阿司匹林 制药工艺.docx

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阿司匹林制药工艺

河北化工医药职业技术学院

制药工艺设计说明书

题目：

阿司匹林的工艺设计

课程：

制药工艺设计基础

系（部）：

制药工程系

专业：

生化制药技术专业

班级：

1003班

学生姓名：

隋乐乐

学号：

02号

指导教师：

马丽锋

完成日期：

2012-6-21

目录

一、设计任务…………………………………………………………………

二、产品介绍与前景展望…………………………………………………

三、生产工艺路线的设计………………………………………………

四、小试优化与中试放大确定工艺路线………………………………

五、“三废”及处理方法………………………………………………

六、最佳工艺条件与工艺流程框图……………………………………

七、主要原料及产品的性质、规格、用途…………………………

八、反应、冷却设备的选型……………………………………………

九、带工艺控制点的工艺流程图……………………………………

十、参考文献………………………………………………………………

一、设计任务

1.生产能力：

年产1000吨，

2.生产天数：

300天/年，生产班制为每天两班，每班12小时，平均每天生产1666.67KG

二、产品介绍与前景展望

阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药，诞生于1899年3月6日。

用于治感冒、发热、头痛、牙痛、关节痛、风湿病，还能抑制血小板聚集，用于预防和治疗缺血性心脏病、心绞痛、心肺梗塞、脑血栓形成，应用于血管形成术及旁路移植术也有效。

药物效力动力学药物代谢动力学药物毒理

中文名称：

阿司匹林

中文俗名：

醋柳酸、巴米尔、力爽、塞宁、东青等。

英文名称：

Aspirin（中文）普通命名法：

乙酰水杨酸，邻乙酰水杨酸

分子式：

C9H8O4

相对分子质量：

180.16

水溶性：

3.3g/L（20℃）

闪点：

250℃

密度：

1.35g/cm³

熔点：

136℃

性质描述：

白色针状或板状结晶或粉末。

熔点135～140℃。

无气味，微带酸味。

在干燥空气中稳定，在潮湿空气中缓缓水解成水杨酸和乙酸。

在乙醇中易溶，在乙醚和氯仿溶解，微溶于水，在氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液中能溶解，但同时分解。

该品1g能溶于300ml水5ml醇10-15ml醚或17ml氯仿。

产品应用：

是应用最早，最广和最普通解热镇痛药抗风湿药。

具有解热、镇痛、抗炎、抗风湿和抗血小板聚集等多方面的药理作用，发挥药效迅速，药效稳定，超剂量易于诊断和处理，很少发生过敏反应。

常用于感冒发热，头痛、神经痛关节痛、肌肉痛、风湿热、急性内湿性关节炎、类风湿性关节炎及牙痛等。

是《国家基本药物目录》列入的品种乙酰水杨酸也是其他药物的中间体。

药品简介

早在1853年夏尔，弗雷德里克·热拉尔（Gerhardt）就用水杨酸与醋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）。

到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药[2]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。

三、生产工艺路线的设计

1、生产工艺选择

本项目生产阿司匹林采用的是化学合成法，以水杨酸作为起始原料，经过酰化、粗制、精制等化学、物理过程生产阿司匹林产品。

本设计主要分为三个工段：

第一工段为反应阶段、第二工段为粗制阶段、第三工段为精制阶段。

化学反应方程式为：

2、工艺流程设计

主要原料配料比：

水杨酸：

乙酐=1∶0.7

本设计选择间歇式操作，将原料投入酰化釜中，升温1个小时，釜温达到75摄氏度左右时，打开搅拌桨搅拌，反应放热，打开冷凝器，使反应物料保持在液态，反应温度控制在75摄氏度至80摄氏度之间，过低的温度会使反应不完全，反应时间过长；升高温度，易产生许多副产物，是产品质量下降，因此控制反应时间与温度很重要，反应时间为6小时，当反应液中水杨酸含量低于0.02%时，停止反应（可通过取样检验获得）。

关闭冷凝器，通入冷却水冷却至室温，投入结晶釜内结晶，用离心机过滤，收集乙酰水杨酸粗品，收集母液，供下批反应使用。

将粗品投入结晶釜内，通过计量罐进入结晶釜内，通入蒸汽加热到40摄氏度，打开搅拌桨搅拌，均匀混合后，通入冷却水冷却至结晶，用离心机过滤，干燥，过筛后得乙酰水杨酸成品。

