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第一章 總論 1
1.1 項目概述 1
1.1.1 項目名稱 1
1.1.2 項目介紹 1
1.1.3 項目產(chǎn)品介紹 1
1.1.4 項目要求 1
1.2 設計依據(jù) 2
1.3 設計原則 2
1.4 設計規(guī)模 3
1.5設計理念 3
1.6設計思路 3
1.7 小組內(nèi)成員與分工合作 4
1.7.1 小組成員 4
1.7.2 成員分工 4
第二章 生產(chǎn)工藝流程 5
2.1 三種原料藥粗品的生產(chǎn)工藝流程框圖 5
2.1.1 硫辛酸粗品生產(chǎn)工藝流程框圖 5
2.1.2 依非韋倫粗品生產(chǎn)工藝流程框圖 6
2.1.3纈沙坦粗品生產(chǎn)工藝流程框圖 8
2. 2 三種原料藥粗品精制的生產(chǎn)工藝流程框圖 9
第三章 物料衡算 11
3.1物料衡算概述 11
3.2物料衡算基準 11
3.3物料衡算過程（以日產(chǎn)量為基準） 11
3.3.1核算的方法和步驟 11
3.3.2硫辛酸物料衡算 11
3.3.2.1環(huán)合工藝 11
3.3.2.2水解工藝 12
3.3.2.3精制工藝 14
3.3.3纈沙坦物料衡算 14
3.3.3.1氫化還原工藝 14
3.3.3.2精制工藝 15
3.3.4依非偉倫物料衡算 15
3.3.4.1加成工藝 15
3.3.4.2環(huán)合工藝 17
3.3.4.3精制工藝 18
3.4生產(chǎn)計劃衡算 18
3.4.1生產(chǎn)計劃衡算過程 18
3.4.1.1硫辛酸的生產(chǎn) 18
3.4.1.2纈沙坦的生產(chǎn) 18
3.4.1.3依非韋倫的生產(chǎn) 19
3.4.2生產(chǎn)計劃 19
3.5物料平衡表 19
3.5.1硫辛酸物料平衡表 19
3.5.2纈沙坦物料平衡表 20
3.5.3依非韋倫物料平衡表 21
3.6反應釜規(guī)格核算 21
3.6.1硫辛酸生產(chǎn)中物料流程 22
3.6.2纈沙坦生產(chǎn)中物料流程 23
3.6.3依非韋倫生產(chǎn)中物料流程 24
3.6.4反應釜填料系數(shù)匯總 25
3.6.4.1硫辛酸生產(chǎn)反應釜填料系數(shù)匯總 25
3.6.4.2纈沙坦生產(chǎn)反應釜填料系數(shù)匯總 26
3.6.4.3依非韋倫生產(chǎn)反應釜填料系數(shù)匯總 27
第四章 能量衡算 28
4.1概述 28
4.2 能量衡算的基礎 28
4.3能量衡算過程（室溫設為25攝氏度） 29
4.3.1計算標準燃燒熱 30
4.3.2利用標準燃燒熱求標準反應熱 34
4.3.3不同溫度下反應熱計算 35
4.3.4硫辛酸各工序熱量衡算 36
4.3.5纈沙坦各工序熱量衡算 41
4.3.6依非韋倫各工序熱量衡算 44
第五章工藝設備選型與設計 52
5.1概述 52
5.2主要生產(chǎn)設備選型 52
5.2.1反應釜 52
5.2.1.1反應釜選型 52
5.2.1.2反應釜設備核算 53
5.2.2搪玻璃儲罐 64
5.2.3過濾洗滌干燥機 64
5.2.4離心機 64
5.2.5真空干燥箱 64
5.2.6冷凝器 65
5.2.7真空泵 77
5.2.8蒸汽管 78
5.2.9冷凍鹽水輸送管 78
5.2.10粉碎機 79
5.2.11電子臺秤 79
5.2.12 多功能包裝機 79
5.2.13輸液泵 79
5.2.14計量罐 80
第六章車間設計說明 81
6.1車間布置原則 81
6.2車間布置概況說明 81
6.3車間主要組成設計說明 82
6.3.1粗品生產(chǎn)區(qū) 83
6.3.2精制生產(chǎn)區(qū) 86
6.3.3輔助生產(chǎn)區(qū) 87
6.3.4行政生活區(qū) 87
6.3.4.1更衣間設計說明 87
6.3.4.1.1總更衣間 87
6.3.4.1.2潔凈區(qū)的更衣間 87
6.4建筑設計與裝飾材料 88
6.4.1 基本要求 89
6.4.2具體對策 90
6.4.3氫化車間特別說明…………………………………………………………………………………………92
