1、北京化工大学北方学院毕业设计（论文）1北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY（2013 届）本科生毕业设计题 目： 年产 50 吨氢化可的松车间工艺设计4 孕甾烯-17，21-二醇-3,20-二酮 专 业： 应 用 化 学 姓 名：傅宇德 班 级： 0905 学生学院： 理 工 院 日 期：2013 年 5 月指导教师： 林 贝 北京化工大学北方学院毕业设计（论文）2诚信申明本人申明：本人所递交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识和实验工作的全面总结。用所学过的课程，除了文中特别
2、加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名： 年 月 日北京化工大学北方学院毕业设计（论文）3年产 50 吨氢化可的松车间工艺设计4 孕甾烯17，21-二醇3,20-二酮的制备傅宇德应用化学专业 应化 0905 班 学号 090105126指导教师 林贝摘 要本工段设计所采用的工艺路线为：在反应罐内投入氯仿及氯化钙-甲醇溶液 1/3量搅拌下投入
3、 17-羟基黄体酮 (8-13),待全溶后加入氧化钙，搅拌冷至 0。将碘溶于其余 2/3 量氯化钙-甲醇液中，慢慢滴入反应罐，保待 T=02，滴毕，继续保温搅拌 1.5h。加入预冷至10的氯化铵溶液，静置，分出氯仿层，减压回收氯仿到结晶析出，加入甲醇，搅拌均匀，减压浓缩至干，即为 17-羟基-21-碘代黄体酮。加入DMF 总量的 3/4，使其溶解降温到 10左右加入新配制好的乙酸钾溶液(将碳酸钾溶于余下的 1/4DMF 中，搅拌下加入乙酸和乙酸酐，升温到 90反应 0.5h,再冷却备用)。逐步升温反应到 90 ,再保温反应 0.5h，冷却到-10，过滤，用水洗涤，干燥得化合物 S，熔点 226
4、，收率 95%。以 17羟基黄体酮为原料，经过加成反应得到中间产物，再经过碘化反应和置换反应，通过静置分层、减压浓缩、过滤洗涤、干燥等工序，得到成品。设计要求通过物料衡算，能量衡算，选择合适的设备、车间布置及管道设计。查阅英文并翻译、绘制相应的工艺图。关键词:氢 化 可 的 松 车间工艺设计 加成北京化工大学北方学院毕业设计（论文）4Annual output of 50 tons of hydrocortisone Process Design Workshop -4 progesterone ene-17, 21 - diol -3,20 dioPreparation AbstractTh
5、e design process route is mainly used: in the reaction tank into chloroform and calcium chloride - methanol solution of 1 / 3 volume, stirring into 17-hydroxy progesterone, to be fully dissolved after adding calcium oxide, mixing cold to 0 . The iodine dissolved in the remaining 2 / 3 of calcium chl
6、oride - methanol solution can slowly drip into the reaction, maintaining the temperature at 0 2 , drop complete, continue to heat stirred 1.5h, join the pre-cooling to -10 The ammonium chloride solutions, standing, separate the chloroform layer, vacuum recovery of chloroform to crystallization by ad
7、ding methanol, mix, evaporated to dry, namely 17-21-iodine-hydroxy-progesterone. Adding the total DMF 3 / 4, to dissolve, cool to about 10 , a new liquid formulation of potassium acetate, gradually warming response to 90 , and then heat reaction 0.5h, cooled to -10 , filtration, water washing , drie
8、d, so acetic acid compounds. Melting point 226 , yield 95%. The design mainly consists of factors on HC workshop layout, design of process flow, calculation of matirial in the flow, calculation of quantity of heat, design of workshop layout, Selection of pipeline calculation, composition of design s
9、pec, translation of foreign document, blueprint drawing, et cetera. Which the material balance in the quality of conservation law based on the heat balance to the law of conservation of energy and the basis of materials and energy based on the data, select the appropriate response equipment.key word
10、s:Hydrocortisone workshops technology design Addition北京化工大学北方学院毕业设计（论文）5目 录前 言 .7第一章 产品概述 .81.1 节 设计依据 .81.2 节 产品概述 .8第二章 工艺设计与工艺流程 .102.1 节 设计任务 .10第三章 物料核算 .133.1 衡算依据 .133.2 物料衡算基础数据 .133.3 物料衡算流程图 .19第四章 热量衡算 .204.1 热量衡算目的 .204.2 衡算依据 .204.3 热量衡算基础数据的计算和查取 .214.4 化学反应的热量衡算 .25第五章 设备选型 .385.1 节 工
