車間工藝與設(shè)計(jì)

第二篇車間工藝設(shè)計(jì)一、根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)分類（一）新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)

新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)包括新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和采用新工藝或新技術(shù)的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。這類設(shè)計(jì)往往由開發(fā)研究單位提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，然后由工程研究部門根據(jù)建廠地區(qū)的實(shí)際情況作出工程設(shè)計(jì)。

（二）重復(fù)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

由于市場需要，有些產(chǎn)品需要再建生產(chǎn)裝置，由于新建廠的具體條件與原廠不同，即算是產(chǎn)品的規(guī)模、規(guī)格及工藝完全相同，還是需要由工程設(shè)計(jì)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（三）已有裝置的改造設(shè)計(jì)

一些老的生產(chǎn)裝置其產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量均不能滿足客戶要求，或者由于技術(shù)原因，原材料和能量消耗過高而缺乏競爭能力，必須對老裝置進(jìn)行改造，其中包括去掉影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的“瓶頸”，優(yōu)化生產(chǎn)過程操作控制，以及提高能量的綜合利用率和局部的工藝或設(shè)備改造更新等。這類設(shè)計(jì)往往由生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)部門進(jìn)行。

緒論二、根據(jù)設(shè)計(jì)性質(zhì)分類（一）新技術(shù)開發(fā)過程中的設(shè)計(jì)

(1)概念設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)研究結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的規(guī)模應(yīng)是工業(yè)化時(shí)的最佳規(guī)模。概念設(shè)計(jì)是從工程角度出發(fā)進(jìn)行的一種假想設(shè)計(jì)，其作法可參照常規(guī)的工程設(shè)計(jì)方法和步驟，設(shè)計(jì)工藝流程，進(jìn)行全系統(tǒng)的物料衡算、熱量衡算和設(shè)備工藝計(jì)算，確定工藝操作條件及主要設(shè)備的型式和材質(zhì)，進(jìn)行參數(shù)的靈敏度和生產(chǎn)安全分析，確定三廢治理措施，計(jì)算基建投資、產(chǎn)品成本等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

(2)中試設(shè)計(jì)

按照現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)的觀點(diǎn)，中試的主要目的是驗(yàn)證模型和數(shù)據(jù)，即概念設(shè)計(jì)中的一些結(jié)果和設(shè)想通過中試來驗(yàn)證。

(3)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是新技術(shù)開發(fā)的最終成果，它是工程設(shè)計(jì)的依據(jù)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)有些類似于我國的技術(shù)設(shè)計(jì)，但又有很大的差別。與技術(shù)設(shè)計(jì)不同的是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除了一般的工藝條件外，還包括了大量的化學(xué)工程方面的數(shù)據(jù)，特別是反應(yīng)工程方面的數(shù)據(jù)，以及利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果。

一、工程設(shè)計(jì)程序三階段設(shè)計(jì)前期項(xiàng)目建議書→批準(zhǔn)后即為立項(xiàng)可行性研究報(bào)告→批準(zhǔn)后即可展開工程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)按國內(nèi)審批要求分為初步設(shè)計(jì)→批準(zhǔn)后建設(shè)單位即可開工施工圖設(shè)計(jì)按國際常規(guī)做法分為工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)

施工、安裝、試車、性能考核及國家驗(yàn)收（驗(yàn)收后工廠投入正常運(yùn)行）設(shè)計(jì)后期一、項(xiàng)目建議書項(xiàng)目建議書是進(jìn)行可行性研究和編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的依據(jù)，應(yīng)包括下列內(nèi)容1.項(xiàng)目建設(shè)目的和意義，即項(xiàng)目提出的背景和依據(jù)，投資的必要性及經(jīng)濟(jì)意義；

2.產(chǎn)品需求初步預(yù)測；

3.產(chǎn)品方案和擬建規(guī)模；

4.工藝技術(shù)方案（原料路線、生產(chǎn)方法和技術(shù)來源）；

5.資源、主要原材料、燃料和動(dòng)力的供應(yīng)；

6.建廠條件和廠址初步方案；

7.環(huán)境保護(hù)；

8.工廠組織和勞動(dòng)定員估算；

9.項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃設(shè)想；

10.投資估算和資金籌措設(shè)想；

11.經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的初步估算。二、可行性研究

可行性研究是以擬建項(xiàng)目進(jìn)行全面分析及多方面比較，對其是否應(yīng)該建設(shè)及如何建設(shè)作出論證和評價(jià)，為上級機(jī)關(guān)投資決策和編制、審批設(shè)計(jì)任務(wù)書提供可靠的依據(jù)。根據(jù)原化工部對“可行性研究報(bào)告”的有關(guān)規(guī)定，可行性研究報(bào)告的內(nèi)容如下:1.總論。包括項(xiàng)目名稱、進(jìn)行可行性研究的單位、技術(shù)負(fù)責(zé)人、可行性研究的依據(jù)、可行性研究的主要內(nèi)容和論據(jù)、評價(jià)的結(jié)論性意見、存在問題和建議等，并附上主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。

2.需求預(yù)測。包括國內(nèi)外需求情況預(yù)測和產(chǎn)品的價(jià)格分析。

3.產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及生產(chǎn)規(guī)模。

4.工藝技術(shù)方案包括工藝技術(shù)方案的選擇、物料平衡和消耗定額、主要設(shè)備的選擇、工藝和設(shè)備擬采用標(biāo)準(zhǔn)化的情況等內(nèi)容。

5.原材料、燃料及水電汽的來源與供應(yīng)。

6.建廠條件和廠址選擇布局方案。

7.公用工程和輔助設(shè)施方案

8.環(huán)境保護(hù)及安全衛(wèi)生。

9.工廠組織、勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)。

10.項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃。

11.投資估算和資金籌措。

12.經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)及社會(huì)效益評價(jià)。

13.結(jié)論包括綜合評價(jià)和研究報(bào)告的結(jié)論等內(nèi)容（二）工程設(shè)計(jì)根據(jù)工程的重要性、技術(shù)的復(fù)雜性和技術(shù)的成熟程度及計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定，工程設(shè)計(jì)可分為三段設(shè)計(jì)、兩段設(shè)計(jì)和一段設(shè)計(jì)。重要的大型企業(yè)和使用較復(fù)雜的技術(shù)時(shí)，為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以按初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段進(jìn)行。一般技術(shù)比較成熟的大中型工廠或車間的設(shè)計(jì)，可按擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)。技術(shù)上比較簡單、規(guī)模較小的工廠或車間的設(shè)計(jì)，可直接進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，即一個(gè)階段的設(shè)計(jì)。1．初步設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，對設(shè)計(jì)對象進(jìn)行全面的研究，尋求在技術(shù)上可能、經(jīng)濟(jì)上合理的最符合要求的設(shè)計(jì)方案。主要是確定全廠性的設(shè)計(jì)原則、標(biāo)準(zhǔn)和方案，水、電、汽的供應(yīng)方式和用量，關(guān)鍵設(shè)備的選型及產(chǎn)品成本、項(xiàng)目投資等重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。編制初步設(shè)計(jì)書，其內(nèi)容和深度能使對方了解設(shè)計(jì)方案、投資和基本出處為準(zhǔn)。

2．?dāng)U大初步設(shè)計(jì)

根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，解決初步設(shè)計(jì)中的主要技術(shù)問題，使之明確、細(xì)化。編制準(zhǔn)確度能滿足控制投資或報(bào)價(jià)使用的工程概算。

3.施工圖設(shè)計(jì)

根據(jù)已批準(zhǔn)的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，結(jié)合建廠地區(qū)條件，在滿足安全、進(jìn)度及控制投資等前提下開展施工圖設(shè)計(jì)，其成品是詳細(xì)的施工圖紙和必要的文字說明及工程預(yù)算書。

施工圖設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)審批意見，解決擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段待定的各項(xiàng)問題，并以它作為施工單位編制施工組織設(shè)計(jì)、編制施工預(yù)算和進(jìn)行施工的依據(jù)。

