制藥工程課程設(shè)計(jì)尼可地爾合成工藝設(shè)計(jì)

1、天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院2016屆制藥工程課程設(shè)計(jì)題目:年產(chǎn)36噸尼克地爾原料藥車(chē)間工藝設(shè)計(jì)報(bào)告人： _ _班級(jí)：_ _學(xué)號(hào)：_ _指導(dǎo)老師：_ _實(shí)習(xí)時(shí)間：_ _目錄第一章 產(chǎn)品介紹1第二章 生產(chǎn)工藝說(shuō)明2第三章 生產(chǎn)周期5第四章 物料衡算6第五章 設(shè)備選型10附件：設(shè)備流程圖、車(chē)間布置圖第一章 產(chǎn)品介紹1.3產(chǎn)品名稱及生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品名稱：尼可地爾英文名稱：Nicorandil化 學(xué) 名：N-(2-羥乙基)煙酰胺硝酸酯生產(chǎn)規(guī)模：36t/a1.2產(chǎn)品規(guī)格物理性狀：針狀 熔沸點(diǎn)：熔點(diǎn)9293 分子式：C8H9N3O4 結(jié)構(gòu)式： 分子量：211.171.3產(chǎn)品的重要價(jià)值尼可地爾，又叫做煙浪丁，

2、是一種硝酸酯類(lèi)物質(zhì)，可用于治療缺血性心臟疾病。與硝酸甘油作用相似，但又有所不同。尼可地爾在細(xì)胞膜和線粒體水平選擇性激活K+-ATP通道，促使冠狀動(dòng)脈和外周血管擴(kuò)張，隨后還原前、后負(fù)荷。而且該藥物主要主要舒張小動(dòng)脈，增開(kāi)心肌及血管平滑肌細(xì)胞膜的鉀通道，并且不具有耐藥性。第二章 生產(chǎn)工藝說(shuō)明2.1產(chǎn)品合成方法合成本產(chǎn)品所需原料有煙酸、乙醇胺、無(wú)水乙醇、碳酸氫鈉、發(fā)煙硝酸、乙醚、氯化亞砜、氯仿、碳酸鉀、無(wú)水硫酸鎂、乙醇依次經(jīng)歷硝化反應(yīng)、酰化反應(yīng)和精制這三個(gè)步驟。產(chǎn)品生產(chǎn)主要反應(yīng)如下：HNO31. 硝化反應(yīng)：NH2CH2CH2OH NH2CH2CH2ONO2·HNO32. 縮合反應(yīng)NH2CH

3、2CH2ONO2·HNO3+2.2生產(chǎn)工藝流程概述1. 硝化反應(yīng)將發(fā)煙硝酸通過(guò)計(jì)量罐置于帶有夾套的反應(yīng)釜中，通冷鹽水冷卻至-8攪拌，緩慢滴加氨基乙醇，滴加完畢，于0繼續(xù)攪拌1 h,減壓蒸除過(guò)量硝酸，將剩余物傾入冷乙醚中，析出白色沉淀，抽濾至干，得產(chǎn)品2.合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)將煙酸、氯化亞砜加入反應(yīng)釜中，回流2h。減壓蒸餾除去過(guò)量氯化亞砜，干燥,得產(chǎn)品粗品。3. 縮合過(guò)程稱量碳酸氫鈉，從稱量罐中加入水和氯仿, 再分次加入加入上述粗品,氯仿置于反應(yīng)釜中。用冰鹽水冷卻，攪拌，使溫度不超過(guò)5 'C，加畢，繼續(xù)攪拌0.5 h，轉(zhuǎn)移至萃取罐中分出氯仿層，水層用氯仿提取，合并提取液和氯仿層

4、，用10%碳酸鉀溶液洗滌，水洗。無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾，4.精制過(guò)程減壓蒸除氯仿，用乙醚一乙醇(體積比1:1)重結(jié)晶，得產(chǎn)品。2.3生產(chǎn)流程圖2.3.1硝化反應(yīng)硝化產(chǎn)物2.3.2合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)煙酰氯鹽酸鹽、硝化產(chǎn)物2.3.2縮合反應(yīng)過(guò)程粗品粗品2.3.3精制過(guò)程第三章 生產(chǎn)周期3.1生產(chǎn)方式：間歇生產(chǎn)3.2各生產(chǎn)階段耗時(shí)情況硝化煙酰氯鹽酸鹽合成縮合反應(yīng)精制消耗時(shí)間/h120.5其中硝化反應(yīng)和煙酰氯鹽酸鹽的合成是分開(kāi)進(jìn)行的，故用于反應(yīng)的總時(shí)間是2.5h，記精制以及中間流轉(zhuǎn)過(guò)程消耗時(shí)間1.5h。所以生產(chǎn)一批產(chǎn)品所用時(shí)間是4h。一天可生產(chǎn)6批。3.3生產(chǎn)情況產(chǎn)品年產(chǎn)量：36t=36000kg平均

