年产8000吨医用水杨酸生产装置工艺设计.doc
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湘潭大学
毕业论文（设计）任务书
论文（设计）题目：
年产8000吨医用水杨酸生产装置工艺设计
学号：
姓名：
专业：
指导教师：
系主任：
一、主要内容及基本要求
主要内容：
水杨酸（分子式：
2-HOC6H4COOH，化学名：
邻羟基苯甲酸）用于制造乙酰水杨酸，它是常用的退热止痛药，药名为阿司匹林。
水杨酸是一种外用杀菌消毒剂，还可作橡胶防老剂和用于制造染料。
水杨酸甲酯可作食用香精、防腐剂和治疗风湿痛的外擦药。
水杨酸苯酯又称萨罗，是尿道消毒剂和聚乙烯塑料的稳定剂。
水杨酸钠是治疗风湿病的药物；铅盐可用于油漆，也可作聚乙烯的稳定剂和紫外线的吸收剂。
试依据本设计任务书进行年产8000吨医用水杨酸的生产装置工艺设计。
原始资料：
⑴生产方法：
苯酚法。
⑵产品规格：
符合国家标准HG/T3398-2003和中国药典2000年版二部，水杨酸含量≥99%。
⑶原料规格：
①苯酚：
GB/T339-2001，苯酚含量≥99.9%；②烧碱：
GB209-2006，固碱，NaOH含量≥99%；③硫酸：
GB/T534-2002，H2SO4含量≥98%；④其它原材料就地组织。
⑷公用工程：
①蒸汽:
8.2kgf/cm2和28.6kgf/cm2的干饱和蒸汽；②冷却水：
20℃；③工艺水：
20℃；④供电：
直流额定电压220V，交流三相额定电压（50Hz）220V、380V。
公用工程尽可能社会化。
⑸操作方式：
年工作日300天。
⑹三废排放：
符合国家标准。
基本要求：
⑴根据设计需要查找必要的文献资料，写出文献综述及建厂模拟可行性研究报告；⑵依据厂址选择原则和设计任务书进行厂址选择，说明厂址条件；⑶全厂总平面设计主要考虑生产区的平面布置，适当考虑厂区内外运输系统、生活区的平面布置、厂区绿化及消防设计；⑷生产方法的选择要求实用、先进、合理，生产工艺流程设计以重点车间为主，其他车间为辅；⑸非工艺设计符合一般要求；⑹工程图纸的绘制应符合要求，全厂工艺流程图的绘制要求重点车间带控制点；⑺整个设计过程要求符合设计规范，供水、供电及三废排放等符合要求。
二、重点设计问题
⑴文献综述及可行性报告；
⑵厂址选择及车间总平面设计；
⑶车间工艺设计（内容主要包括产品方案及生产方法的选择、物料衡算、生产工艺流程设计、能量衡算、给水平衡、设备设计与选型、车间平面布置设计、管路设计等）；
⑷非工艺设计（包括厂房建筑与结构设计、辅助部分设计、公用系统设计、卫生工程设计、环境工程设计、生产组织与劳动定员及技术经济设计等）；
⑸工程设计图纸（车间总平面布置图、生产工艺流程图、主体设备装配图、主车间厂房平面布置图及立剖图等）；
⑹编写设计说明书。
三、进度安排
序号
各阶段完成的内容
完成时间
1
进行文献资料检索
2月20日-3月03日
2
文献阅读、制订设计方案
3月04日-3月17日
3
进行毕业设计
3月18日-5月05日
4
写出设计说明书初稿
5月06日-5月18日
5
修改，写出第二稿
5月19日-5月24日
6
写出正式稿
5月25日-5月27日
7
准备论文答辩
5月28日-6月04日
四、应收集的资料及主要参考文献
《化工设计》；《制药工艺学》；《有机工艺学》；《制药工程》；《制药化工工程及设备》；《化工工艺手册》；《化工工艺设计手册》；《化工原理》；《化工设备图册》；《化工工程制图》；《化工仪表及自动化》；《物性手册》；《药品生产质量管理规范》；《有机化工原料大全》；《有机化学》等。
摘要
阿司匹林又称乙酰水杨酸，已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，随着不断的研究发现，其对其他一些疾病也有着独特的疗效。
百年老药阿司匹林凭借其低廉的价格和较小的不良反应赢得了市场的普遍认可，现已成为世界上最重要的解热镇痛药之一。
近年来，阿司匹林的适用范围已从解热镇痛药向心血管病预防用药领域扩展，在心血管病预防用药量不断增加的推动下，其市场得到进一步的上升空间。
事实上，除了心血管病方面，阿司匹林还在其他疾病上有独特的疗效，例如：