第七章 公用系統(tǒng) 95
7.1公用系統(tǒng)概述 95
7.2工藝用水系統(tǒng) 95
7.2.1概述 95
7.2.2 純化水制備系統(tǒng) 96
7.2.2.1?純化水系統(tǒng)概述 96
7.2.2．2工藝流程的設計 96
7.2.3用水量的計算 97
7.2.3.1硫辛酸生產(chǎn)工藝用水量計算 97
7.2.3.2依非韋倫生產(chǎn)工藝用水量計算 98
7.2.3.3纈沙坦生產(chǎn)工藝用水量計算 98
7.3空調(diào)凈化系統(tǒng)的設計 99
7.3.1空調(diào)系統(tǒng)設計基本參數(shù) 99
7.3.2凈化空調(diào)系統(tǒng) 101
7.4壓縮空氣與氮氣系統(tǒng) 102
7.4.1壓縮空氣系統(tǒng) 102
7.4.2氮氣系統(tǒng) 105
7.5 配電照明系統(tǒng) 106
7.5.1 概述 106
7.5.2 供電和接地型式 106
7.5.3 低壓配電設計 107
7.5.4 備用電源設計 107
7.5.5 設備控制的聯(lián)鎖 109
7.5.6 照明設計 109
7.5.7 防雷和接地 109
7.5.8 火災自動報警 110
第八章 管道設置 111
8.1 管道布置的任務 111
8.2 管徑計算 111
8.3閥門的選擇 112
8.4 潔凈廠房內(nèi)管道設計說明 112
8.5 管道布置中的常見問題 112
8.5.1管道敷設 112
8.5.2管道排列 113
8.5.3管路坡度 113
8.5.4管路高度 113
8.5.5安裝、操作和檢修 113
8.5.6管道涂色 114
第九章 環(huán)境保護 115
9.1 概述 115
9.2 廢氣 115
9.3廢水 115
9.4噪音 116
9.5 固體廢物 116
參考文獻……………………………………………………………………………………………………………………………………………….117
第一章 總論
1.1 項目概述
1.1.1 項目名稱
化學原料藥多功能車間設計
1.1.2 項目介紹
本次設計競賽是由教育部高等學校藥學類專業(yè)教學指導委員會發(fā)起，由中國醫(yī)藥集團聯(lián)合工程有限公司協(xié)辦并由沈陽藥科大學承辦的，旨在引導和激勵學生結合現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展趨勢和技術需求，綜合應用所學知識開展工程設計實踐活動，培養(yǎng)學生工程設計、工程實踐能力及團隊協(xié)作精神。發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)一批在工程設計和工程實踐方面有作為和潛力的優(yōu)秀人才，推動中國大學制藥工程和相關專業(yè)教育的發(fā)展。
本次化學原料藥是設計三個產(chǎn)品的生產(chǎn)路線------硫辛酸、依非韋倫、纈沙坦，最大程度的利用設備使三個產(chǎn)品進行交替生產(chǎn)。
1.1.3 項目產(chǎn)品介紹
硫辛酸（ThiocticAcid）又名二硫辛酸，屬于維生素 B 類化合物，是人體內(nèi)不可缺少的抗氧化劑，具有極高的醫(yī)用價值及抗衰老潛能。其制劑在臨床上主要用于治療糖尿病的微血管病變。自1989年硫辛酸作為一種高效的抗氧化劑被認識后，日益受到人們的青睞，成為提高生活質(zhì)量、抵抗衰老、延長壽命不可或缺藥品。
依非韋倫(Efavirenz)是抗艾滋病毒感染的藥物，屬人類免疫缺陷病毒-1 型 （HIV-1）的選擇性非核苷逆轉錄酶抑制劑。
纈沙坦，是血管緊張素受體拮抗劑，可用于各種類型高血壓，并對心腦腎有較好的保護作用。
1.1.4 項目要求
（1）系統(tǒng)設備單元的配置僅考慮三個產(chǎn)品交替生產(chǎn)，以合成單元操作為基礎，充分考慮設備管道的通用性；考慮化學反應放大效應，所有化學反應器的體積不大于 2000 升；依非韋倫、硫辛酸、纈沙坦等三產(chǎn)品的精制、烘干、粉碎、包裝等生產(chǎn)操作的暴露環(huán)境按 D 級潔凈區(qū)的要求設置。