5、每天產(chǎn)量：36000/300=120kg每批的產(chǎn)量：120/6=20kg第四章 物料衡算根據(jù)文獻(xiàn)可知，硝化反應(yīng)收率為86%，煙酰氯鹽酸鹽合成的收率是70%，縮合精制收率是71%。此外，由于文獻(xiàn)中沒(méi)有提及在各種設(shè)備以及轉(zhuǎn)移過(guò)程中的損耗，且一般損耗較小，所以將其近似計(jì)入各給出的工序損耗內(nèi)，所以總收率為：86%×70%×71%=42.742%3.1硝化反應(yīng)HNO3反應(yīng)方程式：NH2CH2CH2OH NH2CH2CH2ONO2·HNO3 61.08 63 170.083.2合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)方程式：=+  123.11 118.96 178.0163.3 縮合

6、反應(yīng)反應(yīng)方程式NH2CH2CH2ONO2·HNO3+ 170.08 178.016 211.1748 根據(jù)文獻(xiàn)可知：各工序進(jìn)料出料如下所示：（1）硝化反應(yīng)進(jìn)料出料物料名稱規(guī)格質(zhì)量比物料名稱規(guī)格質(zhì)量比氨基乙醇99%1w發(fā)煙硝酸98%8.95w發(fā)煙硝酸98%10w乙醚無(wú)水15.02w乙醚無(wú)水15.02w氨基乙醇硝酸酯2.32w進(jìn)料計(jì)算：氨基乙醇：20÷42.742%=46.79kg 體積46.79÷1020=0.04587m3=45.87L發(fā)煙硝酸：46.79×10÷1895=0.246913m3=246.91L乙醚：46.79×15.0

7、2÷713.4=0.985121m3=985.12L出料計(jì)算：氨基乙醇硝酸酯：46.79×2.32=108.55kg發(fā)煙硝酸：46.79×8.95÷1895=0.22099m3=220.99L乙醚：46.79×15.02÷713.4=0.985121m3=985.12L（2）合成煙酰氯鹽酸鹽入料出料物料名稱規(guī)格質(zhì)量比物料名稱規(guī)格質(zhì)量比煙酸98%0.63w氯化亞砜85%1.12w氯化亞砜85%1.73w煙酰氯鹽酸鹽0.66w進(jìn)料計(jì)算：煙酸：46.79×0.63=29.48kg氯化亞砜：46.79×1.73÷

8、1640=0.04936m3=49.36L出料計(jì)算：氯化亞砜：46.79×1.12÷1640=0.03195m3=31.95L煙酰氯鹽酸鹽：46.79×0.66=30.88kg（3）縮合精制反應(yīng)入料出料物料名稱規(guī)格質(zhì)量比物料名稱規(guī)格質(zhì)量比碳酸氫鈉99%1.16w氯仿12.63w氯仿99.5%12.63w氯化鈉0.25w碳酸鉀溶液10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))12.51w無(wú)水硫酸鎂1.34w無(wú)水硫酸鎂98%1.34w水3.47w水去離子水3.47w乙醇1.66w乙醇無(wú)水1.66w乙醚1.50w乙醚無(wú)水1.50w尼可地爾0.427w硝酸鈉0.18w碳酸氫鈉0.63w碳酸鉀1.25

9、w進(jìn)料計(jì)算：碳酸氫鈉：46.79×1.16=54.28kg水：46.79×3.47÷1000+585.34×90%÷1000=0.68917m3=689.17L氯仿：46.79×12.63÷1480=0.399295m3=399.30L碳酸鉀溶液：46.79×12.51=585.34kg 碳酸鉀：585.34×10%=58.53kg乙醇：46.79×1.66÷789=0.09844m3=98.44L乙醚：46.79×1.5÷1640=0.04279m3=42.80L

10、無(wú)水硫酸鎂：46.79×1.34=62.70kg出料計(jì)算：氯仿：46.79×12.63÷1480=0.399295m3=399.30L無(wú)水硫酸鎂：46.79×1.34=62.70kg乙醇：46.79×1.66÷789=0.09844m3=98.44L乙醚：46.79×1.5÷1640=0.04279m3=42.80L氯化鈉：46.79×0.25=11.70kg硝酸鈉：46.79×0.18=8.42kg碳酸氫鈉：46.79×0.63=29.48kg碳酸鉀：46.79×1.25=

11、58.49kg尼可地爾：46.79×0.427=20.00kg水：46.79×3.47÷1000+585.34×90%÷1000=0.68917m3=689.17L第五章 設(shè)備選型根據(jù)物料衡算結(jié)果，可以得出工序中各物料所占體積情況如下所示：生產(chǎn)天數(shù)300天每天6批，一批生產(chǎn)20kg產(chǎn)品工序物料投料比收率質(zhì)量/kg密度/（gcm-30）體積/L終產(chǎn)品尼可地爾20硝化反應(yīng)硝酸酯2.320.86發(fā)煙硝酸101.895246.91氨基乙醇11.0445.78乙醚15.020.7134985.12成鹽反應(yīng)煙酰氯鹽酸鹽0.6630.88煙酸0.6329.48氯化亞砜1.731.6449.36縮合，精制尼可地爾20碳酸氫鈉1.1654.28水3.471689.17氯仿12.631.48399.30碳酸鉀1.2558.53乙醇1.660.78998.44乙醚1.51.6442.80無(wú)水硫酸鎂1.3462.70反應(yīng)中有發(fā)煙硝酸參與反應(yīng)，濃度較高，不會(huì)對(duì)碳鋼結(jié)垢造成腐蝕，可采用碳鋼的反應(yīng)