生化工程设计及工厂设计.pdf

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1、. 缬沙坦原料药车间设计 说明书 题目缬沙坦原料药车间设计 院系化学化工学院 专业班级化工与制药 2011级 1 班 学生姓名张乾学号2011444561 指导教师朱蠡庆 时间 2015.01.04 . . 目录 1 缬沙坦简介 1 2 缬沙坦工艺路线 . 1 2.2 生产制度 1 2.3 工艺过程 1 2.3.1氢化还原工序 . 1 2.3.2精制工序 . 1 3 设备位号 1 4 生产车间说明与设计 . 1 4.1 车间布置原则 1 4.2 车间概况说明 1 4.3 车间组成主要说明 1 4.3.1粗品生产区 . 1 4.3.2精制生产区 . 1 4.3.3辅助生产区 . 1 4.3.4行

2、政生活区 . 1 5 车间建筑构造 . 1 6 车间防火防爆与安全卫 . 1 6.1 防火防爆 8 6.2 防雷与防静电 1 . 6.3 消防. 1 6.4 安全卫生 1 8 总结 1 . 1 缬沙坦简介 缬沙坦，是血管紧张素受体拮抗剂，可用于各种类型高血压，并对 心脑肾有较好的保护作用。 缬沙坦药理作用是它选择性地作用于AT1 受体亚型，阻断Ang与 AT1 受体的结合（其特异性拮抗AT1 受体 的作用大于 AT2 受体约 20,000倍） ， 从而抑制血管收缩和醛固酮的释 放，产生降压作用。该品不作用于血管紧张素转换酶（ACE） 、肾素 和其它受体， 不抑制与血压和钠平衡有关的离子通道；该

3、品对血管紧 张素转换酶没有抑制作用， 不影响体内缓激肽水平， 因而导致咳嗽的 副作用少于血管紧张素转换酶抑制剂。缬沙坦降低升高的血压， 同时 不影响心律。对大多数患者，单剂口服2 小时内产生降压效果，4-6 小时达作用高峰，降压效果维持至服药后24 小时以上，治疗2-4 周 后达最大降压疗效， 并在长期治疗期间保持疗效。 与噻嗪类利尿剂合 用可进一步增强降压效果。突然终止缬沙坦治疗，不引起高血压“ 反 跳” 或其他副作用。 缬沙坦不影响高血压患者的总胆固醇、甘油三酯、 血糖和尿酸水平。 2 缬沙坦工艺路线 2.1 工艺路线 缬沙坦：以 N-正戊酰基缬氨酸甲酯为起始原料，经加氢还原、 精 制等过

4、程制得。 2.2 生产制度 1)年工作日： 300 天（三个产品不重叠生产，每次仅生产一个产 品） 2) 生产班次：两班/三班、8 小时/班。原则上各工序每套设备每天处 理一批物料，工序具体生产班制按操作周期确定。 3) 生产方式：间歇式生产。 2.3 工艺过程 2.3.1氢化还原工序 2.3.1.1工艺配比 . 原辅料名称规格质量比 W* N-正戊酰基缬氨酸甲 酯 99%1.0 醋酸异丁脂99%4.0 5% Pd-C(钯-碳) 工业0.01 乙酸乙酯99%3.5 纯化水符合药典标准1.0 *注：W 为 N-正戊酰基缬氨酸甲酯批投料质量 2.3.1.2操作过程 在氢化反应釜中，依次加入4W 醋

5、酸异丁酯、 1W 的 N-正戊酰 基缬氨酸甲酯、 0.01WPd-c，加热至 7075使其溶解 （反应液比容 约为 950kg/m3） ， 降温通氢气，控制温度在38、 压力 0.10.2MPa， 反应 8 小时，停搅拌，降至常温，压滤，回收Pd-C。滤液转移至浓 缩釜，减压浓缩至干，回收醋酸异丁酯套用，回收率95%。 向浓缩釜中加入2W 乙酸乙酯， 溶解浓缩物， 再加入 1W 水，进 行水洗分层，水相用1.5W 乙酸乙酯分三次提取，合并有机相。水 相经预处理后排至污水处理站。将有机相减压浓缩 （馏出液约为上述 有机相总体积的1/4） 、冷却降温至5结晶，离心，滤饼（含湿量 为 20%）转移至

6、干燥器，在真空度0.08MPa 条件下干燥，得缬沙 坦粗品（缬沙坦粗品95%） 。回收母液和馏出液中乙酸乙酯套用， 回收率 90%，残留物送至市政处理。 氢化还原收率为 92%。 2.3.2精制工序 2.3.2.1工艺配比 原料药名称规格质量比 W* 缬沙坦粗品中间体1.0 . 丙酮99%4.0 活性炭医用级0.1 *注：W 为缬沙坦粗品批投料质量 2.3.2.1操作过程 在脱色釜中加入 4W 丙酮、1W 缬沙坦粗品， 0.1W 活性炭，加热 回流 4 小时，脱碳过滤。将滤液转移至结晶釜中，缓慢冷却至5 结晶，经固液分离，在真空度0.08MPa条件下干燥，得缬沙坦精品 （含量 99.5%） 。

