制药工程课程设计尼可地尔合成工艺设计样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。天津工业大学环境与化学工程学院 制药工程课程设计题目:年产36吨尼克地尔原料药车间工艺设计报告人: _ _班级: _ _学号: _ _指导老师: _ _实习时间: _ _目录第一章 产品介绍1第二章 生产工艺说明2第三章 生产周期5第四章 物料衡算6第五章 设备选型10附件: 设备流程图、 车间布置图第一章 产品介绍1.3产品名称及生产规模产品名称: 尼可地尔英文名称: Nicorandil化 学 名: N-(2-羟乙基)烟酰胺硝酸酯生产规模: 36t/a1.2产品规格物理性状: 针状 熔沸点: 熔点9293 分子式: C8H9N3O4 结构式: 分子量: 211.171.3产品的重要价值尼可地尔, 又叫做烟浪丁, 是一种硝酸酯类物质, 可用于治疗缺血性心脏疾病。与硝酸甘油作用相似, 但又有所不同。尼可地尔在细胞膜和线粒体水平选择性激活K+-ATP通道, 促使冠状动脉和外周血管扩张, 随后还原前、 后负荷。而且该药物主要主要舒张小动脉, 增开心肌及血管平滑肌细胞膜的钾通道, 而且不具有耐药性。第二章 生产工艺说明2.1产品合成方法合成本产品所需原料有烟酸、 乙醇胺、 无水乙醇、 碳酸氢钠、 发烟硝酸、 乙醚、 氯化亚砜、 氯仿、 碳酸钾、 无水硫酸镁、 乙醇依次经历硝化反应、 酰化反应和精制这三个步骤。产品生产主要反应如下: HNO31. 硝化反应: NH2CH2CH2OH NH2CH2CH2ONO2HNO32. 缩合反应NH2CH2CH2ONO2HNO3+2.2生产工艺流程概述1. 硝化反应将发烟硝酸经过计量罐置于带有夹套的反应釜中, 通冷盐水冷却至-8搅拌, 缓慢滴加氨基乙醇, 滴加完毕, 于0继续搅拌1 h,减压蒸除过量硝酸, 将剩余物倾入冷乙醚中, 析出白色沉淀, 抽滤至干, 得产品2.合成烟酰氯盐酸盐反应将烟酸、 氯化亚砜加入反应釜中, 回流2h。减压蒸馏除去过量氯化亚砜, 干燥,得产品粗品。3. 缩合过程称量碳酸氢钠, 从称量罐中加入水和氯仿, 再分次加入加入上述粗品,氯仿置于反应釜中。用冰盐水冷却, 搅拌, 使温度不超过5 C, 加毕, 继续搅拌0.5 h, 转移至萃取罐中分出氯仿层, 水层用氯仿提取, 合并提取液和氯仿层, 用10%碳酸钾溶液洗涤, 水洗。无水硫酸镁干燥, 过滤, 4.精制过程减压蒸除氯仿, 用乙醚一乙醇(体积比1:1)重结晶, 得产品。2.3生产流程图2.3.1硝化反应硝化产物2.3.2合成烟酰氯盐酸盐反应烟酰氯盐酸盐、 硝化产物2.3.2缩合反应过程粗品粗品2.3.3精制过程第三章 生产周期3.1生产方式: 间歇生产3.2各生产阶段耗时情况硝化烟酰氯盐酸盐合成缩合反应精制消耗时间/h120.5其中硝化反应和烟酰氯盐酸盐的合成是分开进行的, 故用于反应的总时间是2.5h, 记精制以及中间流转过程消耗时间1.5h。因此生产一批产品所用时间是4h。一天可生产6批。3.3生产情况产品年产量: 36t=36000kg平均每天产量: 36000/300=120kg每批的产量: 120/6=20kg第四章 物料衡算根据文献可知, 硝化反应收率为86%, 烟酰氯盐酸盐合成的收率是70%, 缩合精制收率是71%。另外, 由于文献中没有提及在各种设备以及转移过程中的损耗, 且一般损耗较小, 因此将其近似计入各给出的工序损耗内, 因此总收率为: 86%70%71%=42.742%3.1硝化反应HNO3反应方程式: NH2CH2CH2OH NH2CH2CH2ONO2HNO3 61.08 63 170.083.2合成烟酰氯盐酸盐反应方程式: =+ 123.11 118.96 178.0163.3 缩合反应反应方程式NH2CH2CH2ONO2HNO3+ 170.08 178.016 211.1748 根据文献可知: 各工序进料出料如下所示: ( 1) 硝化反应进料出料物料名称规格质量比物料名称规格质量比氨基乙醇99%1w发烟硝酸98%8.95w发烟硝酸98%10w乙醚无水15.02w乙醚无水15.02w氨基乙醇硝酸酯2.32w进料计算: 