年产100吨克拉霉素中间体5181车间工艺设计样本.doc

目录
第1章 概述 2
1.1 设计依据 2
1.1.1 设计目标 2
1.1.2 设计遵照技术法规 2
1.2 产品介绍 3
1.2.1 概述 3
1.2.2 产品名称 3
1.2.3 化学结构、分子式及分子量 3
1.3 产品合成工艺路线论证 4
第2章 工艺步骤设计及工艺过程 6
2.1 工艺概述 6
2.2 工艺步骤设计 6
2.2.1 肟盐处理反应工段 6
2.2.2 518-1反应工段 7
2.2.3 后处理工段 8
2.3 工艺步骤框图 9
2.3.1 肟盐处理反应工段工艺步骤框图 9
2.3.2 518-1反应工段和后处理工段反应步骤图 10
第3章 物料衡算 11
3.1 概述 11
3.2 物料衡算原理 11
3.3 物料衡算基准和任务 11
3.3.1 衡算基准 11
3.3.2 设计任务 11
3.4 各步骤收率 11
3.5 各反应单元 12
3.5.1 游离反应 12
3.5.2 萃取洗涤 14
3.5.3 冷却浓缩 15
3.5.4 醚化和硅烷化 16
3.5.5 分层萃取 18
3.5.6 浓缩和顶蒸 20
3.5.7 离心工段 21
3.5.8 干燥 23
第4章 热量衡算 24
4.1 热量衡算依据 24
4.1.1 设备热量平衡方程式 24
4.1.2 热量衡算基础数据计算和查取 24
4.2 总体能量衡算 25
4.3 能量衡算目标 25
4.4 干燥工序热量衡算 25
第5章 设备选型和计算 27
5.1 工艺设备选型概述 27
5.2 GMP对设备选型和安装要求 27
5.3 计算依据 27
5.4 关键反应设备选型 28
5.4.1 反应釜 28
5.4.2 计量罐 31
5.4.3 储罐 33
5.4.4 高效过滤器 34
5.4.5 冷凝器 35
5.4.6 离心泵 35
5.4.7 废液贮池 36
第6章 车间部署设计 37
6.1 工厂设计内容和规范 37
6.2 车间概况 37
6.2.1 车间形式 38
6.2.2 厂房层数 38
6.2.3 厂房平面部署 38
6.3 设备部署基础要求 39
6.3.1 设备排列次序 39
6.3.2 设备排列方法 39
6.3.3 操作间距 39
第7章 “三废”处理及综合利用 40
7.1 “三废”排放情况 40
7.1.1 废水处理 40
7.1.2 废气处理 40
7.1.3 废渣处理 41
7.2 噪声污染情况及处理 41
7.3 套用和回收利用 41
第8章 劳动组织和岗位定员 42
8.1 劳动组织 42
8.2 岗位定员 42
第9章 生产车间防火安全管理要求 43
9.1 车间技术要求 43
9.2 安全和维修 44
第10章 生产和劳动保障 45
10.1 车间安全生产标准 45
10.2 个人防护守则 45
10.3 动火要求 46
10.4 安全用电 46
10.5 动力使用 46
10.6 环境卫生 46
10.7 防火防爆原料性质分类 46
结语 48
参考文件 49
致谢 51
附录 52
附录1设备一览表 52
附录2带控制点工艺步骤图 52
附录3反应釜装配图 52
附录4平面图和立面图 52

年产100吨克拉霉素中间体518-1车间工艺设计

摘要：本设计是按年产100吨(2′ , 4″-O-双三甲基硅烷基)-红霉素A-9-[O-(1-乙氧基-1-甲乙基)]肟(518-1)量进行车间工艺设计。该物质是合成克拉霉素关键中间体。克拉霉素是新一代大环内酯类抗生素，临床应用广泛。
此次设计采取工艺路线为：以硫氰酸红霉素肟为原料、氨水为碱、二氯甲烷为有机溶剂进行游离反应后得到红霉素A肟，然后以红霉素A肟为原料，经过2-乙氧基丙烯进行醚化反应保护肟羟基，再用三甲基氯硅烷进行硅烷化反应，经离心、干燥后得到克拉霉素关键中间体，整个工艺过程总收率能够达成86%。
设计内容关键包含车间工艺设计依据、工艺步骤设计、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型和计算、车间部署设计、三废处理、劳动保护、安全生产、工程经济等内容。设计所得结果关键有设计说明书和对应图纸，其中图纸包含反应釜装配图、工艺步骤图、设备一览表、车间平面部署图及剖面图。
关键词：克拉霉素；518-1中间体；红霉素肟；车间工艺设计