（2）采取可行的措施減少車間對環(huán)境的不利影響，并對排出的污染物提出合理的治理方案。
（3）采取消除、預防或降低裝置危險性、提高裝置安全運行等級的安全衛(wèi)生措施。
（4）在滿足功能和法規(guī)的前提下，盡可能降低項目投資。
1.2 設計依據(jù)
1. 2014年“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計任務書及附件
2.《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》（GMP）
3.《醫(yī)藥建設項目初步設計（基礎設計）文件編制深度規(guī)定》
4.《制藥工程學（第二版）》
5.《制藥工程原理與設備》
6.《藥廠反應設備及車間工藝設計》
7.《生物制藥工廠工藝設計》
8.《化工工藝設計手冊（第四版）》
9.《化工溶劑手冊》
10.《溶劑萃取手冊》
11.《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2006）
12.《潔凈廠房設計規(guī)范》（GB50073-2001）
13.《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》（GB50457-2008）
14.《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB5OO52-95
1.3 設計原則
(1)工藝流程設計在能滿足生產(chǎn)要求的前提下參考國內(nèi)外相關工藝給予優(yōu)化：如設置了專門的大宗溶煤集中定量計量系統(tǒng)、小批量使用的溶煤采用獨立的桶泵計量系統(tǒng)、固體物料采用垂直重力流或專用的真空上料系統(tǒng)；
(2)工藝設備選型在考慮建設業(yè)主要求的前提下，根據(jù)物料性質(zhì)選用國內(nèi)先進的、成熟的且符合 GMP 要求的高質(zhì)量設備，部分關鍵設備則選用國內(nèi)技術一流且專有的設備；
(3)車間平面布置充分考慮了反應物料的性質(zhì)及工藝操作過程的要求，主要設備布置均根據(jù)工藝過程中的物料流向采取了重力流輸送的立體布局方式；
(4)依據(jù)產(chǎn)品特征對生產(chǎn)模式進行優(yōu)化設計，最大程度提高設備利用率；
(5)車間系統(tǒng)設計充分考慮環(huán)境保護的要求：設置了特殊氣體（如酸性氣體）尾氣及溶媒尾氣的專用尾氣吸收系統(tǒng)、設置了專門的廢液收集系統(tǒng)及反應過程中的事故處理系統(tǒng)；
(6)車間區(qū)域布置遵循流程短、無折返原則，相同功能區(qū)盡量集中布置，有潔凈度要求的生產(chǎn)區(qū)域嚴格按 GMP 規(guī)范要求設置與生產(chǎn)環(huán)境級別相適應的潔凈區(qū)域；以“藥品安全可控”和“最大限度避免產(chǎn)品污染、混淆與人為差錯”的原則指導本設計；
(7)生產(chǎn)車間的各區(qū)域都設置了一定面積的中間體貯存區(qū)和中間體檢驗室，以利于對生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量進行實時檢查和控制；
(8)人員進入不同區(qū)域采用不同程序的人凈措施，物料需經(jīng)物凈后由氣閘或傳遞窗進出潔凈區(qū)；
(9)生產(chǎn)車間充分考慮了勞動保護及人員的安全防護和保護措施；生產(chǎn)車間有暢通的消防安全通道和可行的消防措施；
(10) 車間總體布置在滿足《建筑設計防火規(guī)范》的前提下，按功能分區(qū)布置；
(11) 節(jié)能減排，保護環(huán)境。能源的循環(huán)使用以及減少“三廢”的排放，同時應采取有效的節(jié)能措施和 “三廢”處理措施；
(12)設計應滿足國家相關的勞動安全衛(wèi)生及消防等標準規(guī)范的要求；
(13)設計人性化，并為今后擴展預留生產(chǎn)區(qū)。
1.4 設計規(guī)模
表1-1:生產(chǎn)規(guī)模一覽表
產(chǎn)品名稱
設計規(guī)模（t/a）