11、艺设备选型的方法 .385.2 节 主要设备的选型与计算 .385.3 节 非主要设备的计算与选型 .425.4 节 设备一览表 .46北京化工大学北方学院毕业设计（论文）6第六章 管道设计 .476.1 节 管道设计的基础资料 .476.2 节 管道设计要求 .476.3 节 管道计算 .486.4 节 管道选型一览表 .51第七章 劳动保障与安全生产 .527.1 节 车间安全生产规则 .527.2 节 环境卫生 .527.3 节 生产装置安全操作要则 .52附 录 .53结 论 .54北京化工大学北方学院毕业设计（论文）7前 言氢化可的松又称为皮质醇，是天然存在的糖皮质激素，其抗炎作用为
12、可的松的125 倍，也具有免疫抑制作用、抗毒作用、抗休克及一定的盐皮质激素活性等，故而在临床医学上得到了广泛的应用。主要用于肾上腺皮质功能不足，自身免疫性疾病，变态反应性疾病，以及急性白血病、眼炎及何杰金氏病，也用于某些严重感染所致的高热综合治疗。我国以薯蓣皂素生产氢化可的松的企业及药厂众多，为更好的工业化半合成氢化可的松。所以未来几年，氢化可的松将继续在我国得到长足发展，以适应经济全球化的市场竞争,因此挖掘和完善基于半合成方法的氢化可的松将是未来中国制药行业的一个发展点。基于对氢化可的松的了解与认识，同时结合专业课的深入学习及老师的悉心教导，我开始了对氢化可的松的车间工艺设计。本次设计内容以
13、 17羟基黄体酮为原料，经过加成反应得到中间产物，再经过碘化反应和置换反应，通过过滤、浓缩、洗涤、干燥等工序，得到成品。本设计要求我们要有扎实的专业理论知识，同时要熟练掌握计算机，熟练运用画图工具。设计成果包括了工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型计算、车间布置设计、管道计算选型、设计说明书的撰写、查阅英文并翻译、并绘制相应的工艺图。本设计为工段的初步设计，按照设计任务书所要求的内容完成。但由于经验、理论和实践知识的不足，导致设计中还存在着大量的不足之处，请老师指出和修正。北京化工大学北方学院毕业设计（论文）8第一章 产品概述1.1节 设计依据1.1.1设计任务依据北京化工大学北方学
14、院制药工程专业毕业设计任务书。1.1.2设计的技术依据以毕业设计任务书的要求对氢化可的松车间工艺展开，其详细过程见工艺路线论证。1.1.3设计遵循的技术法规（1） 药品生产质量管理规范实施指南（2001 年版，中国化学制药工业协会，中国医药工业公司）；（2） 工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85；（3） 环境空气质量标准GB3095-1996；（4） 污水综合排放标准GB8978-1996；（5） 工业“ 三废” 排放执行标准 GBJ4-73 ；（6） 建筑工程消防监督审核管理规定公安部第30 号令；（7） 建筑结构设计统一标准GB500682001 ；（8） 工业企业设计卫生标准TJ36
15、-79；（9） 化工工厂初步设计内容深度的规定HG/20688 2000（10）化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG 20519-92（11）关于出版医药建设项目可行性研究报告和初步设计内容及深度规定的通知国药综经字1995 ，第397 号（12）化工装置设备布置设计规定HG 20546-921.2节 产品概述1.2.1产品名称、化学结构北京化工大学北方学院毕业设计（论文）9OH COH2HHHO（1）产品名称中文名：4 孕甾烯17，21-二醇3,20-二酮英文名：4 progesterone ene-17, 21 - diol -3,20 - dione Preparation（ 2）
16、化 学 结 构 式 、 分 子 式 及 分 子 量 化 学 结 构 式 ： 分 子 式 ： C21H30O5 分 子 量 ： 3631.2.2 临 床 用 途（1）临床用途：用 于 肾 上 腺 功 能 不 全 所 引 起 的 疾 病 、 类 风 湿 性 关 节 炎 、 风 湿 性 发 热 、 痛 风 、支 气 管 哮 喘 等 ； 用 于 过 敏 性 皮 炎 、 脂 溢 性 皮 炎 、 瘙 痒 症 等 ； 用 于 虹 膜 睫 状 体 炎 、角 膜 炎 、 巩 膜 炎 、 结 膜 炎 等 ； 用 于 神 经 性 皮 炎 ； 用 于 结 核 性 脑 膜 炎 、 胸 膜 炎 、 关节 炎 、 腱 鞘
17、炎 、 急 慢 性 捩 伤 、 腱 鞘 劳 损 等 。（2）注意事项：与 降 糖 药 、 抗 癫 痫 药 、 噻 嗪 类 利 尿 药 、 水 杨 酸 盐 、 抗 凝 血 药 、 强 心 甙 等 合 用 须 考虑 相 互 作 用 ， 应 适 当 调 整 剂 量 。 不 可 骤 然 停 药 ， 并 避 免 减 量 过 快 ， 以 免 引 起 肾 上北京化工大学北方学院毕业设计（论文）10腺 皮 质 功 能 不 全 的 不 良 反 应 ， 应 缓 慢 减 量 停 药 。 并 在 停 药 后 半 年 内 使 用 促 肾 上腺 皮 质 激 素 。（3）不良反应：长 期 大 量 服 用 引 起 柯 兴 氏
18、 征 、 水 钠 潴 留 、 精 神 症 状 、 消 化 系 统 溃 疡 、 骨 质 疏松 、 生 长 发 育 受 抑 制 。第二章 工艺设计与工艺流程2.1 节 设计任务本项目设计产品生产工艺资料部分由建设单位提供。工艺资料包括各部反应化学方程式、原辅料配比、操作条件、操作周期、各步收率及原辅料、中间体、成品等物料性质等等。本设计的生产工艺的操作方式采用的是间歇操作，整个工艺总体上分为五个工段。2.1.1 工艺过程及工序划分5,16-孕甾二烯-3 醇20-酮3-醋酸酯的制备16 17环氧黄体酮的制备17羟基黄体酮的制备4 孕甾烯 17，21-二醇3,20-二酮的制备氢化可的松的制备2.1.2 化学反应方程式及各步收率 OOHCOH2OHOCOAcOH3 COOH H3 COOH3 COOH3BrCOOH3COOH2ICOOH2AcCOOH3OHCOOH3OCOOH3OBrCOOH3OCOOH2IO COOH2AcOH2NC CH2OAcONHC2OO H2NC CH2OAcNHC2OH OO
