课程设计务书
设计题目
诺氟沙星甲基化程工艺设计
二 工艺条件
原料参数览表
原料名称
配料〔重体〕
原料规格
诺氟沙星
1Kg
药985
乙 醇
1L
805
甲 酸
15L
855
甲 醛
１L
369
活 性 炭
005Kg
针767型
氨 水
13％－15％（取）
设产品年产量393吨终产品诺氟沙星甲基化物纯度95诺氟沙星投料充裕系数105反响转化率均100甲基化收率99总收率86活性炭抽滤时活性炭损失20〔重量〕假设中间体终产品均损失
年工作日330天〔具体见设计题目分配方案〕天24时连续运行
三 设计容
1设计选择较合理工艺路线完成反响原理
2进行物料衡算量衡算工艺条件确实定
3写出较完整课程设计说明书〔少2000字〕
四设计求
1规定时间完成设计容
五时间
4周〔11~14周〕
六参考书
1 制药工程学 编：王志祥 出版社：北京化学工业出版社 2021年第二版
2 化工原理 编谭天恩 窦梅 周明华 出版社：化学工业出版社2021年第三版
4 化工机械根底 编：刁玉玮王立业喻健良 出版社：连理工学出版社 2006年第六版
前言
甲磺酸培氟沙星喹诺酮类抗菌药广谱抗菌作肠杆菌科细菌肠杆菌克雷白菌属伤寒沙门菌属流杆感菌奈瑟菌属等具强抗菌活性金黄色葡萄球菌绿脓杆菌定抗菌作品肺炎球菌组链球菌肠球菌仅轻度作品杀菌剂作机理抑制细菌DNA螺旋酶适肠杆菌科细菌绿脓杆菌等格兰氏阴性杆菌致种感染支气肺部感染肾盂复杂性尿路感染前列腺炎细菌性痢疾肠道感染伤寒沙门菌属感染皮肤软组织感染等葡萄球菌感染病例
次设计容中采工艺诺氟沙星原料甲醛甲酸甲基化生成培氟沙星甲烷磺酸成盐甲磺酸培氟沙星精制产品路线工序较短反响条件反响设备求高生产钱呢较低适合工业化规模生产总收率达86回收精制等工序制
次课程实际甲磺酸培氟沙星甲基化工段车间工艺设计
工艺知甲磺酸培氟沙星合成工艺拟复杂甲基化工段涉反响阶段加氨中阶段离心甩料阶段阶段物料衡算量衡算核算加设备选型车间道设计等等设计务相庞仅求扎实专业理知识更灵敏理解感悟实验力时学会掌握时间节奏完成设计务成果包括工艺流程设计物料衡算量衡算工艺设备选型计算设计说明书撰写设计中刚开始手务书含量纯度水分含量湿度等概念理解够深刻查阅文献静心仔细研究摸索学老师断交流沟通设计目标清晰明确认识
设计初步设计设计务书求容步步完成验缺乏理实践知识够扎实设计中存缺乏处诚请老师予指出修正
产品概述
11产品名称化学结构理化性质
111产品名称：
1：中文名 甲磺酸培氟沙星
2：拉丁名 PEFLOXACIN MESYLATE
3：英文名 pelfoxaein mesylate
4：化学名 1乙基6氟14二氢7〔4甲基1哌嗪〕4氧3喹啉羧
甲磺酸盐
112化学结构分子量：
1：分子式
2：结构式
3：分子量 46549
113理化性质
品白色微黄色晶体臭味苦水中极易溶解乙醇氯仿乙醚中溶
12床途
品适肠杆菌科细菌绿脓杆菌等格兰氏阴性杆菌致种感染支气肺部感染肾盂复杂性尿路感染前列腺炎细菌性痢疾肠道感染伤寒沙门菌属感染皮肤软组织感染等葡萄球菌感染病例
13固体原料密度熔点
①诺氟沙星〔C16H18FN3O3〕
密度：1344gcm3 熔点：221 OC 〔221 OC～222 OC〕
②培氟沙星〔C17H20FN3O3〕
密度：1320gcm3 熔点：273 OC 〔272 OC～274 OC〕
③甲磺酸培氟沙星〔C18H24FSN3O6〕
熔点：282 OC 〔282 OC～284 OC〕
二 产品工艺简介
21设计采工艺路线：
辅助反响：
211甲基化
次甲基化罐中参加诺氟沙星甲酸甲醛加热100℃回流2时降温80℃参加活性炭升温98℃回流半时降温60℃参加乙醇搅拌5分钟放料趁热抽滤
212中
接甲基化产物搅拌散热加氨水〔13~15〕保持反响温度超45℃反响液pH值70~75时停止加氨水静止1时放料离子水洗甩料3时检验保证收率99转化率100合格品
213成盐
表21 成盐程物料投料
配料
甲基化物
甲烷磺酸
乙醇〔825〕
活性炭
乙醇〔95〕
质量
1
465
1278
1278
摩尔
1
105
参加合格甲基化物〔含量975水分79〕乙醇〔825〕然参加甲烷磺酸〔993〕升温78℃回流1时降温60℃参加活性炭升温78℃回流1时出料抽滤冷冻罐降温10℃冷结晶离心离参加95乙醇洗涤离液回收粗母蒸馏岗位成品检验保证收率9129转化率100合格品精制岗位
214精制
参加乙醇〔860〕粗品升温45℃溶解参加活性炭升温78℃回流30分钟抽滤冷冻罐降温10℃离心离参加乙醇〔95〕洗涤离液回收精母蒸馏岗位保证收率8824合格然风干湿产品
215 工艺路线
次设计甲磺酸培氟沙星甲基化程工艺设计药物合成反响化学制药工艺学相关容展开详细反响程原理：
辅助反响：
三 工艺设计
31设计务
〔1〕湖北民族学院制药工程专业课程设计务书
〔2〕城市建设规划求
〔3〕药品生产质量理标准实施指南〔2001 年版中国化学制药工业协会中国医药工业公司〕
〔4〕工业企业噪声控制设计标准GBJ8785
〔5〕环境空气质量标准GB30951996
〔6〕污水综合排放标准GB89781996
〔7〕工业三废〞排放执行标准GBJ473
〔8〕建筑工程消防监督审核理规定公安部第30号令
〔9〕建筑结构设计统标准GB50068－2001
〔10〕工业企业设计卫生标准TJ3679
〔11〕化工工厂初步设计容深度规定HG20688－2000
〔12〕化工工艺设计施工图容深度统规定HG 2051992
〔13〕关出版医药建设工程行性研究报告初步设计容深度规定通知国药综字[1995]第 397 号
〔14〕化工装置设备布置设计规定HG 2054692
〔15〕中华民国药典〔2021版〕质量标准环境保护法等
32工艺路线
设计诺氟沙星原料甲醛甲酸甲基化生成培氟沙星甲烷磺酸成盐甲磺酸培氟沙星精制产品
路线工序较短反响条件反响设备求高生产钱呢较低适合工业化规模生产
次设计选择原辅料廉价易耗低然生态污染较三废易处理成熟合成路线符合工业化生产求
33质量标准
品名：甲磺酸培氟沙星
规格：20Kg桶
25Kg桶
检验：WS375（X322）95
批准文号：（95）卫药准字X277号
产品质量项具体标准表
表31 产品质量标准
序号
工程名称
优等品标准
法定标准
厂控标准
检验
1
性状
白色类白色结晶粉末
白色微黄色结晶粉末
白色微黄色结晶粉末
WS375（X322）95
2
鉴
应呈正反响
应呈正反响
应呈正反响
WS375（X322）95
3
酸度Ph
中国药典2021版二部附录VIH P38
4
氯
≥40（干）
中国药典2021版二部VD P58 〔附〕
5
关物质
≤05
≤10
≤10
中国药典2021版二部附录VD P25
6
枯燥失重
≤82
≤85
≤82
中国药典2021版二部附录ⅧL P58
7
炽灼残渣
≤01
≤01
≤01
中国药典2021版二部附录ⅧN P59
8
重金属
≤00010
≤00020
≤00020
中国药典2021版二部附录ⅧH
9
含量测定
≥992
≥990
≥990
WS375（X322）95
10
溶液澄清度颜色
黄绿色4号标准溶液澄清
黄绿色4号标准溶液澄清
黄绿色4号标准溶液澄清
中国药典2021版二部附录I×A2×8 P38
11
铁盐
≤0003
≤0003
≤0003
中国药典2021版二部附录ⅧG P54
34 包装规格求贮藏
341 成品包装规格
数量：20Kg桶
25Kg桶
包装：2层塑料装
扎口方式：封口
包装形式：纸桶
封口方法：封签
342贮藏
贮藏方法：避光密封保存
贮藏温度：室温
35 原辅料包装材料质量标准规格〔包括水质〕
表32 原辅料质量标准规格
名称
性状
检测工程
质量标准
诺氟沙星
类白色淡黄
色结晶粉末
氟〔干品〕
≥ 54
枯燥失重
≤50
关物质
≤10
含量测定〔干品〕
≥950
熔点
218224℃
甲酸
色透明悬浮液体
色度〔PtCo〕
≤20号
含量
855
氯化物
≤0020
硫酸盐
≤005
铁〔Fe计〕
≤0001
甲烷磺酸
色浅黄色粘
稠透明液体
含量〔〕
≥990
Fe〔ppm〕
≤10
Cl〔ppm〕
≤500
〔ppm〕
≤250
色度
≤100号
四 物料衡算
41 计算方法原
411 物料衡算目
生产工艺流程框图定性表示原料转变成终产品程中程设备图中般椭圆框表示化工程设备线条表示物料线公系统线方框表示物料种框图定性概念没定量概念车间物料衡算出进入离开程设备种物料数量组成组分例进行物料衡算目车间物料衡算结果车间量衡算设备选型确定原材料消耗定额金星化工道设计等种计算工程已投产生产车间通物料衡算寻找出生产中薄弱环节改良生产完善理提供作检查原料利率三废处理完善程度种手段
412 物料衡算
进行车间物料衡算前首先确定生产工艺流程示意框图图限定车间物料衡算范围指导设计计算遗漏重复次收集必需数资料种物料名称组成含量：种物料间配副反响方程式原料转化率总收率局部收率等
413 物料衡算基准
设计中化工程均属间歇操作程计算基准车间处理种物料量折算成天数计均值起始原料投入终成品产出天数均值计恒定变设计务规定产品年产量年工作日计算出产品均日产量日产量确定根总收率折算出起始原料日投料量根底完成车间物料衡算
年产量〔kg〕
工作日〔天〕
日产精品甲氟〔纯〕〔kg〕
日产理精品甲氟〔kg〕
393000
330
121405
140028
414 甲磺酸培氟沙星全合成工艺收率原料物性工艺参数
工段
收率〔〕
甲基物回收率〔〕
原材料名称
规格
分子量
投料
含量〔〕
含水〔〕
密度〔kgL〕
甲基化
99
0
诺氟沙星
药
31934
1
980
1344
甲酸
工业
4603
183
855
1220
甲醛
工业
3003
108
367
0820
乙醇
工业
4607
086
805
0790
活性炭
工业
12011
005
氨水
工业
1703
340
0880
纯化水
制
1802
1000
成盐
92
20
甲基物
制
33336
1
970
80
1320
甲烷磺酸
工业
9611
0304
990
1480
乙醇
工业
4607
520
825
0790
活性炭
工业
12011
004
纯化水
制
1802
1000
精制
89
20
甲氟粗品
制
46549
1
980
50
乙醇
工业
4607
465
860
0790
活性炭
工业
12011
009
精品甲氟
制
46549
990
50
单程收率：8106 总收率：8670
415 假设验工艺参数
〔1〕甲基化离心岗位中2000kg水够洗100kg甲基物
〔2〕甲基化中岗位中7794kg 12氨水够中6000kg诺氟沙星
〔3〕成盐离心岗位中094kg 95乙醇洗1000kg甲氟粗品
〔4〕精制离心岗位中2500kg 95乙醇洗7000kg甲氟精品
〔5〕甲基物回收岗位中1167kg 12氨水中1000kg甲基物
〔6〕甲基物回收岗位中2500kg水够洗10000物料
〔7〕甲基化中岗位中40甲酸水沸蒸出收回回收浓度85
〔8〕甲基化回流岗位中100甲醛回流程中损失中0回收利
〔9〕甲基化中岗位中80乙醇回收回收浓度95
〔10〕乙醇蒸馏岗位中80乙醇回收回收浓度95
〔11〕滤渣活性炭投料量25
〔12〕离心机物料离心含水20物料空气中枯燥含水5
42甲基化工段物料衡算
421甲基化反响釜物料衡算
进料：
日产理精品甲氟140029kg
诺氟沙星投料量〔纯〕日产理精品甲氟
96064kg
诺氟沙星投料量98024kg
杂质量诺氟沙星投料量—诺氟沙星投料量〔纯〕98024—960641960kg
甲酸投料量诺氟沙星投料量投料98024183179384kg
甲酸投料量〔纯〕甲酸投料量含量179384855153373kg
甲酸中含水量甲酸投料量—甲酸投料量〔纯〕179384—15337326011kg
甲醛投料量诺氟沙星投料量投料98024108105866kg
甲醛投料量〔纯〕甲醛投料量含量10586636738853kg
甲醛中含水量甲醛投料量—甲醛投料量〔纯〕105866—3885367013kg
乙醇投料量诺氟沙星投料量投料9802408684301kg
乙醇投料量〔纯〕乙醇投料量含量8430180567862kg
乙醇中含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕84301—6786216439kg
活性炭投料量诺氟沙星投料量投料980240054901kg
总投料量诺氟沙星投料量+甲酸投料量+甲醛投料量+乙醇投料量
+活性炭投料量
98024+179384+105866+84301+4901472476kg
出料：
甲基物〔纯〕诺氟沙星投料量〔纯〕收率
99279kg
甲醛反响量诺氟沙星投料量〔纯〕
9606418067kg
甲醛回流程中损失量甲醛投料量〔纯〕—甲醛反响量
38853—1806720786kg
甲酸生成量诺氟沙星投料量〔纯〕
9606413847kg
甲酸出釜量甲酸投料量〔纯〕+甲酸生成量153373+13847167220kg
水出釜量甲酸中含水量+甲醛中含水量+乙醇中含水量
26011+67013+16439109463kg
杂质总投料量—甲基物〔纯〕—甲酸出釜量—甲醛回流程中损量
—乙醇投料量〔纯〕—活性炭投料量—水出釜量
472476—99278—167220—20786—67862—4901—1094632966kg
总出料量甲基物〔纯〕+甲醛回流程中损失量+甲酸出釜量+水出釜量
+乙醇投料量〔纯〕+活性炭投料量+杂质
99279+20786+167220+109463+67862+4901+2966472476kg
进料物质
投料量（kg）
纯量（kg）
水杂质质量（kg）
总进料量（kg）
诺氟沙星
98024
96064
1960
472476
甲酸
179384
153373
26011
甲醛
105866
38852
67013
乙醇
84301
67862
16439
活性炭
4901
—
—
出料物质
反响量生产量（kg）
出釜量（kg）
总出料量（kg）
甲基物
99279
99279
472476
甲醛
18067
20786
甲酸
13847
167220
乙醇
—
67862
活性炭
—
4901
水
—
109463
杂质
—
2966
422甲基化压滤器物料衡算
总进料量反响釜总出料量—甲醛回流程损失量472476—20786451690kg
滤渣活性炭投料量（1+ 25）4901（1+25）6126kg
出料量总进料量—滤渣451690—6126445564kg
进料量（kg）
滤渣（kg）
出料量（kg）
451690
6126
445564
423蒸馏釜物料衡算
