60kg
（二）N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）腙粗品制备（酰基化、亲电取代）
（3） ＋ （4） （5）
反映投料比（质量比）： （3）：（4）=1：1.067
反映投料量为：（3）为122.30kg;
　　　　　 （4）为130.51kg
(三) N1-(对甲氧基苯基)-N1-（对氯苯甲酰）肼制备（取代）
（5） ＋ HCl （6）
反映投料比（质量比）： （5）：HCl =1：0.24
反映投料量为：（5）为194.01kg；
　　　　　　 HCl 为46.82kg
(四)、吲哚美辛粗品（缩合反映）
　　　　　（6）　＋　（7）　　　　　（8）
反映投料比（质量比）：（6）：（7）＝1：0.42
反映投料量为：（6）为159.60kg；
　　　　　　 （7）为66.96kg　
(五)、吲哚美辛精品制备
（8） 吲哚美辛精品
反映投料量为：（8）为165.22kg
5.6数据汇总
表6-1：反映物用量汇总表
原料名称
对甲氧基苯肼
乙醛
对氯苯甲酰氯
乙酰丙酸
原料用量
(kg)
39953.1
12738.0
43068.3
22096.8
每天用量
kg/（天）
121.07
38.60
130.51
66.96

第六章 热量衡算[6]
6.1 概述
能量衡算重要目是为了拟定设备热负荷。依照设备热负荷大小，所解决物料性质及工艺规定再选取传热面型式，计算传热面积，拟定设备重要工艺尺寸。进行能量衡算是为了合理用能。能量衡算重要根据是能量守恒定律。它是以车间物料衡算成果为基本而进行。此外，必要收集关于物料热力学数据。
热量衡算资料来源于化学反映热效应，原料、中间体和成品热容、相变焓。对于新设计生产车间，热量衡算重要目是为了拟定设备热负荷。依照设备热负荷大小、所解决物料性质及工艺规定再选取传热面型式、计算换热面积、拟定设备重要工艺尺寸。传热所需加热剂或冷却剂用量也是以热负荷大小为根据而进行计算。 对于车间工艺计算中能量衡算可以简化为热量衡算。在进行热量衡算时最佳先拟定计算基准，并按系统内温度变化进行分段计算。
因而，本章热量衡算选定基准条件是T=0℃，P=1.013×105Pa.
6.2依照文献资料查找并计算有关热力学数据
6.2.1计算关于物质比热
依照蒋作良主编《药厂反映设备及车间工艺设计》209页[10]求固体比热容。
固体化合物比热容C=∑nCa/M
式中：M—化合物分子量
n—分子中同种元素原子数
Ca—元素原子比热容 KJ/kg·℃
其值见表4—1 元素原子比热容：

表6—1 元素原子比热容
元素
Ca,KJ/kg·℃
元素
Ca,KJ/kg·℃
碳 C
7.535
氟 F
20.93
氢 H
9.628
硫 S
22.604
硼 P
11.302
磷 P
22.604
硅 Si
15.907
其她元素
25.953
氧 O
16.74

由上述估算办法得计算
(1)比热：C7H10N2O M=138
CP=（7.535×7+9.628×10+16.74+25.953×2）/138=1.577KJ/kg·℃
(2)比热：C2H4O M=44
CP=（7.535×2+9.628×4+16.74）/44=1.598KJ/kg·℃
(3)比热：
C9H11N2O M=164
CP=（7.535×9+9.628×11+16.74+25.953×2）/164=1.478KJ/kg·℃
(6)比热：
C14H13ClN2O2 M=276.5
CP=（7.535×14+9.628×13+16.74×2+25.953×3）/276.5=1.237KJ/kg·℃
(7)比热：
C5H8O M=116
CP=（7.535×5+9.628×8+16.74）/116=1.133KJ/kg·℃
(8)比热：
C17H13ClNO4 M=357.8
CP=（7.535×17+9.628×13+16.74×4+25.953×2）/357.8=1.04KJ/kg·℃
依照蒋作良主编《药厂反映设备及车间工艺设计》209页液体比热容计算办法。
对于绝大多数有机化合物，其原则燃烧热可运用理查德法求得。先依照化合物分子构造，将各种基团构造摩尔热容数值加和，求出摩尔热容，再由化合物分子量换算成比热容。
(1)C7H10N2O(l) M=138
(1)构造式：

CP=（41.7+29.7+117.2+51.1+62.8）/138=2.363 KJ/kg·℃
同法可求得水比热容:
CP=4.18 KJ/kg·℃
氨气比热
CP=4.559 KJ/kg·℃
(2)比热
CP=1.948 KJ/kg·℃
(3)比热
CP=2.065 KJ/kg·℃
6.2.2计算关于物质溶解热
对于溶质在溶解过程中不发生解析作用，溶剂与溶质之间无化学作用溶化物形成，则气态溶质溶解热可取蒸发潜热，固态溶质可取其熔融热数值
元素：qF=(8.4～12.6)TF
无机化合物：qF=(20.9～29.3)TF
有机化合物：qF=(37.7～46)TF
qF—熔融热 J/mol
TF—熔点 K
2-氯-N-(4-氟-2-碘-苯基)-乙酰胺
在《化工百科全书》查得2-氯-N-(4-氟-2-碘-苯基)-乙酰胺熔点为565.7℃
565.7+273.15=838.85K
2-氯-N-(4-氟-2-碘-苯基)-乙酰胺为有机物，因此qF=46×838.85=38.59KJ/kg
关于物质稀释热
依照[11]王志祥主编《制药工程学》68页某些惯用酸、碱水溶液积分溶解热数据回归成经验公式：
硝酸积分溶解热可用公式 估算