7、回收母液中的丙酮套用，回收率90%。精制收率 为 94%。 3 设备位号 看附录 1 4 生产车间说明与设计 4.1 车间布置原则 1 满足 GMP 要求 （一）设备的设计、选型、布局、安装、改造和维护必须符合预定 用途，应当尽可能降低产生污染、交叉污染、混淆和差错的风险，便 于操作、清洁、维护，以及必要时进行的消毒或灭菌。 （二）洁净车间设备布置及操作台设置应考虑有利于洁净环境的保 持和空调系统的有效运行。 2满足工艺要求 （一）设备布置尽量与工艺流程一致,避免中间体和产品有交叉往 返的现象，一般可将计量设备布置在最高层，主要设备(如反应器等 ) 布置在中层，贮槽及重型设备布置在最低层。 （

8、二）在操作中相互有联系的设备应布置得彼此靠近，并保持必要 的间距。这里除了要照顾到合理的操作地位、行人的方便、物料的输 送外，还应考虑在设备周围留出堆存一定数量原料、半成品、成品的 空地，必要时可作般的检修场地。如附近有经常需要更换的设备， . 更须考虑设备搬运通道应该具备的最小宽度，同时还应留有车间扩 建的位置。 （三）设备的布置应尽可能对称（见下图），在布置相同或相似设 备时应集中布置， 并考虑相互调换使用的可能性和方便性，以充分发 挥设备的潜力。 3 满足建筑要求 （一）露天化的设备， 设备的露天化必须考虑该地区自然条件和生 产操作的可能性。 4 满足安装和检修要求 （一） 由于制药厂的

9、物料腐蚀性大， 因此需要经常对设备进行维护、 检修和更换，因此在设备布置时，必须考虑设备的安装、检修和拆卸 的可能性及其方式方法。 （二）必须考虑设备运入或搬出车间的方法及经过的通道。一般厂 房内的大门宽度要比需要通过的设备宽02m 左右，当设备运入厂 房后，很少需要再整体搬出时，则可在外墙预留孔道，待设备运入后 再砌封。 （三）设备通过楼层或安装在二层楼以上时，可在楼板上设置安装 孔。安装孔分有盖及无盖两种，后者需沿其四周设置可拆卸的栏杆。 对需穿越楼板安装的设备(如反应器、塔设备等 )，可直接通过楼板上 预留的安装孔来吊装。 对体积庞大而又不需经常更换的设备，可在厂 房外墙先设置一个安装洞

10、，待设备进入厂房后，再行封砌。也可按设 备尺寸设置安装门。 （四）厂房中要有一定的供设备检修及拆卸用的面积和空间，设备 的起吊运输高度，应大于在运输线上的最高设备高度。 （五）必须考虑设备的检修、拆卸以及运送物料的起重运输装置， 若无永久性起重运输装置也应该考虑安装临时起重运输装置的位 置。 5 满足安全和卫生要求 （一）要创造良好的采光条件， 设备布置时尽可能做到工人背光操 作，高大设备避免靠窗设置，以免影响采光。 （二）如有一定量有毒气体逸出的设备，即使设有排风装置，亦应 将此设备布置在下风的地位； 对特别有毒的岗位， 应设置隔离的小间 (单独排风 )。处理大量可燃性物料的岗位，特别是在二

11、楼、三楼，应 设置消防设备及紧急疏散等安全设施。 . （三）对防爆车间，工艺上必须尽可能采用单层厂房，避免车间内 有死角，防止爆炸性气体及粉尘的积累，建筑物的泄压面积根据生产 物质类别按规范设计。 若用多层厂房， 楼板上可留出泄压孔以利屋顶 泄爆，也可采用各层侧泄爆。防爆厂房与其它厂房连接时，必须用防 爆墙(防火墙)隔开。 4.2 车间概况说明 本设计为缬沙坦原料药制造车间，主体车间为一层厂房， 但在粗品 生产车间有操作台，也可视为两层。全车间总高9m，长 52.5m，宽 44m，占地面积2310m2，在车间内设置有缬沙坦原料药生产的综合 生产车间。缬沙坦的粗品生产集中在三和四车间。精制集中于

