1、江西科技师范大学本科毕业论文目录第 1 章 概述 .21.1 设计依据 .21.1.1 设计的目的 .21.1.2 设计遵循的技术法规 .21.2 产品简介 .31.2.1 概述 .31.2.2 产品名称 .31.2.3 化学结构、分子式及分子量 .31.3 产品合成工艺路线的论证 .4第 2 章 工艺流程设计及工艺过程 .62.1 工艺概述 .62.2 工艺流程设计 .62.2.1 肟盐处理反应工段 .62.2.2 518-1 反应工段 .72.2.3 后处理工段 .82.3 工艺流程框图 .92.3.1 肟盐处理反应工段工艺流程框图 .92.3.2 518-1 反应工段和后处理工段反应流程
2、图 .10第 3 章 物料衡算 .113.1 概述 .113.2 物料衡算的原理 .113.3 物料衡算的基准与任务 .113.3.1 衡算基准 .113.3.2 设计任务 .113.4 各步骤收率 .113.5 各反应单元 .12江西科技师范大学本科毕业论文I3.5.1 游离反应 .123.5.2 萃取洗涤 .143.5.3 冷却浓缩 .153.5.4 醚化和硅烷化 .163.5.5 分层萃取 .183.5.6 浓缩与顶蒸 .203.5.7 离心工段 .213.5.8 干燥 .23第 4 章 热量衡算 .244.1 热量衡算依据 .244.1.1 设备的热量平衡方程式 .244.1.2 热量
3、衡算基础数据的计算和查取 .244.2 总体能量衡算 .254.3 能量衡算目的 .254.4 干燥工序的热量衡算 .25第 5 章 设备选型和计算 .275.1 工艺设备选型概述 .275.2 GMP 对设备选型和安装的要求 .275.3 计算依据 .275.4 主要反应设备选型 .285.4.1 反应釜 .285.4.2 计 量罐 .315.4.3 储罐 .335.4.4 高效过滤器 .345.4.5 冷凝器 .355.4.6 离心泵 .355.4.7 废液贮池 .36第 6 章 车间布置设计 .37江西科技师范大学本科毕业论文II6.1 工厂设计的内容与规范 .376.2 车间概况 .3
4、76.2.1 车间形式 .386.2.2 厂房的层数 .386.2.3 厂房平面布置 .386.3 设备布置的基本要求 .396.3.1 设备排列顺序 .396.3.2 设备排列方法 .396.3.3 操作间距 .39第 7 章 “三废”处理及综合利用 .407.1 “三废”排放情况 .407.1.1 废水处理 .407.1.2 废气处理 .407.1.3 废渣处理 .417.2 噪声污染情况及处理 .417.3 套用与回收利用 .41第 8 章 劳动组织与岗位定员 .428.1 劳动组织 .428.2 岗位定员 .42第 9 章 生产车间防火安全管理规定 .439.1 车间技术要求 .439
5、.2 安全与维修 .44第 10 章 生产和劳动保障 .4510.1 车间安全生产原则 .4510.2 个人防护守则 .4510.3 动火规定 .4610.4 安全用电 .4610.5 动力使用 .46江西科技师范大学本科毕业论文III10.6 环境卫生 .4610.7 防火防爆原料性质分类 .46结语 .48参考文献 .49致谢 .51附录 .52附录 1 设备一览表 .52附录 2 带控制点的工艺流程图 .52附录 3 反应釜装配图 .52附录 4 平面图和立面图 .52江西科技师范大学本科毕业论文0年产 100 吨克拉霉素中间体 518-1 车间工艺设计 摘要：本设计是按年产 100 吨
6、(2 , 4-O- 双三甲基硅烷基)-红霉素 A-9-O-(1-乙氧基-1-甲乙基)肟(518-1)的量进行的车间工艺设计。该物质是合成克拉霉素的关键中间体。克拉霉素是新一代大环内酯类抗生素，临床应用广泛。本次设计采用的工艺路线为：以硫氰酸红霉素肟为原料、氨水为碱、二氯甲烷为有机溶剂进行游离反应后得到红霉素 A 肟，然后以红霉素 A 肟为原料，通过 2-乙氧基丙烯进行醚化反应保护肟羟基，再用三甲基氯硅烷进行硅烷化反应，经离心、干燥后得到克拉霉素关键中间体，整个工艺过程总收率可以达到86%。设计内容主要包括车间工艺设计依据、工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型与计算、车间布置设计、三废
