《年产150吨酮基布洛芬成品过程工艺设计》课程设计说明书.docx

第一章产品概述11. 1基本性质11.2药物相互作用1第二章工艺描述22. 1反应原理23. 2工艺描述2第三章物料衡算33.1设计参数33. 2计算流程34. 3计算4第四章能量衡算第五章设备选型第六章污染处理6.1三废处理6.2应急处理第七章岗位选派参考文献附录：1.工艺流程图2 .工艺配管图3 .设备平面布置图1产品概述1.1 产品简介酮基布诺芬的名称(英)：Ketoprofen、商品名：欧露维、别名：苯酮苯丙酸;酮基布洛芬;优洛芬。酮基布洛芬为白色结晶性粉末，无臭或几乎无臭。在甲醇中极易溶，在乙醇、丙酮或乙醴中易溶，在水中几乎不溶。熔点约9396o为芳基烷酸类化合物。具有镇痛、消炎及解热作用。消炎作用较布洛芬为强，副作用小，毒性低，口服易自胃肠道吸收。用于类风湿性关节炎、风湿性关节炎、骨关节炎、关节强硬性脊椎炎及痛风等。酮洛芬(酮基布洛芬，酮布芬，优洛芬，ketoprofen,KPF)系布洛芬衍生物，化学名称为2一(3一苯甲儆基苯基)丙酸，亦称间苯甲献氢化阿托酸，是一种2一芳基丙酸类非街体抗炎药(NSAID)。1972年由法国Rhone一pou1enc公司研制成功并在法国、意大利、德国、日本、美国相继上市。KPF为外消旋体，由左旋酮洛芬和右旋酮洛芬组成。研究证明，右旋酮洛芬为KPF发挥治疗作用的主要成分，因而，很多研究者通过物理和化学方法获得了单一的右旋异构体，并开发成药物，自前临床上已广泛应用。止匕外，将KPF和有机碱反应生成烷基钱盐，可增加KPF的水溶性，减少对血管和肌肉的刺激性，提高患者对此药的耐受性,进一步扩大了KPF的应用范围。KPF兼有镇痛和解热特性，临床上主要用于治疗关节强直性脊柱炎、类风湿性关节炎(RA)及骨关节炎(OA),国外还用于术后止痛、牙科疼痛、急性内脏痛、急性肌损伤痛、慢性癌痛及原发性痛经等。药理实验表明，其作用优于布洛芬、蔡普生等同类药物，并具有口服吸收快、用药量小、副作用轻、见效快等特点。我国于20世纪90年代批准使用，目前已有多种剂型用于临床。1.2 药理作用药代动力学：口服易吸收，与食物同服时吸收减慢，但吸收量不减少。与含铝和镁的抗酸药同服不影响吸收。血浆蛋白结合率为99%。服药后1.2-2.1小时血药浓度达峰值，用量200mg,血药浓度为22-27口g/m1,用量40Omg时为2345g/m1,用量600IiIg时为4357g/m1。一次给药后T1/2一般为1.8-2小时。服药5小时后关节液浓度与血药浓度相等，以后的12小时内关节液浓度高于血浆浓度。本品在肝内代谢，60%90%经肾由尿排出，100%于24小时内排出，其中约1%为原形物，一部分随粪便排出。药理毒理：布洛芬是有效的环氧合酶抑制剂，具有解热、镇痛及抗炎作用。1.3 药物相互作用饮酒和与其它非甯体类抗炎药同时使用，会增加肠胃道副作用，也有引起溃疡的危险性。与阿司匹林或其它水杨酸类药物同用时，不能增加疗效，而胃肠道副作用及出血倾向发生率增高。与抗凝血药同用，增加出血危险。本品可增强抗糖尿病药物作用；降低抗高血压药物的降压作用；与皮质激素类同用，可明显地减缓炎症症状。不宜与甲氨蝶吟同用，以防中毒。与丙磺舒和维拉帕米、硝苯地平同用时，要注意降低剂量；与地高辛同用时，注意调整地高辛用量。1. 4酮基布洛芬的历史沿革关于酮基布洛芬的合成方法有很多，如：重氮还原法、碘重排法、Darzens缩合法，经过人们的大量研究，其中以DarZenS缩合法引人瞩目，该法以3-革基苯乙酮为原料，通过DarZenS缩合，氧化合成目标物。结果以3-芳基苯乙酮计算,总收率约为64%,产品纯度99.8%。但是实践中除获得3-茱基-a-甲基苯乙醛外，还有反应物3-芳基苯乙酮，难以用常规减压蒸储方法除去，当用高镒酸钾氧化茱醛时，不可避免生成3-苯甲酰基苯甲酸，该副产物与酮基布洛芬难以通过重结晶的方法加以分离。为此在用Darzens缩合反应来制备3-茱基甲基苯乙醛时,采用在磷酸二氢钠和过氧化氢体系中，用亚氯酸钠选择性将茱醛氧化为苇酸,而该物质为固体，从而除去3-茱基苯乙酮，再氧化制得较纯的目标物，通过红外吸收光谱（IR）,质谱（MS）确证了目标物的结构。该合成工艺简单，产品质量好。2工艺描述2. 1反应原理此设计中酮基布洛芬的合成方法以苯乙酮为起始原料，经氯甲基化、苇基化制得茱酮，再经DarZenS反应、氧化、水解制得目标产物。其各步主要反应式如下：氯甲酮的制备：莘醛的制备COOH>.酮基布诺芬的制备:HAC酮基布洛芬精品+NaACV活性炭水浴液VF3物料衡算3.1设计参数成品岗位过程物料投料量一览表物料名称原料规格配料比（重量比）芳醛99%94.4高镒酸钾99%130.83苯98%321氢氧化钠99%9.74醋酸99%3.2活性碳药用6.8年产量150t年工作日330天每天24小时连续运行分3批间歇工作活性炭吸附率为10%成品收率65%（对茱醛）成品质量标准：药典质量标准3. 2物料衡算按照设计要求年产150t,一年记330天，一天分3批。