年产4亿片阿奇霉素片的精烘包及车间设计

题目：年产4亿片阿奇霉素片的精烘包及车间设计目录TOC\o"1-3"\h\u10903摘要 页年产4亿片阿奇霉素片的精烘包及车间设计摘要：阿奇霉素是一种新型的大环内酯类抗生素,用于各种感染疾病治疗。本设计为年产4亿阿奇霉素片的精烘包及车间设计。设计内容主要包括阿奇霉素精烘包和片剂工艺流程图的选择、物料衡算、能量衡算、设备选型、丙酮回收设计、精烘包车间和丙酮车间带控制点的工艺流程图绘制，主要设备平面布置图以及冷却结晶釜装备图绘制等。主要工艺流程分为阿奇霉素粗品的预处理，通过精制工序制成阿奇霉素精制原料药，再通过总混、制粒、压片和包装等阶段制成片剂。设计过程采用多处自动控制方案，同时采用AspenPlus模拟精馏塔回收丙酮。关键词：阿奇霉素；精烘包；片剂；车间设计；AspenPlusFine

Baking

Package

and

Workshop

Design

with

an

Annual

Output

of

400

Million

Pieces

of

Azithromycin

TabletsAbstract：Azithromycinisanovelmacrolideantibioticusedinthetreatmentofvariousinfectiousdiseases.Thisdesignisafinebakingpackageandworkshopdesignwithanannualoutputof400millionazithromycintablets.Thedesigncontentmainlyincludestheselectionofazithromycinfinebakingpackageandtabletprocessflowchart,materialbalancecalculation,energybalancecalculation,equipmentselection,acetonerecoverydesign,finebakingpackageworkshopandacetoneworkshopwithcontrolpointflowchartdrawing.Equipmentfloorplanandcoolingcrystallizationkettleequipmentdrawingandsoon.Themainprocessisdividedintopretreatmentofcrudeazithromycin,andtheazithromycinrefinedrawmaterialispreparedthrougharefiningprocess,andthenmadeintoatabletbythestagesoftotalmixing,granulation,tabletingandpackaging.ThedesignprocessusesmultipleautomatedcontrolschemeswhileusingtheAspenPlusanalogrectificationcolumntorecoveracetone.Keywords：Azithromycin;finebakingpackage;tablet;workshopdesign;AspenPlus前言阿奇霉素是一种新型的大环内酯类抗生素，具有2~4天的抗衰老周期和广谱抗菌活性。它广泛应用于临床医学，特别是社区获得性肺炎球菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌等均有良好的抗菌作用，尤其对呼吸道感染和泌尿道感染的治疗效果更佳。设计内容主要包括阿奇霉素精烘包和片剂工艺流程图的选择、物料衡算、能量衡算、设备选型，丙酮回收设计，精烘包车间和丙酮车间带控制点的工艺流程图绘制，主要设备平面布置图以及冷却结晶釜装备图绘制等。主要工艺流程分为阿奇霉素粗品的预处理，通过精制工序制成阿奇霉素精制原料药，再通过总混、制粒、压片和包装等阶段制成片剂。本次设计中，添加有自己的设计特色，使用了Aspen模拟精馏塔，丙酮纯度达到99%，做到尽可能回收丙酮从而加以利用，降低经济成本，减少丙酮排放保护环境。采用了半自动化的生产模式，并且强化自动控制，极大地提高了工作的精确度，减少了设备的经费，提高了工作效率。还在一定程度上增加了工厂的经济效益。1阿奇霉素概述1.1产品简介阿奇霉素，又名为阿红霉素，是一种大环内类抗生素，是在红霉素化学结构上修饰后得到的一种广谱抗生素。阿奇霉素化学名称为（2R，3S，4R，5R，8R，10R，11R，12S，13S，14R）-13-[（2，6-二脱氧-3-O-甲基-α-L-核-己吡喃糖基）氧]-2-乙基-3，4，10-三羟基-3，5，6，8，10，12，14-七甲基-11-[[3，4，6-三脱氧-3-（二甲氨基）-β-D-木-己吡喃糖基]氧]-1-氧杂-6-氮杂环十五烷-15-酮。分子式为C38H72N2O12，其分子结构为：1.1.1阿奇霉素理化性质阿奇霉素为白色或类白色的晶体，无臭，味苦，稍有吸湿性。在甲醇、丙酮、氯仿、无水乙醇或酸性条件下都易溶，在水中几乎不溶，熔点113-115℃，比旋光度为-45℃至-49℃[2]。1.1.2阿奇霉素药理及临床用途阿奇霉素为氮杂内酯类抗生素，临床上主要用于呼吸道感染、泌尿系统感染、皮肤及软组织感染等疾病。以下是阿奇霉素临床应用：（1）纪慧[1]将60例接受抗感染治疗的患者，随机分为观察组和对照组，每组30例，对照组患者给予红霉素治疗，观察组患者给予阿奇霉素治疗，观察比较两组患者的临床治疗效果和不良反应发生情况，结果观察组的治疗有效率为93.33%，明显高于对照组的73.33%，观察组的不良反应发生率为3.33%，明显低于对照组的20.00%，结论阿奇霉素对于上呼吸道感染、泌尿生殖系统感染、等均有非常好的临床治疗效果，且治疗过程中不良反应较少，安全性和可靠性高，值得在临床上加以推广和应用。（2）王文文[3]将在郑州市第七人民医院收诊的患者168例按照随机原则分为试验组与对照组，每组患者各84例，两组患者服药方式均为口服，试验组患者服用阿奇霉素，对照组患者服用红霉素，对比两组患者临床应用效果，结论阿奇霉素对比红霉素抗菌谱更广，对于呼吸道感染、泌尿系统感染以及软组织感染均有很好的效果，且不良反应更少，值得推广。（3）王桂桃[4]选取94例在江西省吉安市青原区滨江社区卫生服务中心接受治疗的急性肠炎患者，分为参照组、研究组，各47例，均予以常规治疗，研究组加用阿奇霉素，对比两组患者症状改善时间、不良反应发生情况，评价阿奇霉素应用效果及安全性，结论阿奇霉素具有广谱抗菌作用，代谢快，毒副作用小，用于急性肠炎治疗当中可迅速改善患者的临床症状、优化疗效，效果可靠，具有推广应用价值。1.1.3缘起与意义阿奇霉素是一种半衰期长、生物利用度高的半合成大环内酯类抗生素。研究表明阿奇霉素是一种相对安全的抗生素。阿奇霉素对呼吸道感染、泌尿生殖道感染、皮肤感染等有较好的治疗效果，不良反应发生率不明显。近年，随着环境和生活方式的变化，感染症状逐年增多，威胁着人类健康，尤其是呼吸道感染。目前，国内有许多阿奇霉素生产企业，但由于生产工艺和仪器水平与外国药厂相差很大，国际竞争力很强。通过此次设计，了解了阿奇霉素精烘包及片剂的整个生产过程，并进行了合理有效的设计，为今后从事药厂的设计工作奠定了基础。.1.2阿奇霉素精制及制剂设计任务1.2.1设计题目年产4亿片阿奇霉素片的精烘包及车间设计1.2.2设计基础条件（1）阿奇霉素原料药及制剂名称与设计规模，设计规模详见下表1-1。表1-1阿奇霉素设计规模产品名称设计规模产品质量阿奇霉素原料药（二水合物）与本设计阿奇霉素片剂设计规模匹配含量≥98%阿奇霉素片4亿片/年药典标准（2）阿奇霉素工艺路线阿奇霉素精制工序：以阿奇霉素粗品，活性炭，丙酮等为原料，进行溶解、脱色、结晶、干燥得到阿奇霉素精制原料药。阿奇霉素片剂：合格阿奇霉素（二水合物）原料药、辅料经称量、粉碎、过筛、湿法制粒、干燥、整粒、总混后得到颗粒，颗粒压制成相应的规格的片剂，合格的片剂由铝铝包装机进行内包装。装盒外包之后入库待检。（3）生产制度1）年工作日：250天。2）生产班次：两班、8小时一班。3）生产方式：间歇式生产。1.3设计要求及原则1.3.1设计依据（1）《中华人民共和国药典》2015版（2）《化工原理课程设计》2016版（3）《化工原理课程设计》2016版（4）《药品生产质量管理工程》（第二版）2017版（5）《制药工程学》（第三版）2008版1.4阿奇霉素片剂产品设计思路与步骤阿奇霉素精制包及制剂设计思路： 设计题目设计题目精烘包和片剂工艺流程工艺流程框图精烘包和片剂工艺流程工艺流程框图精烘包及片剂物料衡算物料衡算精烘包及片剂物料衡算物料衡算精烘包能量衡算丙酮精馏塔物料计算精烘包能量衡算丙酮精馏塔物料计算设备工艺计算及型号确定设备工艺计算及型号确定工艺流程设计精烘包和丙酮带控制点流程图工艺流程设计精烘包和丙酮带控制点流程图工艺设备平面布置图车间设备布置图工艺设备平面布置图车间设备布置图人流物流流向图人流物流流向图Aspen模拟丙酮回收Aspen模拟丙酮回收设计说明书编写设计说明书编写2阿奇霉素片剂精制及制剂工艺说明2.1阿奇霉素原料药精制工序阿奇霉素精制工艺配比:表2-1阿奇霉素精制工艺配比原辅料名称规格质量比阿奇霉素（二水合物）粗品95%1.00丙酮≥99%2.8活性炭医用级0.05纯化水符合药典标准10.0将230.23kg的阿奇霉素（二水合物）粗品经过称量后由小推车（X101A）送至并投入脱色釜（R101）中，活性炭称量间用防爆电于秤（B101）称取活性炭11.51kg，置于调炭桶（V102）中，通过小推车（X101B）送至脱色釜（R101）中。打开丙酮计量罐（V103）（丙酮来自厂区储罐）的（VA105、VA106、VA107）阀门，通过计量罐液位显示仪表计量644.64L，加入脱色釜中；打开搅拌器，搅拌溶解；加入调炭桶中的活性炭，打开蒸汽阀门（VA112、VA113、VA114），蒸汽通过脱色釜的夹套中进行加热，并通过温度自动控制仪表控制温度达到65℃。回流脱色：打开冷凝器（E101）的冷冻盐水阀门（VA136、VA138），釜内丙酮蒸气经冷凝后回流，回流脱色1h；回流脱色结束后，打开循环水阀门（VA116、VA117、VA118），循环水通过脱色釜的夹套对进行冷却；冷却半小时后，打开氮气阀门，脱色液被氮气压至活性炭过滤器（F107）初步去除活性炭，再经过精密过滤器（F101）过滤，滤渣定期送市政处理；打开脱色釜上放空阀门，釜内氮气排至高空。