施工圖設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是在擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完善流程圖設(shè)計(jì)和車間布置設(shè)計(jì)，進(jìn)而完成管道配置設(shè)計(jì)和設(shè)備、管路的保溫及防腐設(shè)計(jì)。其中工藝專業(yè)方面的主要內(nèi)容包括：工藝圖紙目錄、工藝流程圖、設(shè)備布置圖、設(shè)備一覽表、非定型設(shè)備制造圖、設(shè)備安裝圖、管道布置圖、管架管件圖、設(shè)備管口方位圖、設(shè)備和管路保溫及防腐設(shè)計(jì)等；非工藝專業(yè)方面有土建施工圖、供水、供電、給排水、自控儀表線路安裝圖等。施工圖設(shè)計(jì)二、車間工藝設(shè)計(jì)（一）車間工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.工藝流程設(shè)計(jì)2.物料衡算3.能量衡算4.設(shè)備選型和工藝計(jì)算5.車間布置設(shè)計(jì)6.管道布置7.非工藝條件設(shè)計(jì)8.工藝部分設(shè)計(jì)概算三算二布置二設(shè)計(jì)（二）車間工藝設(shè)計(jì)的成果初步設(shè)計(jì)階段以文字反映在說明書中，并附工藝設(shè)備一覽表和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖等施工圖設(shè)計(jì)階段圖紙為主（修正的PID），文字為輔設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)范圍生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案和包裝方式原料、輔助原料和中間體的質(zhì)量規(guī)格生產(chǎn)工藝操作說明物料衡算和原材料消耗能量衡算和主要工藝設(shè)備的選型及計(jì)算，工藝設(shè)備一覽表生產(chǎn)制度和人員組成生產(chǎn)控制分析環(huán)境保護(hù)和三廢處理附圖：帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、物料流程圖、車間布置圖、關(guān)鍵工藝設(shè)備總圖（三）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件1.生產(chǎn)工藝路線及方法2.物料衡算資料3.熱量衡算資料4.設(shè)備設(shè)計(jì)資料原輔材料的供應(yīng)、合成步驟、操作方法及收率、能量單位消耗、技術(shù)條件及設(shè)備要求，安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)等綜合考慮，選一條合適的生產(chǎn)路線?；瘜W(xué)反應(yīng)原料、中間體、成品的規(guī)格、理化性質(zhì)原料配比（理論、實(shí)際）反應(yīng)熱原料、中間體、成品的熱容、相變熱熱損失流體力學(xué)過程設(shè)備的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（粘度、阻力系數(shù)）傳熱過程設(shè)備的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（傳熱系數(shù)、傳熱膜系數(shù)）傳質(zhì)過程設(shè)備的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（干燥曲線、平衡數(shù)據(jù)）各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖和材料5.車間布置資料6.管道設(shè)計(jì)資料7.非工藝設(shè)計(jì)資料平立面布置圖、制藥和精烘包部分布置的特殊要求管道布置圖和施工說明、管道布置、管道及管件規(guī)格、材料管道敷設(shè)和架設(shè)方法，管道保溫材料電力照明資料，自控儀表資料，防火衛(wèi)生、地質(zhì)水文資料注意：涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)，則要提供方以合同的方式轉(zhuǎn)讓適用第四章工藝流程設(shè)計(jì)第一節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的重要性和任務(wù)第二節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序和方法第三節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的技術(shù)處理第四節(jié)工藝流程圖重要性是車間工藝設(shè)計(jì)的中心，著眼于全流程的優(yōu)化（犧牲局部）第一節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的重要性和任務(wù)一、工藝流程設(shè)計(jì)的重要性最重要、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟，對后續(xù)的三算、二布置起決定性作用，決定車間或裝置的基本面貌。設(shè)計(jì)者技術(shù)上先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)上合理可行的工藝流程工藝流程設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)試驗(yàn)工藝流程設(shè)計(jì)工藝技術(shù)成熟的產(chǎn)品，中試成功需通過設(shè)計(jì)工業(yè)化的產(chǎn)品僅有文獻(xiàn)資料，尚未進(jìn)行試驗(yàn)和生產(chǎn)，技術(shù)復(fù)雜二、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)1.確定全流程的組成；生產(chǎn)過程的具體內(nèi)容、順序、組合方式2.確定載能介質(zhì)的技術(shù)規(guī)格和流向制藥生產(chǎn)中的載能介質(zhì)有水、水蒸氣、冷凍鹽水、空氣等3.確定生產(chǎn)控制方法工藝參數(shù)：T、P、V、pH等，對需要控制的工藝參數(shù)確定檢測點(diǎn)、顯示儀表和控制方法。4.確定安全技術(shù)措施預(yù)防和應(yīng)急措施，報(bào)警裝置，爆破片、安全閥、安全水封、溢流管、泄水裝置、防靜電、事故儲(chǔ)槽、特別考慮開車、停車、停水、停電等非正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下可能存在的各種安全問題。6.編寫工藝操作方法5.繪制不同深度的工藝流程圖工藝流程框圖工藝流程示意圖帶控制點(diǎn)的工藝流程圖施工階段的PID(管道儀表流程圖)PID第四章工藝流程設(shè)計(jì)第一節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的重要性和任務(wù)第二節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序和方法第三節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的技術(shù)處理第四節(jié)工藝流程圖一、工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序由淺入深、由定性到定量、反復(fù)推敲、不斷完善的過程工藝流程的選擇確定工藝流程的組成和順序繪制工藝流程框圖繪制工藝流程示意圖繪制物料流程圖PFD繪制初步PID繪制施工階段PID可行性、可靠性、先進(jìn)性、最優(yōu)設(shè)備條件參數(shù)、順序、介質(zhì)規(guī)格方框、文字、箭頭定性圖例、文字、箭頭物衡、熱量衡算定量設(shè)備、管道、儀表、設(shè)備一覽表設(shè)備、管道、儀表、等作必要的修正、完善和說明二、工藝流程設(shè)計(jì)的基本方法——方案比較1.

常用的判據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：產(chǎn)物收率、原材料單耗、能量單耗、產(chǎn)品成本、工程投資等；