第1章 概述
1.1 设计依据
1.1.1 设计目标
在抗生素时代早期，红霉素可谓是这个时代先锋，不过经过时代变迁，其药效和副作用展现严重百分比失调。然而，经过近半个世纪努力，科学家们最终找到了很多比红霉素本身更为优越新型红霉素类药品，大环内酯类抗生素克拉霉素就是就是其中之一。作为二十一世纪初最畅销抗菌药品之一，现在世界上很多国家已经将其投入临床使用，同时并有60多个国家在研究开发这个产品，以克拉霉素关键中间体为起点，衍生成多个类型抗生素，使愈加好地服务于临床，这将是我们现在最为迫切也最为关键一步。现在很多医药企业全部在生产克拉霉素，那么对于努力争取在相对优越环境下产出高纯度关键中间体将是我们这项设计首要任务。
1.1.2 设计遵照技术法规
(1)《药品生产质量管理规范实施指南》（，中国化学制药工业协会，中国医药工业企业）；
(2)《药品生产质量管理规范》（，国家食品药品监督管理局颁发）；
(3)《环境空气质量标准》GB3095-1996；
(4)《污水综合排放标准》GB8978-1996；
(5)《工业“三废”排放实施标准》GBJ4-73；
(6)《建筑工程消防监督审核管理要求》公安部第30号令；
(7)《建筑结构设计统一标准》GB50068-；
(8)《工业企业设计卫生标准》TJ36-79；
(9)《化工工厂初步设计内容深度要求》HG/20688-；
(10)《化工工艺设计施工图内容和深度统一要求》HG 20529-92；
(11)《相关出版医药建设项目可行性研究汇报和初步设计内容及深度要求通知》国药综经字[1995]，第397号；
(12)《化工装置设备部署设计要求》HG 20546-92；
(13)《工业企业噪音控制设计规范》GBJ87-85；
1.2 产品介绍
1.2.1 概述
克拉霉素是新一代半合成大环内酯类抗生素，和细菌细胞核糖体50s亚基结合，抑制细菌蛋白质合成而起到广泛抑菌杀菌作用，对革兰阳性菌、阴性菌及厌氧菌等全部含有很强抗菌作用，对衣原体、支原体感染抗菌活性是大环内酯类抗生素中最强。克拉霉素体外抗沙眼衣原体活性是红霉素7～10倍，为强力霉素4倍。它在体内代谢而产生14羟产物，含有生物活性，其抗菌谱和克拉霉素本身相同，而且它们在体内抗菌活性比体外提升。而合成克拉霉素其中一个关键关键中间体就是(2′ , 4″-O-双三甲基硅烷基)-红霉素A-9-[O-(1-乙氧基-1-甲乙基)]肟(518-1)，本车间工艺设计就是合成克拉霉素关键中间体(518-1)。
1.2.2 产品名称
(1) 化学名：(2′ , 4″-O-双三甲基硅烷基)-红霉素A-9-[O-(1-乙氧基-1-甲乙基)]肟
(2) 英文名：(2′ , 4″-O-bis( trimethylsilyl))-erythromycin A-9-O-( 1-ethoxy- 1-
methylethyl) oxime
1.2.3 化学结构、分子式及分子量
(1) 化学结构：