防治糖性白内障、治疗抗生素所致听力障碍、抗衰除皱、改善老年男性性功能、治疗艾滋病、癌症等。
本设计的课题是阿司匹林的的合成，年产量是8000吨。
主要设计内容分为两部分；工艺设计和非工艺设计。
工艺设计包括方案设计及物料恒算，热量恒算，主要设备选型计算，车间布置设计，管路设计等。
非工艺设计包括厂房设计，仪表及自动化，经济评价，公用工程，环保，安全设施以及绘制工艺流程图，车间平面布置图，管道布置图等，并对整个车间的投资与成本进行预算。
关键词：
阿司匹林：
结晶：
过滤：
工艺生产
Abstract
theAspirinalsocalledacetylsalicylicacid,hasbeenusedhundredyears,becomemedicalhistory,oneofthreeclassicdrugssinceitisstilltheworldthemostwidelyusedantipyretic,analgesiaandanti-inflammatorydrugs,withthecontinuousresearchfoundthat,ontheotherdiseasealsohasauniquecurativeeffect.100oldmedicineaspirinwithitslowpriceandsmalleradversereactionswinthemarketwithgeneralrecognitionofthe,hasnowbecomeoneoftheworld'smostimportantoneofantipyreticanalgesics.Inrecentyears,theapplicablerangefromaspirinalreadyantipyreticanalgesicstocardiovascularpreventionmedicinehorizons,andheartvasculardiseasepreventiontechniqueincreasesunceasingly,drivenbyitsmarketfurtherascendantSpaces.Infact,asidefromcardiovasculardisease,aspirinalsoinotherdiseaseshaveuniquecurativeeffect,forexample:
preventionsugartypeofcataract,treatmentuseofantibioticshearingimpairment,fightdeclineexceptknit,improvesenilemalesexual,treatmentofAIDSandcancer.Thisdesigntopicwasaspirin,thesynthesisofannualoutputis1500tons.Basedonsalicylicacidandanhydrideasrawmaterial,throughacylation,crystallization,filtering,dryingtoaspirinprocessdesign.Themaindesigncontentcanbedividedintotwoparts;Technologicaldesignandtheprocessdesign.Processdesignincludingdesignandmaterialconstantcalculate,heatconstantcalculate,mainequipmentselection,workshoplayoutdesigncalculation,pipelinedesign,etc.Theprocessdesignincludingplantdesign,instrumentandautomation,economicevaluation,utilities,environmentprotection,safetyfacilitiesandrenderingprocessflowdiagram,workshoplayout,pipinglayout,etc,andonthewholeworkshopofinvestmentandcostbudget.