環(huán)保、安全、占地面積也應(yīng)考慮。2.前提保持原始信息不變（過程的操作參數(shù)等）3.工程舉例實(shí)例1在藥品精制中，粗品常先用溶劑溶解，然后加入活性炭脫色，最后再濾除活性炭等固體雜質(zhì)，加設(shè)溶劑為低沸點(diǎn)易揮發(fā)的溶劑，確定適宜的過濾流程。方案1——常壓過濾方案評判標(biāo)準(zhǔn)：過濾速度和溶劑收率過濾速度慢，不宜用方案2——真空抽濾方案過濾速度加快，大量低沸點(diǎn)溶劑揮發(fā)損失，溶劑收率下降，不合理方案3——真空抽濾－冷凝方案在出口設(shè)置冷凝管，回收低沸點(diǎn)溶劑，提高了溶劑的收率，較為合理方案4——加壓過濾方案在壓濾器的上部通入壓縮空氣或氮?dú)?，采用加壓過濾方式，過濾速度快，且溶劑的揮發(fā)損失少，最合理實(shí)例2用混酸硝化制備混合硝基氯苯。已知混酸的組成為HNO3為47％，H2SO4為49％，H2O4％，氯苯與混酸中硝酸的摩爾比為1：1.1，反應(yīng)開始溫度為40～55℃，并逐漸升溫至80℃，硝化時(shí)間為2h，硝化廢酸中含硝酸小于1.6％，含混合硝基氯苯為獲得混合硝基氯苯量的1％，試通過方案比較，確定適宜的硝化及后處理工藝流程。方案1——硝化－分離方案分離后的廢酸直接出售，可生產(chǎn)出合格的硝基氯苯問題：1.消耗大量硫酸，硫酸的單耗高；2.廢酸中有硝酸和少量硝基氯苯，硝酸的單耗高，硝基氯苯的收率低；3.廢酸的用途受限制。方案2——硝化－分離－萃取方案將氯苯和硝化廢酸加入萃取罐，硝化廢酸中的硝酸繼續(xù)與氯苯硝化，生成硝基氯苯，回收廢酸中的硝酸，降低了硝酸單耗，同時(shí)，生成的硝基氯苯一起進(jìn)入氯苯層，提高了收率。問題：萃取廢酸中仍含有1.2％～1.3％的氯苯，直接出售，硫酸的單耗仍然居高不下，而且增加了氯苯的單耗；廢酸的用途受限方案3——硝化－分離－萃取－濃縮方案萃取后的廢酸經(jīng)減壓濃縮后可循環(huán)使用，大大降低了硫酸的單耗，同時(shí)，由于氯苯與水可形成低共沸混合物，濃縮時(shí)氯苯隨水一起蒸出，經(jīng)冷卻可回收氯苯，降低了氯苯的單耗。實(shí)例3丙丁酮的發(fā)酵制備（抗生素中使用的溶劑）過程：將糧食漿料經(jīng)糊化（93℃）、消毒處138℃理、然后冷卻到40℃?zhèn)浒l(fā)酵段使用評判標(biāo)準(zhǔn)：能量的單耗方案1——噴淋冷卻方案漿液138℃－40℃冷卻水25℃－35℃，難以找到用途，熱量全部浪費(fèi)方案2——閃冷噴淋冷卻方案漿液通過膨脹閥減壓，在閃蒸塔驟然閃蒸，物料冷卻到110℃，同時(shí)產(chǎn)生110℃飽和蒸汽，引入到糊化塔前加熱漿料，閃冷后的漿料噴淋冷卻到40℃。評價(jià)：110℃漿料降到40℃的熱量被冷卻水吸收，仍然無法利用。方案3——閃冷間壁換熱方案（將噴淋冷卻器改為間壁換熱器）以冷糧食漿料代替冷卻水，使110℃漿料冷卻到40℃，所放出的熱量全部傳給冷的糧食漿料，減少了糊化加熱所需的生蒸汽，能量利用更合理評價(jià)：盡管固定投資增加了，但經(jīng)常性開支是影響成本的主要因素。第四章工藝流程設(shè)計(jì)第一節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的重要性和任務(wù)第二節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序和方法第三節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的技術(shù)處理第四節(jié)工藝流程圖工藝流程的技術(shù)處理基點(diǎn)工業(yè)化實(shí)施的可行性、可靠性和先進(jìn)性優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本、安全綜合目標(biāo)應(yīng)考慮下述主要問題：一、操作方式1.間歇操作制藥工業(yè)主要的操作方式，反應(yīng)時(shí)間長，轉(zhuǎn)化率不高，后處理復(fù)雜，實(shí)行連續(xù)操作復(fù)雜，不要片面追求。2.連續(xù)操作工藝參數(shù)在設(shè)備任何一點(diǎn)不隨時(shí)間而變，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，單位設(shè)備的生產(chǎn)能力大，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。如安乃近的苯胺重氮化，異煙肼的4－甲基吡啶的空氣氧化制備異煙酸，氯霉素對硝基乙苯的氧化。3.聯(lián)合操作很多產(chǎn)品全流程試間歇操作，而個(gè)別步驟是連續(xù)的，采用中間儲(chǔ)槽緩沖和銜接。如磺胺嘧啶生產(chǎn)中，主要過程是間歇的，但乙烯基乙醚和甲醇鈉生產(chǎn)是連續(xù)的。二、保持主要設(shè)備的能力平衡，提高設(shè)備利用率硝化還原重氮置換硝910重910置910還910間歇生產(chǎn)藥品生產(chǎn)規(guī)模小，品種多，更新快，工藝復(fù)雜批料之間不相混的投料原則保證產(chǎn)品質(zhì)量，便于生產(chǎn)管理保持主要設(shè)備的能力平衡中間貯槽中間貯槽(1)補(bǔ)償短期的供需不平衡。對下游提供短期的原料供應(yīng)，對上游提供短期的產(chǎn)品存儲(chǔ)。（2）緩解操作上的波動(dòng)。間歇過程對批量、加工時(shí)間等波動(dòng)非常敏感。波動(dòng)會(huì)延滯某級加工。（3）減少因?yàn)樵O(shè)備故障和損壞造成的生產(chǎn)時(shí)間的損失。有時(shí)擔(dān)當(dāng)事故貯槽。（4）使上下游在批量和批間隔上解耦。有可能減少設(shè)備費(fèi)用。硝化還原重氮操作周期/h24126

設(shè)備臺(tái)數(shù)111日批數(shù)111批量/日產(chǎn)品量111每臺(tái)設(shè)備閑置時(shí)間/h01218①主要工藝設(shè)備操作周期如何提高設(shè)備利用率？方案Ⅰ設(shè)備臺(tái)數(shù)

211日批數(shù)222批量/日產(chǎn)品量1/21/21/2每臺(tái)設(shè)備閑置時(shí)間/h0012設(shè)備臺(tái)數(shù)211日批量224批量/日產(chǎn)品量1/21/21/4每臺(tái)設(shè)備閑置時(shí)間/h000中間貯槽硝化還原重氮操作周期/h24126

方案Ⅲ硝化還原重氮操作周期/h24126

方案Ⅱ錯(cuò)開12h總結(jié)：為保持主要設(shè)備之間的能力平衡，提高設(shè)備利用率，應(yīng)滿足：以產(chǎn)品量計(jì)算的批生產(chǎn)能力×設(shè)備臺(tái)數(shù)×24=1

