制药工程课程设计尼可地尔合成工艺设计讲解.docx
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制药工程课程设计尼可地尔合成工艺设计讲解
天津工业大学
环境与化学工程学院
2016届制药工程课程设计
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：
______
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/a
1.2产品规格
物理性状：
针状
熔沸点：
熔点92~93℃
分子式：
C8H9N3O4
结构式：
分子量：
211.17
1.3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，并且不具有耐药性。
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：
1.
硝化反应：
NH2CH2CH2OHNH2CH2CH2ONO2·HNO3
2.
缩合反应
NH2CH2CH2ONO2·HNO3+
2.2生产工艺流程概述
1.硝化反应
将发烟硝酸通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1h,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0.5h，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
2.3.2合成烟酰氯盐酸盐反应
2.3.2缩合反应过程
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/h
1
2
0.5
——
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。
所以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%。
此外，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，所以将其近似计入各给出的工序损耗内，所以总收率为：
86%×70%×71%=42.742%
3.1硝化反应
HNO3
反应方程式：
NH2CH2CH2OHNH2CH2CH2ONO2·HNO3
61.0863170.08
3.2合成烟酰氯盐酸盐
反应方程式：
=
+
123.11118.96178.016
3.3缩合反应
反应方程式
NH2CH2CH2ONO2·HNO3+
170.08178.016
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：
20÷42.742%=46.79kg
体积46.79÷1020=0.04587m3=45.87L
发烟硝酸：
46.79×10÷1895=0.246913m3=246.91L
乙醚：
46.79×15.02÷713.4=0.985121m3=985.12L
出料计算：
氨基乙醇硝酸酯：
46.79×2.32=108.55kg
发烟硝酸：
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：
46.79×0.63=29.48kg
氯化亚砜：
46.79×1.73÷1640=0.04936m3=49.36L
出料计算：
氯化亚砜：
46.79×1.12÷1640=0.03195m3=31.95L
烟酰氯盐酸盐：
46.79×0.66=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：
46.79×1.16=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
碳酸钾溶液：
46.79×12.51=585.34kg
碳酸钾：
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
无水硫酸镁：
46.79×1.34=62.70kg
出料计算：
氯仿：
46.79×12.63÷1480=0.399295m3=399.30L
无水硫酸镁：
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
氯化钠：
46.79×0.25=11.70kg
硝酸钠：
46.79×0.18=8.42kg
碳酸氢钠：
46.79×0.63=29.48kg
碳酸钾：
46.79×1.25=58.49kg
尼可地尔：
46.79×0.427=20.00kg
水：
46.79×3.47÷1000+585.34×90%÷1000=0.68917m3=689.17L
第五章设备选型
根据物料衡算结果，可以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/（g▪cm-30）
体积/L
终产品
尼可地尔
20
硝化反应
硝酸酯
2.32
0.86
发烟硝酸
10
1.895
246.91
氨基乙醇
1
1.04
45.78
乙醚
15.02
0.7134
985.12
成盐反应
烟酰氯盐酸盐
0.66
30.88
烟酸
0.63
29.48
氯化亚砜
1.73
1.64
49.36
缩合，精制
尼可地尔
20
碳酸氢钠
1.16
54.28
水
3.47
1
689.17
氯仿
12.63
1.48
399.30
碳酸钾
1.25
58.53
乙醇
1.66
0.789
98.44
乙醚
1.5
1.64
42.80
无水硫酸镁
1.34
62.70
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。
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：
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
——
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