【正文】 過濾洗滌 D 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 其它雜質(zhì)量 含水 過濾水（ ） B濾液（ ） 溶質(zhì) 水 C產(chǎn)品（ ） 純品 99%= 含水 ⑥ 干燥單元（產(chǎn)物的損失 1%） A B 圖 干燥 A 進(jìn)料（ ） 含水 B 產(chǎn)品（ ） 99%= 干燥 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 表 進(jìn)、出物料平衡表 進(jìn)料 出料 序號(hào) 物料名稱 組成（ %） 數(shù)量（ kg） 序號(hào) 物料名稱 組成（ %） 數(shù)量（ kg） 1 17ɑ羥基黃體酮粗品 1 廢液 2 氯化鈣 甲醇溶液 100 （ 1） 氯化銨 （ 1） 純品 45 （ 2） 雜志 55 3 氯仿 1454 （ 2） 雜質(zhì) （ 1） 純品 （ 3） 水 （ 2） 雜質(zhì) 2 廢 氣 4 氧化鈣 （ 1） 氯仿 5 碘 （ 2） 甲醇 6 氯化銨 （ 3） 碘 （ 1） 純品 （ 4） 損失 （ 2） 雜質(zhì) 3 濾液 7 甲醇 （ 1） 溶質(zhì) （ 1） 純品 （ 2） 水 （ 2） 雜質(zhì) 4 產(chǎn)物 8 DMF （ 1） 水 1 （ 1） 純品 （ 2） 純品 99 （ 2） 雜質(zhì) 9 醋酸鉀 （ 1） 純品 （ 1） 雜質(zhì) 11 添加水 合 計(jì) 合 計(jì) 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 物料衡算流程圖 靜置分層 減壓回收 減壓濃縮 廢液 廢氣 17ɑ— 羥基黃體酮 過濾，洗滌 濾液 干燥 孕甾烯 — 17ɑ， 21— 二醇— 3， 20— 二酮 水 2908kg DMF kg 醋酸鉀 氯仿 1454kg 氯化鈣 — 甲醇 氧化鈣 、碘 氯化鈣 — 甲醇 氯化銨 甲 醇 碘化反應(yīng) 置換 有機(jī)層分層 反應(yīng)混合物 產(chǎn)品 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第四章 熱量衡算 藥物生產(chǎn)的整個(gè)過程由許許多多的基本單元操作組成，每個(gè)基本單元操作過程均伴隨能量的轉(zhuǎn)換，并需要保持平衡。 衡算依據(jù) 熱量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)而進(jìn)行的 ,所以車間物料衡算表是進(jìn)行車間熱量衡算的首要條件。2) 式中 m—輸入（或輸出）設(shè)備的物料量 kg； Cp—物料的平均比熱容 kJ/kg對(duì)于不同物料的比熱容可查《化學(xué)工程手冊(cè)》（第 1冊(cè)）或《 化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》（下），若查不到，各種估算方法求出相應(yīng)溫度下的比熱容值。 （ 3） 5Q 與 6Q 的確定 根據(jù)工藝操作經(jīng)驗(yàn)，（ 5Q ＋ 6Q ）一般為（ 4Q ＋ 5Q ＋ 6Q ）的 5%～ 10%，只要計(jì)算出 4Q ，就可以確定 5Q ＋ 6Q ，從而計(jì)算出 2Q 。當(dāng)遇到手冊(cè)中數(shù)據(jù)不全的情況時(shí)，就需通過一些公式來估算這些物性常數(shù)。另外，如果作為近似計(jì)算，液體的比熱容也可按照計(jì)算固體比熱容的科普定律求取，其具體計(jì)算 過程見固體的比熱容計(jì)算。℃ ，其值見下表； n—固體分子中同種原子的個(gè)數(shù)； M—化合物分子量。 狀態(tài)熱一般也稱為潛熱。 （ 2）熔融熱 不同物質(zhì)的熔融熱可根據(jù)以下公式求出： 元 素 Fq =（ ～ ） FT （ 4表示，負(fù)值表示放熱，正值表示吸熱。6 ） 式中 ν反應(yīng)方程中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，反應(yīng)物為負(fù)，生成物為正； fq 標(biāo)準(zhǔn)生成熱 kJ/mol。