日產(chǎn)品量操作周期上例：硝化：1/2×2×24/24=1還原：1/2×1×24/12=1重氮：1/4×1×24/6=1②Gantt圖（甘特圖）用來對間歇過程中各個(gè)間歇級所占用的時(shí)間情況進(jìn)行表示的簡便方法?？v坐標(biāo)橫坐標(biāo)各間歇級時(shí)間例：一個(gè)由三個(gè)間歇級組成的間歇廠，假定忽略各設(shè)備的進(jìn)料、出料和清洗時(shí)間，混合2h，反應(yīng)8h，結(jié)晶4h。2h8h4h14h2h8h4h28h2h8h4h42h混合反應(yīng)結(jié)晶時(shí)間/h第一批第二批第三批批間隔14h③非覆蓋操作和覆蓋操作上一批物料加工完畢，且離開過程的最后一個(gè)間歇設(shè)備之后，再開始加工下一批物料。在一個(gè)設(shè)備上，上一批物料加工完畢，設(shè)備騰空并清洗后即加入下一批物料加工。2h8h4h14h22h2h8h4h30h2h8h4h批間隔8h覆蓋操作有利于提高設(shè)備利用率！混合反應(yīng)結(jié)晶時(shí)間/h④平行單元在某間歇級上所設(shè)的尺寸及功能完全相同，可進(jìn)行平行操作的設(shè)備單元，用以消除過程瓶頸。瓶頸批量限制級該級設(shè)備的批量在所有設(shè)備中為最小，整個(gè)過程的批量取決于該級的最大批量。該級設(shè)備的限制循環(huán)時(shí)間在所有設(shè)備中最長，整個(gè)過程的批間隔取決于該級的最短限制循環(huán)時(shí)間。時(shí)間限制級設(shè)備尺寸操作時(shí)間批量限制級同步平行單元在該級上使用兩臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備同時(shí)操作，以增加該級的批量，從而增加整個(gè)過程的批量。批間隔不變的同時(shí)增加了批量2h8h4h14h2h8h4h22h2h8h4h30h1A231B時(shí)間/h單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量時(shí)間限制級異步平行單元在時(shí)間限制級上使用兩臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備以交錯(cuò)方式操作。12A2B時(shí)間/h32h錯(cuò)開4h設(shè)備的閑置率2h4h10h6h2h14h2h18h2h22h⑤任務(wù)的合并和分解TL=3TL=2TL=2TL=7TL=3TL=2TL=3TL=7TL=5相鄰任務(wù)的合并非相鄰任務(wù)的合并同一類型設(shè)備設(shè)備單元數(shù)TL=3TL=10TL=5TL=5TL=3任務(wù)分解批間隔時(shí)間⑥生產(chǎn)的組織A.按周生產(chǎn)周末停止生產(chǎn)，所有設(shè)備處于停工狀態(tài)B.不間斷生產(chǎn)每周7天，每天24h不間斷練習(xí)題：1.某原料藥的生產(chǎn)過程由?；?、中和、濃縮三道工序組成，?；汉椭泻鸵壕鶠橐簯B(tài)，酰化釜的操作周期為16h，中和釜的操作周期為8h，濃縮釜的操作周期為4h，試從提高設(shè)備利用率的角度確定一種適宜的設(shè)備配置方案。三、以化學(xué)反應(yīng)為中心，完善生產(chǎn)過程以單元操作或單元反應(yīng)為中心，建立與之相適應(yīng)的工藝流程主要設(shè)備為單位，標(biāo)進(jìn)料和出料名稱、組成及工藝條件；由原料的輸入和產(chǎn)物的排出推及與單元反應(yīng)配合使用的加料、出料設(shè)備；由進(jìn)料的純度要求推及原料預(yù)處理過程；由反應(yīng)混合物的組成和分離要求推及分離、提純和回收的方法和設(shè)備；溫度、熱效應(yīng)情況，確定傳熱介質(zhì)和規(guī)格；參數(shù)顯示和控制方式，確定儀表和自動(dòng)控制；燃燒、爆炸、毒害情況，確定相應(yīng)的安全措施；根據(jù)所產(chǎn)生的污染物，確定相應(yīng)的污染治理方案；例如：工業(yè)生產(chǎn)中，硝化混酸的配制常在間歇攪拌釜中進(jìn)行，試以攪拌釜為中心，完善硝化混酸的配置過程的工藝流程。去硝化冷卻水視盅實(shí)驗(yàn)室：只要將硫酸、硝酸和水按規(guī)定的配比和程序加入燒杯，用玻璃棒攪勻即可。工業(yè)上：一臺(tái)攪拌器，配制放熱，釜帶夾套，通冷卻水；間歇操作，保證配比，設(shè)置計(jì)量槽；工業(yè)上配制一定濃度的混酸，通常不加水調(diào)節(jié)，而是用硝化后回收的廢酸來調(diào)節(jié)，所以要設(shè)置廢酸的計(jì)量槽；原料、廢酸須有一定的存儲(chǔ)量，設(shè)置貯槽；工業(yè)上要從貯槽罐將原料送入計(jì)量槽，用泵輸送，為防止工作人員誤使硝酸或硫酸溢出計(jì)量槽，計(jì)量槽和貯槽之間應(yīng)設(shè)置溢流管；為貯存配置好的硝化混酸，應(yīng)設(shè)相應(yīng)的貯槽。例2.在合成抗菌藥諾氟沙星的生產(chǎn)中：間歇釜，以反應(yīng)為中心，完善反應(yīng)過程的工藝流程。要有一臺(tái)攪拌器，反應(yīng)溫度較高，要有夾套作為載熱體的流動(dòng)空間；2.確定載熱體的技術(shù)規(guī)格；聯(lián)苯混合物（26.5％聯(lián)苯＋73.5％二苯醚）熔點(diǎn)：12.3℃，沸點(diǎn)：258℃3.溫度升高，物料中的低沸點(diǎn)組分揮發(fā)，對環(huán)境污染，反應(yīng)器上部設(shè)一臺(tái)回流冷凝器，用冷卻水冷卻，回收易揮發(fā)組分；4.氟化反應(yīng)是液固廢均相反應(yīng)，反應(yīng)液冷卻后，其中的固體應(yīng)去除，在反應(yīng)器的下部設(shè)置一臺(tái)過濾器，由于溶劑的沸點(diǎn)較高，可用減壓抽濾，提高速度。（二）充分考慮物料的回收、套用降低原輔材料的消耗，提高產(chǎn)品的收率是降低產(chǎn)品成本的重要措施；如前面混酸硝化氯苯制混合硝基氯苯，通過萃取回收硝酸和硝基氯苯，通過濃縮回收硫酸；1.許多藥物合成反應(yīng)進(jìn)行得不完全，大多有副反應(yīng)，產(chǎn)物不能從反應(yīng)混合物中完全分離出來，故分離母液中常含有一定數(shù)量得未反應(yīng)完的原料。副產(chǎn)物和產(chǎn)物。若能實(shí)現(xiàn)母液的循環(huán)套用或經(jīng)適當(dāng)處理后套用，則能降低原輔材料的消耗，提高產(chǎn)品的收率，減少環(huán)境污染。如：教材上的SM2縮合母液合洗液回收的工藝流程；2.考慮溶劑的回收與套用，構(gòu)成溶劑的閉路循環(huán)，降低溶劑的單耗，減少環(huán)境污染；如：教材上利巴韋林?；ざ蔚墓に嚵鞒虉D；（三）充分考慮提高能量利用率，降低能量單位消耗的措施利用重力輸送物料，減少物料輸送的能耗；三層豎向布置：計(jì)量槽上，反應(yīng)罐中，過濾器下；2.利用余壓輸送（帶壓反應(yīng)的余壓）3.充分利用余熱、余能（原料代替冷卻水，閃蒸濃縮代替常壓濃縮）（四）充分考慮生產(chǎn)安全措施易燃、易爆、有毒事故貯槽：劇烈放熱反應(yīng)，內(nèi)放冷溶劑，緊急情況，使反應(yīng)終止或減弱；爆破片：升壓設(shè)備，密封好，泄壓反應(yīng)迅速，工作后設(shè)備終止運(yùn)行，不堵塞，不腐蝕，壽命短，疲勞失效；3.安全閥：帶壓設(shè)備，自動(dòng)閥門，利用本身的力排除流體；4.溢流管：溢流管徑大于輸液管；5.阻火器：低沸點(diǎn)易燃液體貯罐；6.水斗：往復(fù)式壓縮機(jī)等不能斷水的設(shè)備；7.泄水裝置：室外，停車時(shí)排空，防止凍結(jié)。四、合理選擇儀表－計(jì)器合控制方案工藝操作參數(shù)的檢測、檢測點(diǎn)控制水平、控制方案第四章工藝流程設(shè)計(jì)第一節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的重要性和任務(wù)第二節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序和方法第三節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)的技術(shù)處理第四節(jié)工藝流程圖一、生產(chǎn)工藝流程示意圖工藝流程示意圖是在生產(chǎn)路線確定后，物料衡算設(shè)計(jì)開始前表示生產(chǎn)工藝過程的一種定性圖紙，有框圖和流程簡圖兩種表示方法，1.工藝流程框圖以方框和圓框分別表示單元過程的反應(yīng)，以箭頭表示物料和載能介質(zhì)流向，并輔以文字說明。2.工藝流程簡圖由物料流程和設(shè)備組成，以一定的幾何圖形表示設(shè)備的示意圖，設(shè)備之間的豎向關(guān)系，全部原料、中間體及三廢名稱及流向，必要的文字解釋。二、物料流程圖工藝流程示意圖完成后，開始進(jìn)行物料衡算，再將物料衡算結(jié)果注釋在流程中，即成為物料流程圖。它說明車間內(nèi)物料組成和物料量的變化，單位以批(日)計(jì)(對間歇式操作)或以小時(shí)計(jì)(對連續(xù)式)。從工藝流程示意圖到物料流程圖，工藝流程就由定性轉(zhuǎn)為定量。對應(yīng)于工藝流程示意圖，物料流程圖也有兩種表示方法:

①

以方框流程表示單元操作及物料成分和數(shù)量；

②

將物料衡算和能量衡算結(jié)果直接加進(jìn)工藝流程示意圖中，得到物料流程圖。

左右中加入的原料和中間體副產(chǎn)和排出的三廢工藝過程將物料衡算結(jié)果直接加進(jìn)工藝流程示意圖中三、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖是表示全部工藝設(shè)備、物料管道、閥門、設(shè)備附件以及工藝和自控儀表的圖例、符號(hào)等的一種內(nèi)容較為詳細(xì)的工藝流程圖，也稱生產(chǎn)控制流程圖或工藝控制流程圖。1.初步設(shè)計(jì)階段在物料流程圖的基礎(chǔ)上，加上工藝設(shè)備設(shè)計(jì)和自控設(shè)計(jì)的結(jié)果，是車間布置設(shè)計(jì)的依據(jù)，在車間布置完成后，發(fā)現(xiàn)某些豎向關(guān)系不合理，再對其進(jìn)行局部修正，得到正式的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。2.施工圖設(shè)計(jì)階段修正初步設(shè)計(jì)的PID，按施工要求進(jìn)一步深化繪制施工階段的PID,作為管道設(shè)計(jì)的依據(jù)。帶控制點(diǎn)的工藝流程圖由：物料流程、設(shè)備一覽表、圖例、圖鑒、圖框組成。它應(yīng)表示出：1.全部工藝設(shè)備及豎向關(guān)系；2.物料和管路及其流向；3.輔助管路（水、汽、真空、壓縮空氣、冷凍鹽水等）及其流向；4.閥門與管路（如阻火器、管道過濾器、視鏡、水斗、疏水器等）；5.計(jì)量－控制儀表（如溫度計(jì)、壓力表、真空表、液位計(jì)等）及測控點(diǎn)和控制方案；6.地面及廠房各層標(biāo)高。繪制規(guī)定：設(shè)備外型、數(shù)量、大小的表示方法：（1）設(shè)備外型應(yīng)與設(shè)備實(shí)際外型或制造圖的主面視圖相似，用細(xì)線條繪制，簡單明了，設(shè)備上的管道接頭、支腳、支架一律不表示，見常用設(shè)備的圖形畫法；（2）同一位號(hào)的設(shè)備，數(shù)臺(tái)以上僅畫一臺(tái)，于設(shè)備右下角注明1～總臺(tái)數(shù)，如接管方法不同，則應(yīng)根據(jù)需要分別畫出，如有串連或輪換使用的數(shù)臺(tái)設(shè)備，在初步設(shè)計(jì)中僅畫一臺(tái)，在施工圖中應(yīng)繪出2臺(tái)或2臺(tái)以上，以示清楚；