(2) 分子式：[C48H94O14N2Si2]
(3) 分子量：979.44 g/mol
(4) 理化性质：
①外观：白色结晶性粉末
②密度：1.280g/cm3
③沸点：838.422℃
④闪点：460.861℃
1.3 产品合成工艺路线论证
对于红霉素中间体，其质量好坏关系到原料药生产收率和质量，而其质量好坏不是检测出来，是设计生产出来。为了找到符合经济、资源等条件，而且比较合理工艺路线，要进行工艺论证。作为大环内酯类常见中间体，其生产工艺路线在中国外已经比较成熟。
红霉素A肟分子共有6个羟基、1个肟羟基和1个叔胺基甲基化活性基团。早起文件报道，利用CBz来保护叔胺基，利用邻氯苄氯进行9位肟羟基保护，这些方法保护剂毒性较高、对环境不友好，且6-甲基化红霉素A收率较低，存在着很多副产物(多甲基化产物和其它单甲基化产物)，提纯步骤复杂。以后发展为经过烯丙基来保护9位肟羟基，经过硅烷化来保护2′位羟基、4″位羟基，此法收率有所提升，但存在去保护基步骤条件苛刻(如需要贵金属催化)等问题，而且因为空间效应，3′位二甲胺基在甲基化条件下难以转化为季铵盐。
于是，以硫氰酸红霉素肟为原料，和氨水碱性环境中生成红霉素A肟分子，经过 2-乙氧基丙烯进行醚化反应保护9-肟羟基，再用三甲基氯硅烷进行硅烷化反应得到关键中间体(2′ , 4″-O-双三甲基硅烷基)-红霉素A-9-[O-(1-乙氧基-1-甲乙基)]肟(518-1)。
具体反应方程式以下：