蒸馏釜进料量压滤器出料量445564kg
蒸馏釜蒸出乙醇量进料中乙醇量80678628054290kg
蒸馏釜剩余乙醇量进料中乙醇量—蒸馏釜蒸出乙醇量
67862—5429013572kg
蒸馏釜蒸出甲酸量进料中甲酸量401672204066888kg
蒸馏釜剩余甲酸量进料中甲酸量—蒸馏釜蒸出甲酸量
167220—66888100332kg
蒸馏釜蒸出水量—蒸出乙醇量—蒸出甲酸量
—54290—6688814661kg
蒸馏釜蒸出物总量蒸馏釜蒸出乙醇量+蒸馏釜蒸出甲酸量+蒸馏釜蒸出水量
54290+66888+14661135839kg
蒸馏釜总出料量蒸馏釜进物料量—蒸馏釜蒸出总物质量
445564—135839309725kg
进料
物质
进料
组成（kg）
蒸出量（kg）
出料
组成（kg）
进料
总量（kg）
出料
总量（kg）
组成物质总量（kg）
甲基物
99279
—
99279
445564
309725
135839
甲酸
167220
66888
100332
乙醇
67862
54290
13572
水
109463
14661
94802
424中结晶罐物料衡算
进料：
乙醇投料量〔纯〕蒸馏釜蒸出乙醇量54290kg
乙醇投料量67441kg
乙醇含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕67441—5429013151kg
氨水投料量〔纯〕甲酸出釜量10033237120kg
氨水投料量109176kg
氨水含水量氨水投料量—氨水投料量〔纯〕109176—3712072056kg
总进料量滤液+氨水投料量+乙醇投料量309725+109176+67441486342kg
进料中总含水量滤液中含水量+乙醇含水量+氨水含水量
94802+13151+72056180009kg
出料：
甲基物〔折干折纯〕99279kg
甲基铵出釜量甲酸出釜量100332137496kg
水杂质总进料量—甲酸铵—甲基物—乙醇投料量〔纯〕
486342—137496—99279—67862181705kg
进料物质
进料量（kg）
纯量（kg）
总进料量（kg）
滤液
309725
—
486342
氨水
109176
37120
乙醇
67441
54290
出料物质
出料量（kg）
纯量（kg）
总出料量（kg）
甲酸铵
137496
137496
486342
甲基物
99279
99279
乙醇
67862
67862
水杂质
181705
181705
425甲基化离心机物料衡算
纯化水量结晶罐甲基物出料量2099279201985580kg
进料量结晶罐出料量+纯化水量486342+19855802471922kg
甲基物出料量〔湿〕127937kg
废母液进料量—甲基物出料量〔湿〕2471922—1279372343985kg
进料物质
甲酸铵
甲基物〔折干折纯〕
乙醇
水杂质
纯化水
进料量（kg）
137496
99279
67862
181705
1985580
总质量（kg）
2471922
出料物质
甲基物〔湿〕
废母液
质量（kg）
127937
2343985
总质量（kg）
2471922
426乙醇蒸馏釜物料衡算
总进料量废母液2343985kg
蒸馏出乙醇量〔纯〕废母液中乙醇总量〔纯〕80678628054290kg
蒸馏出乙醇量57147kg
废液量总进料量—蒸馏出乙醇量2343985—571472286838kg
进料量（kg）
废母液
2343985
出料量（kg）
乙醇
57147
废液
2286838
43成盐工段物料衡算
431成盐反响釜物料衡算
进料：
甲基物投料量甲基化岗位日产量127937kg
水杂质量甲基物〔湿〕—甲基物〔折干折纯〕127937—9927928658kg
甲烷磺酸投料量甲基物〔折干折纯〕投料99279030430181kg
甲烷磺酸投料量〔纯〕甲烷磺酸投料量含量3018199029879kg
甲烷磺酸中水含量甲烷磺酸投料量—甲烷磺酸投料量〔纯〕
30181—29879302kg
乙醇投料量甲基物〔折干折纯〕投料99279520516251kg
乙醇投料量〔纯〕乙醇投料量含量516251825425907kg
乙醇中含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕516251—42590790344kg
活性炭投料量甲基物〔折干折纯〕投料992790043971kg
总投料量甲基物投料量+甲烷磺酸投料量+乙醇投料量+活性炭投料量
127937+30181+516251+3971678340kg
进料含水总量甲基物中含水量+乙醇含水量+甲烷磺酸中含水量
28658+90344+302119304kg
出料：
甲氟粗品〔折干折纯〕甲基物〔折干折纯〕收率
9927992127539kg
甲烷磺酸反响量甲基物〔折干折纯〕
9927928623kg
甲烷磺酸出釜量甲烷磺酸投料量〔纯〕—甲烷磺酸反响量
29879—286231256kg
水出釜量甲基物含水量+乙醇含水量+甲烷磺酸含水量
28658+90344+302119304kg
杂质总进料量—甲氟粗品—甲烷磺酸出釜量—乙醇纯量—活性炭投料量
—水出釜量
678340—127539—1256—425907—3971—119304363kg
总出料量甲氟粗品+甲烷磺酸出釜量+乙醇纯量+活性炭投料量+水出釜量+杂质
127539+1256+425907+3971+119304+364678341kg
进料物质
投料（kg）
纯量（kg）
水杂质质量（kg）
总进料量（kg）
甲基物
127937
99279
28658
678340
甲烷磺酸
30181
29879
302
乙醇
516251
425907
90344
活性炭
3971
3971
—
出料物质
反响量生成量（kg）
出釜量（kg）
总出料量（kg）
甲氟粗品
127539
127539
678341
甲烷磺酸
28623
1256
乙醇
—
425907
活性炭
—
3971
水
—
119304
杂质
—
364
432成盐压滤器物料衡算
总进料量成盐反响釜总出料量678341kg
滤渣量活性炭投料量〔1+25〕3971〔1+25〕4964kg
滤液量总进料量—滤液量678341—4964673377kg
进料量（kg）
滤渣（kg）
滤液（kg）
678341
4964
673377
433成盐离心机物料衡算
进料：
95冰乙醇洗液甲氟粗品量〔折干折纯〕0094127539009411989kg
95冰乙醇洗液纯量95冰乙醇洗液含量119899511389kg
95冰乙醇洗液含水量95冰乙醇洗液—95冰乙醇洗液纯量
11989—11389600kg
甲氟粗品〔折干〕130142kg
水杂质滤液—甲烷磺酸出釜量—甲氟粗品〔折干〕—乙醇投料量
673377—1256—130142—425907116072kg
总投料量滤液+95冰乙醇洗液673377+11989685366kg
出料：
甲氟粗品〔湿〕162677kg
粗母液总投料量—甲氟粗品〔湿〕685366—162677522689kg
进料物质
甲烷磺酸
甲氟粗品〔折干〕
乙醇〔纯〕
水杂质
95冰乙醇
进料量（kg）
1256
130142
425907
116072
11989
总进料量（kg）
685366
出料物质
甲氟粗品〔湿〕
粗母液
质量（kg）
162677
522689
总出料量（kg）
685366
434粗母液蒸馏釜物料衡算
总进料量粗母液量522689kg
进料中水总含量95冰乙醇含水量+水杂质—[甲氟粗品（湿）
—甲氟粗品〔折干折纯〕]
600+116072—〔162677—127539〕81534kg
进料中乙醇总量〔纯〕乙醇投料量〔纯〕+95冰乙醇洗液〔纯〕
425907+11389437296kg
蒸馏出乙醇量〔纯〕粗母液中乙醇总量〔纯〕8043729680349837kg
蒸馏出乙醇量368249kg
高沸物总进料量—蒸馏出乙醇522689—368249154440kg
进料量（kg）
粗母液
522689
出料量（kg）
乙醇
368249
高沸物
154440
44精致工段物料衡算
441精致反响釜物料衡算
进料：
甲氟粗品〔湿〕投料量成盐岗位产量136991kg
杂质量甲氟粗品〔湿〕投料量—甲氟粗品〔折干折纯〕136991—1275399452kg
乙醇投料量甲氟粗品〔湿〕投料量投料136991465637008kg
乙醇投料量〔纯〕乙醇投料量含量637008860547827kg
乙醇中含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕637008—54782789181kg
活性炭投料量甲氟粗品〔湿〕投料量投料13699100912329kg
总投料量甲氟粗品〔湿〕投料量+乙醇投料量+活性炭投料量
136991+637008+12329786328kg
出料：
甲氟精品〔折干折纯〕甲氟粗品〔折干折纯〕收率12753989113510kg
杂质量总投料量—甲氟精品〔折干折纯〕—乙醇投料量〔纯〕—活性炭投料量—水出釜量
786328—113510—547827—12329—8918123491kg
进料物质
投料量（kg）
纯量（kg）
水杂质质量（kg）
总进料量（kg）
甲氟粗品
136991
127539
9452
786328
乙醇
637008
547827
89181
活性炭
12329
12329
—
出料物质
甲氟精品
乙醇
活性炭
水
杂质
出釜量（kg）
113510
547827
12329
89181
23491
总出料量
786328
442精致压滤器物料衡算
总进料量反响釜总出料量786328kg
滤渣活性炭投料量〔1+25〕12329〔1+25〕15411kg
滤液总进料量—滤渣786328—15411770917kg
进料量（kg）
滤渣（kg）
滤液（kg）
786328
15411
770917
443精制离心机物料衡算
进料
95冰乙醇洗液精品甲氟量11351040539kg
95冰乙醇洗液〔纯〕95冰乙醇洗液含量405399538512kg
95冰乙醇含水量95冰乙醇洗液—95冰乙醇洗液〔纯〕
40539—385122027kg
甲氟精品〔折干〕114656kg
水杂质滤液—甲氟精品〔折干〕—乙醇投料量〔纯〕
770917—114656—547827108434kg
总投料量滤液+95冰乙醇洗液770917+40539811456kg
出料：
甲氟精品〔湿〕120691kg
精母液总投料量—甲氟精品〔湿〕811456—120691690765kg
总出料量甲氟精品〔湿〕+精母液120691+690765811456kg
进料物质
乙醇
甲氟精品（折干）
水杂质
95冰乙醇洗液
进料量（kg）
547827
114656
108434
40539
总进料量（kg）
811456
出料物质
甲氟精品〔湿〕
精母液
质量（kg）
120691
690765
总出料量（kg）
811456
444精母液蒸馏釜物料衡算
总进料量精母液量690765kg
精母液中乙醇总量〔纯〕乙醇投料量〔纯〕+95冰乙醇洗液〔纯〕
547827+38512586339kg
蒸馏出乙醇量〔纯〕精母液中乙醇总量〔纯〕8058633980469071kg
蒸馏出乙醇量493759kg
高沸物总进料量—蒸馏出乙醇690765—493759197006kg
进料量（kg）
精母液
690765
出料量（kg）
乙醇
493759
高沸物
197006
45甲基回收工段物料衡算
451中回收釜物料衡算
进料：
高沸物进料量粗母液中高沸物进料量+精母液中高沸物进料量
154440+197006351446kg
粗母液中甲基物含量成盐工段甲基物投料量（折干折纯）（1—收率）
99279〔1—92〕7942kg
精母液中甲基物含量甲氟粗品投料量〔纯〕〔1—精品收率〕
127539〔1—89〕10047kg
高沸物中甲基含量粗母液甲基物含量+精母液甲基物含量
7942+1004717989kg
中需氨水量高沸物中甲基物含量1798920993kg
总进料量高沸物进料量+氨水进料量351446+20993372439kg
出料：
回收甲基物量甲基物投料量回收率17989203598kg
水杂质量总进料量—回收甲基物量372439—3598368841kg
进料物质
氨水
高沸物
质量（kg）
20993
351446
总进料量（kg）
372439
出料物质
回收甲基物
水杂质
质量（kg）
3598
368841
总出料量（kg）
372439
452离心机物料衡算
进料：
料液进料量中回收釜总出料量372439kg
纯化水中回收釜总出料量37243902593110kg
总进料量料液进料量+纯化水进料量372439+93110465549kg
出料：
回收甲基物量〔湿〕4498kg
废液量总进料量—回收甲基物量〔湿〕465549—4498461051kg
进料物质
料液
纯化水
进料量（kg）
372439
93110
总进料量（kg）
465549
出料物质
回收甲基物
废液
出料量（kg）
4498
461051
总出料量（kg）
465549
五 量衡算
51 计算方法原
511量衡算目意义
量衡算目确定设备热负荷根设备热负荷处理物料性质工艺求选择传热面形式计算传热面积确定设备工艺尺寸传热需加热剂冷剂量热负荷进行计算
512量衡算必条件
量衡算量守恒定律
量衡算车间物料衡算结果根底进行车间物料衡算表进行车间量衡算首条件次必须收集关物质热力学数例热容相变量反响热等设计涉物料热力学数绘成张表格便计算
513量衡算基准
量衡算根方程：
环境输入系统量系统输出环境量+系统积累量
514原料热推算
式中 M—化合物分子量
N—分子中种元素原子数
—元素原子热容
查药厂反响设备车间工艺设计P209表65
元素
碳 C
7535
氢 H
9628
氧 O
1674
氟 F
2093
硫 S
22604
元素
25953
活性炭〔C〕 碳原子数1 C06273
诺氟沙星〔〕
碳原子数16 氢原子数18 氧原子数3 氮原子数3 氟原子数1
C13868
培氟沙星〔〕
碳原子数17 氢原子数20 氧原子数3 氮原子数3 氟原子数1
C14089
甲烷磺酸盐〔〕
碳原子数18 氢原子数24 氧原子数6 氮原子数3 氟原子数1 硫原子数1
C13704
甲酸铵〔〕 分子量6308
碳原子数1 氢原子数5 氧原子数2 氮原子数1
C18248
