阿司匹林生产工艺设计

阿司匹林生产工艺设计内容摘要：

上述要求规定，本厂房厂址选在天津武清开发区，远离市区中心，且周边可覆盖大量植被，防止环境污染。 且又处于京津运输通道，便于物料运输。 目前净水供应能力 2 万立方米 /日，规划供水能力 15万立方米 /日。 规划供电容量36 万千瓦。 已完成区内外铁路专用线的规划方案，并已得到天津铁路分局起步阶段年运输能力 60 万吨的批准文件。 建有 560 万立方米污水库及其氧化塘污水处理设施，现有污水处理能力 万吨 /日。 目前正在建设一座规模为 15万吨 /日二级污水处理厂，以满足区内污水的集中处理与排放。 基于以上理由，决定将选址于此 开发区。 三、生产工艺 设计内容 本设计以年产 80 亿片 ，采用比较成熟的合适 6 的酰化法进行生产。 生产工艺 阿司匹林的传统制备方法是以浓硫酸作催化剂进行 O－酰化反应，产率一般在 75%左右，但浓硫酸对设备的腐蚀性较大，对环境污染大，且易发生副反应而使产品色泽深，不利于提纯。 研究表明可用固体超强酸或多酸来代替浓硫酸作催化剂，但这些方法的制备过程较为复杂，需要专用设备。 因此就必须寻找一种催化效果良好、简单易得同时对环境污染较小的可以进行工业化的新型催化剂。 本设计采用酰化法来生 产阿司匹林，以水杨酸作为起始原料，经过酰化、粗制、精制等化学、物理过程生产阿司匹林产品。 本设计主要分为三个工段 :第一工段为反应阶段、第二工段为粗制阶段、第三工段为精制阶段。 化学反应方程式为： O HOO H H 3 C COO HH 3 C COO COC H 3 O HOO C C H 3OH 生产工艺流程确定 工艺流程设计 配料比： 水杨酸：醋酸酐：乙酸钠 =1:: 本设计选择 间歇式 操作，将原料投入酰化釜中，升温一个小时，釜温达到75 摄氏度，打开搅拌式浆釜，反应放热打开冷凝器，使反 应物料保持在液态，反应温度控制在 75 摄氏度到 80 摄氏度之间，过低的温度使反应不完全，反应时间过长；升高温度容易产生许多副产物，使产品质量下降，因此控制反应时间和温度很重要，反应时间为六小时，当反应液中水杨酸含量低于 %时，停止反应。 关闭冷凝器，通入冷水冷却至室温，投入洁净釜内结晶，用离心机过滤，收集乙酰水杨酸粗品，收集母液，供下批使用。 将粗品投入结晶釜内，通过计量罐进入结晶釜内，通入蒸气加热到 40 摄氏度，打开搅拌桨搅拌，均匀混合后，通入冷却水冷却至结晶，用离心机过滤，干燥、过筛后得成品，废液进行处理并 回收。 在制备过程中涉及到的单元操作有 : 酰化反应 冷冻结晶 离心及洗涤 干燥 分离 过滤 生产工艺流程 醋酐、水杨酸 — 酰化 — 酸洗离心 — 水洗离心 — 气流干燥 — 旋风分离 — 阿司匹 7 林 工艺流程图 工艺过程说明 醋化 岗位 第一次投料：按醋酐总量与含量计算水杨酸总投料量，检斤称重，将总投料量的三分之二水杨酸投入醋化罐中，再将醋酐一次全部加入罐中，在搅拌情况下，水汽 加热 1h，使内温升到 80℃～ 84℃，析出晶体，保温 40min～ 60min 后，缓慢均匀降温到 55℃。 第二投料：待罐内降至 55℃时，把剩余的三分之一水杨酸投到醋化罐中。 水温升温 90min 至 80℃～ 82℃，保温 1h，取样测终点，游离水杨酸≤ ﹪，如终点不到可延长保温时间或补加醋酐，直到终点。 