此次设计是依据上述反应原理来进行。采取工艺路线为：以硫氰酸红霉素肟为原料、氨水为碱、二氯甲烷为有机溶剂进行游离反应后得到红霉素A肟，然后以红霉素A肟为原料，经过2-乙氧基丙烯进行醚化反应保护肟羟基，再用三甲基氯硅烷进行硅烷化反应，经离心、干燥后得到克拉霉素关键中间体(518-1)。
第2章 工艺步骤设计及工艺过程
2.1 工艺概述
本设计生产工艺操作方法采取是间歇式操作，整个工艺总体上分为3个工段，分别为：肟盐处理工段、518-1反应工段和后处理工段。具体包含8个反应单元过程，分别为：游离反应、萃取洗涤、冷却浓缩、醚化和硅烷化反应、分层萃取、浓缩和顶蒸、离心、干燥。
2.2 工艺步骤设计
2.2.1 肟盐处理反应工段
(1) 游离反应
①打开二氯甲烷中转罐(V0302)进料阀，把回收合格二氯甲烷或大贮罐内新二氯甲烷用泵打入中转罐(V0302)，将中转罐中二氯甲烷用泵打入反应釜(R0101)中。
②关闭中转罐进料阀、放料阀，关闭反应釜(R0101)上进料阀。
③然后打开反应釜人孔盖，投放肟盐，并搅拌，氨水高位罐(V0301)内用泵抽入600L氨水备用。
④然后打开氨水高位罐(V0301)底部放料阀，把氨水放入反应釜(R0101)中，同时观察物料溶解情况。
⑤搅拌30min，使物料全部溶解。
⑥停止搅拌，静置30min，分层。有机层分入下面中转罐中。
(2) 萃取洗涤
①水层加入300L二氯甲烷，并搅拌，搅拌10min，静置30min后分层，有机层并入前面有机层中。
②水层再加入300L二氯甲烷，并搅拌，搅拌10min，静置30min后分层，有机层并入前面有机层中，水层排弃。
③用泵将中转罐中二氯甲烷层打入反应釜(R0102)中。
④转料结束，打开水管，放入1000L水，搅拌10min，静置30min后分层，有机层放入下面中转罐中，水层排放。
⑤用泵再将中转罐中二氯甲烷层打入反应釜(R0102)中。
⑥转料结束，打开水管，放入1000L水，搅拌10min，静置30min后分层，有机层放入下面中转罐中，水层排放。
⑦用泵再将中转罐中二氯甲烷打入反应釜(R0102)中。
⑧转料结束，打开水管，放入1000L水，搅拌10min，静置30min后分层，有机层放入下面中转罐中，水层排放。
⑨萃取洗涤结束。
(3) 浓缩冷却
①用泵将中转罐中二氯甲烷层打入反应釜(R0103)，静置30min后用氮气压入浓缩釜(R0103)中。
②转料毕，关闭进料阀和排空阀，打开二氯甲烷蒸出阀门和接收罐排空阀。
③开始升温，常压蒸馏；控制浓缩釜内温在40.0-41.0℃之间进行蒸馏，同时控制热水温度在65℃。
④当蒸至有物料析出时，停止蒸馏，取样检测水分（水分≤0.1％），如不合格，合适补加新鲜二氯甲烷，然后继续蒸馏直到水分≤0.1％。
⑤蒸馏结束补加水分≤0.1％二氯甲烷分散，再测水分≤0.1％。
⑥水分合格后，用氮气压入反应釜。
2.2.2 518-1反应工段
(1) 醚化和硅烷化
①夹套蒸汽烘釜(R0104)，烘至釜内温度70.0℃后关闭锅底阀，继续加热至釜内温度超出100.0℃，视釜内至干时停止加热，冷却至50.0-60.0℃时即应盖住投料盖，单留放空阀，并用氮气保护。
②反应釜烘好后，打开反应釜(R0104)进料阀，接收肟盐处理物，待接收完成。关闭进料阀，打开投料盖取样检测（水分≤0.1％）。如遇水分＞0.1％，用热水带水至水分≤0.1％以下，再补二氯甲烷至反应量。
③打开盐水进出阀降温度，降温度至15.0℃时，打开投料盖压去夹套盐水，快速投入80kg吡啶盐酸盐。
④搅拌10min后，再加入75kg 2-乙氧基丙烯。
⑤夹套热水升温 ，当釜内温度升温至20.0℃时，控制夹套热水进出阀，让釜内温度控制在20.0-25.0℃，待物料澄清后计时保温30min。
⑥保温毕，打开投料盖，投入咪唑82kg，搅拌反应60min。
⑦盐水降温至14.0-15.0℃时，开始均匀而缓慢滴加87kg三甲基氯硅烷，控制釜内温度15.0-20.0℃之间，约60min滴加完成。
⑧滴毕，压掉夹套盐水，开热水阀升温，控制釜内温度25.0-28.0℃，搅拌30min保温。
⑨保温毕，关闭回流阀，加入饮用水250L，搅拌15min，静置30min分层。
⑩用氮气将釜内料液压至萃取釜(R0105)，上层水溶液放入中转罐。上层咪唑水溶液放入中转罐，结束后，反应釜关底阀，加入700L饮用水清洗反应釜，清洗后压入萃取釜。
(2) 分层萃取
①5N碱液（50kgNaOH/200kg饮用水）配制好后打入高位槽(V0305)中。
②降温至萃取釜(R0105)内温度为10.0-15.0℃时，缓慢而均匀加入已配制好5N碱液（控制釜内温度10.0-15.0℃），打开投料盖测pH值，碱液用量以料液pH值为9.5-9.7为终点，pH调毕，搅拌5min，静置半小时，复测pH（pH值应为9.5-9.7），分层。
③打开缸底阀，将下层料层用氮气压入中转釜，将釜内乳化层及上层用回收400L二氯甲烷萃取，搅拌10min，静置20min,分层。将下层有机层连乳化层一起压入中转釜，压入完成关掉中转釜进料阀，打开萃取釜底阀，将上层水排如废水沟。
④中转釜有机层再加入700L饮用水，搅拌10min，测pH（pH值应为9.0-9.5），静置30min,分层，有机层转入萃取釜(R0106)，水层排放。
⑤将配制好盐水用泵输送进入萃取釜1200L，搅拌5min后，静置30min，分层，用氮气把萃取釜有机层物料压入中转釜，测水层pH（pH值应为9.0-9.5），水层弃去。
⑥有机层再用已配好盐水1200L打入中转釜洗涤、搅拌5min,静置30min分层，将下层有机层和乳化层用氮气压入萃取釜，压毕，测水层pH≤8，将上层水层排入废水沟，萃取釜有机层静置45min后，用氮气压入中转釜。
2.2.3 后处理工段
(1) 浓缩和顶蒸
①料液转移完成，浓缩釜(R0107)改为夹套热水升温常压蒸馏状态，常压蒸出二氯甲烷，到储罐(V0309和V0310)浓缩至釜内温度50.0℃料液绸厚时，调整相关阀门和真空泵，改为减压蒸馏，蒸出二氯甲烷放入到储罐(V0310和V0311)，直至釜内固体料析出继续减压蒸馏1小时，取样送检518-1含量。
②取样毕，在每个浓缩釜中加入50L甲苯顶蒸至无馏分，蒸出甲苯用氮气压入甲苯回收洗涤釜，控制釜内温度不超出60.0℃，得到粗品。
(2) 离心
当温度最终降至20℃时，将浓缩料液出料于离心机，加入适量水进行数次洗涤，离心得到母液在母液沉降池沉降后，用离心机将其抽至母液沉降罐沉降后将上层清液吸去，洗涤至pH值为7.0，检测水分≤10%时送入烘箱干燥。
(3) 干燥
将检测符合标准物料送入烘箱，经水分、杂质检测合格后得到克拉霉素中间体成品，送至仓库储存。
2.3 工艺步骤框图
2.3.1 肟盐处理反应工段工艺步骤框图
肟盐
水层
洗涤
水层
合并有机层
饮用水
浓缩
分层
分散
肟