12、洁净区 域的精制车间。生产线均按照生产工艺配套相应其它工艺设备。 4.3 车间组成主要说明 整个车间的设计是主要是由粗品生产、精制、辅助生产等几个大功 能区域组成， 考虑到车间可能发生的事故，车间走廊上一共设有四个 紧急通道，确保各个区域工作的工作人员能够在车间发生意外的时候 及时撤离。紧急通道为常闭门，只有在特殊情况下才可以打开。 4.3.1粗品生产区 粗品生产区为一般洁净区。 （1）人员行进路线 从前厅进入生产车间要先经过换鞋更衣的步骤，通过一条走廊进 入生产的一般洁净区， 此块设置有四个车间， 其中一二三车间为一般 防火防爆墙体， 四车间为氢化还原反应车间， 因为氢气储罐就放在离 氢化还

13、原釜不远的地方， 也是极易燃易爆的气体， 在操作时要特别注 意，除此之外， 氢化还原的房间要是特别的防火防爆的墙体，并且在 这两个房间的南部仅有一个走廊，此面向南的墙体为一面泄压墙，相 对来说万一发生危险事故就比较不会影响到其他车间的设备。另外， 因为这种原料药生产时需要添加的溶剂原料大部分为有机试剂，为甲 类液体，所以车间的通风状态是要特别良好的。在此粗品生产区除了 生产车间以外，还设有设备清洗间、物料暂存间、洁具存放间、脱外 包间、原料暂存间、称量室等辅助生产房间。 在生产区设有紧急通道， 便于工作人员在车间发生意外状况时及时撤离。 . （2）原料药粗品生产路线 在四车间氢化反应釜（R41

14、01）中，通过计量罐（ V4101）依次加 入 4W 醋酸异丁酯、 1W 的 N-正戊酰基缬氨酸甲酯、0.01WPd-c， 反应釜夹套内通入水蒸气加热至7075使其溶解（反应液比容约 为 950kg/m3） ，降温，打开通氢气的阀门通入氢气，控制反应釜内温 度在 38、压力0.10.2MPa，反应 8 小时，停搅拌，降至常温， 通压缩空气进行压滤，回收Pd-C。滤液由泵（P4101）转移至三车间 的浓缩釜（ R3201A）中，经由冷凝器（ E3201）进行减压浓缩至干， 馏出液醋酸异丁酯进入罐 （V1209） 回收套用。接着向浓缩釜（R3201A） 中由计量罐（ V3202）加入 2W 乙酸乙

15、酯，溶解浓缩物，再由计量罐 （V3201）加入 1W 纯化水，进行水洗分层，水相由浓缩釜下方的 孔经由泵（ P3204）送入罐（ R3201B）然后由计量罐（ V3202）加入 1.5W 乙酸乙 酯萃取，有机相由移动真空泵和软管泵回浓缩釜 （R3201A） ，然后水相由计量罐（ V3202）加入 1.5W 乙酸乙酯萃取， 有机相再由移动真空泵和软管泵回浓缩釜（R3201A） ，水相再由计量 罐（V3202）加入 1.5W 乙酸乙酯萃取，有机相由真空泵泵回浓缩釜 （R3201A）合并有机相，水相经预处理后排至污水处理站。 将有机相经由冷凝器（ E3202）再次进行减压浓缩，馏出液送入罐 （V11

16、07） ，浓缩液由泵（ P3201）送入结晶釜（ R3202）进行结晶， 同时结晶釜降温至5，结晶完成后，晶浆由泵（P3204）送入三足 式上部卸料离心机（ M3201A、B） ，滤饼（含湿量为20%）转移至真 空干燥箱（ M3202） ， （在真空度 0.08MPa 条件下干燥），得缬沙坦 粗品。残留物送至市政处理。 4.3.2精制生产区 精制区为D 级洁净区，三个原料药的精制全部是公用的设备和车 间。 人员行进路线 进入大厅进行外更， 经由走廊进入生产区， 进入精制车间还要进行 男女的一更，二更，缓冲然后正式进入精制区。精制区由于有洁净度 的要求，所以在与外界接触的任何可能的地方都要设置气

17、闸，气闸两 边的门不能同时开启。洁净区还设置了原料暂存室、称量室、粗产品 暂存室、称量室、设备清洗间、洁具存放间、粉碎室、产品暂存间、 内包室。精制车间设置有安全门和消防通道， 在发生意外状况的时候， . 在精制车间工作的人员可以及时快速的由安全门出去。 4.3.3辅助生产区 辅助生产区包括配电间、氮气储备室、空调空压机房、纯化水的制 备室、冰盐水的制备、冰冻盐水制备室，这一块区域不由车间进入， 是单独的开门系统。 4.3.4行政生活区 人员净化用室（雨具存放间、换鞋室、存外衣室、洁净工作服室） 和生活用室（厕所、办公室、会议室）。所有进入车间的人必须要先 经过更衣室进行换鞋和外更， 这样会确