含量
包裝規(guī)格
其他
硫辛酸
25
99.5%
紙板桶
25Kg/桶
非無菌原料藥
依非韋倫
25
99.5%
紙板桶
25Kg/桶
非無菌原料藥
纈沙坦
25
99.5%
紙板桶
25Kg/桶
非無菌原料藥
1.5設計理念
（1）設備最大利用率最低耗能：
（2）生產(chǎn)安全
（3）保證生產(chǎn)質(zhì)量
（4）節(jié)能環(huán)保
（5）可持續(xù)發(fā)展
（6）方便快捷操作簡單
1.6設計思路
第一步：組內(nèi)對生產(chǎn)設計任務書進行分析討論，對所要做的工作有個大概的了解。并對生產(chǎn)任務書中所給的三個產(chǎn)品（硫辛酸、依非韋倫、纈沙坦）的生產(chǎn)工藝流程進行了仔細的分析，畫出生產(chǎn)工藝流程框圖，對可能用到的設備、工藝以及廢料處理提出大致的處理方法；
第二步：查閱相關資料，對生產(chǎn)工藝流程中的物料進行物料衡算接著進行能量衡算并根據(jù)物料衡算和能量衡算的結果進行設備設計與選型；
第三步：通過學習相關資料，開始設計多功能原料藥生產(chǎn)車間和廠房的設計和布置；并開始CAD畫圖；
第四步：公用工程系統(tǒng)的設計包括給排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、氮氣和氫氣制備系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、廠區(qū)外管系統(tǒng)等專業(yè)的設計，并且畫出設計圖紙和表格；
第五步：設計整體的綜合審查整理并編寫設計說明書。
1.7 小組內(nèi)成員與分工合作
1.7.1 小組成員
指導教師 蔣玉仁 男 制藥工程專業(yè) 博士生導師
隊長 胡鳳梅 女 制藥工程專業(yè) 本科生
隊員一 劉慧 女 制藥工程專業(yè) 本科生
隊員二 劉瓊 女 制藥工程專業(yè) 本科生
隊員三 劉健 男 制藥工程專業(yè) 本科生
隊員四 楊靜昂 男 制藥工程專業(yè) 本科生
隊員五 郝佳瑜 女 資源化學專業(yè) 本科生
1.7.2 成員分工
隊長：設計任務書解讀；相關資料查閱與法規(guī)解讀；項目管理；生產(chǎn)運行分析計算；生產(chǎn)工藝流程框圖；車間設計；設計說明文檔編寫。
隊員一和二：設計任務書解讀；相關資料查閱與法規(guī)解讀；物料衡算；能量衡算；設備設計與選型；車間設計；公用工程系統(tǒng)（配電系統(tǒng)）。
隊員三：設計任務書解讀；相關資料查閱與法規(guī)解讀；帶控制點的工藝流程說明；車間設計，公用工程系統(tǒng)（包括生產(chǎn)用水制備系統(tǒng)、制冷制熱系統(tǒng)、潔凈壓縮空氣、排水系統(tǒng)等）。
隊員四：設計任務書解讀；設計圖（各個樓層的工藝平面設備布置圖，圖紙上應當包括生產(chǎn)工藝房間、工藝設備的信息，生產(chǎn)車間立面布置圖，標示各個樓層的立面設備布置信息。凈化區(qū)域劃分及人流物流流向圖應標明建筑平面和軸線、柱間距、生產(chǎn)區(qū)域 及凈化區(qū)域名稱、潔凈區(qū)潔凈度等級、人流物流流動方向、指北針、制圖比例、 圖紙名稱等。）
隊員五：設計任務書解讀；畫立體圖。
第二章 生產(chǎn)工藝流程
2.1 三種原料藥粗品的生產(chǎn)工藝流程框圖
真空干燥
去精制
萃取溶劑套用
過濾
減壓濃縮
結晶
乙酸乙酯
離心
洗滌分層
飽和食鹽水
干燥
無水硫酸鎂
減壓濃縮
鹽酸溶液
酸化
萃取
乙酸乙酯
環(huán)合
氫氧化鈉溶液
純化水，水合硫化鈉，硫磺
粉
乙醇，四丁基溴化銨
6,8-二氯辛酸乙酯
2.1.1 硫辛酸粗品生產(chǎn)工藝流程框圖
餾出液
濃縮液 水相 排至污水處理站
有機相
水相 排至污水處理站
有機相
餾出液
濃縮液
母液
濃縮液
圖2-1：硫辛酸環(huán)合水解生產(chǎn)工藝方框流程圖
乙酸乙酯
真空干燥
去環(huán)合
過濾
減壓濃縮
結晶
離心
溶劑套用
淬滅
冰水
洗滌分層
純化水
乙酸乙酯
溶解
加成
丙酮
減壓濃縮
生物堿A、B
乙基鋅，丙酮
混合
環(huán)丙基乙炔鋰，丙酮混合
4-氯-2-（三氟乙?；┍桨罚旌?