游离反应

氨水
CH2Cl2

CH2Cl2

CH2Cl2

图2-1 肟盐处理反应工段工艺步骤框图
2.3.2 518-1反应工段和后处理工段反应步骤图
饮用水
TMSCl

咪唑
离心
咪唑
甲苯回收
顶蒸
CH2Cl2回收
洗涤
浓缩
有机层调PH
甲苯
分层

结束反应
硅烷化反应
水层
盐水
有机层
碱液
醚化反应
处理物

乙氧基丙烯
Py HCl
干燥
产品

图2-2 518-1反应工段和后处理工段反应步骤图
第3章 物料衡算
3.1 概述
在初步确定工艺步骤后，从定性估量转入定量计算。经过对工艺步骤中各部分关键生产工段具体物料衡算，得到原料、辅料、产品及中间损失相关量关系，从而计算出进入和离开每一过程或设备多种物料数量、组成，和各组分百分比。车间物料衡算结果是车间能量衡算、设备选型、确定原材料消耗定额、精化管道设计等多种计算项目标依据。对于已经投产生产车间，经过物料衡算能够寻求出生产中微弱步骤，为改善生产、完善管理提供可靠依据，并能够作为检验原料利用率及三废处理完善程度一个手段。
3.2 物料衡算原理
物料衡算理论依据是质量守恒定律。
对任何一个体系，物料平衡关系式可表示为：
输入物料量-输出物料量-反应消耗物料量+反应生成物料量=积累物料量。
3.3 物料衡算基准和任务
3.3.1 衡算基准
设计物料衡算时间基准是天，质量基准是kg。
3.3.2 设计任务
(1) 设计任务：年产100吨克拉霉素中间体518-1车间工艺设计
(2) 工作日：330天/年，1天2批
(3) 产品净含量：99%
(4) 含水量：0.5%
(5) 则天天净产量为：
克拉霉素中间体日净产量

3.4 各步骤收率
(1) 肟盐处理工段各步骤收率
所以肟盐处理工段收率为：0.95×0.99×0.99=0.93=93%
(2) 518-1反应工段各步骤收率
所以肟盐处理工段收率为：0.95×0.99=0.94=94%
(3) 后处理工段各步骤收率
所以肟盐处理工段收率为：0.99×0.98=0.97=97%
表3-1 各反应单元收率和总收率一览表
反应工段
反应单元
各反应单元收率
各反应工段收率
总收率
肟盐处理
游离反应
95%
93%
85%
萃取洗涤
99%
冷却浓缩
99%
518-1
醚化和硅烷化
95%
94%
后处理
99%
萃取干燥
蒸馏浓缩
99%
98%
离心
98%
干燥
98%

总而言之，得总收率=0.93×0.94×0.97=0.86=85%，所以理论克拉霉素中间体日产量为300/85%=352.94。
3.5 各反应单元
3.5.1 游离反应
化学方程式：

化学名称：硫氰酸红霉素肟 红霉素A肟
分子量： 808.03 748.94
(1) 进料量
【计算过程】
以硫氰酸红霉素肟量计算基准,则天天所需纯硫氰酸红霉素肟投料量