99甲烷磺酸铵溶液〔〕
碳原子数1 氢原子数4 氧原子数3 硫原子数1
C12368
C12345
515物质燃烧热估算〔燃烧需氧原子mol数法〕
物质燃烧热估算〔燃烧需氧原子mol数法算〕
〔kJmol〕
1kcalmol41868
查化工工艺设计手册P2884
名 称
状 态
根数值
液
57
5208
烷烃支链
液
37
009
氮萘
液
2
000
酮
液
55
019
酸
液
47
007
氟
液
109
061
环烷
液
74
000
仲胺
液
183
012
叔胺1
液
20
008
磺胺
固
59
000
成盐水化合物
161
000
酯
液
161
042
盐
161
000
诺氟沙星〔〕包含结构：根数值1液支链1液氮萘1液酮1液酸1液氟1液环烷1液仲胺1液叔胺1液
需氧X435
甲基物〔〕包含结构：根数值1液支链1液氮萘1液酮1液酸1液氟1液环烷1液叔胺2液
需氧X465
甲氟〔〕包含结构：根数值1液支链1液氮萘1液酮1液酸1液氟1液环烷1液叔胺2液磺酸1固成盐水化合物
308 5274
需氧X495
257983 1080123
甲酸铵〔〕包含结构：根数值1液酯1液盐
57 5166
需氧X25
13485 56459
甲烷磺酸〔〕包含结构：根数值1液磺酸1固
533 5208
需氧X3
10294 43099
516某物质熔解热估算方法
某物质熔解热估算：
溶质溶解程中发生解离作溶剂溶质间化学作络合物形成固态溶质取熔融热数值熔解热
机化合物 〔377~46〕
——熔融热 ——熔点 K
岗位
物质名称
热
摩尔热容
标准燃烧
汽化热
溶解热
熔点
甲基化
诺氟沙星
1387
0443
976182
7161
224
甲酸
2202
0101
25481
50242
甲醛
0779
0023
57116
乙醇
2462
0113
85536
活性炭
0627
0008
水
422
0076
231070
氨
222
0038
38763
137301
甲酸铵
1825
0115
56459
成盐
甲基物
1409
0470
1045323
7536
273
甲烷磺酸
1234
0119
43099
乙醇
2462
0113
85536
活性炭
0627
0008
水
422
0076
231070
精制
甲氟粗品
1370
0589
1080123
5957
283
乙醇
2462
0113
85536
活性炭
0627
0008
水
422
0076
231070
518 假设验工艺参数
甲基化岗位中假设甲酸秒钟回流量总质量005
甲基化结晶岗位中假设氨发挥量站起投入总量1
成盐反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量005
精制反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量005
甲基化回流岗位中假设甲醛挥发量站起投入总量100
52 甲基化工段量衡算
521甲基化反响釜量衡算公式：
诺氟沙星升温需吸收热量 kJ
甲酸升温需吸收热量 kJ
甲醛升温吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
活性炭升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
诺氟沙星溶解需吸收热量 164826611 kJ
升温总吸收热量 kJ
反响总吸收热量 kJ
假设仅甲酸会留回流量秒钟077 mols
回流总吸收热量秒钟回流量×3600×25×汽化热
077×3600×25×50242278541648 kJ
升温+回流总吸收热量2561732908 kJ
物质名称
进料温度
回流温度
吸收热
kJ
溶解热
kJ
升温总吸收热kJ
诺氟沙星
25
100
999161664
164826611
94143708
甲酸
1507119785
甲醛
317120614
乙醇
462516854
活性炭
23080647
水
1641945
年393吨甲磺酸培氟沙星原料车间设计正文：
标准摩尔反响热〔KJmol）19610
反响热〔KJmol）18984
反响供需吸收热〔KJ）57106619
液体回流需热量化〔KJ〕：175741279
522蒸馏量衡算公式〔假设结晶前晶体析出〕
甲基物开升温需吸收热量 kJ
甲酸升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
甲酸气化吸热量甲酸汽化量×汽化热3360589944 kJ
乙醇气化吸热量乙醇汽化量×汽化热464374944 kJ
水气化吸热量水汽化量×汽化热3387746595 kJ
物质名称
进料温度
回流温度
吸收热
kJ
汽化热
kJ
总吸热量
kJ
甲基物
40
100
909246722
1878331872
甲酸
239341989
3360589944
乙醇
1085995586
464374944
水
300257009
3387746595
523甲基物结晶罐量衡算公式〔假设没结晶前晶体析出〕
甲基物升温需吸收热量 kJ
甲酸升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
氨升温需吸收热量 kJ
氨挥发热 kJ
升温总吸收热 kJ
反响总放热量 kJ
中总吸收热升温总吸收热反响总吸收热升温总吸收热+反响总吸收热量1621438485
物质名称
进料温度
升温度
吸热量kJ
挥发热kJ
升温总热量kJ
甲基物
40
45
6994206
85954170
甲酸
40
11046553
乙醇
40
8353812
水
40
3815805
氨
25
16481491
5096678
标准摩尔反响热7785KJmol
反响热7833 KJmmol
需热量170739266 kJ
总热量1621438485 kJ
假设晶体全部析出结晶终态温度10
甲基物降温放出热量 kJ
甲酸铵降温放出热量 kJ
乙醇降温放出热量 kJ
水降温放出热量 kJ
结晶热 溶解热224438410 kJ
总放热量 +结晶热95299808 kJ
物质名称
结晶前温度
结晶温度
带走热量kJ
结晶热kJ
带走总热量kJ
甲基物
45
10
7692913
22443841
95299808
甲酸铵
13799619
乙酸
9189207
水
42174229
53成盐工段量衡算
531成盐反响釜量衡算公式
甲基物升温需吸收热量 kJ
甲烷升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
活性碳升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
甲基物常溶解需吸收热量74818788 kJ
升温总吸收热量1060448099 kJ
反响总吸收热量227082101
假设仅乙醇回流回流量秒钟2130 mol
回流总吸收热量秒钟回流量360015汽化热983835072 kJ
成盐总热量升温总吸热量+反响总吸收热量+回流总吸热量10944872947 kJ
物质名称
进料温度
回流温度
吸热量kJ
溶解热kJ
升温总吸热量kJ
甲基物
25
78
7972656
7481879
106164810
甲烷磺酸
2192389
乙醇
59768807
活性碳
142002
水
28697079
标准摩尔反响热8298KJmol
反响热8297 KJmol
反响需吸热量4709210 kJ
液体回流需吸热量983613275 kJ
总热量1114487295 kJ
532成盐结晶罐量衡算公式〔假设晶体全部析出终态温10 进料温度70 〕
甲氯粗品降温放出热量 kJ
甲烷磺酸降温放出热量 kJ
乙醇降温放出热量 kJ
水降温放出热量 kJ
结晶热 kJ
总放热量 kJ
物质名称
进料温度
结晶温度
带走热量kJ
结晶热kJ
总放热量kJ
甲氯粗品
70
10
13982626
7597597
144830336
甲烷磺酸
124055
乙醇
83886044
水
39240013
533成盐蒸馏釜量衡算公式：
吸热乙醇水蒸馏温度80
进料温度室温25
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
乙醇汽化吸热量m汽化汽化热3149835949 kJ
水汽化吸收量 m汽化汽化热4254539566 kJ
总吸收热量乙醇升温吸收热量+水升温吸收执量+汽化总量4346785378 kJ
54精制工段衡算
541精制反响釜量衡算公式
甲氯粗品升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收量 kJ
活性碳升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
甲氯粗品溶解吸收热量 75975969 kJ
升温总吸收热量 kJ
假设仅乙醇回流回流量秒2739 mol
回流总吸收热量秒钟回流量3600×05×汽化热4217278220 kJ
精制总吸收热量升温总吸收热量+回流总吸收热量5396632975 kJ
物质名称
进进料温度
回流温度
吸热量kJ
溶解热kJ
升温总吸热量kJ
甲氯粗品
25
78
9962621
7597597
117935475
乙醇
76878289
活性碳
397806
水
23099082
液体回流需吸收热量421727822KJ
精制总热量539663298KJ
542精制结晶罐量衡算公式
假设晶体全部析出终态温度：10
进料温度：70
甲氯粗品降温放出热量 kJ
水降温放出热量 kJ
结晶热m甲氟精品溶解热67617907 kJ
总放热量 kJ
物质名称
进料温度
结晶温度
带走热量kJ
结晶热kJ
总放热量kJ
甲氯粗品
70
10
12444538
6711861
157213123
乙醇
107899353
水
30107371
543母液蒸馏釜量衡算公式
吸热乙醇水蒸馏温度80
进料温度室温25
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
乙醇汽化吸热量3687231476 kJ
水汽化吸热量5304612789 kJ
总吸热量乙醇升温吸收热量+水升温吸收热量+汽化总量5164494296 kJ
六 设备选型
61 选型方法原理
611 设备选型目
化工生产原料通系列化学物理变化程变化条件化工设备提供
选择适型号设备设计符合求设备完成生产务获良效益
重前提
612 设备选型
设备选择根物料衡算 量衡算数进行 根物料衡算数 化工工艺设计手册查取选择需设备型号根应参数结合量衡算数选设备进行校核济合理技术先进投资省耗材料少加工方便采购容易运行费低水电汽消耗少操作清洗方便耐易维修
613 设备选型基准
根单元操作反响周期计算出生产批次总体积计算出单批生产体积
数查找化工工艺设计手册 设备进行选择
614 假设验工艺参数
甲基化反响岗位中假设甲酸秒钟回流量总质量：005
甲基化结晶岗位中假设氨挥发量占投入总量：1
成盐反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量：005
精制反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量：005
甲基化回流岗位中假设甲醛挥发量占投入总量：100
Q+Q 0 Q
填料系数 056
传热模系数 89598 KJ（m·h·℃）
615 岗位操作周期
岗位名称 甲基化 中 成盐 结晶 精制 结晶
操作周期〔min〕 300 750 144 200 90 200
62 常规设备选型
621 甲基化反响釜选型计算公式
〔甲基化周期 300min反响时间 150min辅助时间 150min）
Vmρ 71476
V 125716
V 47382
85901
109463
V 438898
日理生产批次24×60300 48
日生产批次必定整数结合实际生产情况 取日生产批次 34 〈 48
填料系数 056
单批生产需釜体积V总〔批次×填料系数〕 261248
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 m2
传热模系数 89598 KJ（m2·h·℃）
核算
物料初温 25℃ 物料末温 102℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温 110℃
根设备热量衡方 程式： Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 2561732918 KJ
加热终态温度 55 ℃ Q4∑micit 34690954 KJ
Q总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 3854550 KJ
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 2176277868 KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 3516
AQ2（批次·K·t·△tm） 8216 ＜ 89
622 甲基化蒸馏罐选型计算公式
〔工作周期 350min反响时间 200min辅助时间 150min）
75211
V 137065
V 25347
85901
109463
V 432981
日理生产批次24×60350 411
日生产批次必定整数结合实际生产情况 取日生产批次 3 〈 411
填料系数 056
单批生产需釜体积 V〔批次×填料系数〕 257726
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 87 传热模系数89598KJ（ ·h·℃）
核算
物料初温 40℃ 物料末温 102℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温 110℃
根设备热量衡方程式：
Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 184420685 KJ
加热终态温度 102 ℃ Q4∑ 7150400512 KJ
Q 总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 7944889 KJ