例如：某車間二工段是磺化工段，磺化器有兩只，則它們的代號(hào)：2011，2012（3）同一車間的流程采用統(tǒng)一的比例（圖上不注比例），如遇個(gè)別設(shè)備過高，過大或過小，則酌情予以縮小或放大，但應(yīng)保持相對大小及高低，樓層用兩條細(xì)線表示，地面用單根細(xì)線和斷面符號(hào)表示，并于左邊注明標(biāo)高，操作臺(tái)在流程圖上不表示；2.閥門、管件、管道的表示方法（1）初步設(shè)計(jì)流程圖上畫出主要的管道、閥門、管件及控制點(diǎn)，見圖例；（2）施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)包括全部管道、閥門、管件及控制點(diǎn)；（3）物料管線用粗線表示（0.9～1.2mm），其它管道用中粗線表示（0.5～0.7mm），控制回路用細(xì)線表示（0.15～0.3mm）；（4）初步設(shè)計(jì)流程圖的管道，注明流體介質(zhì)和管徑，公用系統(tǒng)介質(zhì)用漢語拼音字母代表，生產(chǎn)物料不再細(xì)分內(nèi)容，統(tǒng)一用M代表，如M－φ57×3.5施工圖階段的物料要細(xì)分各種不同的介質(zhì)以英文字母表示：如SA硫酸CW液堿；管材代號(hào)：B不銹鋼L鋁材T銅管管線水平標(biāo)上面，管線豎直標(biāo)左側(cè)；套管的表示方法：套管/內(nèi)管（5）兩根無聯(lián)系的管線交錯(cuò)時(shí)，一根畫成實(shí)線，另一根在交叉處斷開，線條轉(zhuǎn)彎可畫出直角；（6）流程圖上的控制點(diǎn)，控制回路及儀表圖例，由自控專業(yè)加在工藝流程圖上，如儀表控制圖：(7)每根物料管道起迄點(diǎn)要注明來龍去脈，管道或設(shè)備直接投入物料時(shí)，也要將物料名稱寫出。3.設(shè)備位號(hào)編法設(shè)備位號(hào)和名稱注在設(shè)備圖形的左下方或右上方，位置力求相互整齊，明顯易見，線的上面注設(shè)備編號(hào)，下面注設(shè)備名稱，每套流程圖第一張上要繪制圖例，位置在圖紙上方。第七章車間布置和管道設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)車間的總體布置第三節(jié)設(shè)備和通道的布置第四節(jié)GMP與“精烘包”工序設(shè)計(jì)第五節(jié)多能車間設(shè)計(jì)第六節(jié)車間布置的方法、步驟和成果第七節(jié)管道設(shè)計(jì)重要性：▲是工藝專業(yè)向非工藝專業(yè)提供開展車間設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料；

▲遵守設(shè)計(jì)程序，按布置設(shè)計(jì)原則，合理布置設(shè)計(jì)；否則，造價(jià)高；施工安裝不便；人流、物流混亂，易發(fā)生事故等。第一節(jié)概述一、車間布置的重要性和任務(wù)一、車間布置的重要性和任務(wù)任務(wù)：1、確定安防等級，衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；

2、定建（構(gòu)）筑物和露天場所尺寸，并對生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和行政—生活區(qū)域位置作出安排；

3、定工藝設(shè)備在車間的空間位置。二、制藥車間布置設(shè)計(jì)的特殊性

原料藥作為精細(xì)化學(xué)品，屬化學(xué)工業(yè)范疇，在車間布置上和化工車間布置有共同要求。但藥品作為治病、增強(qiáng)體質(zhì)的特殊商品，其質(zhì)量好壞關(guān)乎健康、藥效、安全，為保證質(zhì)量必須在潔凈環(huán)境中生產(chǎn)，以防異物、灰塵、細(xì)菌污染藥品。

所以原料藥的成品工序（精、烘、包）與藥劑生產(chǎn)的灌封、制粒、干燥、壓片工藝一樣必須符合GMP制度。這就是藥品生產(chǎn)的特殊性。制藥工業(yè)制劑工業(yè)（如針、片、膠囊劑等）原料藥工業(yè)（化學(xué)合成藥、抗生素中草藥、生化藥等）三、車間的組成1、生產(chǎn)部分：生產(chǎn)區(qū)、精烘包工序、控制室、儲(chǔ)罐區(qū)等。2、輔助生產(chǎn)部分：動(dòng)力、化驗(yàn)、機(jī)修、通風(fēng)空調(diào)室，原料、輔料成品倉庫等。3、行政—生活部分：辦公、休息、更衣、浴、廁衛(wèi)生室等。四、車間布置設(shè)計(jì)的條件、內(nèi)容和成果

布置設(shè)計(jì)是在流程、物衡、熱衡、設(shè)備設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的。（一）初步設(shè)計(jì)階段

1、設(shè)計(jì)需要的條件和資料

①直接資料：車間外部資料和內(nèi)部資料。

②設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定：是國家技術(shù)政策和法令在設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)，必須嚴(yán)格執(zhí)行，不能違背，如違背造成事故，要承擔(dān)法律責(zé)任。（一）初步設(shè)計(jì)階段2、設(shè)計(jì)內(nèi)容

①按生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，按規(guī)范確定車間火災(zāi)危險(xiǎn)類別（甲、乙、丙、丁等）再按生產(chǎn)類別、層數(shù)和防火分區(qū)內(nèi)的占地面積，確定廠房的耐火等級。

②按GMP規(guī)定確定精烘包工序的潔凈級別。

③確定生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、行政—生活部分的布局定車間場地與建（構(gòu)）筑物的平面尺寸和高度；定工藝設(shè)備的平、立面布置；定人流、物流通道安排管道、電路等。（一）初步設(shè)計(jì)階段3、設(shè)計(jì)成果

平、立面布置圖和布置說明。平、立面布置圖和設(shè)備一覽表又是非工藝專業(yè)和工藝管道設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)條件。（二）施工圖設(shè)計(jì)階段

依據(jù)是初步設(shè)計(jì)布置資料；施工圖設(shè)計(jì)最終完成的文件是車間布置平、立面圖；該圖是工藝專業(yè)向其它非工藝專業(yè)提供的基本條件；其它專業(yè)以此進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)；工藝專業(yè)以此進(jìn)行管道布置設(shè)計(jì)。第二節(jié)車間的總體布置

主要討論：廠房的輪廓；層數(shù)；生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、行政—生活設(shè)施的布局。一、廠房的組成形式1、集中式：生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和行政生活部分集中安排在一棟廠房；適于規(guī)模小、車間中各工段聯(lián)系緊密、生產(chǎn)特點(diǎn)（防火、防爆等級和防毒程度）無明顯差異的情形。2、單體式：生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和行政生活部分，一部分或幾部分相互分離并分散布置在幾棟廠房中；適于規(guī)模大、車間中各工段生產(chǎn)特點(diǎn)差異顯著的情形。二、廠房的層數(shù)

層數(shù)有單層、多層、或單層和多層組合形式設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)工藝流程需要選用。廠房高度決定于工藝、安裝、檢修，以及采光、通風(fēng)和安全要求。設(shè)計(jì)時(shí)每層高度應(yīng)盡量統(tǒng)一。有5m、6m模數(shù)，最低4.5m。行政生活部分一般為3m、3.3m、3.6m。如果作三層布置設(shè)備的（計(jì)量罐、反應(yīng)罐、離心機(jī)）單層廠房，凈空高低不能＜6m。三、廠房平面和建筑模數(shù)制（一）廠房平面形狀和建筑模數(shù)制平面外形常采用長方形、L形、T形和∏形這些形狀從工藝上看，利于設(shè)備布置，管線短、便于安排人流、物流進(jìn)出口，也節(jié)省占地面積。廠房的寬度、長度和柱距，除特殊要求，應(yīng)盡可能滿足建筑模數(shù)制的要求。