①硫氰酸红霉素肟化学纯量：
99%硫氰酸红霉素肟粗投料量：291.17/99%= 293.94
其中杂质含量：293.94×1%=2.94
②氨水化学纯量：281.27×35.05/808.03=12.63
20%氨水粗投料量：12.63/20%=63.15
其中水含量：63.15×80%=50.52
③二氯甲烷化学纯量:1000×99.9%=999
99.9%二氯甲烷粗投料量：1500 L
其中杂质含量：1500×0.1%=1.5
表3-2 游离反应原料投料比一览表
物料名称
规格和纯度
分子量(g/mol)
投粗料量(kg)
化学纯量(kg)
水或杂质
含量(kg)
硫氰酸红霉素肟
原料，99%
808.03
293.94
291.17
2.77
氨水
工业级，20%
35.05
63.15
12.63
50.52
二氯甲烷
工业级，99.9%
84.93
1500
1498.5
1.50
总计
——
——
1857.09
1802.30
54.79

(2) 出料量
【计算过程】
①反应生成物料
红霉素肟量：理论纯产量：291.17×748.94×/808.03=269.88
实际纯产量：269.88×95%=256.39
硫氰酸铵量：291.17×76.12×/808.03=27.43
生成水量：291.17×18.02×/808.03=6.49
②未反应完物料
硫氰酸红霉素肟量：291.17－256.39×808.03/748.94=14.55
氨水量：(12.63－256.39×35.05/748.94)+ 50.52=51.15
③水杂质总量
生成水量：6.49
其它水杂质量：2.77+1.50=4.27
水杂质总量：6.49+4.27=10.76
④二氯甲烷量：1500×97%=1455.00
表3-3 游离反应进出物料衡算一览表
操作过程
物料名称
质量(kg)
质量百分比(%)
密度(kg/L)
体积(L)
进料
硫氰酸红霉素肟
291.17
15.26
1.28
227.48
氨水
63.15
3.31
0.88
71.76
二氯甲烷
1498.5
78.55
1.33
1126.69
水杂质
54.79
2.87
1.00
54.79
总计
1907.61
100.00
——
1480.72
出料
红霉素肟
256.39
14.12
1.28
200.30
二氯甲烷
1455.00
80.15
1.33
1098.11
硫氰酸红霉素肟
14.55
0.80
1.28
11.37
氨
51.15
2.82
0.88
58.13
硫氰酸铵
27.43
1.51
1.31
21.02
水杂质
10.76
0.59
1.00
10.76
总计
1815.28
100.00
——
1395.48

3.5.2 萃取洗涤
说明：①萃取洗涤工序进料量关键为游离反应工序出料量。
②进料时将硫氰酸铵、氨水、硫氰酸红霉素肟合并至水杂质中。
(1) 进料量
【计算过程】
①红霉素肟量：256.39
②水杂质总量
硫氰酸铵量：27.43
硫氰酸红霉素肟量：14.55
氨水量：0.63
其中水杂质量：61.28
水杂质总量：27.43+14.55+0.63+61.28=103.89
③二氯甲烷量
加入二氯甲烷量：300 L
游离反应后二氯甲烷量：1455.00
二氯甲烷总量：300×1.33+1455.00=1854
④加入水量：1500 L
水总量15000×1.00=1500
(2) 出料量
【计算过程】
①有机层
红霉素肟量：256.39×99%=253.83
湿料红霉素肟中水含量：256.39×0.5%=1.28
二氯甲烷量：1854×97%=1798.38
②水层（水杂质）
硫氰酸铵量：27.43
硫氰酸红霉素肟量：14.55
氨水量：0.63
其中水杂质量：61.28
饮用水量：3000
水杂质总量：27.43+14.55+0.63+61.28+3000=3103.89
表3-4 萃取洗涤物料衡算一览表
操作过程
物料名称
质量(kg)
质量百分比(%)
密度(kg/L)
体积(L)
进料
红霉素肟
256.39
4.92
1.28
200.30
二氯甲烷
1854.00
35.56
1.33
399.25
水杂质
103.89
1.99
1.00
103.89
饮用水
3000.00
57.53
1.00
3000.00
总计
5214.28
100.00
——
4573.93
出料
红霉素肟
253.83
4.92
1.28
198.30
二氯甲烷
1798.38
34.87
1.33
1357.27
水杂质
3103.89
60.18
1.00
3103.89
总计
5157.38
100.00
——
4535.95