2.1.2 依非韋倫粗品生產(chǎn)工藝流程框圖
② ③ ④
① ①
餾出液 送廠外回收處理
濃縮液
濃縮液
排至污水處理站
水相
有機相
有機相
餾出液 殘留物送市政處理
濃縮液
母液
圖2-2：依非韋倫加成生產(chǎn)工藝方框流程圖
溶劑套用
干燥
無水硫酸鈉
過濾
減壓濃縮
結晶
離心
乙酸乙酯
真空干燥
去精制
純化水
水洗分層
加成物
環(huán)合
乙酸乙酯
氯甲酸甲酯、碳酸鉀、純化水
萃取
乙酸乙酯
水相
合并有機相
廢渣 排至處理站
濾液
餾出液
濃縮液
殘留物
母液
送市政處理
圖2-3：依非韋倫環(huán)合生產(chǎn)工藝方框流程圖
2.1.3纈沙坦粗品生產(chǎn)工藝流程框圖
減壓濃縮
結晶
離心
真空干燥
去精制
溶劑套用
水洗分層
壓濾
濃縮至干
N-正戊?；i氨酸甲酯、Pd-C
氫化還原
醋酸異丁酯
氫氣
溶解
乙酸乙酯
提取
乙酸乙酯
②
① ③
回收Pd-C
濾液
回收醋酸異丁酯
排至污水處理站
水相
水相
有機相
餾出液
濃縮液
殘留物
母液
送市政處理
圖2-4：纈沙坦氫化還原生產(chǎn)工藝方框流程圖
檢驗
內(nèi)包
外包
入庫
固液分離
真空干燥
粉碎
溶解
粗品
活性炭
乙酸乙酯/丙酮
脫色
熱過濾
結晶
母液分水
2. 2 三種原料藥粗品精制的生產(chǎn)工藝流程框圖
廢碳去回收車間處理
濾液
回收套用
母液 有機相
晶 水相
體
廢液去污水理理站
圖2-5：三種原料藥粗品精制工藝方框流程 D級潔凈區(qū)
本項目生產(chǎn)的三個產(chǎn)品依非韋倫、硫辛酸、纈沙坦三種原料藥需要經(jīng)過環(huán)合、加成、減壓濃縮、過濾、結晶、離心等操作步驟并且還要共用部分生產(chǎn)設備才能完成生產(chǎn)。潔凈級別的劃分依據(jù)中國2010版《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》及任務書要求進行，依非韋倫、硫辛酸、纈沙坦等三產(chǎn)品的精制、烘干、粉碎、包裝等生產(chǎn)操作的暴露環(huán)境按 D 級潔凈區(qū)的要求設置。
第三章 物料衡算
3.1物料衡算概述
物料衡算可以計算原料與產(chǎn)品間的定量轉變關系，以及計算各種原料的消耗量，各種中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品的產(chǎn)量、損耗量及組成。
物料衡算的基礎是物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律，即進入一個系統(tǒng)的全部物料量必等于離開系統(tǒng)的全部物料量，再加上過程中的損失量和在系統(tǒng)中的積累量。
∑G1=+∑G2+∑G3+∑G4
∑G1--- 輸入物料量總和
∑G2---輸出物料量總和
∑G3---物料損失量總和
∑G4---物料累積量總和
當系統(tǒng)內(nèi)物料累積量為零時，上式可以寫為
∑G1=+∑G2+∑G3
物料衡算是對所有工藝計算的基礎，通過物料衡算可以確定設備容積、臺數(shù)、主要尺寸，同時可進行熱量衡算、管路尺寸計算等。
3.2物料衡算基準
采用間歇式操作，以原料為基準進行計算。
3.3物料衡算過程（以日產(chǎn)量為基準）
3.3.1核算的方法和步驟
（1）明確衡算目的
（2）明確衡算對象，選定衡算基準，計算出各種物料的質(zhì)量，繪出物料衡算示意圖，并在圖上標注出物料輸入與輸出數(shù)據(jù)
（3）利用設計要求的生產(chǎn)規(guī)模并結合物料輸出輸入量，合理設計出本次生產(chǎn)中具體的生產(chǎn)計劃
（4）根據(jù)計算得到的衡算基準值，編制物料平衡表
3.3.2硫辛酸物料衡算
3.3.2.1環(huán)合工藝
（1）生成催化劑Na2S2
a、投料：向環(huán)合釜加入0.5W 純化水、1.1W 水合硫化鈉，0.17W 硫磺粉（W為6,8-二氯辛酸乙酯批投料質(zhì)量）。
b、反應:
（2）生成環(huán)合液
a、投料：向環(huán)合釜中再加入2W 乙醇和0.09W 四丁基溴化銨作為溶劑，加1W 6,8-二氯辛酸乙酯作為反應物。
b、反應：
c、計算：
①硫辛酸乙酯、氯化鈉質(zhì)量計算：利用化學反應方程式（其中M 6,8-二氯辛酸乙酯=241.154 g/mol；M硫辛酸乙酯=234.33 g/mol)，以1W 6,8-二氯辛酸乙酯為衡算基準求得:
理論產(chǎn)量：硫辛酸乙酯m= M硫辛酸乙酯÷M 6,8-二氯辛酸乙酯=234.33÷241.154=0.972W;
同理 氯化鈉m=0.485W
實際產(chǎn)量：利用回收率為58%
硫辛酸乙酯m=0.972W×0.58=0.564W
氯化鈉m=0.485W×0.58=0.281W
②環(huán)合液總體積、質(zhì)量計算：
利用投料的質(zhì)量可求得環(huán)合液的總質(zhì)量為：
m=（0.5+1.1+0.17+2+0.09+1）W=4.86W；
已知：環(huán)合液密度約為ρ=1000kg.m-3
故環(huán)合液體積約為V=m/ρ=4.86W L；
3.3.2.2水解工藝
（1）減壓除乙醇
a、投料：加入20%NaOH 0.9W。
b、反應：
c、計算：
①硫辛酸質(zhì)量計算：利用化學反應方程式（其中M硫辛酸乙酯=234.33 g/mol；M硫辛酸=206.33 g/mol)，以環(huán)合工藝得到的0.564W硫辛酸乙酯為衡算基準求得:
硫辛酸理論質(zhì)量：m=206.33×0.564÷234.33=0.497W
②混合液總體積、質(zhì)量計算：
利用查得的20%NaOH的密度ρ=1.220kg/L，環(huán)合液的體積4.86WL，
故加入20%NaOH后此時溶液體積變?yōu)?