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 104971791 KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 312692
AQ2（批次·K·t·△tm） 375 ＜ 89598
623 中反响釜选型计算公式
〔工作周期 750min中结晶时间 600min辅助时间 150min）
75211
42181
68721
V 82241
181705
V 50059
中结晶岗位生产受甲基化岗位限制生产批次 3
填料系数 056
单批生产需罐体积V 总〔批次×填料系数〕 266883
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 传热模系数 89598 KJ （· h· ℃）
核算 方法〔略〕
624 成盐反响釜选型计算公式
〔成盐周期 150min反响时间 100min辅助时间 50min）
75211
20189
539118
119303
V753821
理批次24×60150 96 填料系数 056
结合实际反响情况取日批次 3 < 96
产量较时 2 釜生产批
单批生产需釜体积V 总〔釜数×批次×填料系数〕224351
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 传热模系数89598 KJ（ ·h·℃）
核算
物料初温 25℃ 物料末温 82℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温 110℃
根设备热量衡方程式：
Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 10944872947 KJ
出料温度 70℃ Q4∑ 7732449618 KJ
Q总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 8591610687 KJ
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 1008571187KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 5484
AQ（K·t·△tm） 252 ＜ 89
625 成盐结晶罐选型计算公式选型计算公式
成盐结晶岗位生产受成盐岗位限制生产批次 3
产量较时 2 釜生产批
86324
539122
198048
116072
V74237
填料系数 056
单批生产需罐体积V 总〔釜数×批次×填料系数〕 22094
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89
传热模系数 89598 KJ（·h·℃）
核算 方法〔略〕
626 母液蒸馏釜选型计算公式
〔总周期 500min生产周期 360min辅助周期 140min）
理批次24×60500 288
结合实际反响情况取日批次 2
产量较时 2 釜生产批
593451
89181
V 6826032
填料系数 056
单批生产需釜体积V 总〔釜数×批次×填料系数〕 309389
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 传热模系数 89598 KJ（·h·℃）
核算
物料初温 25℃ 物料末温 95℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温110℃
根设备热量衡方程式：
Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 435666349 K
Q4∑ 44454706 KJ
Q 总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 4939412
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 3853045198 KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 4334
AQ（K·t·△tm） 414 ＜ 89
63 冷凝器选型计算
冷凝器操作条件乙醇蒸汽方面数：
质量流量 58306 〔㎏h）
密度ρ 0738 〔㎏ 〕 导热系数λ 017〔W〔m·K））
进口温度T1 7850〔℃〕 允许压降△P 392000〔Pa〕
相分子质量 Mr 4607 黏度μ 000〔Pa·S〕
热容Cp 246〔kJ（㎏·K）） 出口温度T2 3950〔℃〕
操作条件水数： 水质处理软水
全年高温度〔℃〕30
a根务求确定设计方案
① 换热器类型选择
根设计求采固定板式换热器
② 流动路径选择
乙醇蒸汽冷求压力降允许超 3920Pa乙醇蒸汽走考虑
水处理软水结垢严重安排走间〔壳程〕
③ 冷介质选物性
条件出冷介质处理软水根全年高温度假定：
冷水进口温度〔℃〕t1 30
冷水出口温度〔℃〕t2 36
均温度冷水物性：
密度ρ2 994700〔㎏m3〕
导热系数λ2 0623〔W〔m·K））
黏度μ2 0001〔Pa·S〕
热容Cp2 4174〔kJ（㎏·K））
④ 流速选择
乙醇蒸汽流速〔ms）取 20
b初算换热器传热面积 So
① 热负荷冷介质消耗计算
热负荷〔kW） QW1Cp〔T1T2〕 1554
冷水消耗量（㎏h） W2QCp2（t2t1）2235344
② 计算均温度差△tm′﹐确定程数
选取逆流流先单壳程单程考虑计算出均温度差△tm′
△t2T1t2 425
△t1T2t1 95
△tm′（△t2△t1）㏑（△t2△t1） 22
关参数： R〔T1T2〕〔t2t1） 65
P（t2t1）（T1t1） 0124
根 RP 值查温度校正系数图〔化工工艺设计手册册 P2279 图 1514〕 读温度校正系数ΦΔt0857＞08见单壳程单程适宜均温差 △tm△tm′ 220 ℃
③ 验数值初选总传热系数〔估〕
选取 〔估〕 120 W〔m2·K）
④ 初算出需传热面积′〔m2〕
S0′Q 〔估〕 59
c工艺结构根参数计算
① 换热规格材质选定
选Φ25mm×25mm 钢
径〔mm）di 002
外径〔mm） 0025
② 换热数量长度确实定
数（根〕 n4Vπ 35
长（m） l′ nπ 214
商品长系列规格取长〔m〕L 3
③ 子排列方式子板连接方式选定
子排列方式采正三角形排列子板连接采焊接
④ 计算外壳直径 Di〔m〕
中心距〔mm） t125 32
横束中心线数 nc11×n12 65
取整〔根〕 nc 6
束中心线外层中心壳体壁距离〔m〕 ：
b′15d0 0038
：Dit〔nc1〕+2b′ 0235
壳体直径标准系列尺寸圆整取 D 325 mm
⑤ 计算实际传热面积〔〕程总传热系数〔选〕 〔W〔·K〕 〕
nπd0〔L01〕 8 〔选〕Q △tm 89
⑥ 折流板直径 Dc数量关尺寸确实定
选取折流板壳体间间隙〔mm〕 ：20
折流板直径〔mm〕 Dc3252×20 321
切弓形高度〔mm〕 h025D 8135
取折流板间距〔mm〕 h0 300
折流板数量 NB〔L01〕h01 86
取整：（块〕 NB 9
实际折流板间距〔mm〕 ：h〔3000100〕〔9+1〕 290
⑦ 拉杆直径数量定距选定
选Ф12mm钢拉杆数量6条定距采换热相子Ф25mm×25mm 钢
⑧ 列出设计换热器结构根参数
外壳直径〔mm〕 ：Di 325
换热面积〔m3〕 ：S0 8
换热数量〔根〕 ：N 35
长〔mm〕 ：L 3
子规格 ø25mm×25mm（钢〕
中心距〔mm〕 ：t 32
子排列方式：正三角形
程数：1
壳程数：1
折流板数量〔块〕 ：9
折流板间距〔mm〕 ：h 290
拉杆数量〔根〕 ：6
拉杆直径〔mm〕 ：12
定距：换热相规格
通板中心子数：nc 6
d换热器构件尺寸接尺寸确实定
换热器构件封头筒体法兰板筒体折流板〔支承板〕支座等接：流体进出口接排气排液等
① 筒体〔壳体〕壁厚确实定
选取设计压力〔Mpa〕P 06
壳体材料 Q235查相应许应力〔Mpa〕[σ] 113
焊缝系数ψ 065〔单面焊〕
腐蚀裕度〔mm〕C 35
δPDi（2[σ]ψP）+C 48
根钢板厚度标准取厚度 6mm 钢板 δ〔壳〕 6 mm
② 封头筒体法兰板支座均化工工艺设计手册中查取标准
处详述
③ 流体进出口接直径计算〔m〕
d〔4Vsπu〕12
乙醇蒸汽进出口接取 u1 15 ms
： 0137
圆整采 ø299mm×6mm 热轧缝钢〔YB23164〕 实际乙醇蒸汽进出口
流速 ：u14×Vs〔π〕 339ms
冷水进出口接取 u2 15 ms
：d2 0000540114
圆整采 ø95mm×6mm 热轧缝钢〔YB23164〕 实际冷水进出口
流速：
u14×Vs〔π〕 012 ms
e 壳程压降校验
① 程压强降
∑△Pi（△P1△P2）FtNsNp
述结果知：程数 Np1串联壳程数 Ns1 ø25mm×25mm 换热器
结构校正系数 Ft 14
换热器单程△P2 0
流体流直段〔包括进出口〕压力降：
△P1〔d+ξe+ξc〕ρ2〔d+15〕ρ2
Gi〔3600×〔π4〕×di2×n〕 1476
ReidiGiμ 38740
取ε 02 mm εdi 0001
查 λ 0027
：△P1〔d+15〕ρui22 81918 Pa
：∑△Pi（△P1△P2）FtNsNp 1146852 ＜3920Pa
：程流体压强降满足求
② 壳程压强降〔冷水走壳程〕
∑△P0（△P1′△P2′）FsNs
中流体流束压强降：
△P1′Ff0Nc〔 +1〕ρ2
子排列方式压强降校正子F 05
〔正三角形排列〕
壳程流体摩擦系数：f05Re0228
横子中心数：Nc 6 根
折流板数： 9 块
Re0deu0ρ2μ de4〔3122t2π4d02〕πd0 00202 m
Vs〔hD〔1d0t〕 〕Vs〔h〔Dncd0〕 00123 ms
Re0deρ2μ 32627 ＞500
f05Re0228 134
△P1′Ff0Nc〔NB+1〕ρ2 302
△P2′NB〔352hD〕ρ2 116
Ns 1 〔单壳程〕 Fs 115 〔液体〕
：∑P0Fs（△P1′+△P2′） 480 ＜3920Pa
f总传热系数校验
总传热系数式计算：
1K0〔计〕1α0+Rso+bλdm+Rsidi+αidi
中乙醇蒸汽传热系数αi〔W·K〕计算：
αi0023（λidi）（Rei）08（Pr）03 4755
间水传热系数α0〔W·K〕计算
水加热取黏度校正系数 øw014 105
α0036〔λ0de〕 〔Re0〕055
〔Pr〕13øw014 45962
取水侧气测污垢热阻均 000027 〔·K〕W
钢导热系数λ 51 W〔m·K〕
： 1K0〔计〕1α0+Rso+bλdm+Rsidi+αidi 002920
：K0〔计〕 3446
64 反响釜参数
容积 （Volume） 3000
公称容积 L （Nominal volume）
全容积 L （Total volume） 3232
设计温度 ℃ （Design temperature） 0180
传热面积 m2（Heat transfer area） 89
设计压力 罐体 Mpa （Cylinder body） 填料密封 02
（Design Pressure） 机械密封 04
夹套 Mpa （Jacket） 06
搅拌转数 框式 锚式 （Frame Anchor） 63 rmin
（Agitating speed） 叶轮式 桨式 （impeller paddle） 130 rmin
摆线针轮减速机 电机型号 （Motor type） Y132S4B5
（Cycloidal pin wheel reducer） 框式 （Gated type） BLD552223
叶轮式 （Impeller type） BLD55211
电机功率 KW （Motor power） 55
总重量 Kg （Total weight） 3206
结
月课程设计结束然次设计容难学认识制药工业工艺非常重通次课程设计制药行业工艺生产更深刻认识考虑问题简单书环节设计更针性选择关键环节设计初步熟悉药品实验室进入工业生产根程参中根环节学工作根底
次设计环节十组针生产务分设计生产环节工艺实际工作着重指导意义实际工作中尤拟型工程通团队合作完成样次需通学合作完成设计次设计务次设计中组成员通断交流沟通明确分工合作次务着清晰明确认识时会断指导老师沟通关键性环节理解存歧义方方甲基化工段成盐工段精制工段中间产物质量标准衔接问题工段收率总收率数出入问题胡老师耐心指导老师精心指导次课程设计全面清晰认识终圆满完成次课程设计次课程设计独立完成设计完成通次设计锻炼独立思考单独解决问题力仅身独立学独立解决问题表达断合作结果独立思考团结合作力工作学裨益完成次务时收获
次课程设计程中量查阅种资料化学工艺手册制药工程学等专业文献锻炼查阅文献力时锻炼灵活运资料力次课程设计求综合运门课程关选修课程根知识解决某设计务次训练中涉制药工程学化工原理药物化学物理化学化工机械根底等等学科中设备选型物质物性参数需事巨细搜寻信息图书馆找泛黄化学工艺手册中查询物质物性参数网络中找设备选型尺寸数次收获种肯定种莫名成感作名制药专业学生工作关系全类健康想种庄严责感命感促设计程中定专业严谨次课程设计提升作工科学生工程技尤独立设计工艺展示需清晰语言文字表达设计思路综合力挑战具特殊重意义
次设计中然缺乏定实践理知识次设计中存着量问题完善希位老师学予指正老师学表示诚挚谢意
参 考 文 献
[1] 王志祥制药工程学 第二版[M]北京：化学工业出版社20216
[2] 蒋作良殷斌烈缪志康药厂反响设备车间工艺设计[M]北京：中国医药科技出版社19941：207—209
[3] 国家医药理局海医药设计院编化工工艺设计手册〔〕[M]北京：化学工业出版社198612：6
[4] 刁玉玮王立业喻健良化工设备机械根底课程设计指导书[M]连理工学出版社20216
[5] 王正烈周亚物理化学 第四版〔册〕[M]北京：高等教育出版社20218
[6] 化工设备设计根底编写组化工设备设计根底[M]海：海科技技术出版社19876：27—35
[7] 顾芳珍陈国桓化工设备设计根底[M]天津：天津学出版社19948
[8] 尤启冬彭司勋药物化学 第二版[M]北京：化学工业出版社20217
[9] 谭天恩窦梅周明华化工原理 第三版〔册〕[M]北京：化学工业出版社20216