Keywords:
aspirin:
crystal:
filtering:
craftproduction
目录
目录 1
1概述 3
1.1阿司匹林的的性质 4
1.1.1理化性质 4
1.1.2临床上用途 4
1.2发展简史 5
1.3国内外生产现状 6
1.3.1市场分析 6
1.3.2生产情况 6
1.3.3市场情况 7
2生产工艺 7
2.1设计内容 7
2.2生产工艺 7
2.3生产工艺流程确定 8
2.3.1生产工艺流程 8
2.3.2工艺流程图 8
2.4工艺过程说明 8
2.4.1醋化岗位 8
2.4.2酸洗离心洗涤 9
2.4.3水洗离心洗涤 9
2.4.4干燥岗位 9
2.4.5回收岗位 9
3物料衡算 9
3.1溶解罐的物料衡算 9
3.2酰化反应的物料衡算 11
3.3渗滤槽的物料衡算 12
3.4酸洗离心机的物料衡算 13
3.5水洗离心机的物料衡算 14
3.6流化床的物料衡算 16
4能量衡算 16
4.1反应罐能量衡算 16
4.1.1比热容的计算 17
4.1.2能量衡算 18
5主要工艺设备计算 19
5.1工艺设备选型原则 19
5.2工艺设备计算 19
5.2.1醋化反应釜 19
5.2.2夹套的计算 20
5.2.3筒体的材料和壁厚 22
5.2.4水压试验及其强度校核 23
5.2.5选择釜体法兰 24
5.2.6选用手孔、视镜、温度计、和工艺接管 25
5.2.7搅拌器的设计计算 26
5.2.8容器支座的选用计算 26
5.3酸洗离心机 26
5.4水洗离心机 26
5.5振动流化床干燥器 27
5.6母液蒸馏罐 27
5.7循环母液反应罐 27
6管道设计 27
6.1管道计算 27
6.1.1水杨酸的进料管道的计算 28
6.1.2酸酐的进料管道的计算 28
6.1.3母液的管道进料计算 28
7车间布置设计 29
7.1概述 29
7.2车间布置设计的依据 29
7.3车间布置设计应考虑的因素 30
7.4车间布置设计的程序 30
7.5车间设计的成果 31
8公用工程 31
8.1排水系统 31
8.2电气和照明 33
8.2.1电气设计和安装 33
8.3环境消毒 33
8.3.1灭菌与消毒 33
9技术经济 34
9.1投资指标 34
设计体会 35
参考文献 36
1概述
阿司匹林是历史悠久的解热镇痛药，它诞生于1899年3月6日。
早在1853年夏天，弗雷德克·热拉尔（Gerhardt）就用水杨酸与酸酐合成了乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视：
1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好：
1899年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林（Aspirin）。
到目前为为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。
在体内具有抗血栓的作用，它能抑制血小板的释放反应，抑制血小板的聚集，这与TXA2的减少有关。
临床上用于预防心脑血管疾病的发作。
阿司匹林于1898年上市，近年来发现它还具有抗血小板凝聚的作用，于是重新引起了人们极大的兴趣。
将阿司匹林及其他水杨酸衍生物与乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进行熔融酯化，使其高分子化，所得产物的抗炎性和解热止痛性比游离的阿司匹林更长效。
1.1阿司匹林的的性质
阿司匹林化学名为：
2一（乙酰氧基）苯甲酸，又名醋柳酸，或乙酰水杨酸。
1897年由水杨醋和醋酐反应制成，是应用最早和最广泛的解热镇痛药，临床应用已逾百年。
1.1.1理化性质
本品为白色结晶或结晶性粉末，无臭或身徽酸臭，味徽酸。
徽溶于水，易溶于乙醇。
显酸性，可溶于碳酸钠及氢氧化钠。
稳定性差，极易水解，生成水杨酸（具毒副作用）和醋酸。
《中国药典》规定要检查游离水杨酸，遇三氯化铁试液显紫堇色。
生产中还可产生醋酸苯酯、水杨酸苯酯和乙酰水杨苯酯。
这些杂质由于不含羧基，故不溶于碳酸钠试液中。