滤液通过泵（P101）分别进入结晶釜（R102A、B）中，再向两台结晶釜中分别投入978.48kg的纯化水，打开冷冻盐水阀门（VA142），冷冻盐水通过结晶釜夹套进行降温，并通过温度自动控制仪表控制缓慢降温并最终维持0-5℃，搅拌结晶2h；结晶完成后打开压缩空气阀门（VA146），将结晶液送至“过滤、洗涤、干燥三合一”设备（D101），进行过滤，过滤后的母液进入储罐（V104），过滤完毕后，打开纯化水阀门（VA158），投入345.34kg的纯化水，进行淋洗操作，淋洗完毕过滤，过滤后的母液进入储罐（V104），打开蒸汽阀门（VA154、VA155、VA156），蒸汽进入“过滤、洗涤、干噪三合一”设备（D101）进行加热，并通过温度自动控制仪表控制干烦温度在40℃，打开冷凝器阀门（VA162、VA163），同时打开真空阀门（VA160）开始真空干燥操作，干燥时产生的尾气通过尾气管道排出，微量丙酮经过冷凝器（E102）冷凝后进入储罐（V104），结束后送至精馏塔回收丙酮，真空干燥时间为3h，真空干燥完毕，得阿奇霉素（二水合物）原料药（阿奇霉素含量98%）212.22kg。2.2精制工序粉碎包装将精制工序得到的阿奇霉素（二水合物）通过小推车（X102）中带盖的不锈钢桶（V105）转运至粉碎过筛机（X103）进行粉碎过筛；经过检验后，通过料斗（X104），经提升上料送至混合机（H101）进行总混；总混后的产品在带盖的不锈钢周转桶中运至内包车间，加入全自动包装机（X105）中，全自动包装机完成自动称重、包装工作，并贴好内标签，包材为塑料袋，规格为25kg包。内包密封后的产品由小车（X106）移交到精制产品暂储车间，供下一步操作使用。（详情见附录一：阿奇霉素带控制点PID图）2.3阿奇霉素片剂生产工序阿奇霉素片剂工艺配比表2-2阿奇霉素片剂工艺配比原辅料名称规格质量比阿奇霉素原料药符合药典标准1.0羧甲基淀粉钠符合药典标准0.1微晶纤维素符合药典标准0.27交联聚维酮符合药典标准0.27聚乙烯吡咯烷酮—纯化水4wt%0.25十二烷基硫酸钠符合药典标准0.097二氧化硅符合药典标准0.005（1）原辅料的预粉碎通过人工搬运将储罐（V201、V202、V203、V204、V205、V206）的原辅料21.18kg的羧甲基淀粉钠、57.19kg的微晶纤维素、57.19kg的交联聚维酮、2.12kg的聚乙烯吡咯烷酮、20.54kg的十二烷基吡咯烷酮、1.06kg的二氧化硅分别投入粉碎过筛一体机（X201A-B-C）中，开启粉碎过筛装置粉碎后经100目过筛，0.5h后将原辅料送至检查车间检查。（2）配料分装根据配料程序，用小推车（X202）、周转桶（V207）送至电子秤（B201）称量，并将称量好的物料分装至储罐（V208A-B-C-D-E-F）中，打印称量标签。（3）聚乙烯吡咯烷酮—纯化水溶液的配置将储罐（V203）中的2.1kg的聚乙烯吡咯烷酮与50.83kg纯化水按照配比加入配料罐（X203）中，打开搅拌器进行搅拌，搅拌0.5h，配制聚乙烯吡咯烷酮-纯化水溶液装入周转桶（V208D）中。（4）湿法制粒、干燥及整粒通过人工搬运将储罐（V208A-B-C-D-E）中粉碎后的原辅料投入料斗（X204）中，开启提升料斗混合机（H201）混合0.5h，将中间产物用小推车（X205）、周转桶（V209）湿法制粒机（X206）中。启动搅拌电机搅拌0.5h，启动切粒电机开始制粒，0.5h后关闭，将制好的湿颗粒放出，转移至周转桶（V210）中，由小推车（X207）送至筛分机（X208）中。随后由小推车（X209）上装有396.07kg湿颗粒的周转桶（V211）转移真空干燥机（D202）中进行干燥，打开真空阀门（VA177）及热水供应阀门（VA169、VA170、VA171）将温度控制在55-60℃，设定时间为1h，将干燥后的颗粒放出，得351.48kg干颗粒转移至周转桶（V212）。用小推车（X210）将周转桶（V212）中的干颗粒转移至粉碎过筛一体机（X211）中进行粉碎过筛，粉碎0.5h后经16目筛制得到干颗粒，将干颗粒装入料斗（X212）。（5）总混将储罐（V208F）中的二氧化硅及干颗粒投入提升料斗混合机（H202）中进行混合，打开混合机的开关，设定时间为0.5h，将混合后的产品卸料至料斗（X212），送至产品检查车间检查。（6）压片、检验将检查后的产品送至压片机（X213、X214）进行压片处理，随后送至金属检测称重机（X215）进行检测。药片装入周转桶（V213）中，取样检测，其余送至原辅料车间暂存。（7）阿奇霉素片剂内包装将药片投入料斗（X217）中，转移至螺旋上料机（X218）上料至双铝包装机（X219）进行内包装，将铝箔安装在包装机上。（8）阿奇霉素片剂外包装将内包装后的合格中间产物经小推车（X220）送至装盒机（X221）进行装盒，装入药板的同时自动塞入药品说明书。将已印刷产品信息的半成品小盒经传送带送至金属检测称重机（X222）进行金属检测以及称重。将检测后的合格中间产物进行激光打码，将产品经传送带送至激光打码机（X223）进行激光打码，将合格后的小盒经传送带送至薄膜包装机（X224）进行多盒包装装箱封箱，入库检验。（详情见附录一：阿奇霉素带控制点PID图）2.4阿奇霉素工艺流程图阿奇霉素精制过程流程图：废渣废渣回收滤液市政处理活性炭丙酮精制脱色阿奇霉素（二水合物）粗品过滤滤饼淋洗过滤真空干燥阿奇霉素（二水合物）原料药粉碎混合内包入库D级洁净区淋洗液丙酮冷凝母液厂区污水处理过滤控温洁晶纯化水残留物图2-1阿奇霉素原料药工艺流程图粉碎阿奇霉素粉碎阿奇霉素（二水合物）原料药称量配料*制粒干燥整粒*羧甲基淀粉钠、交联聚酮、微晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮—纯化水十二烷基硫酸钠二氧化硅总混*压片*中间产品检测中间产品检测内包装*外包装*待检产品储存成品检测外部装材料内部装材料清洁成品入库*质量控制点*质量控制点D级洁净区D级洁净区图2-2阿奇霉素片剂工艺流程图3阿奇霉素精制及制剂物料衡算3.1计算依据（1）年工作日为250天（第一天不生产），采用两班，8小时每班，一天生产2批；（2）产品的设计生产能力100t每年，计算的基准为每批的生产量，物料单位为千克；（3）有关计算的数据：对于物理过程，可通过以下衡算方程式（3-1）进行衡算：ΣGI=ΣGO+ΣGA（3-1）式中：ΣGI——输入体系的总物料量；ΣGO——输出体系的总物料量；ΣGA——物料在体系中的总积累量；若组分在体系中没有积累，则式（3-1）可简化为ΣGI=ΣGO（3-2）纯阿奇霉素年产量=4×108×250×10-6=1×105kg纯阿奇霉素批产量=1×105÷2÷（250-1）=200.804kg（4）各个工序的收率：精制收率：96%（脱色过滤99.0%、结晶过滤99.0%、淋洗99.0%、过滤干燥三合一99.0%）；粉碎包装收率：99.8%；片剂生产总收率：98.8%（预粉碎99.7%、湿法制粒99.7%、总混99.7%、压片99.7%）3.2阿奇霉素精制原料药精烘包物料衡算阿奇霉素片剂年产量4亿片，每片含有阿奇霉素250mg，则一年产量阿奇霉素100t，每天投料2次，可生产片剂2批。