式中 —硝酸积分溶解热，KJ·(kgH2O)-1;
n—溶解1molHNO3H2O摩尔数，mol。
硫酸积分溶解热可按SO3溶于水热效应公式估算

式中 —SO3溶于水形成硫酸积分溶解热，KJ·(kgH2O)-1;
m—以SO3计，硫酸质量分率；
T—操作温度，℃。
盐酸积分溶解热可用公式 估算

式中 —盐酸积分溶解热，KJ·(molHCl)-1;
n—溶解1molHClH2O摩尔数，mol。
6.2.3计算关于物质原则生成热
详细计算办法见4.3.1环合一步热量衡算。
通过计算可以列出本设计中涉及重要有关物质热力学参数表，表4—2。有关计算办法在热量衡算中均有详细解释。此处便不再赘述。

表6—2 有关物质热力学参数表[13]
物料名称
分子式
分子量
Cp/ (KJ/kg·℃)
qf°/(KJ/mol)
（1）
C7H10N2O
138
2.36
83.81
（2）
C2H4O
44
1.95
52.48
（3）
C9H11N2O
164
2.07
-99.35
（6）
C14H13ClN2O2
276
1.59
174.91
（7）
C5H8O
116
1.90
265.72
（8）
C17H13ClNO4
357
1.55
530.81
氨气
NH3
151
4.56
81.09
水
H2O
154
4.18
-285.84

6.3热量衡算
6.3.1加链一步热量衡算
加链一步装置热量衡算示意图
则热量平衡方程式可表达为：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6
取热量衡算基准温度为0℃，依照物料衡算中加链一步物料数据以及车间实际生产经验，一年四季投料平均温度为T=（5+25）/2=15℃，因此ΔT1=ΔT2=ΔT3=ΔT4==T-0=15℃
Q1= Q(1) +Q乙醛+ Q杂质=G1CP1ΔT1+ G2CP2ΔT2+ G3CP3ΔT3
=(121.07×2.36+38.60×1.95+1.90×4.18) ×15
=5534.01KJ
Q3=Qp+Qc
求Qc：
依照李应麟，尹其光主编《化工过程物料衡算和能量衡算》173页[32]附表中物性数据， 水原则生成焓 △Hf°=-285.84KJ/mol
依照蒋作良主编《药厂反映设备及车间工艺设计》203页
qf°+qc°=∑nqce°
式中，qf°—原则生成热 KJ/mol
qc°—原则燃烧热 KJ/mol
qce°—元素原则燃烧热 KJ/g.atm,其值见表4—2

表6—3 元素燃烧热一览表
元素燃烧过程
元素燃烧热
KJ/g.atm
元素燃烧过程
元素燃烧热
KJ/g.atm
C →CO2（气）
395.15
Br →HBr(溶液）
119.32
H → 1/2H2O(液）
143.15
I →I（固）
0
F →HF(溶液）
316.52
N →HNO3（液）
205.77
Cl →1/2Cl2（气）
0
S →SO2（气）
290.15
Cl →1/HCl(液）
165.8
S →H2SO4(溶液）
886.8
Br →1/2Br2(液）
0
P →P2O5（固）
765.8
Br→ 1/2Br2（气）
-15.37
N →1/2N2（气）
0
g.atm— 克原子
（1）元素燃烧热：
∑nqce°=395.15×7+143.15×10=4197.55KJ/mol
依照蒋作良主编《药厂反映设备及车间工艺设计》212页
用理查德法计算化合物原则燃烧值
理查德以为，有机化合物原则燃烧热与该化合物完全燃烧时所需氧原子数成直线关系，即qc=∑a+x∑b
式中，a,b—常数，与化合物构造关于，其值见下表4—3
x—化合物完全燃烧时所需氧原子数

表6—4 基数值表
相态
a
b
液态
23.86
218.05
气态
23.06
219.72

先计（1）燃烧值：
C7H10N2O + 9 O2 = 7CO2 + 10 H2O +N2
因此x=18

表6—5 酒石酸各基团值

a
b
基数值（液）
23.86
218.05
苯环（液）
-42.29
0.29
醚（液）
64.9
0.03
肼
136.07
-0.42

∑a=182.54
∑b=217.95

qc=182.54+18×217.95=4113.74KJ/mol
再按照公式qf°=∑nqce°- qc°=4197.55-4113.74=83.81KJ/mol
用同样办法可以求得（3）C9H11N2O原则摩尔生成焓
qf°=-99.35KJ/mol
乙醛原则摩尔生成焓
qf°=52.48KJ/mol
综上所述可求得反映
C7H10N2O + C2H4O → C9H11N2O + H2O
qf°83.81 52.48 -99.35 -285.84
△Hr°=∑vi△Hf°(生成物)－ ∑vi△Hf°(反映物)
=-99.35+（-285.84）-（ 52.48+83.81）=-494.48KJ/mol