[10] 马庆方方荣生项立成等实热物理性手册[M]北京：中国农业机械出版社1986
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设计题目
诺氟沙星甲基化程工艺设计
二 工艺条件
原料参数览表
原料名称
配料〔重体〕
原料规格
诺氟沙星
1Kg
药985
乙 醇
1L
805
甲 酸
15L
855
甲 醛
１L
369
活 性 炭
005Kg
针767型
氨 水
13％－15％（取）
设产品年产量393吨终产品诺氟沙星甲基化物纯度95诺氟沙星投料充裕系数105反响转化率均100甲基化收率99总收率86活性炭抽滤时活性炭损失20〔重量〕假设中间体终产品均损失
年工作日330天〔具体见设计题目分配方案〕天24时连续运行
三 设计容
1设计选择较合理工艺路线完成反响原理
2进行物料衡算量衡算工艺条件确实定
3写出较完整课程设计说明书〔少2000字〕
四设计求
1规定时间完成设计容
五时间
4周〔11~14周〕
六参考书
1 制药工程学 编：王志祥 出版社：北京化学工业出版社 2021年第二版
2 化工原理 编谭天恩 窦梅 周明华 出版社：化学工业出版社2021年第三版
4 化工机械根底 编：刁玉玮王立业喻健良 出版社：连理工学出版社 2006年第六版
前言
甲磺酸培氟沙星喹诺酮类抗菌药广谱抗菌作肠杆菌科细菌肠杆菌克雷白菌属伤寒沙门菌属流杆感菌奈瑟菌属等具强抗菌活性金黄色葡萄球菌绿脓杆菌定抗菌作品肺炎球菌组链球菌肠球菌仅轻度作品杀菌剂作机理抑制细菌DNA螺旋酶适肠杆菌科细菌绿脓杆菌等格兰氏阴性杆菌致种感染支气肺部感染肾盂复杂性尿路感染前列腺炎细菌性痢疾肠道感染伤寒沙门菌属感染皮肤软组织感染等葡萄球菌感染病例
次设计容中采工艺诺氟沙星原料甲醛甲酸甲基化生成培氟沙星甲烷磺酸成盐甲磺酸培氟沙星精制产品路线工序较短反响条件反响设备求高生产钱呢较低适合工业化规模生产总收率达86回收精制等工序制
次课程实际甲磺酸培氟沙星甲基化工段车间工艺设计
工艺知甲磺酸培氟沙星合成工艺拟复杂甲基化工段涉反响阶段加氨中阶段离心甩料阶段阶段物料衡算量衡算核算加设备选型车间道设计等等设计务相庞仅求扎实专业理知识更灵敏理解感悟实验力时学会掌握时间节奏完成设计务成果包括工艺流程设计物料衡算量衡算工艺设备选型计算设计说明书撰写设计中刚开始手务书含量纯度水分含量湿度等概念理解够深刻查阅文献静心仔细研究摸索学老师断交流沟通设计目标清晰明确认识
设计初步设计设计务书求容步步完成验缺乏理实践知识够扎实设计中存缺乏处诚请老师予指出修正
产品概述
11产品名称化学结构理化性质
111产品名称：
1：中文名 甲磺酸培氟沙星
2：拉丁名 PEFLOXACIN MESYLATE
3：英文名 pelfoxaein mesylate
4：化学名 1乙基6氟14二氢7〔4甲基1哌嗪〕4氧3喹啉羧
甲磺酸盐
112化学结构分子量：
1：分子式
2：结构式
3：分子量 46549
113理化性质
品白色微黄色晶体臭味苦水中极易溶解乙醇氯仿乙醚中溶
12床途
品适肠杆菌科细菌绿脓杆菌等格兰氏阴性杆菌致种感染支气肺部感染肾盂复杂性尿路感染前列腺炎细菌性痢疾肠道感染伤寒沙门菌属感染皮肤软组织感染等葡萄球菌感染病例
13固体原料密度熔点
①诺氟沙星〔C16H18FN3O3〕
密度：1344gcm3 熔点：221 OC 〔221 OC～222 OC〕
②培氟沙星〔C17H20FN3O3〕
密度：1320gcm3 熔点：273 OC 〔272 OC～274 OC〕
③甲磺酸培氟沙星〔C18H24FSN3O6〕
熔点：282 OC 〔282 OC～284 OC〕
二 产品工艺简介
21设计采工艺路线：
辅助反响：
211甲基化
次甲基化罐中参加诺氟沙星甲酸甲醛加热100℃回流2时降温80℃参加活性炭升温98℃回流半时降温60℃参加乙醇搅拌5分钟放料趁热抽滤
212中
接甲基化产物搅拌散热加氨水〔13~15〕保持反响温度超45℃反响液pH值70~75时停止加氨水静止1时放料离子水洗甩料3时检验保证收率99转化率100合格品
213成盐
表21 成盐程物料投料
配料
甲基化物
甲烷磺酸
乙醇〔825〕
活性炭
乙醇〔95〕
质量
1
465
1278
1278
摩尔
1
105
参加合格甲基化物〔含量975水分79〕乙醇〔825〕然参加甲烷磺酸〔993〕升温78℃回流1时降温60℃参加活性炭升温78℃回流1时出料抽滤冷冻罐降温10℃冷结晶离心离参加95乙醇洗涤离液回收粗母蒸馏岗位成品检验保证收率9129转化率100合格品精制岗位
214精制
参加乙醇〔860〕粗品升温45℃溶解参加活性炭升温78℃回流30分钟抽滤冷冻罐降温10℃离心离参加乙醇〔95〕洗涤离液回收精母蒸馏岗位保证收率8824合格然风干湿产品
215 工艺路线
次设计甲磺酸培氟沙星甲基化程工艺设计药物合成反响化学制药工艺学相关容展开详细反响程原理：
辅助反响：
三 工艺设计
31设计务
〔1〕湖北民族学院制药工程专业课程设计务书
〔2〕城市建设规划求
〔3〕药品生产质量理标准实施指南〔2001 年版中国化学制药工业协会中国医药工业公司〕
〔4〕工业企业噪声控制设计标准GBJ8785
〔5〕环境空气质量标准GB30951996
〔6〕污水综合排放标准GB89781996
〔7〕工业三废〞排放执行标准GBJ473
〔8〕建筑工程消防监督审核理规定公安部第30号令
〔9〕建筑结构设计统标准GB50068－2001
〔10〕工业企业设计卫生标准TJ3679
〔11〕化工工厂初步设计容深度规定HG20688－2000
〔12〕化工工艺设计施工图容深度统规定HG 2051992
〔13〕关出版医药建设工程行性研究报告初步设计容深度规定通知国药综字[1995]第 397 号
〔14〕化工装置设备布置设计规定HG 2054692
〔15〕中华民国药典〔2021版〕质量标准环境保护法等
32工艺路线
设计诺氟沙星原料甲醛甲酸甲基化生成培氟沙星甲烷磺酸成盐甲磺酸培氟沙星精制产品
路线工序较短反响条件反响设备求高生产钱呢较低适合工业化规模生产
次设计选择原辅料廉价易耗低然生态污染较三废易处理成熟合成路线符合工业化生产求
33质量标准
品名：甲磺酸培氟沙星
规格：20Kg桶
25Kg桶
检验：WS375（X322）95
批准文号：（95）卫药准字X277号
产品质量项具体标准表
表31 产品质量标准
序号
工程名称
优等品标准
法定标准
厂控标准
检验
1
性状
白色类白色结晶粉末
白色微黄色结晶粉末
白色微黄色结晶粉末
WS375（X322）95
2
鉴
应呈正反响
应呈正反响
应呈正反响
WS375（X322）95
3
酸度Ph
中国药典2021版二部附录VIH P38
4
氯
≥40（干）
中国药典2021版二部VD P58 〔附〕
5
关物质
≤05
≤10
≤10
中国药典2021版二部附录VD P25
6
枯燥失重
≤82
≤85
≤82
中国药典2021版二部附录ⅧL P58
7
炽灼残渣
≤01
≤01
≤01
中国药典2021版二部附录ⅧN P59
8
重金属
≤00010
≤00020
≤00020
中国药典2021版二部附录ⅧH
9
含量测定
≥992
≥990
≥990
WS375（X322）95
10
溶液澄清度颜色
黄绿色4号标准溶液澄清
黄绿色4号标准溶液澄清
黄绿色4号标准溶液澄清
中国药典2021版二部附录I×A2×8 P38
11
铁盐
≤0003
≤0003
≤0003
中国药典2021版二部附录ⅧG P54
34 包装规格求贮藏
341 成品包装规格
数量：20Kg桶
25Kg桶
包装：2层塑料装
扎口方式：封口
包装形式：纸桶
封口方法：封签
342贮藏
贮藏方法：避光密封保存
贮藏温度：室温
35 原辅料包装材料质量标准规格〔包括水质〕
表32 原辅料质量标准规格
名称
性状
检测工程
质量标准
诺氟沙星
类白色淡黄
色结晶粉末
氟〔干品〕
≥ 54
枯燥失重
≤50
关物质
≤10
含量测定〔干品〕
≥950
熔点
218224℃
甲酸
色透明悬浮液体
色度〔PtCo〕
≤20号
含量
855
氯化物
≤0020
硫酸盐
≤005
铁〔Fe计〕
≤0001
甲烷磺酸
色浅黄色粘
稠透明液体
含量〔〕
≥990
Fe〔ppm〕
≤10
Cl〔ppm〕
≤500
〔ppm〕
≤250
色度
≤100号
四 物料衡算
41 计算方法原
411 物料衡算目
生产工艺流程框图定性表示原料转变成终产品程中程设备图中般椭圆框表示化工程设备线条表示物料线公系统线方框表示物料种框图定性概念没定量概念车间物料衡算出进入离开程设备种物料数量组成组分例进行物料衡算目车间物料衡算结果车间量衡算设备选型确定原材料消耗定额金星化工道设计等种计算工程已投产生产车间通物料衡算寻找出生产中薄弱环节改良生产完善理提供作检查原料利率三废处理完善程度种手段
412 物料衡算
进行车间物料衡算前首先确定生产工艺流程示意框图图限定车间物料衡算范围指导设计计算遗漏重复次收集必需数资料种物料名称组成含量：种物料间配副反响方程式原料转化率总收率局部收率等
413 物料衡算基准
设计中化工程均属间歇操作程计算基准车间处理种物料量折算成天数计均值起始原料投入终成品产出天数均值计恒定变设计务规定产品年产量年工作日计算出产品均日产量日产量确定根总收率折算出起始原料日投料量根底完成车间物料衡算
年产量〔kg〕
工作日〔天〕
日产精品甲氟〔纯〕〔kg〕
日产理精品甲氟〔kg〕
393000
330
121405
140028
414 甲磺酸培氟沙星全合成工艺收率原料物性工艺参数
工段
收率〔〕
甲基物回收率〔〕
原材料名称
规格
分子量
投料
含量〔〕
含水〔〕
密度〔kgL〕
甲基化
99
0
诺氟沙星
药
31934
1
980
1344
甲酸
工业
4603
183
855
1220
甲醛
工业
3003
108
367
0820
乙醇
工业
4607
086
805
0790
活性炭
工业
12011
005
氨水
工业
1703
340
0880
纯化水
制
1802
1000
成盐
92
20
甲基物
制
33336
1
970
80
1320
甲烷磺酸
工业
9611
0304
990
1480
乙醇
工业
4607
520
825
0790
活性炭
工业
12011
004
纯化水
制
1802
1000
精制
89
20
甲氟粗品
制
46549
1
980
50
乙醇
工业
4607
465
860
0790
活性炭
工业
12011
009
精品甲氟
制
46549
990
50
单程收率：8106 总收率：8670
415 假设验工艺参数
〔1〕甲基化离心岗位中2000kg水够洗100kg甲基物
〔2〕甲基化中岗位中7794kg 12氨水够中6000kg诺氟沙星
〔3〕成盐离心岗位中094kg 95乙醇洗1000kg甲氟粗品
〔4〕精制离心岗位中2500kg 95乙醇洗7000kg甲氟精品
〔5〕甲基物回收岗位中1167kg 12氨水中1000kg甲基物
〔6〕甲基物回收岗位中2500kg水够洗10000物料
〔7〕甲基化中岗位中40甲酸水沸蒸出收回回收浓度85
〔8〕甲基化回流岗位中100甲醛回流程中损失中0回收利
〔9〕甲基化中岗位中80乙醇回收回收浓度95
〔10〕乙醇蒸馏岗位中80乙醇回收回收浓度95
〔11〕滤渣活性炭投料量25
〔12〕离心机物料离心含水20物料空气中枯燥含水5
42甲基化工段物料衡算
421甲基化反响釜物料衡算
进料：
日产理精品甲氟140029kg
诺氟沙星投料量〔纯〕日产理精品甲氟
96064kg
诺氟沙星投料量98024kg
杂质量诺氟沙星投料量—诺氟沙星投料量〔纯〕98024—960641960kg
甲酸投料量诺氟沙星投料量投料98024183179384kg
甲酸投料量〔纯〕甲酸投料量含量179384855153373kg
甲酸中含水量甲酸投料量—甲酸投料量〔纯〕179384—15337326011kg
甲醛投料量诺氟沙星投料量投料98024108105866kg
甲醛投料量〔纯〕甲醛投料量含量10586636738853kg
甲醛中含水量甲醛投料量—甲醛投料量〔纯〕105866—3885367013kg
乙醇投料量诺氟沙星投料量投料9802408684301kg
乙醇投料量〔纯〕乙醇投料量含量8430180567862kg
乙醇中含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕84301—6786216439kg
活性炭投料量诺氟沙星投料量投料980240054901kg
总投料量诺氟沙星投料量+甲酸投料量+甲醛投料量+乙醇投料量
+活性炭投料量
98024+179384+105866+84301+4901472476kg
出料：
甲基物〔纯〕诺氟沙星投料量〔纯〕收率
99279kg
甲醛反响量诺氟沙星投料量〔纯〕
9606418067kg
甲醛回流程中损失量甲醛投料量〔纯〕—甲醛反响量
38853—1806720786kg
甲酸生成量诺氟沙星投料量〔纯〕
9606413847kg
甲酸出釜量甲酸投料量〔纯〕+甲酸生成量153373+13847167220kg
水出釜量甲酸中含水量+甲醛中含水量+乙醇中含水量
26011+67013+16439109463kg
杂质总投料量—甲基物〔纯〕—甲酸出釜量—甲醛回流程中损量
—乙醇投料量〔纯〕—活性炭投料量—水出釜量
472476—99278—167220—20786—67862—4901—1094632966kg
总出料量甲基物〔纯〕+甲醛回流程中损失量+甲酸出釜量+水出釜量
+乙醇投料量〔纯〕+活性炭投料量+杂质
99279+20786+167220+109463+67862+4901+2966472476kg
进料物质
投料量（kg）
纯量（kg）
水杂质质量（kg）
总进料量（kg）
诺氟沙星
98024
96064
1960
472476
甲酸
179384
153373
26011
甲醛
105866
38852
67013
乙醇
84301
67862
16439
活性炭
4901
—
—
出料物质
反响量生产量（kg）
出釜量（kg）
总出料量（kg）
甲基物
99279
99279
472476
甲醛
18067
20786
甲酸
13847
167220
乙醇
—
67862
活性炭
—
4901
水
—
109463
杂质
—
2966
422甲基化压滤器物料衡算
总进料量反响釜总出料量—甲醛回流程损失量472476—20786451690kg