第一天不生产，则一年有498批。阿奇霉素总年产纯品量:4×108×250mg×10-6=100t工作日250天，第一天不生产，每天精烘包生产2批，以下计算均以批为基准[9]。工艺配比如表3-1：表3-1原料药工业配比产品名称规格质量比阿奇霉素（二水合物）粗产品95%1.00丙酮≥99%2.8活性炭医用级0.05纯化水符合药典标准10.0阿奇霉素纯品批产量：1×105÷2÷（250-1）=200.804kg片剂生产前纯品量（总收率99.4%）：200.804÷0.994=202.016kg折二水合物的阿奇霉素纯品量为：202.016×785.03÷749=211.734kg包装粉碎前纯品量（收率99.8%）：211.734÷0.998=212.158kg精制前纯品量（收率97%）：212.158÷0.97=218.72kg粗品量W（含量95%）：218.72÷0.95=230.23kg由此可知，精制工序中工艺配比活性炭投料量（0.05W）：230.23×0.05=11.51kg丙酮投料量（2.8W）：230.23×2.8=644.64kg纯化水的总量（10W）：230.23×10=2302.3kg其投料用量表如下表3-2：表3-2原料药投料表产品名称规格质量比批投料量（kg）批纯品的量（kg）阿奇霉素（二水合物）粗产品95%1.00230.23218.72丙酮≥99%2.80644.64638.19活性炭医用级0.0511.5111.51纯化水符合药典标准10.002302.3230脱色、过滤过程脱色A.阿奇霉素粗品脱色A.阿奇霉素粗品B.丙酮C.活性炭过滤D.滤渣E.滤液图3-1脱色、过滤流程框图（1）输入：加热回流1h，脱色釜中各物质含量：A阿奇霉素（二水化合物）粗品质量=230.23kg其中含有阿奇霉素（二水化合物）纯品质量=218.72kg阿奇霉素杂质质量=230.23-218.72=11.51kgB丙酮粗质量=644.64kg其中含有丙酮纯质量=638.19kg丙酮杂质质量=644.64-638.19=6.45kgC活性炭质量=11.51kg（2）输出：D滤渣质量=活性炭+阿奇霉素产品杂质+丙酮杂质+其他=20.26kg其中含有活性炭质量=11.51kg阿奇霉素产品=218.72×（1-0.99）=2.19kg丙酮杂质质量=638.19×（1-0.99）=6.38kg其他杂质质量=（11.51+6.45）×（1-0.99）=0.18kgE滤液质量=阿奇霉素+丙酮+其他=866.12kg其中含有阿奇霉素质量=218.72×99%=216.53kg丙酮质量=638.19×99%=631.81kg其他质量=（11.51+6.45）×99%=17.78kg由衡算结果可编制脱色过滤过程的物料平衡表，如表3-3所示：表3-3脱色过滤过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素230.2325.97滤液阿奇霉素216.5324.43丙酮631.8171.28丙酮644.6472.73其他17.782.01滤渣活性炭11.511.3活性炭11.511.3阿奇霉素2.190.25丙酮6.380.72其他0.180.01总计886.38100总计886.381003.2.2结晶过滤为简化物料衡算过程，以结晶过滤、淋洗过滤为衡算范围，其流程框图如下：A、BC过滤结晶A、BC过滤结晶DD图3-2结晶过滤流程框图（1）输入：A.脱色后的滤液质量=866.12kgB.结晶纯化水质量（批总量的85%）=2302.3×85%=1956.96kg（2）输出C.滤饼质量=阿奇霉素+丙酮+纯化水+其他=257.864kg其中含有阿奇霉素质量=216.53×99%=214.36kg丙酮质量=631.81×（1-0.99）=6.31kg纯化水质量=1956.96×（1-0.99）=19.57kg其他质量=17.78×99%=17.6kgD.滤液质量=阿奇霉素+丙酮+纯化水+其他=2565.23kg其中含有阿奇霉素质量=216.53-214.36=2.17kg丙酮质量=631.81-6.31=625.5kg纯化水质量=1956.96-19.57=1937.39kg其他质量=17.78-17.6=0.18kg由衡算结果可编制结晶过滤过程的物料平衡表，如表3-4所示。表3-4结晶过滤过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素216.537.67滤液阿奇霉素2.170.077丙酮625.522.16丙酮631.8122.38纯化水1937.3968.63其他0.180.0064滤饼阿奇霉素214.367.6其他17.780.63丙酮6.310.224纯化水1956.9669.32纯化水19.570.69其他17.60.6126总计2823.08100总计2823.081003.2.3淋洗为简化物料衡算过程，以淋洗为衡算范围，其流程框图如下：BBC淋洗AC淋洗ADD图3-3淋洗流程框图（1）输入A滤饼质量=阿奇霉素+丙酮+纯化水+其他=257.84kg其中含有阿奇霉素质量=214.36kg丙酮质量=6.31kg纯化水质量=19.57kg其他质量=17.6kgB淋洗纯化水质量（批总量的15%）=2302.3×15%=345.34kg（2）输出C含湿量15%的滤饼质量=阿奇霉素+纯化水+其他=254.55kg其中含有阿奇霉素质量=214.36×99%=212.22kg其他质量=212.22÷0.99-212.22=2.14kg纯化水质量=214.36÷0.80×15%=40.19kgD滤液质量=阿奇霉素+纯化水+其他=348.17kg其中含有阿奇霉素质量=214.36-212.22=2.14kg纯化水质量=345.34+19.57-40.19=324.72kg其他质量=17.6+6.31-2.14=21.77kg由衡算结果可编制淋洗过程的物料平衡表，如表3-5所示。