产生的少量乙酰水杨酸酐杂质可引起过敏反应。
用途：
本品的解热、镇痛、抗炎作用较强，能选择地使细胞内环氧合酶（cox）乙酰化，抑制环氧合酶（cox）的活性，影响下丘脑中枢致热因子前列腺索（PG）的合成，使体温中枢恢复调节体温的正常反应。
1.1.2临床上用途
1.1.2.1小剂量可勰热、镇痛，用于感冒退热、缓解头痛和全身痛。
阿司匹林通过对环氧合酶（COX）的抑制而减少前列腺素（PC）的合成，由此减少组织充血、肿胀，降低对疼痛的敏感性，具有中等程度的镇痛作用。
可缓解轻度或中度的疼痛，对钝痛如头痛、牙痛、神经痛、关节痛、肌肉痛及月经痛等有较好的镇痛效果，也用于感冒、流感等退热。
丽对创伤性剧痛或内脏平滑肌痉挛引起的绞痛几乎无效，但由于仅对疼痛、发热的症状有缓解作用，不能解除疼痛、发热的致病原因，也不能防止疾病的发生，需同时应用其他药物参与治疗，故不宜长期服用。
阿司匹林服后吸收迅速而完全，解热、镇痛作用较强，作用于下丘脑体温中枢引起外周血管扩张、皮肤血流增加，出汗，使散热增强而起到解热作用。
能降低发热者的体温，对正常体温则无影响。
阿司匹林可减少炎症部位具有痛觉增敏作用的物质——前列腺素（PG）的生成，故有明显的镇痛作用，
1.1.2.2大剂量可抗风湿，用于治疗风湿热、风湿性关节炎、类风湿性关节炎等疾病。
阿司匹林为治疗风湿热的首选药物，用药后可解热、减轻炎症，使关节症状好转，血沉下降，但不能去除风湿的基本病理改变，也不能预防心脏损害及其他合并症。
阿司匹林除治疗风湿性关节炎外，也用于治疗类风湿性关节炎，可改善症状，为进一步治疗创造条件。
此外，本品也用于骨关节炎、强直性脊椎炎、幼年型关节炎以及其他非风湿性炎症的骨骼肌肉疼痛，也能缓解症状。
1.1.2.3抑制血小板凝集，可用于防治动脉血栓和心肌梗死。
阿司匹林对血小板聚集有抑制作用，阻止血栓形成，临床可用于预防暂时性脑缺血发作、心肌梗塞、心房颤动、人工心脏瓣膜、动静脉瘘或其他手术后的血栓形成。
1.1.2.4粉末外用治足癣。
1.1.2.5其他方面的临床应用
ASP用于眼科黑蒙症，是由于视网膜血栓引起的发作性单侧视力消失，采用ASP治疗，每13给予0．659，可获得较好疗效。
ASP用于治疗胆道蛔虫症，一次19，一日2—3次连用2—3日；阵发性绞痛停止，24小时后停用，然后进行驱虫治疗，有效率可达90％以上。
ASP对血小板增多症有效，可改变血小板减少性紫癜，溶血性尿毒症；亦可用于镰状细胞性贫血，ASP合用尿激素等可减少溶血性尿毒症所致慢性肾脏病变的病发率。
1.2发展简史
早在1853年夏尔，弗雷德里克·热拉尔（Gerhardt）就用水杨酸与醋酸合成了乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视；1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好；1899年由德莱塞介绍到临床，并取名为阿司匹林（Aspirin）。
到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。
在体内具有抗血栓的作用，它能抑制血小板的释放反应，抑制血小板的聚集，这与TXA2生成的减少有关。
临床上用于预防心脑血管疾病的发作。
阿司匹林于1898年上市，近年来发现它还具有抗血小板凝聚的作用，于是重新引起了人们极大的兴趣。
将阿司匹林及其他水杨酸衍生物与聚乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进行熔融酯化，使其高分子化，所得产物的抗炎性和解热止痛性比游离的阿司匹林更为长效。
根据文献记载，都说阿司匹林的发明人是德国的费得克期·霍夫曼，但这项发明中，起着非常重要作用的还有一位犹太化学家阿图尔·艾兴格林。
阿图尔·艾兴格林的辛酸故事发生在1934年至1949年间。
1934年，费利克斯·霍夫曼宣称是他本人发明了阿司匹林。
当时的德国正处在纳粹统治的黑暗时期，对犹太人的迫害已经愈演愈烈。
在这种情况下，狂妄的纳粹统治者更不愿意承认阿司匹林的发明者有犹太人这个事实，于是便将错就错把发明家的桂冠戴到了费利克斯·霍夫曼一个人的头上，为他们的“大日耳曼民族优越论”贴金。