滤渣活性炭投料量（1+ 25）4901（1+25）6126kg
出料量总进料量—滤渣451690—6126445564kg
进料量（kg）
滤渣（kg）
出料量（kg）
451690
6126
445564
423蒸馏釜物料衡算
蒸馏釜进料量压滤器出料量445564kg
蒸馏釜蒸出乙醇量进料中乙醇量80678628054290kg
蒸馏釜剩余乙醇量进料中乙醇量—蒸馏釜蒸出乙醇量
67862—5429013572kg
蒸馏釜蒸出甲酸量进料中甲酸量401672204066888kg
蒸馏釜剩余甲酸量进料中甲酸量—蒸馏釜蒸出甲酸量
167220—66888100332kg
蒸馏釜蒸出水量—蒸出乙醇量—蒸出甲酸量
—54290—6688814661kg
蒸馏釜蒸出物总量蒸馏釜蒸出乙醇量+蒸馏釜蒸出甲酸量+蒸馏釜蒸出水量
54290+66888+14661135839kg
蒸馏釜总出料量蒸馏釜进物料量—蒸馏釜蒸出总物质量
445564—135839309725kg
进料
物质
进料
组成（kg）
蒸出量（kg）
出料
组成（kg）
进料
总量（kg）
出料
总量（kg）
组成物质总量（kg）
甲基物
99279
—
99279
445564
309725
135839
甲酸
167220
66888
100332
乙醇
67862
54290
13572
水
109463
14661
94802
424中结晶罐物料衡算
进料：
乙醇投料量〔纯〕蒸馏釜蒸出乙醇量54290kg
乙醇投料量67441kg
乙醇含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕67441—5429013151kg
氨水投料量〔纯〕甲酸出釜量10033237120kg
氨水投料量109176kg
氨水含水量氨水投料量—氨水投料量〔纯〕109176—3712072056kg
总进料量滤液+氨水投料量+乙醇投料量309725+109176+67441486342kg
进料中总含水量滤液中含水量+乙醇含水量+氨水含水量
94802+13151+72056180009kg
出料：
甲基物〔折干折纯〕99279kg
甲基铵出釜量甲酸出釜量100332137496kg
水杂质总进料量—甲酸铵—甲基物—乙醇投料量〔纯〕
486342—137496—99279—67862181705kg
进料物质
进料量（kg）
纯量（kg）
总进料量（kg）
滤液
309725
—
486342
氨水
109176
37120
乙醇
67441
54290
出料物质
出料量（kg）
纯量（kg）
总出料量（kg）
甲酸铵
137496
137496
486342
甲基物
99279
99279
乙醇
67862
67862
水杂质
181705
181705
425甲基化离心机物料衡算
纯化水量结晶罐甲基物出料量2099279201985580kg
进料量结晶罐出料量+纯化水量486342+19855802471922kg
甲基物出料量〔湿〕127937kg
废母液进料量—甲基物出料量〔湿〕2471922—1279372343985kg
进料物质
甲酸铵
甲基物〔折干折纯〕
乙醇
水杂质
纯化水
进料量（kg）
137496
99279
67862
181705
1985580
总质量（kg）
2471922
出料物质
甲基物〔湿〕
废母液
质量（kg）
127937
2343985
总质量（kg）
2471922
426乙醇蒸馏釜物料衡算
总进料量废母液2343985kg
蒸馏出乙醇量〔纯〕废母液中乙醇总量〔纯〕80678628054290kg
蒸馏出乙醇量57147kg
废液量总进料量—蒸馏出乙醇量2343985—571472286838kg
进料量（kg）
废母液
2343985
出料量（kg）
乙醇
57147
废液
2286838
43成盐工段物料衡算
431成盐反响釜物料衡算
进料：
甲基物投料量甲基化岗位日产量127937kg
水杂质量甲基物〔湿〕—甲基物〔折干折纯〕127937—9927928658kg
甲烷磺酸投料量甲基物〔折干折纯〕投料99279030430181kg
甲烷磺酸投料量〔纯〕甲烷磺酸投料量含量3018199029879kg
甲烷磺酸中水含量甲烷磺酸投料量—甲烷磺酸投料量〔纯〕
30181—29879302kg
乙醇投料量甲基物〔折干折纯〕投料99279520516251kg
乙醇投料量〔纯〕乙醇投料量含量516251825425907kg
乙醇中含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕516251—42590790344kg
活性炭投料量甲基物〔折干折纯〕投料992790043971kg
总投料量甲基物投料量+甲烷磺酸投料量+乙醇投料量+活性炭投料量
127937+30181+516251+3971678340kg
进料含水总量甲基物中含水量+乙醇含水量+甲烷磺酸中含水量
28658+90344+302119304kg
出料：
甲氟粗品〔折干折纯〕甲基物〔折干折纯〕收率
9927992127539kg
甲烷磺酸反响量甲基物〔折干折纯〕
9927928623kg
甲烷磺酸出釜量甲烷磺酸投料量〔纯〕—甲烷磺酸反响量
29879—286231256kg
水出釜量甲基物含水量+乙醇含水量+甲烷磺酸含水量
28658+90344+302119304kg
杂质总进料量—甲氟粗品—甲烷磺酸出釜量—乙醇纯量—活性炭投料量
—水出釜量
678340—127539—1256—425907—3971—119304363kg
总出料量甲氟粗品+甲烷磺酸出釜量+乙醇纯量+活性炭投料量+水出釜量+杂质
127539+1256+425907+3971+119304+364678341kg
进料物质
投料（kg）
纯量（kg）
水杂质质量（kg）
总进料量（kg）
甲基物
127937
99279
28658
678340
甲烷磺酸
30181
29879
302
乙醇
516251
425907
90344
活性炭
3971
3971
—
出料物质
反响量生成量（kg）
出釜量（kg）
总出料量（kg）
甲氟粗品
127539
127539
678341
甲烷磺酸
28623
1256
乙醇
—
425907
活性炭
—
3971
水
—
119304
杂质
—
364
432成盐压滤器物料衡算
总进料量成盐反响釜总出料量678341kg
滤渣量活性炭投料量〔1+25〕3971〔1+25〕4964kg
滤液量总进料量—滤液量678341—4964673377kg
进料量（kg）
滤渣（kg）
滤液（kg）
678341
4964
673377
433成盐离心机物料衡算
进料：
95冰乙醇洗液甲氟粗品量〔折干折纯〕0094127539009411989kg
95冰乙醇洗液纯量95冰乙醇洗液含量119899511389kg
95冰乙醇洗液含水量95冰乙醇洗液—95冰乙醇洗液纯量
11989—11389600kg
甲氟粗品〔折干〕130142kg
水杂质滤液—甲烷磺酸出釜量—甲氟粗品〔折干〕—乙醇投料量
673377—1256—130142—425907116072kg
总投料量滤液+95冰乙醇洗液673377+11989685366kg
出料：
甲氟粗品〔湿〕162677kg
粗母液总投料量—甲氟粗品〔湿〕685366—162677522689kg
进料物质
甲烷磺酸
甲氟粗品〔折干〕
乙醇〔纯〕
水杂质
95冰乙醇
进料量（kg）
1256
130142
425907
116072
11989
总进料量（kg）
685366
出料物质
甲氟粗品〔湿〕
粗母液
质量（kg）
162677
522689
总出料量（kg）
685366
434粗母液蒸馏釜物料衡算
总进料量粗母液量522689kg
进料中水总含量95冰乙醇含水量+水杂质—[甲氟粗品（湿）
—甲氟粗品〔折干折纯〕]
600+116072—〔162677—127539〕81534kg
进料中乙醇总量〔纯〕乙醇投料量〔纯〕+95冰乙醇洗液〔纯〕
425907+11389437296kg
蒸馏出乙醇量〔纯〕粗母液中乙醇总量〔纯〕8043729680349837kg
蒸馏出乙醇量368249kg
高沸物总进料量—蒸馏出乙醇522689—368249154440kg
进料量（kg）
粗母液
522689
出料量（kg）
乙醇
368249
高沸物
154440
44精致工段物料衡算
441精致反响釜物料衡算
进料：
甲氟粗品〔湿〕投料量成盐岗位产量136991kg
杂质量甲氟粗品〔湿〕投料量—甲氟粗品〔折干折纯〕136991—1275399452kg
乙醇投料量甲氟粗品〔湿〕投料量投料136991465637008kg
乙醇投料量〔纯〕乙醇投料量含量637008860547827kg
乙醇中含水量乙醇投料量—乙醇投料量〔纯〕637008—54782789181kg
活性炭投料量甲氟粗品〔湿〕投料量投料13699100912329kg
总投料量甲氟粗品〔湿〕投料量+乙醇投料量+活性炭投料量
136991+637008+12329786328kg
出料：
甲氟精品〔折干折纯〕甲氟粗品〔折干折纯〕收率12753989113510kg
杂质量总投料量—甲氟精品〔折干折纯〕—乙醇投料量〔纯〕—活性炭投料量—水出釜量
786328—113510—547827—12329—8918123491kg
进料物质
投料量（kg）
纯量（kg）
水杂质质量（kg）
总进料量（kg）
甲氟粗品
136991
127539
9452
786328
乙醇
637008
547827
89181
活性炭
12329
12329
—
出料物质
甲氟精品
乙醇
活性炭
水
杂质
出釜量（kg）
113510
547827
12329
89181
23491
总出料量
786328
442精致压滤器物料衡算
总进料量反响釜总出料量786328kg
滤渣活性炭投料量〔1+25〕12329〔1+25〕15411kg
滤液总进料量—滤渣786328—15411770917kg
进料量（kg）
滤渣（kg）
滤液（kg）
786328
15411
770917
443精制离心机物料衡算
进料
95冰乙醇洗液精品甲氟量11351040539kg
95冰乙醇洗液〔纯〕95冰乙醇洗液含量405399538512kg
95冰乙醇含水量95冰乙醇洗液—95冰乙醇洗液〔纯〕
40539—385122027kg
甲氟精品〔折干〕114656kg
水杂质滤液—甲氟精品〔折干〕—乙醇投料量〔纯〕
770917—114656—547827108434kg
总投料量滤液+95冰乙醇洗液770917+40539811456kg
出料：
甲氟精品〔湿〕120691kg
精母液总投料量—甲氟精品〔湿〕811456—120691690765kg
总出料量甲氟精品〔湿〕+精母液120691+690765811456kg
进料物质
乙醇
甲氟精品（折干）
水杂质
95冰乙醇洗液
进料量（kg）
547827
114656
108434
40539
总进料量（kg）
811456
出料物质
甲氟精品〔湿〕
精母液
质量（kg）
120691
690765
总出料量（kg）
811456
444精母液蒸馏釜物料衡算
总进料量精母液量690765kg
精母液中乙醇总量〔纯〕乙醇投料量〔纯〕+95冰乙醇洗液〔纯〕
547827+38512586339kg
蒸馏出乙醇量〔纯〕精母液中乙醇总量〔纯〕8058633980469071kg
蒸馏出乙醇量493759kg
高沸物总进料量—蒸馏出乙醇690765—493759197006kg
进料量（kg）
精母液
690765
出料量（kg）
乙醇
493759
高沸物
197006
45甲基回收工段物料衡算
451中回收釜物料衡算
进料：
高沸物进料量粗母液中高沸物进料量+精母液中高沸物进料量
154440+197006351446kg
粗母液中甲基物含量成盐工段甲基物投料量（折干折纯）（1—收率）
99279〔1—92〕7942kg
精母液中甲基物含量甲氟粗品投料量〔纯〕〔1—精品收率〕
127539〔1—89〕10047kg
高沸物中甲基含量粗母液甲基物含量+精母液甲基物含量
7942+1004717989kg
中需氨水量高沸物中甲基物含量1798920993kg
总进料量高沸物进料量+氨水进料量351446+20993372439kg
出料：
回收甲基物量甲基物投料量回收率17989203598kg
水杂质量总进料量—回收甲基物量372439—3598368841kg
进料物质
氨水
高沸物
质量（kg）
20993
351446
总进料量（kg）
372439
出料物质
回收甲基物
水杂质
质量（kg）
3598
368841
总出料量（kg）
372439
452离心机物料衡算
进料：
料液进料量中回收釜总出料量372439kg
纯化水中回收釜总出料量37243902593110kg
总进料量料液进料量+纯化水进料量372439+93110465549kg
出料：
回收甲基物量〔湿〕4498kg
废液量总进料量—回收甲基物量〔湿〕465549—4498461051kg
进料物质
料液
纯化水
进料量（kg）
372439
93110
总进料量（kg）
465549
出料物质
回收甲基物
废液
出料量（kg）
4498
461051
总出料量（kg）
465549
五 量衡算
51 计算方法原
511量衡算目意义
量衡算目确定设备热负荷根设备热负荷处理物料性质工艺求选择传热面形式计算传热面积确定设备工艺尺寸传热需加热剂冷剂量热负荷进行计算
512量衡算必条件
量衡算量守恒定律
量衡算车间物料衡算结果根底进行车间物料衡算表进行车间量衡算首条件次必须收集关物质热力学数例热容相变量反响热等设计涉物料热力学数绘成张表格便计算
513量衡算基准
量衡算根方程：
环境输入系统量系统输出环境量+系统积累量
514原料热推算
式中 M—化合物分子量
N—分子中种元素原子数
—元素原子热容
查药厂反响设备车间工艺设计P209表65
元素
碳 C
7535
氢 H
9628
氧 O
1674
氟 F
2093
硫 S
22604
元素
25953
活性炭〔C〕 碳原子数1 C06273
诺氟沙星〔〕
碳原子数16 氢原子数18 氧原子数3 氮原子数3 氟原子数1
C13868
培氟沙星〔〕
碳原子数17 氢原子数20 氧原子数3 氮原子数3 氟原子数1
C14089
甲烷磺酸盐〔〕
碳原子数18 氢原子数24 氧原子数6 氮原子数3 氟原子数1 硫原子数1