表3-5淋洗过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素214.3635.54淋洗液阿奇霉素2.140.36丙酮6.311.05纯化水324.7253.97其他17.62.92其他21.773.52纯化水364.9160.49滤饼阿奇霉素212.2235.14纯化水40.196.65其他2.140.3660总计603.18100总计603.181003.2.4真空干燥三合一干燥C干燥CAB图3-4干燥流程框图（1）输入A含湿量15%的滤饼质量=254.55kg（2）输出B蒸出液质量=40.19×99%=39.79kgC阿奇霉素原料药质量（98%）=阿奇霉素纯品质量+其他=（212.22+2.14）×99%=212.22kg由衡算结果可编制干燥过程的物料平衡表，如表3-6所示。表3-6干燥过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素212.2283.37原料药阿奇霉素纯品210.182.54纯化水40.1915.79其他2.120.83其他2.140.84蒸出液39.7915.63损失量2.541总计254.55100总计254.551003.2.5粉碎包装B粉碎包装B粉碎包装A图3-5粉碎包装流程框图（1）输入A阿奇霉素原料药=212.22kg（2）输出B阿奇霉素原料药质量=212.22×99.8%=211.8kg阿奇霉素纯品质量=210.1×99.8%=209.68kg折合为无水阿奇霉素质量=209.68×749/785.03=200.06kg需阿奇霉素原料药质量（含量97%）=200.06÷0.97=206.24kg由衡算结果可编制粉碎包装过程的物料平衡表，如表3-7所示。表3-7粉碎包装的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素纯品210.199阿奇霉素211.899.8其他2.121残留物0.420.2总计212.22100总计212.221003.3阿奇霉素片剂物料衡算根据设计任务书的工艺配比，对片剂过程进行详细物料衡算[9]。总投料批次为498批。工艺配比如下表3-8所示。表3-8片剂原辅料投料量序号原辅料名称规格质量kg质量比1阿奇霉素原料药符合药典标准211.81.02羧甲基淀粉钠符合药典标准21.180.13微晶纤维素符合药典标准57.190.274交联聚维酮符合药典标准57.190.275聚乙烯吡咯烷酮-纯化水溶液4wt%52.950.256十二烷基硫酸钠符合药典标准20.540.0977二氧化硅符合药典标准1.060.005注释：聚乙烯吡咯烷酮-纯化水溶液中：聚乙烯吡咯烷酮质量=2.12kg纯化水质量=50.83kg3.3.1粉碎过筛分装为简化物料衡算过程，以粉碎分装为衡算范围。假设粉碎和分装收率，此处运算为99.7%，物质衡算示意图如下：粉碎过筛粉碎过筛A、B分装C图3-6粉碎过筛流程框图（1）输入A阿奇霉素原料药质量=211.8kg阿奇霉素纯品质量=209.68kgB辅料总质量=135.56kg其中含有：羧甲基淀粉钠=21.18kg微晶纤维素=57.19kg交联聚维酮=57.19kg（2）输出C阿奇霉素原料药质量=211.8×99.7%=211.16kg其中含有：阿奇霉素纯品质量=208×99.7%=207.38kg辅料总质量=135.15kg羧甲基淀粉钠：21.18×99.7%=21.12kg微晶纤维素：57.19×99.7%=57.02kg交联聚维酮：57.19×99.7%=57.02kg由衡算结果可编制粉碎过筛分装过程的物料平衡表，如表3-9所示。表3-9粉碎过筛分装过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素211.860.98阿奇霉素211.1660.8羧甲基淀粉钠21.186.1羧甲基淀粉钠21.126.1微晶纤维素57.1916.46微晶纤维素57.0216.41交联聚维酮57.1916.46交联聚维酮57.0216.41总计347.36100残留物1.040.28总计347.361003.3.2溶液配制为简化物料衡算过程，以溶液配制为衡算范围，假设溶液配制过程无损失，物质衡算示意图如下：配液配液A、B聚乙烯吡咯烷酮-纯化水溶液图3-7溶液配制流程框图（1）输入A聚乙烯吡咯烷酮质量=2.12kgB纯化水质量=50.83kg（2）输出聚乙烯吡咯烷酮-纯化水溶液=52.95kg3.3.3湿法制粒、真空干燥、整粒过程为简化物料衡算过程，以湿法制粒为衡算范围，假设此处以99.7%计算，物料衡算示意图如下：湿法制粒、干燥、整粒湿法制粒、干燥、整粒A、BC、D图3-8湿法制粒、真空干燥、整粒流程框图（1）输入原辅料=346.32kg聚乙烯吡咯烷酮-纯化水溶液=52.95kg（2）输出软材质量（含水量2%）=（346.32+52.95-50.83）×102%×99.7%=354.34kg其中含有：阿奇霉素=211.16×99.7%=210.53kg羧甲基淀粉钠=21.12×99.7%=21.06kg微晶纤维素=57.02×99.7%=56.85kg交联聚维酮=57.02×99.7%=56.85kg聚乙烯吡咯烷酮=2.12×99.7%=2.1kg纯化水=8.983×99.7%=6.95kg废水质量=346.32+52.95-354.34=44.93kg由衡算结果可编制湿法制粒、真空干燥、整粒过程的物料平衡表，如表3-10所示。表3-10湿法制粒、真空干燥、整粒过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素211.1652.89软材阿奇霉素（含水）217.4854.38羧甲基淀粉钠21.125.3羧甲基淀粉钠21.065.27微晶纤维素57.0214.28微晶纤维素56.8514.24交联聚维酮57.0214.28交联聚维酮56.8514.24聚乙烯吡咯烷酮-纯化水溶液52.9513.25聚乙烯吡咯烷酮2.10.53废水44.9311.34总计399.27100总计399.271003.3.4总混为简化物料衡算过程，以总混过程为衡算范围，假设此处以99.7%计算，物料衡算示意图如下：总混总混AB图3-9总混流程框图（1）输入A.