1、基本模數(shù)為100mm；

2、門、窗、洞口和墻板在水平和垂直方向均為

300mm的倍數(shù)；

3、柱網(wǎng)（距）6—6m

最大不應(yīng)超過12m；

4、層高為0.3m的倍數(shù)。模數(shù)制所謂統(tǒng)一模數(shù)制，就是為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化而制定的一套基本規(guī)則，使不同的建筑物及各分部之間的尺寸統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使之具有通用性和互換性，以加快設(shè)計(jì)速度，提高施工效率、降低造價(jià)。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)采用國家規(guī)定的建筑統(tǒng)一模數(shù)制。建筑模數(shù)是選定的標(biāo)準(zhǔn)尺度單位，作為建筑物、建筑構(gòu)配件、建筑制品以及有關(guān)設(shè)備尺寸相互間協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)。根據(jù)國家制訂的《建筑統(tǒng)一模數(shù)制》，我國采用的基本模數(shù)M=100MM，同時(shí)由于建筑設(shè)計(jì)中建筑部位、構(gòu)件尺寸、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)以及斷面、縫隙等尺寸的不同要求，還分別采用分模數(shù)和擴(kuò)大模數(shù)。分模數(shù)1/2M(50MM)、1/5M(20MM)、1/10M(10MM)適用于成材的厚度、直徑、縫隙、構(gòu)造的細(xì)小尺寸以及建筑制品的公偏差等?；灸?shù)1M和擴(kuò)大模數(shù)3M(300MM)、6M(600MM)等適用于門窗洞口、構(gòu)配件、建筑制品及建筑物的跨度(進(jìn)深)、柱距(開間)和層高的尺寸等。（二）工業(yè)廠房常見結(jié)構(gòu)尺寸

常用寬度為12、15、18m，柱網(wǎng)6—6m、6—3—6m、6—6—6m布置。見圖7~2四、輔助生產(chǎn)和行政生活部分的布置

可與車間同置一廠房內(nèi)，也可獨(dú)立設(shè)置于另一棟廠房中，具體要視車間的性質(zhì)和規(guī)模定。

對集中式廠房，常用布置方案廠房層高大，對非生產(chǎn)部分可采用多層其余要求就是要方便生產(chǎn)、便于管理，使之與生產(chǎn)部分相互響應(yīng)。第三節(jié)設(shè)備和通道的布置任務(wù)：①定工藝設(shè)備在車間的空間位置；

②定設(shè)備露天與否；

③定車間內(nèi)人流、物流通道；

④定管道（包括電氣儀表管、暖通管）走向和位置。目的：以此確定車間生產(chǎn)部分建筑物的平立面具體尺寸（的基本依據(jù)）。一、設(shè)備和通道布置的基本要求（一）滿足生產(chǎn)工藝的要求

1、按工藝流程順序布置設(shè)備，保證水平和垂直方向的連續(xù)性。這樣才能使物料按流程順序流動(dòng)，避免交叉往返。如，計(jì)量設(shè)備最上層，反應(yīng)設(shè)備具中層，儲(chǔ)存分離設(shè)備具下層。設(shè)備間高差要保證物料順利進(jìn)出。

2、設(shè)備平面排布：按廠房寬度考慮；

＜6—9m，單面排列，操作人背后是通道；

12—15m，雙排布置，可中間或兩邊是通道；

＞18m，四排布置，大通道居中（3m）3、單臺(tái)設(shè)備所占位置要考慮操作、檢修、堆物；4、相同設(shè)備、同類型設(shè)備盡可能集中布置；5、為規(guī)模擴(kuò)大留出發(fā)展空間；6、設(shè)備排列要整齊，避免過擠、過松，既要配管方便，還要使配管最短。

（二）滿足設(shè)備安裝和檢修要求1、按設(shè)備大小，留出相應(yīng)的空間；2、設(shè)備水平方向進(jìn)出廠房的通道，要保證順利進(jìn)出，留門或安裝孔洞；對特大設(shè)備，可先安裝再施工廠房；3、設(shè)備垂直運(yùn)輸通道：通過樓層的，在樓面設(shè)吊裝孔，見圖7-5、7-6。起吊高度應(yīng)大于運(yùn)輸線路上最高設(shè)備的高度；4、因設(shè)備安裝、檢修等需設(shè)永久性起重設(shè)備的，廠房高低設(shè)計(jì)應(yīng)將其本身和物料高度考慮在內(nèi)。（三）滿足土建要求1、笨重、運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生很大振動(dòng)之設(shè)備（如離心機(jī)）應(yīng)布置在廠房底層，以減少樓面載荷和振動(dòng)；2、靜載很大、強(qiáng)振設(shè)備之基礎(chǔ)不得與建筑物基礎(chǔ)相連，以免影響整個(gè)廠房之安全；3、穿過樓面的孔、洞決不能穿過主梁；4、操作臺(tái)要盡可能統(tǒng)一，同標(biāo)高，以保持美觀；5、在樓層允許條件下，將較高設(shè)備集中布置于局部提高標(biāo)高的廠房中，以免提高整個(gè)廠房的標(biāo)高6、設(shè)備布置要避開廠房沉降縫和伸縮縫；7、門、窗、梯位置、尺寸要滿足人、物料、設(shè)備進(jìn)出，考慮通風(fēng)采光和安全要求。（四）滿足安全衛(wèi)生和防腐的要求1、高大設(shè)備避窗布置，以免影響采光；2、注意和利用自然通風(fēng)造成的空氣對流；3、對產(chǎn)熱、有毒廠房更要認(rèn)真考慮通風(fēng)，如自然對流通風(fēng)不能完全滿足，應(yīng)再考慮機(jī)械送、排風(fēng)4、機(jī)械排風(fēng)應(yīng)對有毒氣體處理后，通過高煙囪排入大氣，且應(yīng)置于車間下風(fēng)向；5、易燃、易爆生產(chǎn)部分，應(yīng)布置在防火防爆區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域防火源、靜電，設(shè)備與管有接地、避雷、和泄壓措施；二、設(shè)備的露天布置

節(jié)約建筑面積，利于防火、防爆、防毒，故一般把不常操作或可自控的設(shè)備露天，如塔設(shè)備儲(chǔ)罐等。6、按車間（廠房）火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)等級，合理設(shè)置安全出入口，門、樓梯、電梯；7、對使用、生產(chǎn)腐蝕介質(zhì)空間，須做必要的防腐處理；8、危險(xiǎn)和有毒車間盡量遠(yuǎn)距離控制或控制室操作以改善工人操作條件；9、對噪聲嚴(yán)重之設(shè)備，布置于地下室或獨(dú)立房間二、精烘包工序設(shè)計(jì)

精烘包是原料藥生產(chǎn)的最后工序，如溶解、脫色、過濾、結(jié)晶、干燥、粉碎、篩分、包裝等這些都是影響成品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，其過程視成品性質(zhì)不同均有潔凈等級要求。（二）GMP制度對藥廠設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義內(nèi)容：硬件－廠房、設(shè)備和環(huán)境軟件－先進(jìn)可靠的生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格的管理制度及質(zhì)量控制2.指導(dǎo)意義：a設(shè)計(jì)者在藥廠設(shè)計(jì)中藥遵守規(guī)范的規(guī)定；

b主要在硬件上為藥品生產(chǎn)達(dá)到保障質(zhì)量的要求，解決交叉污染和混雜問題。交叉污染通過人流、工具傳遞、物料傳遞、空氣流動(dòng)等途徑使不同品種藥品互相干擾，污染或因人、工器具、物料、空氣等不恰當(dāng)?shù)牧飨蚴節(jié)崈艏墑e低的污染物傳入潔凈級別高的生產(chǎn)崗位，造成污染。潔凈室術(shù)語：氣閘室設(shè)置在潔凈室出入口，阻隔室外或鄰室污染氣流和壓差控制而設(shè)置的緩沖間。傳遞箱在潔凈室隔墻上設(shè)置的傳遞零部件或小設(shè)備的開口，兩側(cè)裝有不能同時(shí)開啟的門扇并可設(shè)氣閘。技術(shù)夾層以水平構(gòu)件分隔構(gòu)成的供安裝管線等設(shè)施使用的夾層。（一）總體設(shè)計(jì)▲精烘包應(yīng)布置在主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)側(cè)；▲原料藥生產(chǎn)區(qū)應(yīng)布置在下風(fēng)側(cè)；▲周圍環(huán)境應(yīng)清潔，人、物流很少穿越的地區(qū)▲周圍道路用不起塵的材料構(gòu)筑，露土地面用耐寒草皮覆蓋或種植不產(chǎn)生花絮的樹木。（二）明確生產(chǎn)環(huán)境潔凈級別1、空氣潔凈度環(huán)境控制分區(qū)概念