V=（0.9/1.220+4.86）W=5.598WL
由于蒸出乙醇約為溶液體積的一半，故蒸出體積:
V=5.598WL÷2=2.799WL
由于60℃時乙醇的密度ρ=765.7kg.m-3，故乙醇的質(zhì)量:
m=2.799×0.7657=2.24W
由于剩余溶液質(zhì)量=環(huán)合液質(zhì)量+20%NaOH 質(zhì)量-蒸出乙醇質(zhì)量;剩余溶液質(zhì)量： m=4.86W+0.9W-2.24W=3.52W
剩余溶液體積約為溶液體積的一半:
V=5.598WL÷2=2.799WL
（2）加鹽酸調(diào)節(jié)PH至2
a、投料：加2mol/L鹽酸。
b、計算：
① 消耗鹽酸量的計算：
由于消耗鹽酸的物質(zhì)只有未反應的硫化鈉和生成的過硫化鈉，和未反應的氫氧化鈉，故其消耗鹽酸的物質(zhì)的量n為：
n=2×（1.1W×1000/240-1000×0.5×0.58/241.15)×2+1000×0.18/40=11.26Wmol假設加入的2mol/L的體積為V：則（2V-11.26）/（2.799+V）=0.01，解得:
V=5.67WL；
由于其ρ=1.08g/cm3，鹽酸質(zhì)量:
m= 5.67×1.08=6.12W
②混合液總體積計算：
此時所余的體積=上一步驟剩余溶液體積+加入鹽酸體積
V=2.799+5.67=8.559WL
（3）萃取,冷卻，結晶，送“三合一設備”得粗品
a、投料：分兩次加入2.5W的乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯密度為901kg.m-3，故此時的體積為8.599+2.5/(2×0.901)=9.95WL，之后進行分層干燥，有機相體積可由之前加入的有機物體積計算得到為2.755WL，餾出液為其一半，則剩余1.387WL。后面經(jīng)冷卻，結晶，后送進“三合一設備”。
b、計算：
①實際硫辛酸粗品產(chǎn)量計算：利用水解收率90%可得硫辛酸實際質(zhì)量：
m=0.497×0.9=0.447W
②回收乙酸乙酯：由于回收率90%，故回收量為
2.6W×0.9=2.34W
3.3.2.3精制工藝
a、投料：以粗品為衡算基準，則此時實際加乙酸乙酯為0.447×3.0=1.344W，
b、計算：
①精品量計算：
由于精制收率為94%，硫辛酸精品含量≥99.5%，故精品量為：
0.447×0.94/0.995=0.437W。
②乙酸乙酯回收量：由于回收率為90%，故回收的乙酸乙酯為：
1.344×0.9=1.22W
3.3.3纈沙坦物料衡算
3.3.3.1氫化還原工藝
（1）氫化反應
a、投料：向氫化反應釜中，依次加入4W醋酸異丁酯，1W的N-正戊?；i氨酸甲酯、0.01WPd-C（W為N-正戊?；i氨酸甲酯批投料質(zhì)量）。
b、反應：
c、計算：
①纈沙坦質(zhì)量計算：利用化學反應方程式（其中MN-正戊?；i氨酸甲酯=433 g/mol；M纈沙坦 =435 g/mol)，以1W的N-正戊酰基纈氨酸甲酯為衡算基準求得:
纈沙坦理論產(chǎn)量:
m=435÷433= 1.0046W
②混合液總體積、質(zhì)量計算：
利用投料的質(zhì)量可求得環(huán)合液的總質(zhì)量為：
m=（4+1+0.01）W=5.01W
已知：反應液密度約為ρ=950kg.m-3,故混合液體積約為:
V=m/ρ=5.2632W L
(2)回收醋酸異丁酯
a、操作過程：降溫通氫氣，控溫在38℃、壓力0.1～0.2MPa，反應8小時，停攪拌，降至室溫，壓濾，回收Pd-C。濾液轉移至濃縮釜，減壓壓縮至干，回收醋酸異丁酯。
b、計算：
由于回收率為95%，回收醋酸異丁酯約為：
4W×0.95=3.8W。
（3）萃取，結晶，離心，干燥得到纈沙坦粗品
a、投料：向濃縮釜中加入2W即2W/0.901=2.220WL乙酸乙酯，溶解濃縮物，再加入1W水，進行水洗分層，水相用1.5W乙酸乙酯分三次提取，合并有機相，忽略溶解時液體的體積變化，則此時有機相體積為3.5W/0.901=3.884WL。將有機相減壓濃縮（餾出液約為上述有機相總體積的1/4），此時濃縮液的體積為2.913WL，冷卻降溫至5℃結晶，離心，濾餅（含濕量為20%）轉移至干燥器，在真空度≧0.08MPa條件下干燥，得纈沙坦粗品。
