【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ........................................................................................................... 34 廢渣的處理 .......................................................................................................... 35 2 廢水的處理 .......................................................................................................... 35 廢氣的處理 .......................................................................................................... 35 第 8 章 防火安全衛(wèi)生 .......................................................................................................... 36 防火措施 .................................................................................................................... 36 生產(chǎn)安全措施 ............................................................................................................ 36 結(jié) 語(yǔ) ...................................................................................................................................... 37 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 38 致 謝 ...................................................................................................................................... 39 附 錄 ...................................................................................................................................... 40 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 第 1 章 緒 論 概述 阿司匹林是一種非甾體抗炎藥，其藥理作用主要有五大方面：解熱、鎮(zhèn)痛、消炎、抗風(fēng)濕、抑制血小板凝集等。因?yàn)榘⑺酒チ质桥R床上的常用藥物，所以研究阿司匹林的合成對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有著重要的意義。 生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介 阿司匹林作為百年老藥，其生產(chǎn)方法也在不斷的改進(jìn)。百年 前合成阿司匹林所用的傳統(tǒng)方法是用 醋酸酐和水楊酸為原料，使用濃硫酸作反應(yīng)的催化劑，經(jīng)酯化反應(yīng)制得 [1]。這一工藝合成路線雖然使用了很多年，其工藝也較為成熟，但反應(yīng)收率并不是很高，而且濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性會(huì)腐蝕設(shè)備，這樣就大大地增加了生產(chǎn)成本，同時(shí)還有一個(gè)不可忽視的缺點(diǎn)，此方法會(huì)產(chǎn)生較大量的廢酸液體，這些液體會(huì)污染周圍的環(huán)境。 在近百年的發(fā)展探索中，現(xiàn)代阿司匹林的合成有很多不同方法，實(shí)驗(yàn)室較為常用的是以水楊酸和乙酸酐為主要原料，通過(guò)新型催化 、 堿催化 、 酸催化三種不同的催化方法合成 [2]。主要改變的是反應(yīng)的催化劑，催化 劑不同時(shí)，產(chǎn)品的收率、后處理 、成色 以及成本有著重要的影響?，F(xiàn)代阿司匹林的合成主要以改變催化劑為主。利用酸催化制阿司匹林，原料不變，由起初的濃硫酸發(fā)展為草酸，磷酸二氫鈉，硫酸氫鈉等為催化劑，對(duì)阿司匹林的合成來(lái)講，這一進(jìn)步猶如里程碑一樣。利用堿催化合成阿司匹林的方法原料基本不變，常用的催化劑主要有氫氧化鉀，無(wú)水碳酸鈉和乙酸鈉等。但該方法工藝合成路線不大成熟，產(chǎn)品收率較低，這不符合工業(yè)生產(chǎn)的原則。新型催化劑合成阿司匹林是比較具有熱度的合成方法 [3]。目前比較有前景的催化劑是維生素 C 和離子液體型催化劑。這種新型催化 劑優(yōu)點(diǎn)明顯，經(jīng)濟(jì)環(huán)保并且性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低。 目前，新型催化劑合成阿司匹林是國(guó)內(nèi)外研究的主要方向，其低碳經(jīng)濟(jì)且環(huán)保，非常符合綠色化學(xué)的理念，深深受到研究人員的喜愛(ài)。 設(shè)計(jì)原則及要求 本設(shè)計(jì)的原則是：在工藝流程設(shè)計(jì)方面，要做到操作過(guò)程簡(jiǎn)潔可行，流程的設(shè)計(jì)要選擇最適合工廠生產(chǎn)的，產(chǎn)品收率較高的，易達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益，做到綠色經(jīng)濟(jì)且環(huán)保。