空氣潔凈有兩個(gè)概念：▲潔凈空氣：比較潔凈的空氣；▲凈化空氣：空氣凈化的對象的潔凈程度叫“潔凈度”。指用一定面積或體積空氣中所含污染物質(zhì)的大小和數(shù)量表示。

GMP規(guī)范把車間按不同崗位的潔凈度要求，按潔凈度劃分為一般生產(chǎn)區(qū)、控制區(qū)和潔凈區(qū)。（二）明確生產(chǎn)環(huán)境的潔凈級別1.空氣潔凈度、環(huán)境控制分區(qū)概念空氣的潔凈有二個(gè)含義：①潔凈空氣②空氣凈化潔凈度空氣凈化的對象的潔凈程度稱潔凈度，通常用一定面積或一定體積空氣中所含污染物質(zhì)的大小和數(shù)量來表示?！稘崈魪S房設(shè)計(jì)規(guī)范》劃空氣分為四個(gè)等級潔凈度GMP對廠房潔凈等級的要求：用空氣凈化系統(tǒng)以控制室內(nèi)的含塵量或含菌量濃度的廠房稱為潔凈廠房。潔凈廠房采用何種等級的潔凈空氣取決于藥品的類型和生產(chǎn)工藝的要求。潔凈區(qū)控制區(qū)一般生產(chǎn)區(qū)：無潔凈度要求的生產(chǎn)、輔助車間。2、原料藥精烘包環(huán)境潔凈級別

GMP規(guī)范規(guī)定：口服原料藥成品的結(jié)晶、干燥、過濾、包裝的潔凈級別為10萬級，通常采用初、中效二級過濾的潔凈空氣即可。對無菌原料藥的結(jié)晶、干燥、過篩、包裝采用1萬級潔凈空氣。（三）工藝布局及土建要求1、精烘包應(yīng)與原料藥生產(chǎn)區(qū)分隔并自成一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域；精烘包與上一工序的聯(lián)系、交接應(yīng)方便成品送倉儲(chǔ)區(qū)路線要合理，避免通過嚴(yán)重污染區(qū)2、精烘包工序按工藝流程，一般應(yīng)分成重結(jié)晶、分離室、干燥室、包裝室、留驗(yàn)室和合格品儲(chǔ)存室，和人、物料凈化室和通道。雖然因功能不同而分設(shè)，但要相互呼應(yīng)成為一體。3、有潔凈度要求的廠房，經(jīng)常性費(fèi)用（水、電、汽）高，故在滿足工藝要求前提下，應(yīng)盡可能減少其建筑面積。（三）工藝布局及土建要求4、車間底層的室內(nèi)標(biāo)高應(yīng)高出室外地坪0.5~1.5m車間層高2.8~3.5m，技術(shù)夾層凈高2.0~2.5m，辦公、生活房高度2.6~3.2m。5、安排好暗敷管道的走向及豎井，通常管道和通風(fēng)夾墻、技術(shù)走廊合并處理。6、把潔凈級別相同的房間盡可能結(jié)合在一起；潔凈級別不同房間相互聯(lián)系要有防污染措施。如氣閘、風(fēng)淋室、緩沖間及傳遞窗等。7、在有窗的廠房中，應(yīng)把潔凈要求高的房間布置在內(nèi)側(cè)或中心部位。8、精烘包工序，人、物流入口應(yīng)盡可能少，以便控制全車間的潔凈度。9、布置時(shí)，空調(diào)室應(yīng)緊靠潔凈區(qū)，使通風(fēng)管道線路最短。10、工藝用水、壓縮空氣、N2按工藝要求進(jìn)行凈化處理。（三）工藝布局及土建要求（四）人員、物料凈化和安全1、人、物凈化出入口分設(shè)，避免交叉。2、進(jìn)潔凈或控制區(qū)人員應(yīng)按圖7~7程序凈化

注意：這些衛(wèi)生通道的潔凈度由外到內(nèi)逐步提高，所以越往內(nèi)，送風(fēng)量應(yīng)越大，以便造成由內(nèi)到外的正壓，防止污染空氣倒流入內(nèi)。（四）人員、物料凈化和安全3、物料（成品、包裝材料、工器具等）入控制區(qū)前應(yīng)在緩沖室先刷掉表面之灰塵污染，再用消毒水消毒，后經(jīng)紫外燈傳遞窗口入潔凈區(qū)。4、精烘包耐火等級不低于二級，安全出口不少于二個(gè)，易燃、易爆、有毒精烘包工序應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求。（五）室內(nèi)裝修1、墻、頂表面應(yīng)光潔、平整，墻與墻、地面、頂相接處應(yīng)有一定弧度，不起灰、易清洗。有潔凈度要求房間，可用特殊涂料或彩鋼板等墻面材料；無潔凈度要求，則可用石灰刷白。2、地面應(yīng)光滑、平整、易清洗，常用不起塵的水磨石、塑料、耐酸磁板等。3、門窗要簡單，不易積塵、清掃方便，密封要好，門的開啟方向應(yīng)由潔凈級別高向潔凈級別低。（六）設(shè)備和管道1、潔凈區(qū)只布置必要的設(shè)備，易污染、散熱大的設(shè)備布置在潔凈區(qū)外。2、設(shè)備用耐腐、耐磨、不生銹材料制造，結(jié)構(gòu)要簡單，內(nèi)部避免死角，外表光滑。3、考慮設(shè)備起吊、進(jìn)場的運(yùn)輸路線和孔洞，必要時(shí)可將隔墻設(shè)計(jì)成可拆卸的輕質(zhì)墻。4、設(shè)備安裝跨越不同潔凈等級房間或墻面時(shí)，應(yīng)采取可靠密封隔斷方法。5、防止傳動(dòng)機(jī)械漏油、起塵、振動(dòng)、噪聲。6、潔凈度≥10萬級，管道可明敷，1萬級暗敷。（七）空調(diào)系統(tǒng)

入控制區(qū)、潔凈區(qū)空氣除潔凈外，還要控制其溫度、濕度。因此空氣需加熱、冷卻，或加濕去濕處理。

1、對口服原料藥精烘包工序，生產(chǎn)區(qū)分類屬控制區(qū)，潔凈級別為10萬級，采取一級初效，二級中效過濾系統(tǒng)就可達(dá)到要求，如圖7~8。對其中防爆系統(tǒng)不采取回風(fēng)，以防易爆物聚積。對產(chǎn)生有毒物設(shè)備應(yīng)設(shè)置排風(fēng)。（七）空調(diào)系統(tǒng)2、無菌原料藥的結(jié)晶、干燥，其生產(chǎn)區(qū)分類屬潔凈區(qū)，潔凈級別為1萬級，采用一級初效，二級中效，三級高效過濾可達(dá)到要求，如圖7—9。若為防爆生產(chǎn)，則不設(shè)回風(fēng)，且潔凈室采取正壓3、青霉素等藥物應(yīng)專設(shè)空調(diào)設(shè)施，排風(fēng)口裝高效過濾器，使排出氣體無殘留青霉素，以防污染空氣。激素及對人體有嚴(yán)重危害的藥物，循環(huán)送風(fēng)須經(jīng)高、中、粗三級過濾，濾去循環(huán)空氣中有害藥物粉塵含量，減少對工人健康的危害。4、干燥、稱量、包裝崗位之成品，均處于敞口狀態(tài)，故采取頂部或側(cè)面送風(fēng)，下側(cè)回風(fēng)方式，以免粉塵飛揚(yáng)。粉碎、過篩過程會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，故須控制其溫度、濕度。5、溫度、濕度及換氣次數(shù)控制區(qū)：T18~28℃

相對濕度50~60%

潔凈區(qū)：T20~24℃

相對濕度45~60%

換氣次數(shù)：潔凈度≥

1萬級取25次／h

潔凈度≥

10萬級取15次／h（七）空調(diào)系統(tǒng)（八）電氣設(shè)計(jì)

照度：一般生產(chǎn)區(qū)100lx，潔凈度低于1萬級廠房150~200lx，1萬級廠房200~300lx。照明燈具吸頂安裝，接縫密封。第七章車間布置和管道設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)車間的總體布置第三節(jié)設(shè)備和通道的布置第四節(jié)GMP與“精烘包”工序設(shè)計(jì)第五節(jié)多能車間設(shè)計(jì)第六節(jié)車間布置的方法、步驟和成果第七節(jié)管道設(shè)計(jì)第五節(jié)多能車間設(shè)計(jì)一、概述