C13704
甲酸铵〔〕 分子量6308
碳原子数1 氢原子数5 氧原子数2 氮原子数1
C18248
99甲烷磺酸铵溶液〔〕
碳原子数1 氢原子数4 氧原子数3 硫原子数1
C12368
C12345
515物质燃烧热估算〔燃烧需氧原子mol数法〕
物质燃烧热估算〔燃烧需氧原子mol数法算〕
〔kJmol〕
1kcalmol41868
查化工工艺设计手册P2884
名 称
状 态
根数值
液
57
5208
烷烃支链
液
37
009
氮萘
液
2
000
酮
液
55
019
酸
液
47
007
氟
液
109
061
环烷
液
74
000
仲胺
液
183
012
叔胺1
液
20
008
磺胺
固
59
000
成盐水化合物
161
000
酯
液
161
042
盐
161
000
诺氟沙星〔〕包含结构：根数值1液支链1液氮萘1液酮1液酸1液氟1液环烷1液仲胺1液叔胺1液
需氧X435
甲基物〔〕包含结构：根数值1液支链1液氮萘1液酮1液酸1液氟1液环烷1液叔胺2液
需氧X465
甲氟〔〕包含结构：根数值1液支链1液氮萘1液酮1液酸1液氟1液环烷1液叔胺2液磺酸1固成盐水化合物
308 5274
需氧X495
257983 1080123
甲酸铵〔〕包含结构：根数值1液酯1液盐
57 5166
需氧X25
13485 56459
甲烷磺酸〔〕包含结构：根数值1液磺酸1固
533 5208
需氧X3
10294 43099
516某物质熔解热估算方法
某物质熔解热估算：
溶质溶解程中发生解离作溶剂溶质间化学作络合物形成固态溶质取熔融热数值熔解热
机化合物 〔377~46〕
——熔融热 ——熔点 K
岗位
物质名称
热
摩尔热容
标准燃烧
汽化热
溶解热
熔点
甲基化
诺氟沙星
1387
0443
976182
7161
224
甲酸
2202
0101
25481
50242
甲醛
0779
0023
57116
乙醇
2462
0113
85536
活性炭
0627
0008
水
422
0076
231070
氨
222
0038
38763
137301
甲酸铵
1825
0115
56459
成盐
甲基物
1409
0470
1045323
7536
273
甲烷磺酸
1234
0119
43099
乙醇
2462
0113
85536
活性炭
0627
0008
水
422
0076
231070
精制
甲氟粗品
1370
0589
1080123
5957
283
乙醇
2462
0113
85536
活性炭
0627
0008
水
422
0076
231070
518 假设验工艺参数
甲基化岗位中假设甲酸秒钟回流量总质量005
甲基化结晶岗位中假设氨发挥量站起投入总量1
成盐反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量005
精制反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量005
甲基化回流岗位中假设甲醛挥发量站起投入总量100
52 甲基化工段量衡算
521甲基化反响釜量衡算公式：
诺氟沙星升温需吸收热量 kJ
甲酸升温需吸收热量 kJ
甲醛升温吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
活性炭升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
诺氟沙星溶解需吸收热量 164826611 kJ
升温总吸收热量 kJ
反响总吸收热量 kJ
假设仅甲酸会留回流量秒钟077 mols
回流总吸收热量秒钟回流量×3600×25×汽化热
077×3600×25×50242278541648 kJ
升温+回流总吸收热量2561732908 kJ
物质名称
进料温度
回流温度
吸收热
kJ
溶解热
kJ
升温总吸收热kJ
诺氟沙星
25
100
999161664
164826611
94143708
甲酸
1507119785
甲醛
317120614
乙醇
462516854
活性炭
23080647
水
1641945
年393吨甲磺酸培氟沙星原料车间设计正文：
标准摩尔反响热〔KJmol）19610
反响热〔KJmol）18984
反响供需吸收热〔KJ）57106619
液体回流需热量化〔KJ〕：175741279
522蒸馏量衡算公式〔假设结晶前晶体析出〕
甲基物开升温需吸收热量 kJ
甲酸升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
甲酸气化吸热量甲酸汽化量×汽化热3360589944 kJ
乙醇气化吸热量乙醇汽化量×汽化热464374944 kJ
水气化吸热量水汽化量×汽化热3387746595 kJ
物质名称
进料温度
回流温度
吸收热
kJ
汽化热
kJ
总吸热量
kJ
甲基物
40
100
909246722
1878331872
甲酸
239341989
3360589944
乙醇
1085995586
464374944
水
300257009
3387746595
523甲基物结晶罐量衡算公式〔假设没结晶前晶体析出〕
甲基物升温需吸收热量 kJ
甲酸升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
氨升温需吸收热量 kJ
氨挥发热 kJ
升温总吸收热 kJ
反响总放热量 kJ
中总吸收热升温总吸收热反响总吸收热升温总吸收热+反响总吸收热量1621438485
物质名称
进料温度
升温度
吸热量kJ
挥发热kJ
升温总热量kJ
甲基物
40
45
6994206
85954170
甲酸
40
11046553
乙醇
40
8353812
水
40
3815805
氨
25
16481491
5096678
标准摩尔反响热7785KJmol
反响热7833 KJmmol
需热量170739266 kJ
总热量1621438485 kJ
假设晶体全部析出结晶终态温度10
甲基物降温放出热量 kJ
甲酸铵降温放出热量 kJ
乙醇降温放出热量 kJ
水降温放出热量 kJ
结晶热 溶解热224438410 kJ
总放热量 +结晶热95299808 kJ
物质名称
结晶前温度
结晶温度
带走热量kJ
结晶热kJ
带走总热量kJ
甲基物
45
10
7692913
22443841
95299808
甲酸铵
13799619
乙酸
9189207
水
42174229
53成盐工段量衡算
531成盐反响釜量衡算公式
甲基物升温需吸收热量 kJ
甲烷升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收热量 kJ
活性碳升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
甲基物常溶解需吸收热量74818788 kJ
升温总吸收热量1060448099 kJ
反响总吸收热量227082101
假设仅乙醇回流回流量秒钟2130 mol
回流总吸收热量秒钟回流量360015汽化热983835072 kJ
成盐总热量升温总吸热量+反响总吸收热量+回流总吸热量10944872947 kJ
物质名称
进料温度
回流温度
吸热量kJ
溶解热kJ
升温总吸热量kJ
甲基物
25
78
7972656
7481879
106164810
甲烷磺酸
2192389
乙醇
59768807
活性碳
142002
水
28697079
标准摩尔反响热8298KJmol
反响热8297 KJmol
反响需吸热量4709210 kJ
液体回流需吸热量983613275 kJ
总热量1114487295 kJ
532成盐结晶罐量衡算公式〔假设晶体全部析出终态温10 进料温度70 〕
甲氯粗品降温放出热量 kJ
甲烷磺酸降温放出热量 kJ
乙醇降温放出热量 kJ
水降温放出热量 kJ
结晶热 kJ
总放热量 kJ
物质名称
进料温度
结晶温度
带走热量kJ
结晶热kJ
总放热量kJ
甲氯粗品
70
10
13982626
7597597
144830336
甲烷磺酸
124055
乙醇
83886044
水
39240013
533成盐蒸馏釜量衡算公式：
吸热乙醇水蒸馏温度80
进料温度室温25
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
乙醇汽化吸热量m汽化汽化热3149835949 kJ
水汽化吸收量 m汽化汽化热4254539566 kJ
总吸收热量乙醇升温吸收热量+水升温吸收执量+汽化总量4346785378 kJ
54精制工段衡算
541精制反响釜量衡算公式
甲氯粗品升温需吸收热量 kJ
乙醇升温需吸收量 kJ
活性碳升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
甲氯粗品溶解吸收热量 75975969 kJ
升温总吸收热量 kJ
假设仅乙醇回流回流量秒2739 mol
回流总吸收热量秒钟回流量3600×05×汽化热4217278220 kJ
精制总吸收热量升温总吸收热量+回流总吸收热量5396632975 kJ
物质名称
进进料温度
回流温度
吸热量kJ
溶解热kJ
升温总吸热量kJ
甲氯粗品
25
78
9962621
7597597
117935475
乙醇
76878289
活性碳
397806
水
23099082
液体回流需吸收热量421727822KJ
精制总热量539663298KJ
542精制结晶罐量衡算公式
假设晶体全部析出终态温度：10
进料温度：70
甲氯粗品降温放出热量 kJ
水降温放出热量 kJ
结晶热m甲氟精品溶解热67617907 kJ
总放热量 kJ
物质名称
进料温度
结晶温度
带走热量kJ
结晶热kJ
总放热量kJ
甲氯粗品
70
10
12444538
6711861
157213123
乙醇
107899353
水
30107371
543母液蒸馏釜量衡算公式
吸热乙醇水蒸馏温度80
进料温度室温25
乙醇升温需吸收热量 kJ
水升温需吸收热量 kJ
乙醇汽化吸热量3687231476 kJ
水汽化吸热量5304612789 kJ
总吸热量乙醇升温吸收热量+水升温吸收热量+汽化总量5164494296 kJ
六 设备选型
61 选型方法原理
611 设备选型目
化工生产原料通系列化学物理变化程变化条件化工设备提供
选择适型号设备设计符合求设备完成生产务获良效益
重前提
612 设备选型
设备选择根物料衡算 量衡算数进行 根物料衡算数 化工工艺设计手册查取选择需设备型号根应参数结合量衡算数选设备进行校核济合理技术先进投资省耗材料少加工方便采购容易运行费低水电汽消耗少操作清洗方便耐易维修
613 设备选型基准
根单元操作反响周期计算出生产批次总体积计算出单批生产体积
数查找化工工艺设计手册 设备进行选择
614 假设验工艺参数
甲基化反响岗位中假设甲酸秒钟回流量总质量：005
甲基化结晶岗位中假设氨挥发量占投入总量：1
成盐反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量：005
精制反响岗位中假设乙醇秒钟回流量总质量：005
甲基化回流岗位中假设甲醛挥发量占投入总量：100
Q+Q 0 Q
填料系数 056
传热模系数 89598 KJ（m·h·℃）
615 岗位操作周期
岗位名称 甲基化 中 成盐 结晶 精制 结晶
操作周期〔min〕 300 750 144 200 90 200
62 常规设备选型
621 甲基化反响釜选型计算公式
〔甲基化周期 300min反响时间 150min辅助时间 150min）
Vmρ 71476
V 125716
V 47382
85901
109463
V 438898
日理生产批次24×60300 48
日生产批次必定整数结合实际生产情况 取日生产批次 34 〈 48
填料系数 056
单批生产需釜体积V总〔批次×填料系数〕 261248
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 m2
传热模系数 89598 KJ（m2·h·℃）
核算
物料初温 25℃ 物料末温 102℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温 110℃
根设备热量衡方 程式： Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 2561732918 KJ
加热终态温度 55 ℃ Q4∑micit 34690954 KJ
Q总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 3854550 KJ
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 2176277868 KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 3516
AQ2（批次·K·t·△tm） 8216 ＜ 89
622 甲基化蒸馏罐选型计算公式
〔工作周期 350min反响时间 200min辅助时间 150min）
75211
V 137065
V 25347
85901
109463
V 432981
日理生产批次24×60350 411
日生产批次必定整数结合实际生产情况 取日生产批次 3 〈 411
填料系数 056
单批生产需釜体积 V〔批次×填料系数〕 257726
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 87 传热模系数89598KJ（ ·h·℃）
核算
物料初温 40℃ 物料末温 102℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温 110℃
根设备热量衡方程式：
Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 184420685 KJ
加热终态温度 102 ℃ Q4∑ 7150400512 KJ
Q 总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 7944889 KJ