纳粹统治者为了堵住阿图尔·艾兴格林的嘴，还把他关进了集中营。
第二次世界大战结束后，大约在1949年前后，阿图尔·艾兴格林又提出这个问题，但不久他就去世了。
从此这事便石沉大海。
英国医学家、史学家瓦尔特·斯尼德几经周折获得德国拜尔公司的特许，查阅了拜尔公司实验室的全部档案，终于以确凿的事实恢复了这项发明的历史真面目。
他指出：
在阿司匹林的发明中，阿图尔·艾兴格林功不可没。
事实是在1897年，费利克斯·霍夫曼的确第一次合成了构成阿司匹林的主要物质，但他是在他的上司——知名的化学家阿图尔·艾兴格林的指导下，并且完全采用艾兴格林提出的技术路线才获得成功的。
1.3国内外生产现状
1.3.1市场分析
百年老药阿司匹林凭借其低廉的价格和较小的不良反应赢得了市场的普遍认可，现已成为世界上最重要的解热镇痛药之一。
近年来，阿司匹林的适用范围已从解热镇痛药向心血管病预防用药领域扩展，在心血管病预防用药量不断增加的推动下，其市场得到进一步的上升空间。
事实上，除了心血管病方面，阿司匹林还在其他疾病上有独特的疗效，例如：
防治糖性白内障、治疗抗生素所致听力障碍、抗衰除皱、改善老年男性性功能、治疗艾滋病、癌症等。
1.3.2生产情况
从2O世纪5O年代开始生产至今，我国的阿司匹林产业经历了半个世纪的调整，目前持有阿司匹林原料药生产批准文号的企业有16家，已通过原料药GMP认证的企业有10家，生产规模超过千吨的企业有8家。
多年来，我国阿司匹林主要生产企业有3家__山东新华制药集团、南京制药厂、吉林恒河制药有限公司。
这三大企业的年产能都超过3000吨，产量和出口量多年来占据全国85％左右的份额，呈三足鼎立之势。
但近年来，这种三足鼎立的局面在悄然发生变化。
南京制药厂阿司匹林原生产规模为3500吨、年产量3000吨，后因环保问题，几年前将原料药生产厂区搬迂到南京化学工业园区。
搬迁后的生产尚未恢复到以前水平。
吉林恒河制药有限公司原生产规模为4500吨、年产量3500吨，前不久亦因环保问题正在进行厂区搬迁，老厂区的阿司匹林已停产，新厂区生产正在建设之中。
最近以来，山东新华制药集团的阿司匹林产销量增长迅速，该产品已成为企业的重点产品之一，生产规模一扩再扩，产能已由1996年的2000吨扩大到目前的8000吨左右，年产量已从1996年的1000多吨增长到6000多吨，占全国的近60％，成为我国阿司匹林生产当之无愧的龙头老大。
该企业的阿司匹林多年来大部分出口欧美市场，出口量约占全国的70％。
2007年，新华制药和山东隆信集团共同出资组建了山东新华隆信化工有限公司生产阿司匹林主要原料水杨酸，年产能达到12000吨，成为中国最大的水杨酸生产基地，从而为山东新华制药集团进一步扩大阿司匹林产能打下了基础。
由于受到国内外阿司匹林市场需求旺盛，以及南京制药、吉林制药等厂区搬迁造成市场供应空缺等因素的刺激，有不少企业加大了对阿司匹林生产的投入，一些企业的规模和产量在迅速扩大，成为阿司匹林生产的新主力军，如河北敬业化工集团医药化工分公司、陕西华阴锦前程药业有限公司、牡丹江双友化工制药有限公司、湖南中南制药有限公司等等。
这些企业都已通过了阿司匹林原料药GMP认证，年生产规模都达到1500吨以上。
其中，河北敬业化工集团医药化工分公司生产规模达到3000吨，年产量为2500吨；陕西华阴锦前程药业有限公司生产规模达到2500吨，年产量达2000吨，成为阿司匹林生产的后起之秀。
1.3.3市场情况
近年来，由于化工原料、基本能源、环保治理、人工费用等各项开支都在不断上涨，人民币汇率逐步走高，推动了阿司匹林生产成本有较大上升，企业面临的成本压力越来越大。
21世纪初，阿司匹林国内市场价格在每公斤15～17元人民币，到2006年已达到每公斤22～23元人民币。
目前为每公斤24～25元人民币，有企业DC一90规格阿司匹林报价达每公斤35—37元人民币。
自2007年7月1日起，国家调整了阿司匹林等众多医药原料药出口退税税率，税率从13％下调至5％，降低了8个百分点。
受此影响，阿司匹林出口价格仍有上升的动力。
此外，国家的环保治理力度也在加大，人民币汇率还会上升，预计今后阿司
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