检查合格，方可进行第二次降温，缓慢降至 70℃，将已溶解的回收品溶液通过过滤器抽入反应罐中【（回收品 +粉）：母液 =1： ,加温 80℃～ 80℃】抽滤完毕，保温 30min 用水汽混合降至 50℃，缓慢加入同温的稀释 母液 200L～ 300L,然后用水蒸气继续降温至40℃（夏天）或 30℃（冬天），全开冷水，降至 15℃～ 18℃，查终点合格后放料（夏天 30可用盐水进行后期降温）夏季 22℃～ 24℃放料 酸洗离心洗涤 用 冰醋酸将渗滤好的湿的阿司匹林在渗滤槽中全部洗涤一次（洗均），用真空将渗滤好的乙酰水杨酸抽入料斗，再放入离心机中，把料摊平慢车，均匀后在全速开车甩 15min，甩开母液和洗涤水酸，停车，将离心机中的乙酰水杨酸抽入水洗料斗中，含酸量≤ ﹪，洗涤水含酸量≤ 13﹪。 水洗离心洗涤 水杨酸 醋酐 母液 酰化 酸洗离心 水洗离心 气流干燥 母液 旋风分离 阿司匹林 8 将料斗中物料放入离心机中，用手将料摊开，用含 ﹪磷酸的水洗（ 200L/机），将含磷酸水甩净，再用清水 10L 洗涤，全速甩 20min～ 25mim（含水量 ﹪）将料抽入干燥斗中。 洗涤水为本岗自制的蒸馏水，氯化物合格。 干燥岗位 将料斗中的湿品乙酰水杨酸放入湿品料仓中，经螺旋推进器送入流化床干燥器内，控制进风口压≤ 800Mpa，进口温度 78℃～ 84℃，进行干燥，经旋风分离器分去粉子，其尾气经袋滤器后排空，沸腾流化床的成品，经冷风段，并经过筛机筛去渣子，成品进入干品料仓，分装成袋 25Kg，成桶（ 出口 25Kg），待检验合格后包装，准备入库，每批清理一次粉子，称重，交醋化岗处理。 回收岗位 一次母液回收处理：一次母液升温 65℃，经膜式发器在真空≥ 条件下蒸酸，每小时处理 400L～ 500L，膜式蒸发器气压≤ ,蒸出的醋酸经酸洗一部分，做洗涤酸用，其余经检验合格（含量≥ ﹪）入库，浓缩液入结晶罐降温析结果，再溶掉部分细粉，留下品种保温 2h～ 4h,缓慢降温至 40℃～50℃，放料离心，用冰醋酸洗涤后，全速离 20min，得回收品，经检验合格后交酰化套用，母液循环回收。 循环母液处理：循环回收母液与一次母液体积比 1： ～ 2 配比，在 96℃～100℃，保温 ～ 3h，以一次母液回收方法进行处理，回收乙酰水杨酸。 循环母液处理：循环回收母液套用 20 批左右其胶体增多无法正常回收，故而可将残液中加入冰醋酸，其配比为 1： ～ ，保温 3h～ 5h，对胶体进行酸解而后再蒸馏降温，结晶，离心，回收乙酰水杨酸，酸化二次后，再不能回收乙酰水杨酸，将残液进行蒸酸，汽压 蒸至不能出酸后，再加水蒸稀酸，蒸酸剩余的残液再加水稀释，打入水解罐，加氢氧化钠溶液进行碱解 4h～ 6h，温度 95℃～ 100℃， ph 为 9～ 10，得水杨酸钠，碱解液打入酸析罐，用 30﹪左右的稀硫酸溶液 45℃～ 50℃温度下，进行酸析，得回收工业水杨酸， 终点到降温到 30℃，离心放到料用 30℃的水洗至硫酸盐 1﹪，全速甩干水分，（含水分 15﹪），得到回收工业酸品，再经干燥室 70℃，出料检斤，化验后干品送升华室重投回手升华酸。 四、物料衡算 计算依据： 年产量： 800 t 年工作日： 300 天 日产量： t 转化率： 99% 收率： % 物料计算以日产量为基 准。 溶解罐的物料衡算 9 ① ② ③ 根据吉林恒河制药厂和山东新华制药厂的参考公式，可得： 回收品∶母液 =1∶ （粉子、渣子、尾料）∶母液 =1∶ 因为投入回收品、粉子、渣子为固定值： 回收品 = 粉子 +渣子 =+22Kg = 所以计算出母液量为： + =+62Kg = 综合以上计算，得： 进料 ①： 粉子 = 渣子 =22Kg 回收品 = 进料②： 母液量 = 出料③： 经过溶解的进料①和进料②，完全经过过滤罐过滤出料，即 出料③ =+22 Kg+ Kg+= 酰化反应的物料衡算 ① ② ③ 年产量为 800t，一年按 300 个工作日计算，可得出日产量为： 800t/300 天 =2667Kg/天 因为此物料衡算时以吉林恒和制药为模型，在此基础上进行扩建和改造，所以改造后产品的收率仍为改造前的收率，即 %。 