3.5.3 冷却浓缩
(1) 总物料平衡：F1+F2=F3+F4
(2) 各组分平衡：
红霉素肟 253.83(F2)×99%=251.29(F3)
二氯甲烷 397.50(F1)+1798.38(F2)=X(F4)
水 0.04(F1)+1.28 (F2)=0.25(F3)+Y(F4)
综合上述方程式可求得：冷凝后二氯甲烷物料(F4)中二氯甲烷量X(F4)=2195.88；水含量Y(F4)=1.07。
表3-5 浓缩工序物料衡算一览表
操作过程
物料名称
质量(kg)
质量百分比(%)
密度(kg/L)
体积(L)
进料
红霉素肟
253.83
10.36
1.28
198.30
二氯甲烷
1798.38
73.37
1.33
1357.27
含水量，水
1.28
0.05
1.00
1.28
新加二氯甲烷
397.50
16.22
1.33
300.00
总计
2450.99
100.00
——
1856.81
出料
红霉素肟
251.29
10.27
1.28
196.32
二氯甲烷
2195.88
89.73
1.33
1657.27
总计
2447.17
100.00
——
1853.59

3.5.4 醚化和硅烷化
化学方程式：

分子量： 748.94 790.01
化学方程式：
分子量： 790.01 979.44
(1) 进料量
说明：在以红霉素肟量为计算基准基础上，依据投料比及物料规格算出其它各物料投料量。浙江工业大学曾对“红霉素肟醚化保护过程”进行研究，表明当催化剂吡啶盐酸盐摩尔量为红霉素肟1.5倍时，反应得到产品纯度和收率均较高，现在这项工艺已被中国很多药厂利用于实际生产之中。
【计算过程】
①红霉素肟化学纯量：251.29
99%红霉素肟粗投料量：251.29/99%= 253.83
其中杂质含量：253.83-251.29=2.54
②二氯甲烷化学纯量：397.50×99.95%=397.30
二氯甲烷粗投料量：397.50
其中水含量：397.50-397.30=0.20
③2-乙氧基丙烯化学纯量：251.29×1.5×86.13/748.94=28.90
99.5% 2-乙氧基丙烯粗投料量：28.90/99.5%= 29.05
其中杂质含量：29.05-28.90=0.15
④吡啶盐酸盐化学纯量：251.29×1.5×152.02/748.94=76.51
98%吡啶盐酸盐粗投料量: 76.51/98%=78.07
其中杂质含量：78.07-76.51=1.56
⑤三甲基氯硅烷化学纯量：251.29×2.0×108.64/748.94=72.90
98%三甲基氯硅烷粗投料量: 72.90/98%=74.39
其中杂质含量：74.39-72.90 =1.49
⑥咪唑化学纯量：251.29×1.5×68.08/748.94=34.26
99.5%咪唑粗投料量: 34.26/99.5%=34.43
其中杂质含量：34.43-34.26=0.17
⑦加入饮用水量：150L (料液静置分层时加入)
表3-6 醚化和硅烷化投料量一览表
物料名称
规格和纯度
分子量(g/mol)
投粗料量(kg)
化学纯量(kg)
水或杂质含量(kg)
红霉素
工业级，99%
790.01
253.83
251.29
2.54
二氯甲烷
工业有机原料，99.95%
84.93
397.50
397.30
0.20
2-乙氧基丙烯
药用，99.5%
86.13
29.05
28.90
0.15
吡啶盐酸盐
工业品，98%
152.02
78.07
76.51
1.56
三甲基氯硅烷
医药中间体，98%
108.64
74.39
72.90
1.49
咪唑
工业品，99.5%
68.08
34.43
34.26
0.17
工业用水
工业用水
18.02
150.00
150.00
0.00
总计
——
——
1017.27
1011.16
6.11
(2) 出料量
【计算过程】
①反应生成物料
克拉霉素中间体量：理论纯产量：251.29×979.44×/748.94=328.63
实际纯产量：328.63×95%=312.20
反应生成盐酸量：251.29×2×36.46/748.94=24.47
②未反应完物料
98%吡啶盐酸盐量：76.51
99.5%咪唑量：34.26
③水杂质总量：2.54+1.10+0.15+1.56+1.49+0.17=7.01
④加入饮用水量：150L
⑤二氯甲烷量：397.50×97%=385.58
表3-7 醚化和硅烷化反应物料衡算一览表
操作过程
物料名称
质量(kg)
质量百分比(%)
密度(kg/L)
体积(L)
进料
红霉素肟
251.29
24.70
1.28
196.32
二氯甲烷
397.50
39.06
1.33
299.85
2-乙氧基丙烯
28.90
2.84
0.77
37.73
吡啶盐酸盐
76.51
7.52
0.98
78.23
三甲基氯硅烷
72.90
7.17
0.86
84.97
咪唑
34.26
3.37
1.03
33.26
工业用水
150.00
14.75
1.00
150.00
其它水杂质
6.11
0.60
1.00
6.11
总计
1017.27
100.00
——
888.47
出料
克拉霉素中间体
312.20
31.54
1.28
243.91
二氯甲烷
385.58
38.93
1.33
290.85
咪唑
34.26
3.46
1.03
33.26
吡啶盐酸盐
76.51
7.73
0.98
78.23
盐酸
24.47
2.47
1.20
20.39
水
150.00
15.15
1.00
150.00
其它水杂质
7.01
0.71
1.00
7.01
总计
989.83
100.00
——
823.65