软材质量（含水量2%）+混合辅料质量=354.34+20.54+1.06=375.94kg其中混合辅料含有辅料含有十二烷基硫酸钠=20.54kg二氧化硅=1.06kg（2）输出B.软材质量=375.94×99.7%=374.81kg由衡算结果可编制总混过程的物料平衡表，如表3-11所示。表3-11总混过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素（含水）217.4857.85软材阿奇霉素（含水）216.8357.67羧甲基淀粉钠21.065.6羧甲基淀粉钠215.59微晶纤维素56.8515.12微晶纤维素56.6815.08交联聚维酮56.8515.12交联聚维酮56.6815.08聚乙烯吡咯烷酮2.10.56聚乙烯吡咯烷酮2.090.56十二烷基硫酸钠20.545.47十二烷基硫酸钠20.485.45二氧化硅1.0570.281二氧化硅1.060.28残留物1.130.289总计375.94100总计375.941003.3.5压片压片压片AB图3-10压片流程框图（1）输入药片总质量=374.81kg阿奇霉素纯品=208.22×99.7%=207.6kg（2）输出片总质量=374.81×99.7%=373.69kg其中含有阿奇霉素纯品=207.6×99.7%=207kg片剂一批生产803212粒，则一粒重量373.69mg，直径为10mm由衡算结果可编制压片过程的物料平衡表，如表3-12所示。表3-12压片过程的物料平衡表输入物料质量/kg质量分数/%输出物料质量/kg质量分数/%阿奇霉素（含水）216.8357.85阿奇霉素片阿奇霉素纯品20755.23总辅料157.9842.15总辅料157.5142.02残留物10.32.75总计374.81100总计374.811004能量衡算4.1热量衡算依据说明热量衡算的主要依据是能量守恒定律，以车间物料衡算的结果为基础而进行的，所以车间物料衡算表是进行车间热量衡算的首要条件，本次设计能量能算主要设计阿奇霉素精烘包部分。本次衡算对一些未知的物性进行估算，对一些常见物料，可以查物性手册。而对工序中的杂质，将其视为与量最多的物质为同等物，对于稀溶液，将其视为水处理。在比热容取值上，默认为25℃时比热，为了简化衡算，假定物料的定压比热不随温度变化或者变化很小，统一取25℃时比热。关于物理变化热，能查到熔点的物料可以根据熔融热估算溶解热。对于不能查到的，可以忽略不计，因为根据本工艺的物性了解，物理变化热并不大，不明显。根据物料的物性取值以及衡算方便，本次工艺的基准温度全部取25℃，同时也满足有化学反应的过程尽量取0℃为基准的规律，以简化计算[9]。忽略内能、动能、位能的变化量且无轴功时，输入系统的热量与离开系统热量平衡，则传热设备的热量平衡方程如下：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6（4-1）式中：Q1—物料带入设备的热量，kJ；Q2—设备热负荷，kJ；Q3—过程热效应，kJ；Q4—物料带出设备热量，kJ；Q5—加热或冷却设备所消耗的热量或冷量，kJ；Q6—设备向环境散失的热量，kJ；4.2基本物性数据常见化合物比热容可以通过手册查询，列表如下：表4-1纯化水、活性炭、丙酮比热容表名称数据纯化水（l）温度/℃02040纯化水（l）kJ/（kg﹒℃）4.2164.1834.178活性炭（S）温度/K250298.2400活性炭（S）kJ/（kg﹒℃）0.570..710.99丙酮（l）温度/℃02040丙酮（l）kJ/（kg﹒℃）2.1092.1612.225简单化合物不作阐述，对于复杂化合物，此次工艺只涉及到阿奇霉素的比热容的求法，比热容在不同温度不同压力相差不大，我们只计算固体状态下的比热容。查资料得：阿奇霉素的熔点为114℃，所以此次工艺只用到阿奇霉素固体比热容。固体比热容计算公式：Cp=1/MΣnicikJ/（kg﹒℃）式中：M－化合物的摩尔质量，kg/kmolni－分子中i元素原子数ci－元素i的原子的热容，kJ/（kmol﹒℃）表4-2元素原子的摩尔热容/kcal/（kmol﹒℃）原子CHON固态的Cp2.3化合物阿奇霉素－分子式C38H72N2O12﹒2H2O，分子量785.03Cp=Cp=1/MΣnici=（1.8×38+76×2.3+4.0×16+2.3×2）×4.187/785.03=1.624kJ/（kg﹒℃）4.3阿奇霉素原料药精制能量衡算4.3.1脱色过程脱色釜釜内物料组成如下：表4-3脱色釜内进出口的物料性质进料（25℃）出料（40℃）物料名称质量（kg）物料名称质量（kg）阿奇霉素230.23kg阿奇霉素215.81丙酮644.64丙酮631.81活性炭11.51活性炭11.51由内插法可知：25℃时丙酮比热容，Cp=（40-20）/（25-20）×（2.225-2.161）+2.161=2.201kJ/（kg﹒℃）Q1=ΣmCpt=（230.23×1.624+644.64×2.201+11.51×0.71）×（25-0）=45022.96kJ此过程不涉及化学反应及相变热，但存在溶解热，阿奇霉素溶解于丙酮时不发生解离作用，也无化学变化，所以阿奇霉素溶解热可估算为阿奇霉素的熔融热。阿奇霉素熔融热为：ΔHm=4.187（K1Tm）/M=4.187×135×（114+237.15）/785.03=27.88kJ/kgQ3=27.88×230.23=6418.81kJ（溶解吸热，记为负值）Q4=ΣmCpt=（230.23×1.624+644.64×2.201+11.51×0.71）×（40-0）=72036.74kJQ5+Q6=Q4÷9=72036.74÷9=8004.08kJ根据能量衡算平衡方程Q2=Q6+Q5+Q4-Q3-Q1=8004.08+72036.74-（-6418.81）-45022.96=41436.67kJQ2>0，表明脱色过程需要供热，每批需要供能量41436.67kJ。使用低压饱和水蒸气间接加热，设备热效率为0.97。W=Q2/[（H-CpT）η]=16.91kgW（总）=8421.18kg4.3.2结晶工序结晶釜釜内物料组成如下：表4-4结晶釜内进出口的物料性质进料（25℃）出料（0℃）物料名称质量（kg）物料名称质量（kg）阿奇霉素215.80阿奇霉素215.80丙酮631.81丙酮631.81纯化水1956.96纯化水1956.9625℃和20℃纯化水的比热容变化很小，忽略不计。