废液进行处理并回收。

在制备的过程中涉及到的单元操作过程有：

1．酰化反应

2．冷冻结晶

3．离心及洗涤

4．干燥（气流干燥）

5．分离

6．过滤

每个单元操作均有各种典型的设备组合型式，通过以上各单元操作的合适设备组合形成了相应的生产流程。

每个单元操作的设备类型选择要根据生产工艺性质需要和设计者经验来确定，而设备的大小则需要进行物料衡算和能量衡算，并考虑设备的制备性能

四、小试优化与中试放大确定工艺路线

醋酐、水杨酸——酰化——结晶——离心脱水——气流干燥——旋风分离——

过筛——包装——阿司匹林

五、“三废”及处理方法

污水处理方法

不溶态污染物的分离技术：

1、重力沉降：

沉砂池（平流、竖流、旋流、曝气）、沉淀池（平流、竖流、辐流、斜流）；

2、混凝澄清；

3、浮力浮上法：

隔油、气浮；

4、其他：

阻力截留、离心力分离法、磁力分离法

污染物的生物化学转化技术：

1、活性污泥法：

SBR、AO、AAO、氧化沟等

2、生物膜法：

生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等

3、厌氧生物处理法：

厌氧消化、水解酸化池、UASB等

4、自然条件下的生物处理法：

稳定塘、生态系统塘、土地处理法

污染物的化学转化技术：

1、中和法：

酸碱中和

2、化学沉淀法：

氢氧化物沉淀、铁氧体沉淀、其他化学沉淀

3、氧化还原法：

药剂氧化法、药剂还原法、电化学法

4、化学物理消毒法：

臭氧、紫外线、二氧化氯、氯气、次氯酸钠

溶解态污染物的物理化学分离技术：

1、吸附法

2、离子交换法

3、膜分离法：

扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤

4、其他分离方法：

吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻

根据常见污水处理方法分类

物理法：

物理或机械的分离过程。

过滤,沉淀,离心分离,上浮等

化学法：

加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。

中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等

物理化学法：

物理化学的分离过程。

气提,吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析,反渗透等

生物法：

微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。

活性污泥,生物滤池,生物转盘,氧化塘,厌气消化等

根据常用处理废水的化学方法分类

混凝

向胶状浑浊液中投加电解质,凝聚水中胶状物质,使之和水分开

混凝剂有硫酸铝,明矾,聚合氯化铝,硫酸亚铁,三氯化铁等

含油废水,染色废水,煤气站废水,洗毛废水等

中和

酸碱中和,pH达中性

石灰,石灰石,白云石等中和酸性废水,CO2中和碱性废水

硫酸厂废水用石灰中和,印染废水等

氧化还原

投加氧化（或还原）剂,将废水中物质氧化（或还原）为无害物质

氧化剂有空气（O2）,漂白粉,氯气,臭氧等

含酚,氰化物,硫铬,汞废水,印染,医院废水等

电解

在废水中插入电极板,通电后,废水中带电离子变为中性原子

电源,电极板等

含铬含氰（电镀）废水,毛纺废水

萃取

将不溶于水的溶剂投入废水中,使废水中的溶质溶于此溶剂中,然后利用溶剂与水的相对密度差,将溶剂分离出来

萃取剂:

醋酸丁酯,苯,N—503等设备有脉冲筛板塔,离心萃取机等

含酚废水等

吸附（包含离子交换）

将废水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上,通过的废水得到处理

吸附剂有活性炭,煤渣,土壤等

吸附塔,再生装置

染色,颜料废水,还可吸附酚,汞,铬,氰以及除色,臭,味等用于深度处理。

污水处理工艺流程

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。

一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。

经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。

一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。

三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。

主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。

整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理（即物理处理），初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，（其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床），生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。