3.5.5 分层萃取
说明：①碱液、食盐水和水损耗均以3%计；
②碱液规格为(50kg氢氧化钠：200L饮用水)，其用途是用来调整pH值，理论可行使用量为100L，但实际可能会有出入，以调整至pH值为9.7左右为准。
【计算过程】
(1) 进料量
①二氯甲烷层
克拉霉素中间体量：312.20
二氯甲烷量：385.58
②氢氧化钠溶液量：100L，即100×2.13=213
配制碱液所需固体氢氧化钠量：100×50/200=25
其中水含量：100
③二氯甲烷量：200×1.325=265
其中杂质含量：265×1%=2.65
④水加入量：350L
⑤饱和食盐水量(用盐水萃取两次，每次以1200L量为基准)
第一次加入量：600×2.165=1299
其中杂质含量：1299×0.2%=2.60 (饱和食盐水中氯化钠原料用是99.8%纯度)
第二次加入量：600×2.165=1299
其中杂质含量：1299×0.2%=2.60
(2) 出料量
【计算过程】
①有机层：二氯甲烷层
克拉霉素中间体量：312.20×99%=309.08
二氯甲烷量：385.58×97%=374.01
②水层：水层(水杂质)量：
萃取釜中水杂质排弃量：
碱液量：100×97%=97 L
盐水量：1299×97%=1260.03 (第一次饱和食盐水萃取后)
中转釜中水杂质排弃量：
水量：700×97%=679
盐水量：1299×97%=1260.03 (第二次饱和食盐水萃取后)
所以水杂质总量：97×2.130 +1260.03+679+1260.03=3405.67
表3-8 518-1萃取洗涤工序物料衡算一览表
操作过程
物料名称
质量(kg)
质量百分比(%)
密度(kg/L)
体积(L)
进料
克拉霉素中间体
312.20
7.57
1.28
243.91
二氯甲烷
385.58
9.35
1.33
291.00
氢氧化钠溶液
213.00
5.17
2.13
100.00
二氯甲烷
265.00
6.43
1.33
200.00
水
350.00
8.49
1.00
350.00
饱和食盐水
2598.00
63.00
2.17
1200.00
总计
4123.78
100.00
——
2384.91
出料
克拉霉素中间体
309.08
7.56
1.28
241.4688
二氯甲烷
374.01
9.15
1.33
282.2717
水杂质
3405.67
83.29
1.00
3405.67
总计
4088.76
100.00
——
3929.41

3.5.6 浓缩和顶蒸
说明：萃取洗涤后物料分两釜进行浓缩
(1) 进料量
【计算过程】
①二氯甲烷层(F1)
克拉霉素中间体量：309.08/2=154.54
其中水含量：(154.54/99%)×0.5%=0.78
二氯甲烷量：374.01/2=187.01
②99.9%甲苯量(F2)：25L
即25×0.866=21.65
其中水含量：21.65×0.01%=0.0022
(2) 出料量