多能車間又稱綜合車間或小產(chǎn)品車間，適于產(chǎn)品品種多、產(chǎn)量差別懸殊、品種更新快的特點(diǎn)特別是醫(yī)藥和精細(xì)化工產(chǎn)品。一、概述1、以工業(yè)生產(chǎn)為主的多能車間：即根據(jù)既定的產(chǎn)品方案和規(guī)模，選擇一套（或幾套）工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多品種生產(chǎn)。特點(diǎn)是：設(shè)備利用率高，生產(chǎn)操作方便；缺點(diǎn)：每更換一個(gè)品種，都要根據(jù)工藝和其它要求，重新調(diào)整和組合設(shè)備及管道，靈活性和適應(yīng)性顯得有些差。有兩種設(shè)計(jì)方法：2、以試制研究及產(chǎn)銷量極小的產(chǎn)品為主的多能車間：這種情況下，品種雖多、工藝亦不相同，但有著共同的單元反應(yīng)和單元操作，故設(shè)計(jì)時(shí)可不必過多考慮具體生產(chǎn)的品種和規(guī)模，主要按化學(xué)反應(yīng)和單元操作，選擇一些不同規(guī)格和材質(zhì)的反應(yīng)罐、塔器和通用機(jī)械加以合理的布置和安裝。特點(diǎn)是：靈活性高，適應(yīng)性強(qiáng)；缺點(diǎn)：設(shè)備相對固定，而以不同產(chǎn)品的流程去適宜它，且設(shè)備數(shù)量多，利用率低。二、多能車間的設(shè)計(jì)原則

以工業(yè)生產(chǎn)為主的單套工藝設(shè)備實(shí)行多產(chǎn)品生產(chǎn)為例討論。（一）產(chǎn)品方案

1、產(chǎn)品數(shù)目不宜過多過雜：否則產(chǎn)品流程差異大時(shí)，就會(huì)影響設(shè)備的通用性和互換性，降低了設(shè)備的利用率，也給技術(shù)人員及操作人員配備帶來困難。產(chǎn)品生產(chǎn)周期不宜過短：在選擇產(chǎn)品的合理數(shù)目時(shí)，希望一個(gè)產(chǎn)品的操作周期為一個(gè)季度這樣一年就可安排4個(gè)產(chǎn)品，同樣就可減少調(diào)整設(shè)備的工作量。（一）產(chǎn)品方案

2、盡可能選流程及所需設(shè)備的大小和數(shù)量大致相近的品種，以提高設(shè)備利用率，也可減少更換產(chǎn)品時(shí)設(shè)備調(diào)整的工作量。3、選對防爆、防毒和三廢處理要求基本一致的品種，這樣可以使問題簡單化。（二）工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇

產(chǎn)品方案確定后，從中選一個(gè)工藝最長、反應(yīng)和操作單元種類最多的產(chǎn)品，作為設(shè)計(jì)和選擇工藝設(shè)備的基礎(chǔ)，按生產(chǎn)量和生產(chǎn)周期設(shè)計(jì)和選出工藝設(shè)備。還要與其它幾個(gè)產(chǎn)品工藝比較，補(bǔ)齊不能通用的設(shè)備或附件。（二）工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇1、主要工藝設(shè)備（反應(yīng)罐）以搪玻璃和不銹鋼為主，可適量配一些碳鋼設(shè)備。2、設(shè)備大小規(guī)格可排列組合，以減少規(guī)格品種。3、設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化。4、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)要簡單，以便清洗。5、配備必要的中間槽和計(jì)量槽，調(diào)節(jié)和緩沖工藝過程，以提高本體設(shè)備適應(yīng)性。（如前設(shè)備1h，300L，本體設(shè)備2h，300L，后設(shè)備3h，300L）特別提示：（三）車間布置1、建筑形式，以單層為宜，必要時(shí)可主體單層，局部二層；面積以500~2000m2為宜。2、生產(chǎn)操作面不宜過大，要緊湊。3、小容量（＜200L）反應(yīng)設(shè)備可不設(shè)操作臺(tái)，直接支撐在地面上，既利操作，又易移位。4、大容量設(shè)備可設(shè)單個(gè)或整個(gè)操作臺(tái)。（三）車間布置5、計(jì)量槽、回流冷凝可布置在反應(yīng)罐前上方，以便和反應(yīng)罐同時(shí)移位。6、多能車間設(shè)備較小，故凡能借自重穩(wěn)定的設(shè)備盡量不澆灌基礎(chǔ)，或澆比較淺的基礎(chǔ)。7、從安全角度，對只有一般防毒、防火、防爆要求的化學(xué)反應(yīng)，可布置在一個(gè)大間既可；對有特殊防毒、防火、防爆要求的化學(xué)反應(yīng)，從建筑和通風(fēng)上須作針對性處理；對高壓反應(yīng)須設(shè)防爆墻和泄壓屋頂。（三）車間布置8、蒸餾、回收處理的塔器應(yīng)適當(dāng)集中，以利操作和節(jié)省建筑物的空間。9、考慮到多能車間設(shè)備、管道拆裝頻繁的特點(diǎn)，所以中間體、原料運(yùn)輸頻繁，因而車間要有足夠的水平運(yùn)輸通道；垂直運(yùn)輸?shù)妮d貨電梯或簡易貨吊要能容納手推車。10、車間輔助和生活用房布置和單產(chǎn)品車間相同但要設(shè)置設(shè)備倉庫（這是與普通車間不同處），以存暫時(shí)不用的工藝設(shè)備。（四）管道設(shè)計(jì)1、設(shè)置上、下水，蒸汽、冷凍鹽水、壓縮空氣和真空等公用系統(tǒng)總管，管徑大小按既定產(chǎn)品中負(fù)荷量大的定。2、公用系統(tǒng)總管固定安裝于主要工藝設(shè)備上方，以便與之方便連接。3、公用系統(tǒng)總管與工藝設(shè)備通過支管連接。4、管材和連接方式隨產(chǎn)品更換的，采用臨時(shí)搭接第六節(jié)車間布置的方法、步驟和成果設(shè)備布置設(shè)計(jì)

設(shè)備布置設(shè)計(jì)的最終成果是設(shè)備布置圖等一系列圖樣，它包括：

(1)設(shè)備布置圖

表示一個(gè)車間或一個(gè)工段的生產(chǎn)和輔助設(shè)備在廠房建筑內(nèi)外安裝布置的圖樣。

(2)首頁圖

車間內(nèi)設(shè)備布置圖需分區(qū)繪制時(shí)，提供分區(qū)概況的圖樣。

(3)設(shè)備安裝詳圖

表示用以固定設(shè)備的支架、吊架、掛架及設(shè)備的操作平臺(tái)、附屬的棧橋、鋼梯等結(jié)構(gòu)的圖樣(施工圖設(shè)計(jì)內(nèi)容之一)。

(4)管口方位圖

表示設(shè)備上各管口以及支座、地腳螺栓等周向安裝方位的圖樣(施工圖設(shè)計(jì)內(nèi)容之一)車間布置圖車間平面布置圖和剖面圖二、車間布置圖

要表達(dá)出廠房大小、內(nèi)部分隔情況、與設(shè)備定位相關(guān)的建構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)形狀和相對位置；一般每層繪一張。也是車間布置設(shè)計(jì)的成果。（一）平面布置圖（一）平面布置圖1、廠房建筑平面圖：注有廠房及墻的輪廓線，門及開向、窗、梯位置、柱網(wǎng)間距、編號(hào)和尺寸及各層的相對標(biāo)高。2、安裝孔洞、地坑、地溝、管溝位置及尺寸，地池、地坑的相對標(biāo)高。3、吊車、吊車梁的平面位置。4、操作臺(tái)平面圖、尺寸及臺(tái)面相對標(biāo)高。5、設(shè)備外形平面圖，設(shè)備定位尺寸、管口方位和設(shè)備編號(hào)。6、輔助室、生活室的位置和尺寸。具體內(nèi)容有：（二）車間剖面（立面）圖1、廠房建筑立面圖，包括廠房輪廓線、柱、門、梯位置、及各層相對標(biāo)高，主梁高度等。2、設(shè)備外形尺寸及編號(hào)。3、設(shè)備