7、处理、劳动保护、安全生产、工程经济等内容。设计所得成果主要有设计说明书和相应的图纸，其中图纸包括反应釜装配图、工艺流程图、设备一览表、车间平面布置图及剖面图。关键词：克拉霉素；518-1 中间体；红霉素肟；车间工艺设计江西科技师范大学本科毕业论文1第 1 章 概述1.1 设计依据1.1.1 设计的目的在抗生素时代的初期，红霉素可谓是这个时代的先锋，但是经过时代的变迁，其药效与副作用呈现严重的比例失调。然而，经过近半个世纪的努力，科学家们终于找到了许多比红霉素本身更为优越的新型红霉素类药物，大环内酯类抗生素克拉霉素就是就是其中之一。作为 21 世纪初最畅销的抗菌药物之一，现在世界上许多国家已经将
8、其投入临床使用，同时并有 60 多个国家在研究开发这个产品，以克拉霉素关键中间体为起点，衍生成多种类型的抗生素，使更好地服务于临床，这将是我们目前最为迫切也最为重要的一步。现在许多医药企业都在生产克拉霉素，那么对于力求在相对优越的环境下产出高纯度的关键中间体将是我们这项设计的首要任务。1.1.2 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)药品生产质量管理规范 （2010 年版，国家食品药品监督管理局颁发） ；(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“
9、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GB50068-2001；(8)工业企业设计卫生标准TJ36-79；(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 20529-92；(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 20546-92；(13)工业企业噪音控制设计规范GBJ87-85；江西科技师范大学本科毕业论文21.2 产品简介1.2.1 概述克拉霉
10、素是新一代半合成的大环内酯类抗生素，与细菌细胞核糖体 50s 亚基结合，抑制细菌蛋白质的合成而起到广泛的抑菌杀菌作用，对革兰阳性菌、阴性菌及厌氧菌等都具有很强的抗菌作用，对衣原体、支原体感染的抗菌活性是大环内酯类抗生素中最强的。克拉霉素体外抗沙眼衣原体活性是红霉素的710 倍，为强力霉素的 4 倍。它在体内代谢而产生的 14 羟产物，具有生物活性，其抗菌谱与克拉霉素本身相同，而且它们在体内的抗菌活性比体外提高。而合成克拉霉素其中一个重要的关键中间体就是(2 , 4-O-双三甲基硅烷基)- 红霉素 A-9-O-(1-乙氧基-1-甲乙基)肟(518-1)，本车间工艺设计就是合成克拉霉素关键中间体(
11、518-1)。1.2.2 产品名称(1) 化学名： (2 , 4-O-双三甲基硅烷基)-红霉素 A-9-O-(1-乙氧基-1-甲乙基) 肟(2) 英文名： (2 , 4-O-bis( trimethylsilyl)-erythromycin A-9-O-( 1-ethoxy- 1-methylethyl) oxime1.2.3 化学结构、分子式及分子量(1) 化学结构：ONOHHOH OOONHOOOHOH SCN-NH4OC2l2 ONOHHOH OOONOOOHOH HClPyEtO(CH3)=CH2ONOHHOH OOONOOOHOEt (CH3)SiClImidazoleONOHHOH