b、計算：
①實際纈沙坦粗品產(chǎn)量計算：
利用氫化還原收率為92%，纈沙坦粗品中的含量≧95%，可得粗品量為:
1.0046W×0.92/0.95=0.9729W
②回收乙酸乙酯：由于回收率90%，故回收量為:
3.5W×0.9=3.15W
3.3.3.2精制工藝
a、投料：以N-正戊?；i氨酸甲酯批投料質(zhì)量為衡算基準，故在脫色釜中加入4×0.9729W=3.8916W丙酮、1×0.9729W=0.9729W纈沙坦粗品，0.1×0.9729W=0.09729W活性炭，忽略固體溶解的液體體積變化，則混合液體積為3.8916W/0.901=4.3192WL，加熱回流4小時，脫碳過濾。將濾液轉移至結晶釜中，緩慢冷卻至5℃結晶，經(jīng)固液分離，在真空度≥0.08MPa條件下干燥，得纈沙坦精品。
b、計算：
①精品量計算：
利用纈沙坦精品含量≥99.5%，精制收率為94%，可得精品量為：
1.0046W×0.92×0.94/0.995=0.8775W
3.3.4依非偉倫物料衡算
3.3.4.1加成工藝
(1)加成反應
a、投料：在混合罐中，將0.45W 乙基鋅和0.45W 丙酮(W為4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺批投料質(zhì)量)攪拌混合（約0.5 小時），控制溫度30℃，制得混合溶液Ⅰ待用;將0.39W 環(huán)丙基乙炔鋰和0.5W 丙酮攪拌混合（約0.5 小時），控制溫度30℃，制得混合溶液Ⅱ待用;將1W4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺和1W 丙酮攪拌混合（約0.5 小時），控制溫度30℃，制得混合溶液Ⅲ待用。
將2W 丙酮、0.07W 的A、0.48W 的B 加入加成反應釜中，攪拌冷卻至0℃（約1 小時），將混合溶液Ⅰ緩慢加入加成反應釜中（約2 小時）。維持體系溫度28℃以下，再將混合溶液Ⅱ緩慢加入到加成反應釜中（約2 小時），并維持體系溫度在0~5℃，反應（約1.5 小時）。再將混合溶液Ⅲ緩慢加入加成反應釜中（約3小時），并維持體系溫度40℃，反應（約2 小時），得加成液。
b、反應：
c、計算：
①加成物質(zhì)量計算：利用化學反應方程式（其中M4-氯-2-(三氟乙酰基)苯胺=223.5 g/mol ；M加成物=278.5 g/mol)，以1W的4-氯-2-(三氟乙?；?苯胺為衡算基準求得:
加成物理論產(chǎn)量：
m=278.5÷223.5= 1.246W
由于收率為90%，實際回收加成物:
m= 1.246×0.9=1.121W
②混合液總體積、質(zhì)量計算：
利用投料的質(zhì)量可求得環(huán)合液的總質(zhì)量為：
m=1.0W+3.95W+0.07W+0.48W+0.45W+0.39W=6.34W
已知：加成液密度約為ρ=950kg.m-3故環(huán)合液體積約為:
V=m/ρ=6.674W L；
（2)加成液減壓濃縮，結晶，離心，干燥得加成物粗品
a、投料：將加成液減壓濃縮，餾出液約為加成液體積的3/4，餾出液體積為5.0055WL，因為餾出幾乎為丙酮，故有餾出丙酮為3.845W，送廠外回收處理，剩余的丙酮為0.105W，體積為0.137L，所剩的有1.6685L溶液。加入3W 乙酸乙酯，溶解濃縮物，再加入1W 冰水，控制溫度在0~5℃淬滅反應（約1 小時）。加入1W 純化水洗滌靜置分層，此時的總的溶液有6.9985WL，水相經(jīng)預處理后排至污水處理站，有機相此時約為3.467WL，經(jīng)過濾、減壓濃縮，餾出液約為上述有機相總體積的1/2，故剩余的的為1.7342WL，濃縮液冷卻至10℃以下，結晶，離心，用0.1W 乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）轉移至真空干燥器，在真空度≥0.08MPa 條件下干燥，得加成物。
b、計算：
①實際加成物計算：
由于加成物含量≥99%，理論加成物為1.1214W ，故實際加成物為1.121/0.99=1.1323W
②回收乙酸乙酯：由于回收率90%，故回收量為.