Q1=ΣmCpt=（215.80×1.624+631.81×2.201+1956.96×4.183）×25=248175.92kJ此过程不涉及相变化，但存在阿奇霉素从溶液中结晶热。结晶热与溶解热数值相等，正负相反。阿奇霉素的熔融热为：ΔHm=27.88kJ/kgQ3=27.88×215.80=6016.50kJQ4=ΣmCpt=（215.80×1.624+631.81×2.201+1956.96×4.183）×（0-0）=0kJ/（kg﹒℃）Q5+Q6=Q4÷9=0kJ根据能量衡算平衡方程Q2=Q6+Q5+Q4-Q3-Q1=0-6016.50-248175.92=-254192.42kJQ2<0，表明结晶过程需要冷却，每批需移走热量254192.42kJ。冷却使用冷冻盐水，进口温度为-15℃，出口温度为-5℃。比热容为3.06kJ·kgˉ¹·℃ˉ¹。W=Q2/Cp（TK-TH）=8306.95kgW（总）=4.14×106kg4.3.3干燥工序“三合一”设备内物料组成如下：表4-5“三合一”设备内进出口的物料性质进料（25℃）出料（40℃）物料名称质量（kg）物料名称质量（kg）阿奇霉素211.51阿奇霉素213.65纯化水40.06纯化水40.06Q1=ΣmCpt=（211.51×1.624+40.06×4.183）×（25-0）=12776.58kJ查手册，40℃，纯化水的气化热为2401.1kJ/kg，水蒸气的比热容为1.867kJ/（kg﹒℃）Q3=2401.1×40.06=96188.07kJ（汽化吸热，记为负值）Q4=ΣmCpt=（211.51×1.624+40.06×1.867）×（40-0）=16731.37kJQ5+Q6=Q4÷9=16731.37÷9=1859.04kJ根据能量衡算平衡方程Q2=Q6+Q5+Q4-Q3-Q1=1859.04+16731.37-（-96188.07）-12776.58=102011.90kJQ2>0，表明干燥过程需要供热，每批需要供能量102011.90kJ。使用低压饱和水蒸气间接加热，设备热效率为0.97。W=Q2/[（H-CpT）η]=41.59kgW（总）=20711.82kg5生产制度及设计方案5.1设计规模要求表5-1产品设计规模产品名称设计规模（t/a）产品质量阿奇霉素原料药（二水合物）与本设计阿奇霉素精烘包及片剂设计规模匹配含量≥99%阿奇霉素片4亿片/年药典标准5.2生产制度设计思路本次设计包括阿奇霉素精烘包及片剂生产车间设计。生产工作日为250天，这就需要我们来确定阿奇霉素4亿片每批的投料量，充分考虑投料的间隙时间，和生产设备的利用率，来更好更快的完成生产目标，通过对各个成产工序的生产时间的计算，来进行合理的安排。我们采用两班制，间歇式生产，为了方便企业管理，选择在每天的8点进行投料第一班为8:00-16:00、第二班为16:00-24:00，投料的间歇时间为4.5小时，使设备能够充分利用。也方便对于生产排班的设计，使排班更加清晰明了，见阿奇霉素工序时间表5-1及生产甘特图5-2：表5-2阿奇霉素工序时间表（时间：h）阿奇霉素原料药精致工序精致脱色投料加热回流冷却脱色过滤转移合计0.53控温结晶投料析晶搅拌过滤转移合计0.54真空干燥淋洗过滤干燥冷却转移合计0.50.530.50.55粉碎包装粉碎混合粉碎总混合计10.51.5包装内包入库合计0.50.51阿奇霉素片剂储存储存转移暂存合计11粉碎粉碎过筛粉过筛碎合计0.50.5配料配料分装转移称量合计0.50.51溶液配制溶液配制转移投料搅拌合计0.50.51湿法制粒、干燥及整粒制粒转移投料混合过20目筛合计1.5干燥转移干燥合计0.511.5整粒转移粉碎过16目筛装器转移合计0.52总混混合投料混合转移检验合计0.50.51压片压片及检验压片除尘检验装器转移合计0.52包装包装内包外包称重多盒包装装箱封箱入库合计3总计29图5-1阿奇霉素甘特图（详情见附录二：阿奇霉素生产排班甘特图）6非标准设备设计6.1设计任务（1）设计课题：丙酮-水混合液的分离；（2）原料组成：丙酮-水混合液常温进料（丙酮质量百分比24.41%）；（3）分离要求：塔顶丙酮含量不低于99%，丙酮回收率不低于97%；6.2设计概述本设计需对制药生产中产生的丙酮一水溶液进行精馏回收，要求馏出液丙酮浓度达99%，回收率97%，为此需设计整套精馏设备——除主要设备精馏塔外还需塔底的再沸器、塔顶的冷凝器。故本次设计采用浮法塔对丙酮进行回收[11]。6.3设计方案的确定精馏塔回流方式及介质一览表表6-SEQ表6-\*ARABIC1精馏塔回流方式及介质一览表精馏方式操作压力进料状态加热方式回流比塔顶回流塔类型冷凝介质连续精馏常压泡点进料间接蒸汽R=1.5min全器淋浮法塔板自来水6.4物料衡算根据本设计物料衡算，将精制工序产生的丙酮一水二元液体进行精馏处理以便回收套用，此时进料液为丙酮:625.5kg（24.41%）；水:1937.39kg（75.59%），由于其他杂质量少忽略不计。精馏目标为馏出液中丙酮含量≥99%，回收率97%。为进行精馏塔设计，进一步计算如：（1）丙酮摩尔分率及平均摩尔质量计算:X1=（α1/Mr1）/（α1/Mr1+α2/Mr2）M1=X1×Mr1+（1-X1）×Mr2原料液：Xf=（0.2441/58.08）/（0.2441/58.08+0.7559/18.02）=0.091Mf=0.091×58.08+（1-0.091）×18.08=21.72kg/kmol塔顶：Xd=（0.99/58.08）/（0.99/58.08+0.01/18.02）=0.9685Md=0.09685×58.08+（1-0.9685）×18.08=56.82kg/kmol塔釜：Xw=（0.01/58.08）/（0.01/58.08+0.99/18.02）=0.003124Mw=0.003124×58.08+（1-0.003124）×18.08=18.15kg/kmol（2）全塔物料衡算F=D+WF×Xf=D×Xd+W×XwF=2562.89÷21.72×0.5=235.99kmol/hD+W=235.99D×Xd+W×Xw=235.99×0.091=21.48η=（D×Xd）/（F×Xf）×100%=0.97D=21.51kmol/hW=214.48kmol/h（3）进料条件丙酮水混合进料：丙酮（24.41%）+水（75.59%）泡点进料：q=1进料压力：101.325KPa冷凝器压力：101KPa再沸器压力：120KPa回收率：97%馏出液丙酮含量：6.5精馏塔设计6.5.1精馏塔简捷计算模拟采用化工设计常用的通用流程模拟软件