即 ： cq =?a ＋ ?bx kJ/mol （ 4 表 元素標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱一覽表 元素的燃燒過程 元素燃燒熱 kJ/（ g 化學(xué)反應(yīng)的熱量衡算 A B ③ C 圖 碘化反應(yīng) A 17ɑ—羥基黃體酮 純品 B碘 （ ） C中間產(chǎn)物 碘化鈣 計(jì)算過程： （ 1） 1Q 的計(jì)算： 1Q =?mtCp （以 0℃ 為基準(zhǔn)） 碘 代 反 應(yīng) 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 Cp 的求取：（即： 0℃ ～ 25℃ 之間的平均比熱容） A 17ɑ—羥基黃體酮 可根據(jù) ―科普法則 ‖估算而得； B碘可查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》； 則所得各物質(zhì)的 Cp 值見下表： 表 物質(zhì)的 Cp 值一覽表 物質(zhì) 溫度 17ɑ—羥基黃體酮 碘 30℃ ⑴ 各物質(zhì) Q1 AQ?1 =30= BQ?1 =30= 所以 1Q = AQ?1 ＋ BQ?1 =+ = 雜質(zhì)的 1Q 忽略不計(jì) （ 2） 4Q 的計(jì)算： 4Q =?mtCp （以 0℃ 為基準(zhǔn)） Cp 的求?。海矗?0℃ ～ 25℃ 之間的平均比熱容） ① 中間產(chǎn)物的 Cp 可根據(jù) ―科普法則 ‖估算而得； ② 碘化鈣的 Cp 可查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》； 則所得各物質(zhì)的 Cp 值見下表： 表 物質(zhì)的 Cp 值一覽表 物質(zhì) 溫度 中間產(chǎn)物 碘化鈣 30℃ 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 ① 各物質(zhì)的 Q4： AQ4 =30= BQ?4 =30= 所以 4Q = AQ4 ＋ BQ?4 = KJ （ 3） 3Q 的計(jì)算： ① 狀態(tài)變化熱： ⅰ 熔解熱： 17α－羥 基黃體酮 的熔解熱可查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 SQ = KJ/kg ⅱ 稀釋熱：忽略不計(jì) ② 化學(xué)反應(yīng)熱： 各物質(zhì)生成熱的求?。? ⅰ 17ɑ—羥基黃體酮： C21H29O3+ 2x O2→21CO2+ x= 根據(jù) ―理查德法 ‖，則有： cq =?a ＋ ?bx kJ/mol 表 a、 b 值一覽表 基團(tuán) a b 基數(shù) 甲基 ? 3 ? 3 ? 3 環(huán)戊烷 酮 環(huán)己烷 ? 2 ? 2 ? 2 C H 3OO HC H 2 OO HC H 2 IOO HCa O + H 2 O Ca (O H)2 Ca 2 + + 2 O H + OH I + I , Ca 2+ + Ca I2北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 乙酰 環(huán)己烯 ?a = ?b = 所以： 1cq =＋ =元素燃燒熱： ? 0cenq = 21＋ 29 = KJ/mol 所以： 1fq ==ⅱ 碘（查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》） 可得： 2fq = KJ/mol ⅲ 碘化鈣（查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》） 可得： 3fq = KJ/mol ⅳ 中間產(chǎn)物 ： C21H29O3I+ （ x/2） O2→21CO2+14H2O+HI x=53 根據(jù) ―理查德法 ‖，則有： qc ＋ xb kJ/mol 表 4. 7 a、 b 值一覽表 基團(tuán) a b 基數(shù) 甲基 ? 2 ? 2 ? 2 環(huán)戊烷 酮 環(huán)己烷 ? 2 ? 2 ? 2 乙酰 環(huán)己烯 ?a = ?b = 3cq =+53= KJ/mol 燃燒熱： ? 0cenq = 21＋ 28= KJ/mol 所以： 4fq == KJ/mol 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 rq =?fvq [( 1fq ＋ 2fq )+ 3fq + 4fq ] = KJ/m ⑶ 求反應(yīng)溫度（ 25℃ ～ 33℃ ）下的化學(xué)反應(yīng)熱：取反應(yīng)溫度為 30℃ 則： trq = rq －（ t25）（ ?vCp ） kJ/mol ACp 的求?。海矗?0℃ ～ 25℃ 之間的平均比熱容） ⅰ 17α－羥基黃體酮 、中間產(chǎn)物的 Cp 值可根據(jù) ―科普法則 ‖估算而得； ⅱ 碘 、碘化鈣的 Cp可查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》； 表 4. 8 物質(zhì)的 Cp 值一覽 表 物質(zhì) 溫度 17α－羥基黃體酮 碘