1WX0.9=2.79W
3.3.4.2環(huán)合工藝
(1)環(huán)合反應
a、投料：以加成物的投料量為衡算基準，故加入3W×1.1323/0.901=3.77WL 乙酸乙酯，攪拌溶解，加入0.55W×1.1323/0.1236=5.039WL 氯甲酸甲酯、0.95W×1.1323=1.076W碳酸鈉和5W×1.1323/1=5.6615WL 純化水制得的溶液，控制反應溫度在35°C，快速攪拌反應（約6 小時）。此時的體積易得為12.78WL。
b、反應：
c、計算
①依非韋倫質(zhì)量計算：利用化學反應方程式（其中M中間體=278.5 g/mol；M依非韋倫 =305.5 g/mol ；)，以1.1323W中間體求得:
依非韋倫理論產(chǎn)量：
m=305.5×1.1323÷278.5= 1.242W ；
由于收率為85%，依非韋倫實際回收量：
m= 1.242×0.85=1.056W
（2）萃取，過濾，濃縮，結晶、離心，干燥得粗品依非韋倫
a、投料：以加成物的投料量為衡算基準，故用1W×1.1323=1.1323W純化水洗分層，此時體積為13.91WL，水相再用0.6W×1.1323/0.901=0.7540WL 乙酸乙酯萃取，合并有機相，用0.2W無水硫酸鈉干燥（約4 小時），過濾出硫酸鈉后，此時有機相體積為3.77WL+5.039WL+0.7540WL=9.563WL，濾液經(jīng)減壓濃縮（餾出液約為上述濾液總體積的1/2）此時剩余4.7815WL、結晶、離心，用0.1W 乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）轉移至干燥器，在真空度≥0.08MPa 條件下干燥，得環(huán)合粗品。
b、計算：
①環(huán)合后產(chǎn)品實際量計算：由于環(huán)合粗品含量≥99%，故最后得到的產(chǎn)品實際值為：1.056W÷0.99=1.067W
②乙酸乙酯回收量：由于回收率為90%，故回收量為：
3.7W×1.1323×0.9=3.77W
3.3.4.3精制工藝
a、投料：接著進行精制工序，給出的數(shù)據(jù)以環(huán)合粗品為準，若以之前的數(shù)據(jù)為標準，則加入的環(huán)合粗品量為1.067W。向脫色釜中加入1.9WX1.067=2.203W 乙酸乙酯、1.067W 環(huán)合粗品、0.15WX1.067=0.160W 活性炭，忽略溶解時體積變化則此時溶液的體積即為乙酸乙酯的體積，為2.203W/0.901=2.445WL，加熱至回流5 小時，脫碳過濾。將濾液轉移至結晶釜，緩慢冷卻至5℃結晶，經(jīng)固液分離，用0.1W 乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為20%）在真空度≥0.08MPa 條件下干燥，得依非韋倫精品。
b、計算：
①精品量計算：
利用依非韋倫精品含量≥99.5%，精制收率為95%，故精品量為：
1.067W×0.95=1.0136W
②乙酸乙酯回收量：由于回收率為90%，故回收量為：
1.067×2.0×0.9=1.92W
3.4生產(chǎn)計劃衡算
3.4.1生產(chǎn)計劃衡算過程
在經(jīng)過物料衡算后，可以通過W值來確定容器數(shù)和天數(shù)。
3.4.1.1硫辛酸的生產(chǎn)
在硫辛酸生產(chǎn)過程中，得知其反應液或生成液的最大的體積為9.95WL，另外有與之相差一倍的容積為5.67L,因為有9.95/4<5.76/2，故體積以9.95 WL計算。則選擇容器罐的最大的規(guī)格為2000L，選擇容積系數(shù)為0.8，如果選擇4個