二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。

废气的处理方法

废气处理有五大要素：

一要看是否是工业场所适用。

废气处理要区别民用场所空气净化。

工业废气处理要能有效去除工厂车间产生的入苯、甲苯、二甲苯，醋酸乙酯，丙酮丁酮，乙醇，丙烯酸，甲醛等有机废气，硫化氢，二氧化硫，氨等酸碱废气处理。

工业废气处理普遍应用于化工厂，电子厂，印刷厂，喷漆车间，涂装厂，食品厂，橡胶厂，涂料厂，石化行业等产生粉尘，异味，烟尘等场所。

废气处理的原理有活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种原理。

根据2008北京奥运赛艇喷漆废气处理项目供应商--上海安居乐环保科技有限公司研究表明，采用生物药剂吸收法，是有别于以上几种原理的新方法。

安居乐曾成功运用在五百强富士康、中石化、中粮集团、上汽等项目上，被证明是行之有效的一种不同的原理。

六、最佳工艺条件与工艺流程框图

最佳工艺条件：

主要原料配料比：

水杨酸：

乙酐=1∶0.7反应温度控制在75摄氏度至80摄氏度之间，反应时间为6小时，当反应液中水杨酸含量低于0.02%时，停止反应（可通过取样检验获得）

工艺流程框图

七、主要原料及产品的性质、规格、用途

1、醋酐

无色透明液体。

有强烈的乙酸气味。

味酸。

有吸湿性。

折光率极高。

溶于氯仿和乙醚,缓慢地溶于水形成乙酸。

与乙醇作用形成乙酸乙酯。

相对密度1.080。

熔点-73℃。

沸点139℃。

折光率1.3904。

闪点54℃。

自燃点400℃。

低毒，半数致死量（大鼠，经口）1780mG/kG。

易燃。

有腐蚀性。

勿接触皮肤或眼睛，以防引起损伤。

有催泪性。

作用与用途

乙酐是重要的乙酰化试剂，乙酐用于制造纤维素乙酸酯；乙酸塑料；不燃性电影胶片；在医药工业中用于制造合霉素；痢特灵；地巴唑；咖啡因和阿丝匹林；磺胺药物等；在染料工业中主要用于生产分散深蓝HCL；分散大红S-SWEL；分散黄棕S-2REL等；在香料工业中用于生产香豆素；乙酸龙脑酯；葵子麝香；乙酸柏木酯；乙酸松香酯；乙酸苯乙酯；乙酸香叶酯等；由乙酐制造的过氧化乙酰，是聚合反应的引发剂和漂白剂

2、水杨酸

物理性质

水杨酸为白色结晶性粉末，无臭，味先微苦后转辛。

熔点157-159℃,在光照下逐渐京变色。

相对密度1.44。

沸点约211℃/2.67kPa。

76℃升华。

常压下急剧加热分解为苯酚和二氧化碳。

1g水杨酸可分别溶于460ml水、15ml沸水、2.7ml乙醇、3ml丙酮、3ml乙醚、42ml氯仿、135ml苯、52ml松节油、约60ml甘油和80ml石油醚中。

加入磷酸钠、硼砂等能增加水杨酸在水中的溶解度。

水杨酸水溶液的pH值为2.4。

水杨酸与三氯化铁水溶液生成特殊的紫色。

化学性质

常温下稳定。

急剧加热分解为苯酚和二氧化碳。

具有部分酸的通性。

作用与用途

水杨酸是医药、香料、染料、橡胶助剂等精细化学品的重要原料。

在医药工业，水杨酸本身用作消毒防腐药，用于局部角质增生及皮肤霉菌感染。

作为医药中间体，用于止痛灵、利尿素、乙酰水杨酸）、水杨酸钠、水杨酰胺、优降糖、氯硝柳胺、水杨酸苯酯、对羟基苯甲酸乙酯、次水杨酸铋、柳氮磺胺吡啶等药物的生产。

在染料工业中，用于生产直接黄GR、直接耐晒灰BL、直接耐晒棕RT、酸性媒介棕G、酸性媒介黄gG等染料、媒介纯黄酸性铬黄。

水杨酸的各种酯类可用作香料，例如水杨酸甲酯可作牙膏等的口腔用香料及其他调味香料和食品香料等。

在橡胶工业中用于生产防焦剂、紫外线吸收剂和发泡助剂等。

水杨酸还可用作酚醛树脂固化剂、纺织印染的浆料防腐剂、合成纤维染色时的膨化剂（促染剂）等。

[5]水杨酸可用于敏感、脂溢肌肤去角质：

水杨酸有脂溶特性，分子量也较大，可以将作用锁定在浅层角质中，不会影响活性表皮细胞，在稳定性、刺激程度方面都相对优越，产生累积性刺激的机会与发炎程度比一般的果酸少。

水杨酸可用于清除粉刺、缩小毛孔：

水杨酸的脂溶特性可以通过与脂质融合的方式，渗透进入角质层及毛孔深处，却不会对真皮组织造成刺激。

它可以顺着分泌油脂的皮脂腺渗入毛孔的深层，有利于溶解毛孔内老旧堆积的角质层，改善毛孔阻塞，因此可阻断粉刺的形成并缩小被撑大的毛孔及清除毛孔中黑头粉刺。

主要作为医药工业的原料，用于制备阿斯匹林、水杨酸钠、水杨酰胺、止痛灵、水杨酸苯酯、血防-67等药物。

染料工业用于制备媒染纯黄、直接棕3GN、酸性铬黄等。

还用作橡胶硫化延缓剂和消毒防腐剂等。

八、冷却设备的选型

气流干燥设备：

QG系列干燥机，适应的物料比较多，除基本型提及的物料外，还有：

安眠酮、A.B.C.中间体、A.B.S树脂、A.S.C、白炭黑、苯吡唑酮、茶粕、草酸催化剂、促进剂m.d.m、触媒、沉淀炭粉、对乙酰氨基苯磺酰氨、对氨基水扬酸、哆