18、保车间受外界污染的概率大大 减小。出来外更间就可以进入粗产品生产车间。往前走右手边依次是 办公室，男女厕所。左拐直走进入一般生产区二车间，右手边是粗产 品精制洁净区。这样的设计使各类工作人员都可以很方便的进入自己 的岗位，并且如果想上厕所可以很快速的从车间出来，解决个人问题。 总的来讲，车间的体型为长方形，内部布置满足生产要求，工艺流 程合理，总体布局紧凑，人流物流路线顺畅。 5 车间建筑构造 （1）内墙 钢结构部分：采用50 厚乳白色岩棉彩钢板。 框架部分：防爆区采用 240 厚加筋实心砖， 其余采用 200 厚加气混 凝土墙。 （2）外墙 钢结构部分：主立面采用白色进口外墙面板。其余外墙为

19、BHP 专 用彩钢板。 框架部分：外墙贴乳白色铝塑板。 楼地面：库房采用配筋磨光后涂耐磨环氧混凝土地面。防爆区采用 2.5 毫米 AS 防静电环氧地坪；卫生间、淋浴间楼地面为防滑地砖； 天井采用彩色地砖； 其余地面均为浅绿色水磨石楼地面；卫生间满贴 瓷砖至吊顶底。 （3）门窗：外门窗为白色塑钢门窗，内门为彩钢板门，均按施工 图要求配制闭门器、拉手、门锁及地弹簧等配件； . （4）吊顶：采用 50 厚矿棉板吊顶。 （5）内墙面： GS-1型防霉涂料。 6 车间防火防爆与安全卫生 6.1 防火防爆 合成车间厂房的耐火等级不得低于二级，厂房设置为一层， 其总高 度不得低于7.5m，而厂房的每一层和每

20、一防火分区的安全出口不得 少于两个，安全出口至最远工作点的距离不得大于100m,建筑材料应 符合非燃烧或难燃烧材料以提高整个厂房的防火性能；各种技术竖井 的井壁应选用耐火极限不得低于1 小时的非燃烧体；吊顶材料应选用 耐火极限不得低于0.25 小时的非燃烧体或难燃烧体，隔墙材料应选 用耐火极限大于 0.5 小时的非燃烧体；空气过滤器应适应建筑防火要 求，其安装骨架应选用非燃烧体；各种风管的保温材料、消声材料和 密封材料应选用非燃烧材料或者难燃烧材料。 6.2 防雷与防静电 建筑物应具有防直击雷，防雷电感应和防雷电波侵入的措施。生 产中用来加工、储存、输送物料的金属设备、容器和管道等应连成一 个

21、连续的导电整体并加以接地。 设备内部不应该具有与地绝缘的金属 体。静电接地的连接线应具有足够的机械强度和化学稳定性，连接应 当可靠，其接地电阻不超过100 欧。工作地面、台面等应采用抗静电 的材料制成。 6.3 消防 厂房应安装适应的消防通讯工具， 既要配备一定数量的固定消防设 施，如消火栓， 也要配备一定数量的小型灭火器。灭火器材料的种类 和数量应由建筑部门和当地的公安消防部门协商解决。为了及早发现 和通报火情，防止和减少水灾危害，保护人身和财产安全，根据消防 有关规定，设计在制剂生产线厂房内设置火灾自动报警及连动控制系 统。选用北京西门子西伯乐施电子设备有限公司中文智能型水灾自动 报警及消

22、防连动控制系统，对厂房内火灾进行探测报警和连动控制。 消防控制室设在车间一层。 . 6.4 安全卫生 厂区内所有场地地震基本烈度为八度。建筑物按有关规定进行室外 防雷接地设计。 厂区总平面布置上， 各建筑物之间按规范要求留有足 够的间距，道路成环行通畅，满足消防和运输等方面的操作要求。生 产车间内工艺装置在布置上均按规范要求留有安全通道和规定的操 作间距。建筑物的楼梯及设置符合安全及疏散要求。 本期工程将遵照国家的安全卫生设施与主体工程同时设计，同时施 工，同时验收投产的 “ 三同时” 规定，按照国家规定的工业卫生标准及 有关规范，对可能危及生产及生产操作的不安全因素和影响操作人员 身体健康的有害因素采取措施，达到国家标准， 以保障操作人员的安 全和卫生，提高健康水平，创造文明生产的良好环境。 8 总结 总的来说，在整个原料药生产车间的设计中，基本上已经达到了满 足生产要求、符合GMP 认证、降低生产成本、提高产品质量等药厂 设计的的要求。 但在设计中也有不够理想的地方，如在车间的布置都 存在不合理的地方，有待更进一层次的改进与优化。 . 。 . .