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 104971791 KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 312692
AQ2（批次·K·t·△tm） 375 ＜ 89598
623 中反响釜选型计算公式
〔工作周期 750min中结晶时间 600min辅助时间 150min）
75211
42181
68721
V 82241
181705
V 50059
中结晶岗位生产受甲基化岗位限制生产批次 3
填料系数 056
单批生产需罐体积V 总〔批次×填料系数〕 266883
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 传热模系数 89598 KJ （· h· ℃）
核算 方法〔略〕
624 成盐反响釜选型计算公式
〔成盐周期 150min反响时间 100min辅助时间 50min）
75211
20189
539118
119303
V753821
理批次24×60150 96 填料系数 056
结合实际反响情况取日批次 3 < 96
产量较时 2 釜生产批
单批生产需釜体积V 总〔釜数×批次×填料系数〕224351
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 传热模系数89598 KJ（ ·h·℃）
核算
物料初温 25℃ 物料末温 82℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温 110℃
根设备热量衡方程式：
Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 10944872947 KJ
出料温度 70℃ Q4∑ 7732449618 KJ
Q总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 8591610687 KJ
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 1008571187KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 5484
AQ（K·t·△tm） 252 ＜ 89
625 成盐结晶罐选型计算公式选型计算公式
成盐结晶岗位生产受成盐岗位限制生产批次 3
产量较时 2 釜生产批
86324
539122
198048
116072
V74237
填料系数 056
单批生产需罐体积V 总〔釜数×批次×填料系数〕 22094
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89
传热模系数 89598 KJ（·h·℃）
核算 方法〔略〕
626 母液蒸馏釜选型计算公式
〔总周期 500min生产周期 360min辅助周期 140min）
理批次24×60500 288
结合实际反响情况取日批次 2
产量较时 2 釜生产批
593451
89181
V 6826032
填料系数 056
单批生产需釜体积V 总〔釜数×批次×填料系数〕 309389
搪玻璃 K 式反响罐 3000 L
换热面积 89 传热模系数 89598 KJ（·h·℃）
核算
物料初温 25℃ 物料末温 95℃
蒸汽初温 120℃ 蒸汽末温110℃
根设备热量衡方程式：
Q1+Q2+Q3Q4+Q5+Q6
式中 Q1——物料带入设备热量kJ
Q2——加热剂冷剂传设备处理物料热量kJ
Q3——程热效益kJ
Q4——物料离开设备带走热量kJ
Q5——加热冷设备消耗热量kJ
Q6——设备环境散失热量kJ
前述量衡算知：
进料口基准 Q1 0 Q3 435666349 K
Q4∑ 44454706 KJ
Q 总Q4+Q5+Q6 前述假设 Q5+Q6 4939412
Q2Q4+Q5+Q6Q1Q3 3853045198 KJ
△tm（T1t1）（T2t2）ln（T1t1）（T2t2） 4334
AQ（K·t·△tm） 414 ＜ 89
63 冷凝器选型计算
冷凝器操作条件乙醇蒸汽方面数：
质量流量 58306 〔㎏h）
密度ρ 0738 〔㎏ 〕 导热系数λ 017〔W〔m·K））
进口温度T1 7850〔℃〕 允许压降△P 392000〔Pa〕
相分子质量 Mr 4607 黏度μ 000〔Pa·S〕
热容Cp 246〔kJ（㎏·K）） 出口温度T2 3950〔℃〕
操作条件水数： 水质处理软水
全年高温度〔℃〕30
a根务求确定设计方案
① 换热器类型选择
根设计求采固定板式换热器
② 流动路径选择
乙醇蒸汽冷求压力降允许超 3920Pa乙醇蒸汽走考虑
水处理软水结垢严重安排走间〔壳程〕
③ 冷介质选物性
条件出冷介质处理软水根全年高温度假定：
冷水进口温度〔℃〕t1 30
冷水出口温度〔℃〕t2 36
均温度冷水物性：
密度ρ2 994700〔㎏m3〕
导热系数λ2 0623〔W〔m·K））
黏度μ2 0001〔Pa·S〕
热容Cp2 4174〔kJ（㎏·K））
④ 流速选择
乙醇蒸汽流速〔ms）取 20
b初算换热器传热面积 So
① 热负荷冷介质消耗计算
热负荷〔kW） QW1Cp〔T1T2〕 1554
冷水消耗量（㎏h） W2QCp2（t2t1）2235344
② 计算均温度差△tm′﹐确定程数
选取逆流流先单壳程单程考虑计算出均温度差△tm′
△t2T1t2 425
△t1T2t1 95
△tm′（△t2△t1）㏑（△t2△t1） 22
关参数： R〔T1T2〕〔t2t1） 65
P（t2t1）（T1t1） 0124
根 RP 值查温度校正系数图〔化工工艺设计手册册 P2279 图 1514〕 读温度校正系数ΦΔt0857＞08见单壳程单程适宜均温差 △tm△tm′ 220 ℃
③ 验数值初选总传热系数〔估〕
选取 〔估〕 120 W〔m2·K）
④ 初算出需传热面积′〔m2〕
S0′Q 〔估〕 59
c工艺结构根参数计算
① 换热规格材质选定
选Φ25mm×25mm 钢
径〔mm）di 002
外径〔mm） 0025
② 换热数量长度确实定
数（根〕 n4Vπ 35
长（m） l′ nπ 214
商品长系列规格取长〔m〕L 3
③ 子排列方式子板连接方式选定
子排列方式采正三角形排列子板连接采焊接
④ 计算外壳直径 Di〔m〕
中心距〔mm） t125 32
横束中心线数 nc11×n12 65
取整〔根〕 nc 6
束中心线外层中心壳体壁距离〔m〕 ：
b′15d0 0038
：Dit〔nc1〕+2b′ 0235
壳体直径标准系列尺寸圆整取 D 325 mm
⑤ 计算实际传热面积〔〕程总传热系数〔选〕 〔W〔·K〕 〕
nπd0〔L01〕 8 〔选〕Q △tm 89
⑥ 折流板直径 Dc数量关尺寸确实定
选取折流板壳体间间隙〔mm〕 ：20
折流板直径〔mm〕 Dc3252×20 321
切弓形高度〔mm〕 h025D 8135
取折流板间距〔mm〕 h0 300
折流板数量 NB〔L01〕h01 86
取整：（块〕 NB 9
实际折流板间距〔mm〕 ：h〔3000100〕〔9+1〕 290
⑦ 拉杆直径数量定距选定
选Ф12mm钢拉杆数量6条定距采换热相子Ф25mm×25mm 钢
⑧ 列出设计换热器结构根参数
外壳直径〔mm〕 ：Di 325
换热面积〔m3〕 ：S0 8
换热数量〔根〕 ：N 35
长〔mm〕 ：L 3
子规格 ø25mm×25mm（钢〕
中心距〔mm〕 ：t 32
子排列方式：正三角形
程数：1
壳程数：1
折流板数量〔块〕 ：9
折流板间距〔mm〕 ：h 290
拉杆数量〔根〕 ：6
拉杆直径〔mm〕 ：12
定距：换热相规格
通板中心子数：nc 6
d换热器构件尺寸接尺寸确实定
换热器构件封头筒体法兰板筒体折流板〔支承板〕支座等接：流体进出口接排气排液等
① 筒体〔壳体〕壁厚确实定
选取设计压力〔Mpa〕P 06
壳体材料 Q235查相应许应力〔Mpa〕[σ] 113
焊缝系数ψ 065〔单面焊〕
腐蚀裕度〔mm〕C 35
δPDi（2[σ]ψP）+C 48
根钢板厚度标准取厚度 6mm 钢板 δ〔壳〕 6 mm
② 封头筒体法兰板支座均化工工艺设计手册中查取标准
处详述
③ 流体进出口接直径计算〔m〕
d〔4Vsπu〕12
乙醇蒸汽进出口接取 u1 15 ms
： 0137
圆整采 ø299mm×6mm 热轧缝钢〔YB23164〕 实际乙醇蒸汽进出口
流速 ：u14×Vs〔π〕 339ms
冷水进出口接取 u2 15 ms
：d2 0000540114
圆整采 ø95mm×6mm 热轧缝钢〔YB23164〕 实际冷水进出口
流速：
u14×Vs〔π〕 012 ms
e 壳程压降校验
① 程压强降
∑△Pi（△P1△P2）FtNsNp
述结果知：程数 Np1串联壳程数 Ns1 ø25mm×25mm 换热器
结构校正系数 Ft 14
换热器单程△P2 0
流体流直段〔包括进出口〕压力降：
△P1〔d+ξe+ξc〕ρ2〔d+15〕ρ2
Gi〔3600×〔π4〕×di2×n〕 1476
ReidiGiμ 38740
取ε 02 mm εdi 0001
查 λ 0027
：△P1〔d+15〕ρui22 81918 Pa
：∑△Pi（△P1△P2）FtNsNp 1146852 ＜3920Pa
：程流体压强降满足求
② 壳程压强降〔冷水走壳程〕
∑△P0（△P1′△P2′）FsNs
中流体流束压强降：
△P1′Ff0Nc〔 +1〕ρ2
子排列方式压强降校正子F 05
〔正三角形排列〕
壳程流体摩擦系数：f05Re0228
横子中心数：Nc 6 根
折流板数： 9 块
Re0deu0ρ2μ de4〔3122t2π4d02〕πd0 00202 m
Vs〔hD〔1d0t〕 〕Vs〔h〔Dncd0〕 00123 ms
Re0deρ2μ 32627 ＞500
f05Re0228 134
△P1′Ff0Nc〔NB+1〕ρ2 302
△P2′NB〔352hD〕ρ2 116
Ns 1 〔单壳程〕 Fs 115 〔液体〕
：∑P0Fs（△P1′+△P2′） 480 ＜3920Pa
f总传热系数校验
总传热系数式计算：
1K0〔计〕1α0+Rso+bλdm+Rsidi+αidi
中乙醇蒸汽传热系数αi〔W·K〕计算：
αi0023（λidi）（Rei）08（Pr）03 4755
间水传热系数α0〔W·K〕计算
水加热取黏度校正系数 øw014 105
α0036〔λ0de〕 〔Re0〕055
〔Pr〕13øw014 45962
取水侧气测污垢热阻均 000027 〔·K〕W
钢导热系数λ 51 W〔m·K〕
： 1K0〔计〕1α0+Rso+bλdm+Rsidi+αidi 002920
：K0〔计〕 3446
64 反响釜参数
容积 （Volume） 3000
公称容积 L （Nominal volume）
全容积 L （Total volume） 3232
设计温度 ℃ （Design temperature） 0180
传热面积 m2（Heat transfer area） 89
设计压力 罐体 Mpa （Cylinder body） 填料密封 02
（Design Pressure） 机械密封 04
夹套 Mpa （Jacket） 06
搅拌转数 框式 锚式 （Frame Anchor） 63 rmin
（Agitating speed） 叶轮式 桨式 （impeller paddle） 130 rmin
摆线针轮减速机 电机型号 （Motor type） Y132S4B5
（Cycloidal pin wheel reducer） 框式 （Gated type） BLD552223
叶轮式 （Impeller type） BLD55211
电机功率 KW （Motor power） 55
总重量 Kg （Total weight） 3206
结
月课程设计结束然次设计容难学认识制药工业工艺非常重通次课程设计制药行业工艺生产更深刻认识考虑问题简单书环节设计更针性选择关键环节设计初步熟悉药品实验室进入工业生产根程参中根环节学工作根底
次设计环节十组针生产务分设计生产环节工艺实际工作着重指导意义实际工作中尤拟型工程通团队合作完成样次需通学合作完成设计次设计务次设计中组成员通断交流沟通明确分工合作次务着清晰明确认识时会断指导老师沟通关键性环节理解存歧义方方甲基化工段成盐工段精制工段中间产物质量标准衔接问题工段收率总收率数出入问题胡老师耐心指导老师精心指导次课程设计全面清晰认识终圆满完成次课程设计次课程设计独立完成设计完成通次设计锻炼独立思考单独解决问题力仅身独立学独立解决问题表达断合作结果独立思考团结合作力工作学裨益完成次务时收获
次课程设计程中量查阅种资料化学工艺手册制药工程学等专业文献锻炼查阅文献力时锻炼灵活运资料力次课程设计求综合运门课程关选修课程根知识解决某设计务次训练中涉制药工程学化工原理药物化学物理化学化工机械根底等等学科中设备选型物质物性参数需事巨细搜寻信息图书馆找泛黄化学工艺手册中查询物质物性参数网络中找设备选型尺寸数次收获种肯定种莫名成感作名制药专业学生工作关系全类健康想种庄严责感命感促设计程中定专业严谨次课程设计提升作工科学生工程技尤独立设计工艺展示需清晰语言文字表达设计思路综合力挑战具特殊重意义
次设计中然缺乏定实践理知识次设计中存着量问题完善希位老师学予指正老师学表示诚挚谢意
参 考 文 献
[1] 王志祥制药工程学 第二版[M]北京：化学工业出版社20216
[2] 蒋作良殷斌烈缪志康药厂反响设备车间工艺设计[M]北京：中国医药科技出版社19941：207—209
[3] 国家医药理局海医药设计院编化工工艺设计手册〔〕[M]北京：化学工业出版社198612：6
[4] 刁玉玮王立业喻健良化工设备机械根底课程设计指导书[M]连理工学出版社20216
[5] 王正烈周亚物理化学 第四版〔册〕[M]北京：高等教育出版社20218
[6] 化工设备设计根底编写组化工设备设计根底[M]海：海科技技术出版社19876：27—35
[7] 顾芳珍陈国桓化工设备设计根底[M]天津：天津学出版社19948
[8] 尤启冬彭司勋药物化学 第二版[M]北京：化学工业出版社20217
[9] 谭天恩窦梅周明华化工原理 第三版〔册〕[M]北京：化学工业出版社20216
[10] 马庆方方荣生项立成等实热物理性手册[M]北京：中国农业机械出版社1986
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