氨基乙醇: 2042.742%=46.79kg 体积46.791020=0.04587m3=45.87L发烟硝酸: 46.79101895=0.246913m3=246.91L乙醚: 46.7915.02713.4=0.985121m3=985.12L出料计算: 氨基乙醇硝酸酯: 46.792.32=108.55kg发烟硝酸: 46.798.951895=0.22099m3=220.99L乙醚: 46.7915.02713.4=0.985121m3=985.12L( 2) 合成烟酰氯盐酸盐入料出料物料名称规格质量比物料名称规格质量比烟酸98%0.63w氯化亚砜85%1.12w氯化亚砜85%1.73w烟酰氯盐酸盐0.66w进料计算: 烟酸: 46.790.63=29.48kg氯化亚砜: 46.791.731640=0.04936m3=49.36L出料计算: 氯化亚砜: 46.791.121640=0.03195m3=31.95L烟酰氯盐酸盐: 46.790.66=30.88kg( 3) 缩合精制反应入料出料物料名称规格质量比物料名称规格质量比碳酸氢钠99%1.16w氯仿12.63w氯仿99.5%12.63w氯化钠0.25w碳酸钾溶液10%(质量分数)12.51w无水硫酸镁1.34w无水硫酸镁98%1.34w水3.47w水去离子水3.47w乙醇1.66w乙醇无水1.66w乙醚1.50w乙醚无水1.50w尼可地尔0.427w硝酸钠0.18w碳酸氢钠0.63w碳酸钾1.25w进料计算: 碳酸氢钠: 46.791.16=54.28kg水: 46.793.471000+585.3490%1000=0.68917m3=689.17L氯仿: 46.7912.631480=0.399295m3=399.30L碳酸钾溶液: 46.7912.51=585.34kg 碳酸钾: 585.3410%=58.53kg乙醇: 46.791.66789=0.09844m3=98.44L乙醚: 46.791.51640=0.04279m3=42.80L无水硫酸镁: 46.791.34=62.70kg出料计算: 氯仿: 46.7912.631480=0.399295m3=399.30L无水硫酸镁: 46.791.34=62.70kg乙醇: 46.791.66789=0.09844m3=98.44L乙醚: 46.791.51640=0.04279m3=42.80L氯化钠: 46.790.25=11.70kg硝酸钠: 46.790.18=8.42kg碳酸氢钠: 46.790.63=29.48kg碳酸钾: 46.791.25=58.49kg尼可地尔: 46.790.427=20.00kg水: 46.793.471000+585.3490%1000=0.68917m3=689.17L第五章 设备选型根据物料衡算结果, 能够得出工序中各物料所占体积情况如下所示: 生产天数300天每天6批, 一批生产20kg产品工序物料投料比收率质量/kg密度/( gcm-30) 体积/L终产品尼可地尔20硝化反应硝酸酯2.320.86发烟硝酸101.895246.91氨基乙醇11.0445.78乙醚15.020.7134985.12成盐反应烟酰氯盐酸盐0.6630.88烟酸0.6329.48氯化亚砜1.731.6449.36缩合, 精制尼可地尔20碳酸氢钠1.1654.28水3.471689.17氯仿12.631.48399.30碳酸钾1.2558.53乙醇1.660.78998.44乙醚1.51.6442.80无水硫酸镁1.3462.70反应中有发烟硝酸参与反应, 浓度较高, 不会对碳钢结垢造成腐蚀, 可采用碳钢的反应釜。反应需要较低的温度, 因此采用夹套结构。图1 反应釜结构示意图另外, 该工序还有减压蒸馏、 过滤、 干燥等操作, 相应设备如下所示: 图2 减压蒸馏器图3 离心过滤器图4 萃取过滤器图5 结晶罐图6 干燥器所选设备参数如下所示: 设备名称材质容积/L夹套反应釜碳钢1500减压蒸馏器内衬搪瓷1500离心过滤器碳钢1500萃取过滤器碳钢1500结晶罐不锈钢1500干燥器不锈钢