酰化反应釜 溶解罐 10 又因为 :产品收率 =产品 /（水杨酸 ） = 则水杨酸投料量 =2667Kg/（ ） = 根据阿司匹林生产设计的经验公式： 水杨酸投料量 =（醋酐含量） /～ = 此物料衡算中运用经验常数 ；并且醋酐含量为 98%； 则投 入醋酸量 = = 同时因为醋酐中的醋酸的含量为 2% 则 HAC 质量 = 2% = 根据吉林恒河制药厂和山东新华制药厂的参考公式，可得： 总投料量∶母液量 =∶ 1 因为总投料量 =水杨酸 +酸酐 =+ = 由此的投入反应罐母液量为 /= 综合以上计算，得： 进料①： 水杨酸 = 酸酐 = 进料②： 溶解罐中的出料③ = 投入反应罐的母液量 = / = 出料③： 此工艺过程可近似不考虑损耗，即完全出料 : 即出料③ = 水杨酸 +酸酐 +溶解罐中的出料③ +投入反应罐的母液量 = 渗滤槽的物料衡算 ① ② ③ 渗滤槽 11 因为 和 中的母液均来自于此工艺过程，即 渗滤掉的母液量 =+ = 进入工艺 和 使用。 根据渗滤槽的渗滤能力和反应液的性状，渗滤掉的母液百分比为 %（吉林恒和制药的经验值 ）。 则渗滤结束后剩余的母液量 = % =， 因为反应液中存在挥发性物质醋酸、醋酐以及设备老化等原因造成了损耗，一般损耗率为 %；即 损耗量 =进料总量 % = % = 所以此工艺得到粗品阿司匹林 = = 综合以上计算，得： 进料①： 完全来自酰化反应罐中的出料③ = 出料②： 粗品阿司匹林 = 渗滤结束后剩余的母液量 = 出料③： 渗滤掉的母液量 = 表 1 酯化反应前物料衡算表 物料 名称 水杨酸 酸酐 回收阿司匹林 粉子 渣子 母液 总量 重量Kg 22 表 2 酯化反应后的物料衡算表 物料名称 阿司匹林 母液 损耗 总量 重量 Kg 12 酸洗离心机的物料衡算 ① ③ ② ④ 根据醋酸的浓度、渗滤槽中剩余母液的粘度和质量，确定酸洗工艺过程中加入醋酸的质量，因为本设计采用的醋酸浓度为 %， 又根据经验公式：醋酸 /（阿司匹林 +母液） =1∶ 所以确定投入醋酸量 =（阿司匹 林 +母液） / =（ +） / = 根据酸洗离心机的离心能力和物品的粘度得出经验离心率为 %，所以 离心出来的母液 =总投料量 % =（ ++） % =，进入回收工艺。 又由于醋酸的挥发及设备的老化造成了一定的损耗，损耗率一般为 %～%，本次设计取 %。 所以确定损耗 =总投料量 % =（ ++） % =。 以此计算出 湿品阿司匹林 =总投料量 离心出来的母液 损耗 =（ Kg + Kg + Kg） Kg = 综合以上计算，得： 进料①： 来自于渗滤槽中的出料② 粗品阿司匹林 = 渗滤结束后剩余的母液量 = 进料②： 醋酸 = 出料③： 酸洗离心机 13 湿品阿司匹林 =。 要保证湿品中醋酸含量≤ %，本设计计算时取 %。 出料④： 离心出来的母液 = Kg 表 3 酸洗离心物料衡算 酸洗离心前物料衡算 酸洗离心后物料衡算 物料名称 阿司匹林 母液 酯酸 总量 阿司匹林 母液 损耗 总量 重量Kg 水洗离心机的物料衡算 ① ③ ② ④ 根据湿品中含醋酸量和湿品 ASP 的纯净度，投入洗剂水与 ASP 的比例 =1∶ ， 所以洗剂水量 =湿品 ASP/ ==。 又根据离心机的脱水能力，经验值。