制藥工程課程設(shè)計(jì)-尼可地爾合成工藝設(shè)計(jì)講解.doc

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、車間布置圖1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，是一種

2、硝酸酯類物質(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，增開心肌及血管平滑肌細(xì)胞膜的鉀通道，并且不具有耐藥性。1第二章生產(chǎn)工藝說明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、無水乙醇、碳酸氫鈉、發(fā)煙硝酸、乙醚、氯化亞砜、氯仿、碳酸鉀、無水硫酸鎂、乙醇依次經(jīng)歷硝化反應(yīng)、?；磻?yīng)和精制這三個(gè)步驟。產(chǎn)品生產(chǎn)主要反應(yīng)如下：1.硝化反應(yīng)：HNO3NH 2CH 2CH 2ONO 2 HNO 3NH 2CH 2CH 2OH2.縮合反應(yīng)NH 2CH

3、 2CH 2ONO 2HNO 3+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。減壓蒸餾除去過量氯化亞砜，干燥 ,得產(chǎn)品粗品。23. 縮合過程稱量碳酸氫鈉，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

4、層，用 10%碳酸鉀溶液洗滌，水洗。無水硫酸鎂干燥，過濾，4.精制過程減壓蒸除氯仿，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)32.3.2 縮合反應(yīng)過程煙酰氯鹽酸鹽、硝化產(chǎn)物粗品2.3.3 精制過程粗品4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縮合反應(yīng)精制消耗時(shí)間 /h合成20.51其中硝化反應(yīng)和煙酰氯鹽酸鹽的合成是分開進(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

5、產(chǎn)量： 36t=36000kg平均每天產(chǎn)量： 36000/300=120kg每批的產(chǎn)量： 120/6=20kg5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)中沒有提及在各種設(shè)備以及轉(zhuǎn)移過程中的損耗， 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)反應(yīng)方程式：NH 2CH 2CH 2OHHNO 3NH 2CH 2CH 2ONO 2 HNO 361.0863170.083.2合成煙酰氯鹽酸鹽反應(yīng)方程式：+=123.11118.96178.0163.

6、3 縮合反應(yīng)反應(yīng)方程式NH 2CH 2CH 2ONO 2HNO 3+170.08178.016211.1748根據(jù)文獻(xiàn)可知：各工序進(jìn)料出料如下所示：6（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乙醚無水15.02w乙醚無水15.02w氨基乙醇硝2.32w酸酯進(jìn)料計(jì)算：氨基乙醇： 2042.742%=46.79kg體積 46.791020=0.04587m3=45.87L發(fā)煙硝酸： 46.79 101895=0.246913m3=246.91L乙醚： 46.7915.02 713.4=0.985121m3=985.12L

7、出料計(jì)算：氨基乙醇硝酸酯： 46.792.32=108.55kg3發(fā)煙硝酸： 46.79 8.95 1895=0.22099m =220.99L（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0.66w鹽進(jìn)料計(jì)算：7煙酸： 46.790.63=29.48kg氯化亞砜： 46.79 1.73 1640=0.04936m3=49.36L出料計(jì)算：氯化亞砜： 46.791.12 1640=0.03195m3=31.95L煙酰氯鹽酸鹽： 46.790.66=30.88kg（3）縮合精制反應(yīng)入料物料名稱規(guī)格碳

8、酸氫鈉99%氯仿99.5%碳酸鉀溶液10%( 質(zhì)量分?jǐn)?shù) )無水硫酸鎂 98%水去離子水乙醇無水乙醚無水出料質(zhì)量比物料名稱規(guī)格質(zhì)量比1.16w氯仿12.63w12.63w氯化鈉0.25w12.51w無水硫酸鎂1.34w1.34w水3.47w3.47w乙醇1.66w1.66w乙醚1.50w1.50w尼可地爾0.427w硝酸鈉0.18w碳酸氫鈉0.63w碳酸鉀1.25w進(jìn)料計(jì)算：碳酸氫鈉： 46.791.16=54.28kg水： 46.79 3.47 1000+585.3490%1000=0.68917m3=689.17L8氯仿： 46.7912.63 1480=0.399295m3=399.30L

9、碳酸鉀溶液： 46.7912.51=585.34kg碳酸鉀： 585.34 10%=58.53kg乙醇： 46.791.66789=0.09844m3=98.44L乙醚： 46.79 1.5 1640=0.04279m3=42.80L無水硫酸鎂： 46.79 1.34=62.70kg出料計(jì)算：氯仿： 46.7912.63 1480=0.399295m3=399.30L無水硫酸鎂： 46.79 1.34=62.70kg乙醇： 46.791.66789=0.09844m3=98.44L乙醚： 46.79 1.5 1640=0.04279m3=42.80L氯化鈉： 46.79 0.25=11.70k

10、g硝酸鈉： 46.79 0.18=8.42kg碳酸氫鈉： 46.79 0.63=29.48kg碳酸鉀： 46.791.25=58.49kg尼可地爾： 46.790.427=20.00kg水： 46.79 3.47 1000+585.3490%1000=0.68917m3=689.17L9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終產(chǎn)品尼可地爾20硝酸酯2.320.86發(fā)煙硝酸10硝化反應(yīng)氨基乙醇1乙醚15.02煙酰氯鹽酸鹽0.6630.88成鹽反應(yīng)煙酸0.6329.48氯化亞砜1.73尼可地爾20碳酸氫鈉1.1654.28水3.47氯仿12.63縮合，精制1.2558.53碳酸鉀乙醇1.66乙醚1.5無水硫酸鎂1.3462.70密度（/g體積?cm-30）/L1.895246.911.0445.780.7134985.121.6449.361 689.171.48 399.300.78998.441.6442.8010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)釜。 反應(yīng)需要較低的溫度， 因此采用夾套結(jié)構(gòu)。圖 1