在車間設(shè)計(jì)方面，保證車間的安全生產(chǎn)，并且車間設(shè)備要布置合理等。 本設(shè)計(jì)的要求是：在一年的工作日內(nèi)可以生產(chǎn) 300 噸阿司匹林，并且保證設(shè)河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 計(jì)的工藝流程便于工人操作，對(duì)車 間的設(shè)計(jì)要保證設(shè)備的選擇與安裝符合工廠生產(chǎn)要求。 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)范圍 本次的設(shè)計(jì)依據(jù)如下： （ 1）《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》 （ 2） 2021 年《齊齊哈爾大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作手冊(cè)》 （ 3）《天然藥物合成》 （天津大學(xué)出版社出版） （ 4）《制藥工藝與設(shè)備》 （化學(xué)工業(yè)出版社出版） （ 5）《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （上海醫(yī)藥設(shè)國(guó)家醫(yī)藥管理局設(shè)計(jì)院編著） （ 6）《化工原理》 （天津大學(xué)出版社出版） （ 7）《制藥工程工藝設(shè)計(jì)》 （人民衛(wèi)生出版社出版） （ 8）《化學(xué)工程 CAD 技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例》 （化學(xué)工業(yè)出版 社出版） （ 9）《藥理學(xué)》 （天津大學(xué)出版社出版） （ 10）《藥物制劑生產(chǎn)工藝與注解》 （人民衛(wèi)生出版社出版） 本次設(shè)計(jì)的范圍，是以苯酚和氫氧化鈉反應(yīng)，經(jīng)過(guò)四個(gè)反應(yīng)工段得到阿司匹林粗品的的工藝生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)，包括物料計(jì)算，熱量計(jì)算，主要設(shè)備計(jì)算與選型，管道計(jì)算，車間布置等。本設(shè)計(jì)任務(wù)主要以工藝流程的設(shè)計(jì)和流程圖以及車間布置圖的繪制為主。 車間概況 本合成 車間共 有 四個(gè)工段， 第一個(gè)工段是成鹽反應(yīng)，第二個(gè)工段是羧化反應(yīng)，第三個(gè)工段是酸化工段，最后一個(gè)工段是?；ざ?[4]。 為了 在 操作 過(guò)程中的 方便 性，盡量 把每一個(gè)工段的設(shè)備 擺放在較為集中 的區(qū)域 。因?yàn)?本設(shè)計(jì) 的設(shè)計(jì) 任務(wù)是年 產(chǎn)300 噸阿司匹林合成 車間 的 初步設(shè)計(jì)，流程 操作較容易 ，設(shè)備 較少 [5]。 結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程 ， 本設(shè)計(jì)選擇的是單層敞開(kāi)式的車間設(shè)計(jì)， 生產(chǎn)規(guī)模屬于中等規(guī) 模。 整個(gè)車間的工作 時(shí)間為 300 天 ，崗位實(shí)行 的 工作制度 是三班倒 ，一天 工作總時(shí)間為 24 小時(shí)，每班工作時(shí)間 符合國(guó)家要求的 8 小時(shí)。 所以車間 設(shè)備年運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)間為 7 200 小時(shí) ， 車間工作人員安排 見(jiàn)表 11。 表 11 車間定員表 序號(hào) 工作名稱 每班定員 管理人員 操作人員 輪休人員 合計(jì) 1 成鹽 4 1 2 4 7 2 羧化 4 1 2 4 7 3 酸化 4 1 2 4 7 4 ?；? 4 1 2 4 7 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 廠址選擇 廠址選擇原則 藥廠廠址的選擇是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)樗婕暗蕉鄠€(gè)方面的結(jié)合，比如原料、水源、投資、產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)等因素。在實(shí)際建設(shè)廠房時(shí)，這些因素要互相結(jié)合后，根據(jù)實(shí)際情況做出判斷 [6]。 廠址的選擇應(yīng)遵循以下原則：宜選在水源充足，水質(zhì)良好，電力供應(yīng)充足的地方；宜選在交通便利，原料燃料供應(yīng)便利的地方；選址應(yīng)做到不占或少占耕地；選址應(yīng)注意周圍的自 然環(huán)境，土質(zhì)以及植被，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)；避免在具有開(kāi)采價(jià)值的礦區(qū)和易受泥石流、山體滑坡的地區(qū)等。 建廠條件 根據(jù)以上藥廠選擇原則的考慮，建廠條件應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： （ 1）因?yàn)樗幤返纳a(chǎn)對(duì)潔凈度要求較高，故藥廠不可以建立在一些重工業(yè)區(qū)或化工廠附近。 （ 2）廠址選擇必須考慮到原料藥材，水源，電力等客觀因素。水的質(zhì)量嚴(yán)重影響到成品藥的質(zhì)量，所以選擇場(chǎng)地時(shí)水源及水質(zhì)為首要考慮因素。其次要選擇電力充沛燃料充足的地區(qū)，這樣不但可以使工廠正常運(yùn)行，還可以減少生產(chǎn)成本。 （ 3）原料以及藥物的運(yùn)輸也是生產(chǎn)過(guò)程中必 須要考慮的問(wèn)題。制藥廠的車輛運(yùn)輸比較頻繁，廠區(qū)附近應(yīng)有已建成的完善的市政道路設(shè)施，可以提供便捷的公路或水路等運(yùn)輸條件。 （ 4）通常情況下藥廠的廠址占地面積較大。所以在廠址的選擇上要盡量做到不占用農(nóng)民的可用耕地，多選擇荒廢的土地并且距離市區(qū)不能過(guò)遠(yuǎn)。 （ 5）廠址選擇還有一項(xiàng)重要因素要考慮，生產(chǎn)過(guò)程中三廢的處理。因?yàn)橛腥龔U的產(chǎn)生，所以廠房不能建在居民區(qū)，會(huì)破壞居民的生活環(huán)境，應(yīng)建在人流稀少的城鎮(zhèn)或城郊，避免打擾周圍居民的正常生活。 方案比較 綜合上述建廠需要考慮的因素，我選擇了以下四個(gè)廠址： （ 1）哈爾濱市的江北地區(qū)，這里緊鄰松花江，水資非常豐富，交通方便，不論是水路還是陸路，運(yùn)輸都較為方便，也遠(yuǎn)離鬧市區(qū)，但這里地價(jià)較高，在此處選廠的話，會(huì)導(dǎo)致建廠成本過(guò)高，不符合經(jīng)濟(jì)效益。 （ 2）齊齊哈爾市嫩江畔。這里水源充足，空氣清新，也是非居民區(qū)，相對(duì)人員稀少，溫度，風(fēng)力，空氣濕度等都較為適宜，而且最突出的優(yōu)點(diǎn)是交通便利，得益于齊齊哈爾鐵路運(yùn)輸相對(duì)發(fā)達(dá)。另一較大的優(yōu)勢(shì)是齊齊哈爾大學(xué)坐落于齊齊河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 哈爾市建華區(qū)，相對(duì)來(lái)說(shuō)算是人才較多，人力資源較為豐富。綜合多方面因素，此處較為適合建廠。 （ 3）哈爾濱下屬的五常市，磨盤 山水庫(kù)。這里相對(duì)來(lái)說(shuō)，人口密集度較低，緊鄰哈爾濱，陸運(yùn)和鐵路比較便捷。水源充足，水質(zhì)較好，唯一的缺點(diǎn)就是沒(méi)有較大面積的閑置土地。 （ 4）緊鄰哈爾濱阿城區(qū)的玉泉水庫(kù)。這里水源供應(yīng)充足，電力充沛，運(yùn)輸也很方便，但美中不足的是這里有旅游區(qū)，因此不大適合建廠。 綜合以上因素列出了下表： 表 12 方案比較表 項(xiàng) 目 方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 地理位置 哈爾濱市 齊齊哈爾市 哈爾濱五常市 哈爾濱玉泉縣 地 形 平原 平原 平原 平原 水利條件 良好 良好 良好 良好 交通運(yùn)輸 便利 便利 便利 一 般 人才密度 一般 良好 一般 較多 地 價(jià) 高 一般 較高 一般 原材料及產(chǎn)品主要技術(shù)規(guī)格 原材料技術(shù)規(guī)格 本設(shè)計(jì)中所使用的原材料及其技術(shù)規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 13。 表 13 原材料技術(shù)規(guī)格 序號(hào) 名稱 規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn) 1 氫氧化鈉 原料 251 kg 2 苯酚 原料 1 930 kg 3 三氯化鐵 催化劑 92 kg 4 二氧化碳 原料 1 351 kg 5 硫酸 原料 289 kg 6 水楊酸 原料 782 kg 7 醋酸酐 原料 547 kg 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格 本設(shè)計(jì)中所產(chǎn)生的產(chǎn)品及其技術(shù)規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn) 表 14。 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 表 14 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格 序號(hào) 名稱 規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn) 1 苯酚鈉 密度 3cmg 2 水楊酸鈉 密度 3cmg 3 水楊酸 密度 3cmg 4 乙酰水楊酸 密度 3cmg 原材料消耗定額及消耗量 原材料消耗量見(jiàn)表 15。 表 15 原材料消耗量 序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 年消耗量 1 氫氧 化鈉 原材料 kg 75 300 2 苯酚 原材料 kg 579 000 3 三氯化鐵 催化劑 kg 27 600 4 二氧化碳 原材料 kg 405 300 5 濃硫酸 原材料 kg 86 700 6 水楊酸 原材料 kg 234 600 7 醋酸酐 原材料 kg 164 100 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 第 2 章 工藝流程設(shè)計(jì) 生產(chǎn)方法選擇 阿司匹林的合成方法近百年來(lái)不斷的在改善與優(yōu)化，本設(shè)計(jì)采取的是以苯酚和氫氧化鈉為原料，制得苯酚鈉，經(jīng)二氧化碳羧化后，得到水楊酸鈉，再加入濃硫酸酸化，得到水楊酸粗品， 再加入醋酸酐與水楊酸反應(yīng)，經(jīng)過(guò)結(jié)晶離心等過(guò)程，制得阿司匹林粗品 [7]。本設(shè)計(jì)所選的催化劑為三氯化鐵，并沒(méi)有選擇傳統(tǒng)的濃硫酸為催化劑，它的工藝路線雖然較為成熟，但它的強(qiáng)腐蝕性嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命，增加了生產(chǎn)成本，然而三氯化鐵屬于綠色催化劑，清潔環(huán)保，且反應(yīng)收率較高，流程簡(jiǎn)單易于工人操作，因此本設(shè)計(jì)選擇以三氯化鐵為催化劑 [8]。 工藝流程示意圖 工藝流程示意圖見(jiàn)圖 21。 圖 21 工藝流程示