12、 OOONOOOOEtSi(CH3)OSi518-(2) 分子式： C48H94O14N2Si2(3) 分子量： 979.44 g/mol(4) 理化性质：外观：白色结晶性粉末江西科技师范大学本科毕业论文3密度：1.280g/cm 3沸点：838.422闪点：460.8611.3 产品合成工艺路线的论证对于红霉素中间体，其质量的好坏关系到原料药生产的收率和质量，而其质量的好坏不是检测出来的，是设计生产出来的。为了找到符合经济、资源等条件，而且比较合理的工艺路线，要进行工艺论证。作为大环内酯类常见的中间体，其生产工艺路线在国内外已经比较成熟。红霉素 A 肟分子共有 6 个羟基、1 个肟羟基和 1
13、 个叔胺基的甲基化活性基团。早起的文献报道，利用 CBz 来保护叔胺基，利用邻氯苄氯进行 9 位肟羟基的保护，这些方法的保护剂毒性较高、对环境不友好，且 6-甲基化红霉素 A 收率较低，存在着诸多的副产物(多甲基化产物和其他单甲基化产物)，提纯步骤复杂。之后发展为通过烯丙基来保护 9 位的肟羟基，通过硅烷化来保护 2位的羟基、4位的羟基，此法收率有所提高，但存在去保护基的步骤条件苛刻(如需要贵金属催化) 等问题，而且由于空间效应，3位的二甲胺基在甲基化的条件下难以转化为季铵盐。于是，以硫氰酸红霉素肟为原料，与氨水的碱性环境中生成红霉素 A 肟分子，通过 2-乙氧基丙烯进行醚化反应保护 9-肟羟
14、基，再用三甲基氯硅烷进行硅烷化反应得到关键中间体(2 , 4-O- 双三甲基硅烷基 )-红霉素 A-9-O-(1-乙氧基-1-甲乙基)肟(518-1) 。具体反应方程式如下：ONOHHOH OOONHOOOHOH SCN-NH4OC2l2 ONOHHOH OOONOOOHOH HClPyEtO(CH3)=CH2ONOHHOH OOONOOOHOEt (CH)SiClImidazoleONOHHOH OOONOOOOEtSi(CH3)OSi518-江西科技师范大学本科毕业论文4ONOHHOH OOONHOOOHOH SCN-NH4OC2l2 ONOHHOH OOONOOOHOH HClPyEtO
15、(CH3)=CH2ONOHHOH OOONOOOHOEt (CH3)SiClImidazoleONOHHOH OOONOOOOEtSi(CH3)OSi518-本次设计是依据上述反应原理来进行的。采用的工艺路线为：以硫氰酸红霉素肟为原料、氨水为碱、二氯甲烷为有机溶剂进行游离反应后得到红霉素 A肟，然后以红霉素 A 肟为原料，通过 2-乙氧基丙烯进行醚化反应保护肟羟基，再用三甲基氯硅烷进行硅烷化反应，经离心、干燥后得到克拉霉素关键中间体(518-1)。江西科技师范大学本科毕业论文5第 2 章 工艺流程设计及工艺过程2.1 工艺概述本设计的的生产工艺的操作方式采用的是间歇式操作，整个工艺总体上分为
16、3 个工段，分别为：肟盐处理工段、518-1 反应工段和后处理工段。具体包括8 个反应单元过程，分别为：游离反应、萃取洗涤、冷却浓缩、醚化与硅烷化反应、分层萃取、浓缩与顶蒸、离心、干燥。2.2 工艺流程设计2.2.1 肟盐处理反应工段(1) 游离反应 打开二氯甲烷中转罐(V0302)进料阀，把回收合格的二氯甲烷或大贮罐内的新二氯甲烷用泵打入中转罐(V0302)，将中转罐中的二氯甲烷用泵打入反应釜(R0101)中。关闭中转罐进料阀、放料阀，关闭反应釜(R0101)上进料阀。然后打开反应釜人孔盖，投放肟盐，并搅拌，氨水高位罐(V0301)内用泵抽入 600L 氨水备用。然后打开氨水高位罐(V030
17、1)的底部放料阀，把氨水放入反应釜 (R0101)中，同时观察物料的溶解状况。搅拌 30min，使物料全部溶解。停止搅拌，静置 30min，分层。有机层分入下面的中转罐中。(2) 萃取洗涤 水层加入 300L 二氯甲烷，并搅拌，搅拌 10min，静置 30min 后分层，有机层并入前面的有机层中。水层再加入 300L 二氯甲烷，并搅拌，搅拌 10min，静置 30min 后分层，有机层并入前面的有机层中，水层排弃。用泵将中转罐中的二氯甲烷层打入反应釜(R0102)中。转料结束，打开水管，放入 1000L 水，搅拌 10min，静置 30min 后分层，有机层放入下面的中转罐中，水层排放。用泵再将中转罐中的二氯甲烷层打入反应釜(R0102)中。转料结束，打开水管，放入 1000L 水，搅拌 10min，静置 30min 后分层，