Aspen

plus对丙酮一水精馏过程进行模拟设计，通过精馏塔的简捷计算与严格计算得到塔相关设计参数[13]。精馏塔简捷计算选择

DSTWU精馏模型进行简捷计算，

DSTWU模型假设精馏过程各塔板具有恒定的摩尔流量，组分间有恒定挥发度。首先创建精馏塔模块并绘制物流（图6-1），输入进料物性参数及摩尔收率等（图6-2、6-3），汇总计算结果（图6-4、6-5）。图6-1精馏塔模块图图6-2精馏塔进料物性参数图图6-3精馏塔进料物性参数图结果如下：图6-4简捷计算结果图图6-5简捷计算结果图简捷计算结果显示，精馏塔实际回流比为1.31，，最小理论塔板数3.56，实际塔板数为7.03，进料板为5.97。进料、塔顶、及塔底温度分别为68.9℃、57.3℃、102.4℃。塔顶产品与进料摩尔流率比为0.116。但此时塔顶馏出液丙酮质量分数为76.4%，不满足99%的要求，需要再严格计算中进行进一步的校核和调整。6.5.2精馏塔严格计算分离数据计算，通过Radfrac模块对精馏塔进行严格计算，可得到各塔板上具体气液物性数据及塔径等详细参数。首先创建Radfrac模块、绘制物流：图6-6精馏塔Radfrac模块图首先为达到馏出液中丙酮质量分数达99%，回收率达97%，用

Design

specs进行校核，如下结果：图6-7精馏塔Radfrac参数图模拟得到馏出液中丙酮质量分数达99.7%，符合要求。再进行校核得到新建两个模块，模块1录入数据如下:图6-8精馏塔Radfrac参数图运行结果如下图：图6-9精馏塔Radfrac结果图运行结果显示，塔顶产品流率为29.46kmol/hr，冷凝器和再沸器的热负荷分别为-491KW、696KW。如下TPFQ页面为精馏塔各塔板的温度分布及两相流率分布：图6-10精馏塔各塔板的温度分布及两相流率分布图根据Aspen绘制塔内温度分布曲线和组成分布曲线：图6-11塔内温度分布曲线和组成分布曲线图6.5.3塔径及塔盘计算

简捷计算中得实际理论塔板数为8，设塔板效率为65%，则实际塔板数（8-2）/0.65+2=12，加料板为第10块。此时初步计算塔径首先重新设置塔板数:图6-12塔板数重置图运行后塔径为0.56m，侧偃长为0.41m，整合计算得到塔径0.8m图6-13精馏塔计算结果图如下为塔流体力学验算结果的最大液泛因子、塔段压降和最大板间距：图6-14精馏塔流体力学验算图最大液泛因子0.48、塔段压降3.57KPa和最大降液管液位/板间距为0.34。如下Hydrautics页面为各塔板物料的气液密度、粘度、液体表面张力：图6-15Hydrautics物料物性图严格计算得精馏塔具体物性分离数据，馏出液中丙酮质量分数达0.99，满足题目要求。6.5.4塔板设计和计算各塔板气液物性数据表：表6-2各塔板气液物性数据塔板液体流量kg/h气体流量kg/h流体密度kg/m3气体密度kg/m3表面张力N/m13123.499143123.49914760.8810021.830411090.0292672672.2225122024.38551852.4872271.322193920.05695323511.8249741863.98984913.2208781.227434070.060210124506.4224531858.58766915.0902581.241099120.059831355506.099741858.26526914.6659961.261364540.059722736506.0196451858.18513914.1458161.281966920.059633157505.9537011858.11875913.627211.302569410.059545778505.889941858.05447913.115061.323154550.059459649505.8277071857.99191912.6094291.343721950.05937469105051.177261291.08878912.1101330.818597310.05929088114976.767341216.67887913.789560.712821860.05771604123760.088440912.95114300.05730366根据AspenPlus的计算得到各塔板的物性数据，计算结果如下：精馏段：Pvm=0.76kg/m³Ρlm=912.59kg/m³=0.058N/mVm=1253.88m³/h得：Vs=Vm/3600pvm=0.46m³/sLm=4596m³/h得：Ls=Lm/3600lvm=0.0014m³/s提馏段：Pvm=1.35kg/m³Plm=890kg/m³=0.056N/mVm=2017.89m³/h得：Vs’=Vm/3600pvm=0.42m³/sLm=815.97m³/h得：Ls’=Lm/3600lvm=0.00025m³/s（1）溢流装置的计算因塔径D=0.8m，选用单溢流弓形降液管，凹形受液盘，各项计算如下:

A.堰长Lw取Lw=0.7D=0.56m;

B.溢流堰高度hw取hw=50-hw’，选用平直堰，堰上液层高度hw’由弗兰西斯经验公式求得，，E为液流收缩系数，取E=1，则算得hw’=12.2mm，故hw=50-12.2=37.8mm;

C.弓形降液管宽度Wd和截面积Af由=Lw/D=0.7，查弓形降液管参数图得Af/A1=0.09，Wd/D=0.158，即可算得Af=0.045m²，Wd=0.198m²;

由经验公式计算保留时间θ=Af×Hr/Vl=11.4>5s，满足要求降液管设计合理。D.降液管底隙高度hoho=Vl/（3600lw×uo）=0.031>0.006，设计合理因为D≧800mm，故塔板采用分块式塔板，筛孔按正三角形排列，取孔中心距t=0.065mm，选用不锈钢板，筛孔直径为0.04m。（2）浮板数确定取阀孔动能因素Fo=10阀孔气速浮阀塔筛板直径取：每层塔板上浮阀个数：开孔率θ=0.555/Uo=5.83%，结果在5%-15%之间，符合要求。每层板开孔面积为A=AT×θ=0.503×0.0583=0.0293m²。6.6塔辅助设计和计算6.6.1预热器根据以上严格计算结果，得料液需达68.9℃后才能进料，故进料前需在预热器中预热至该温度后再进料，可采用

Aspen

plus的

HEATX模块进行该换热器的计算，设置还要换热器模块后，标出料液及低压蒸气进出股流并分别定义两股流性质。步骤如下:图6-18HEATX模块图图6-19精馏塔进料物性参数图图6-20精馏塔进料物性参数图结果如下：图6-21精馏塔进料结果图结果显示，预热器热负荷292.17KW，根据换热实际面积3.93m3，传热系数0.85kg/sec-sqm-c，传热温差87.4℃，据此选择列管式式换热器。6.6.2冷凝器可采用

Aspen精馏塔严格计算进行该冷凝器的计算：得冷凝器热负荷Q=491kw，总传热系数取700Kcal/hr-sqm-k，在冷凝器进行热交换的两物质分别为:馏出液：出料温度57.3℃（气相）→57.3℃（液相）自来水：25℃→35℃热交换逆流操作：△t1=32.3℃、△t2=22.3℃得：△tm=（△t1-△t2）/ln（△t1÷△t2）=27.03℃传热面积：A=Q/k△tm=22.35m²A1=1.2A=26.82m²6.6.3再沸器可采用

Aspen精馏塔严格计算进行该再沸器的计算：得再沸器热负荷Q=696KW，总传热系数取700Kcal/hr-sqm-k，在再沸器进行热交换的两物质分别为:低压饱和蒸汽：120℃→120℃釜液：68.9℃→102.4℃热交换逆流操作：△t1=51.1℃、△t2=17.6℃得：△tm=（△t1-△t2）/ln（△t1÷△t2）=31.31℃传热面积：A=Q/k△tm=31.37m²A1=1.2A=38.05m²6.6.4管道选型由公式知，接管道尺寸由蒸汽速度、体积和流量决定，此处u=10m/s。查表得蒸汽接管速度得：（1）顶蒸汽出口管径：根据工艺标准选取φ245×7规格的热轧无缝钢管。（2）回流管管径：根据工艺标准，将其圆整到D=0.043，选取φ43×2规格的热轧无缝钢管。（3）塔底进气管管径：根据工艺标准，将其圆整到D=0.232m。选取中φ232×6规格的热轧无缝钢管。（4）加料管管径：根据工艺标准，将其圆整到D=0.05m。选取中φ50×2.5规格的热轧无缝钢管。（5）料液排出管管径，此处u=1m/s根据工艺标准，将其圆整到D=0.056m。选取中φ60×6规格的热轧无缝钢管。6..6.5塔总高度计算人孔：人孔是设备安装及检修时工作人员进出塔的唯一通道，设计应方便出入任何一层塔板。本设计精馏塔塔径为800mm，塔板数为12，所以拟在进料板下方开设一处0.6m的人孔塔顶空间与塔底空间结合实际及安装除沫器等需求，塔顶空间HD=1m，塔底空间取HB=1.5m。裙座：塔底常用裙座支撑，群座高度为3m，选用圆筒群座.塔板高度计算：一般板间距为0.5m，进料处板间距为0.8m，则塔板高度为H=（12-1-1-1）×0.5+0.8+1+1.5+3=10.8m。（详情见附录四：精馏塔平面、立面和带控制点图）7标准设备选型7.1主要工艺设备选择依据有与生产相适应的设备能力和最经济、合理、安全的生产运行；有满足制药工艺所要求的完善功能及多种适应性；能保证药品加工中品质的一致性；易于操作和维修；易于设备内外的清洗；各种接口符合协调、配套、组合的要求；易安装，易于移动、有利组合的可能；进行设备验证。7.2阿奇霉素精制工序的设备选型7.2.1脱色釜（1）投入脱色釜内物料组成如下：表7-1脱色釜内物料组成表物料名称投入质量（kg）阿奇霉素（二水化合物）粗品230.23丙酮644.64活性炭11.51体积：1100L总计：886.38kg取装料系数ε=0.75，则需要的体积为1500L。耐腐蚀，初步选用淄博太极工业搪瓷有限公司KF系列1500L搪玻璃开式搅拌容器。图7-1脱色釜（2）设备介绍表7-2KF-1500搪玻璃开式搅拌容器参数表名称参数公称容积L1500计算容积L1714公称直径㎜1500盘管传热面积㎡5.8搅拌轴公称直径㎜80搅拌轴公称转速rpm80搅拌器锚式M轴封机械密封设计压力MPa0.2