则每天每批成品产量：150*1000/（330*3）=151.51Kg以100%收率计算,每批需投入纯茱醛:224/254*151.51=133.62Kg实际收率65%,则实际需投入纯芳醛：133.6265%f205.57Kg氧化反应（设收率为90%）查看原料规格知：投入原料苇醛：205.5799%=207.65Kg投入高镒酸钾：207.65/94.4*130.83=287.78Kg投入苯：207.65/94.4*32181=707.88Kg投入度米芬：207.65/94.4*8.26=18.96Kg投入氢氧化钠：207.65/94.4*9.74=21.42Kg投入水：207.65/94.4*1459=3209.34Kg投入热水：207.65/94.4500=1099.84Kg氧化反应总：207. 65+287.78+707.88+18.96+21.42+3209.34+1099.84=5552.87Kg设苯的回收率为90%回收苯：707.880%=637.09Kg残液：207.65/94.4*84.46=185.78Kg产出MnO2：205.57224*87*2*90%=143.72Kg中和提取（设收率为92%）投入25%盐酸：207.65/94.4*84.4=185.65Kg投入苯：207.65/94.4M20=923.87Kg中和提取：5552.87+185.65+923.87-637.09-185.78-143.72=5695.80Kg产出酸水：207.65/94.4*2000=440OKg洗涤分层（设收率为90%）投入水：207.65/94.4*600=132OKg投入O.8%NaOH:207.65/94.4*2000=440OKg洗涤分层：5695.8-4400+1320+4400=7015.80Kg产出酸水：207.65/94.4*6O15=1323.I1Kg设苯的回收率为90%回收苯：3850%=831.48Kg损失：207.65/94.4*3.5=7.70Kg脱色（设收率为100%）投入活性炭：207.65/94.4*6.8=14.96Kg投入固碱：207.65/94.4*7.6=16.72Kg脱色：7015.80-1323.11-831.48-7.70+14.96+16.72=4885.19Kg产出废碳：207.65/94.4*17=35.991Kg中和结晶（设收率为92%）投入醋酸：207.65/94.499%*679.0=1493.60Kg投入水：207.65/94.4*660=1452Kg中和结晶：4885.19-37.40+1493.6+1452=7793.39Kg产出酸水：207.65/94.4*3476.86=7529.09Kg干燥干燥：7793.39-7529.09=264.3KgKP成品：151.51Kg收率：65%90%92%90%100%92%=94.8%水分：264.3-151.51/94.8%=104.48Kg3.3按化学反应方程式衡算【相对分子质量/（g/mo1）、投料和产物/Kg】1氧化反应（收率为90%）O/K32MnO2+KOH+H2OQpQCCH3+2KMnO4-NaOH/H2OrM2242*1582922*875618投料205.57290.00理论267.98159.6851.3916.52实际241.18143.7246.2514.872中和提取（收率为92%）HCIM292投料241.18理论61.53实际56.61209.79193.03洗涤分层（收率为90%）M254投料193.01实际188,7612.314脱色（收率为100%）理论188.76实际188.765中和结晶（收率为92%）254理论173.71实际159.826干燥（收率为94.8%）159.82*94.8%=151.51Kg3.4衡算表物料名称质量/Kg物料名称质量/Kg茱醛207.65高镒酸钾287.78苯637.09苯707.88残夜185.78氢氧化钠21.42二氧化镒143.72输入度米芬18.96输出水3209.34热水1099.84酸水440025%盐酸185.65酸水1323.11苯923.87水1320苯831.480.8%氢氧化钠4400损失7.70活性炭14.96废碳37.40固碱16.72酸水7529.09醋酸1493.60水分104.48蒸储水1452成品151.51总计15359.67总计15358.863. 5计算流程汇总4能量衡算4. 1热量平衡热量平衡的基础是能量守恒定律。即进入设备的热量与设备中由于物料的物理和化学变化所产生的热量总和，与从设备移出或消耗的热量综合相等。对于任何设备的热量平衡式，都可用下式表示：+。2+Q=。4+。5+。6+Q式中：Q1物料带入设备的热量，KJ；Q2加热剂或冷却剂传给设备J及所处理物料的热量，KJ；Q3反应过程的热效应，KJ；Q4液体或固体物料带出设备的热量，KJ；Q5加热或冷却设备所消耗的热量或冷量，KJ；Q6从设备表面向周围散失的热量，KJ；Q1气体或蒸汽从设备带出的热量，KJ；热量衡算的目的是求取。2。当口为正值时表示反应系统需要加热；当为负值时，则表示反应系统需要冷却。而反应过程的热效应Q为正值时，是放热反应；为负值时，则是吸热反应。在进行热量计算之前，必须先确定基准温度，通常以0