耳玛托、对苯二酸、二乙苯胺、二氧化钛、活性碳、氟硅酸钠、氟石矿、副产硫铵、硅胶粉未、合成树脂、磷酸钙、聚丙烯树脂、金霉素、偏硅酸钠、糠氯酸咖啡渣、口服葡萄糖、硫酸钠、硫化矿、磷矿粉、兰BB、P.V.C、熔融磷肥、四环素、三氧化铁、碳酸钙、钛铁矿、铜矿、土豆粒、尾煤、硬脂酸盐、玉米蛋白、药品、药剂、氧化铁、酒渣等。

工艺流程

FG系列干燥机的工作原理是将湿物料干燥分为两步完成。

原料先由二级干燥使用过的高温低湿的尾气和补充热气的混合气体进行一级正压干燥，使用后的高湿低温尾气排出机外，干燥后的半成品由新鲜的热空气进行二级负压干燥，干燥后的成品计量包装，从而完成良好的循环干燥过程。

补充的热风可根据需要随意调节，因而机器适用性广。

特点

本设备广泛地用于化工、医药、建材等行业的粉状、颗粒状物料的干燥。

已用该系列干燥过的产品有：

淀粉、葡萄糖、鱼粉、砂糖、食糖、酒槽、饲料、面筋、塑料树脂、煤粉、染料等。

FS系列方形筛

概述

本机上部采用快折式手柄，把整机连成一个整体，上盖全密封、有效防止物料在过筛时由于振动而产生粉尘飞扬。

筛体下部安装振动电机，有效保证了设备的结构紧凑，下部采用弹簧减振，使整机在平稳状态下工作。

下面底座可调节正在过筛时的筛面倾斜角度，根据物料特性以取得最佳过筛效果。

特点

该机具有结构简单、操作方便、体积小、处理量大、噪音低、抗腐蚀、低故障、寿命长、生产率高、振幅可调、耗能低、折装方便、清洗无死角、无粉尘飞扬等优点。

广泛适用于医药、化工、食品等行业的各种物料连续过筛。

技术参数

型号规格

功率（kw/h）

筛面倾角

电压（v）

筛面层数

过筛目数（目）

外形尺寸（mm）

重量（kg）

产量（kg/h）

FS0.6×1.5

0.4

0°-45°可调

380

1-4

6-120

1500×700×700

550

150-1500

FS0.65×2.0

0.4

0°-45°可调

380

1-4

6-120

2100×750×780

650

160-2000

旋风分离机

作用

旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。

工作原理

净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。

旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。

性能指标

分离精度：

旋风分离器的分离效果：

在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。

在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%。

压力降：

正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。

设计使用寿命：

旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。

结构设计：

旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。

内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。

设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。

通常，气体入口设计分三种形式：

a）上部进气

b）中部进气

c）下部进气

对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。

而对于干气常采用中部进气或上部进气。

上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。

应用范围及特点：

旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。

它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高（80～160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。

改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。

SSC型三足式离心机

机器运转至加料速后，进料，悬浮液在离心力场的作用下，在转鼓内分层，比重大的固相物沉积在无孔转鼓的内壁，形成沉渣，轻相物形成内层液环，澄清后的内层液相物可翻过拦液板溢出转鼓，也可用撇液管在运转中引出转鼓；固相物的处理，则停机后人工排除转鼓内沉渣固体。

适用于分离含固相物颗粒细、粘度大、浓度低、过滤介质再生困难、固相物比重大于液相物的悬浮液。

该机结构简单、操作方便，适应性强，过滤时间可根据物料特性及分离要求灵活掌握，广泛用于化工、轻工、制药、食品、纺织、冶金等工业部门。

 型号

 直径

转速

工作容积

 装料量

分离因数

电机功率

机器重量

 外形尺寸

mm

r/min

L

 kg

wr2/g

kw

kg

cm

SSC450

450

1900

20

25

908

1.5

180

95x75x72

SSC600

600

1600

45

70

860

3

580

145x99x90

SSC800

800

1200

98

135

640

5.5

900

138x138x115

SSC1000

1000

1000

160

220

560

7.5

2000

200x154x125

SSC1250

1250

900

250

350

545

11

3200

240x180x135 

九、带工艺控制点的工艺流程图（附图）

十、参考文献

1.制药工艺设计基础厉明蓉主编化学工业出版社

2.毕业设计指导书李丽娟主编校本

3.制药工程学王志祥主编化学工业出版社

4.制药工艺学元英进主编化学工业出版社