化学合成原料药车间设计探讨

《中国科技教育·理论版》2012年第4期

化学合成原料药车间设计探讨

薛龙中核第四研究设计工程有限公司050021

摘要本文结合化学合成原料药的特点，就合成车间车间布置设计思路、设计过程中注意要点及设计经验作一简单的介绍。

关键词化学合成原料药布置易燃易爆

化学合成原料药是指工业生产中各种化学原料在一定条件下通过化学反应得到具有一定药效的产品，再经过结晶、干燥等工序使其达到药品的各种指标的原料药生产方法。

化学合成原料药车间（以下简称合成车间）设计的优劣，对原料药厂家的生产至关重要。而车间布置是工艺设计中的重要部分，只有合理的工艺布置才能实现工艺流程及设备的先进，才能为车间生产、操作、设备安装检修以及为安全卫生、环保创造良好的环境。本文仅就合成车间的设计谈谈自己的体会。

1．合成车间的特点

1）反应过程复杂，操作工序较多，设备台数较多；2）一般使用大量酸、碱、有机中间体和有机溶媒，车间对防火、防爆、防腐等要求较高；3）设备数量多，管道量大，需合理布置操作面；4）尽量利用位能考虑物料的输送；5）充分考虑危险工艺的布置；6）原料药精烘包（精制、烘干、包装）岗位按GMP要求。

合成车间一般均由连续几步化学反应组成，其反应步骤有特定的顺序，反应过程也有繁简不同，另外合成车间设备多、管道多，并且生产过程自动化水平不高，仍以间歇手工操作为主，因此在车间布置时应充分考虑上述因素，进行车间合理布置。

2．合成车间布置原则

2.1 合成车间布置以满足工艺生产要求为前提，以工艺流程为基础，从利于生产操作和便于生产管理的角度出发，认真考虑功能性区域的划分及设备布置设计。

1）顺工艺流程布置，使之上下纵横相呼应，确保水平方向和垂直方向的连贯性，尽量缩短物料运输路线，节约能源；2）相同设备或同类设备、性质相似及联系密切的设备相对集中布置，以便于集中管理、统一操作，节约定员；3）设备垂直方向布置不仅充分考虑人员操作台通道，还需考虑设备检修、物料运输所需运行空间；4）厂房空间设计中充分考虑设备相关联的附属设备、管件的操作高度，还需考虑搅拌设备的安装检修高度；5）公用物料、公用工程等各种管线相应集中布置；6）对于车间内精烘包岗位，按GMP要求，根据不同剂型对原料药的不同洁净等级要求设控制区、洁净区，布置于此区域的设备；7）从工艺生产流程及生产管理角度出发按生产区划分车间不同分区。

2.2 合成车间布置应满足安全、环保及职业卫生的要求。

1）有毒的生产岗位在车间布置时必须考虑严格的隔离、防护措施，应避开人流较集中的区域，并设置缓冲区域防止事故蔓延；2）对于易燃、易爆的生产岗位，在不严重影响工艺流程的条件下，尽量相对集中布置，控制面积，并按规范设置泄爆窗；3）有爆炸危险的工序最好布置在厂房的顶层或一端，同时设按规范要求设置安全出口；泄压面的设置应避开人员集中的场所和主要交通道路；4）有爆炸危险的工序最好布置在厂房的顶层或一端，同时设按规范要求设置安全出口；5）使用腐蚀性介质的岗位，应加强尾气吸收，并考虑相应设施所占有的空间位置；6）充分利用车间的自然通风和自然采光；7）产生噪声、放热等岗位宜邻外墙布置；8）化学合成原料药车间布置必须满足现行有关防火防爆、消防、配电等方面的规范和规定。

3．根据工厂实际确定合理的合成车间厂房型式

合成车间在厂区内可占面积及位置及在厂区与其它建筑物、构筑物的相对位置，往往在工厂

总平面布置设计中已确定。

1）单层厂房。对有防爆岗位的甲乙类厂房宜采用单层厂房，车间内可设置操作台来满足工艺设备的位差要求。厂房高度视设备在垂直方向的布置要求而定，层高多为10.0m~12.0m；跨度应考虑自然通风和采光要求。2）局部多层。对有防爆要求的甲乙类生产工序采用单层，对精烘包工序或辅助生产区采用局部多层设计；此种布置既有防爆生产区单层布置的优点，同时也可尽量减少车间占地，增加厂区土地利用率。3）多层厂房。对工艺流程比较长，生产规模大的合成车间也可采用多层厂房，但一般以不超过四层为宜，且对有防火防爆要求的甲乙类生产工序布置在车间端头或顶层。

不论单或多层，厂房总宽度一般控制在16-18米之间，不宜超过22米，否则影响自然采光与自然通风。厂房长度可根据需要确定，但根据框架形式按规定设置伸缩或沉降缝。对于有净化空调要求的厂房，应严格控制层高，操作室净高一般在2. 6-3米之间，以利节能。

合成车间一般为框架钢筋混凝土结构，以适应产品更换或工艺技术路线、设备的革新与改进，以及随之的布局调整的需要。

4．车间布置注意事项

1）有分层操作设备岗位，设备不宜穿楼板设置，应在同层操作，设备下设操作台；2）车间动力区（泵房、配电室、蒸汽分配室等）贴近负荷中心，有利节能；3）车间内的行政区应设置于车间的端头，包括更衣、休息、洗涤等；4）大型贮罐设备宜布置于室外，但应有防晒、防冻的保护措施；5）设置必要的喷淋、洗眼装置；6）厂房一层减少地沟设置，防止溶媒气体积聚；7）在不严重影响工艺流程情况下，尽量把震动剧烈、荷重大的设备布置在底层。却需布置楼板上的，其设备或操作台支腿位置尽可能与梁固定；8）布置于楼板上有剧烈震动设备其支撑基础应置于楼板梁上不得与墙、柱相连；9）高大的设备，请勿沿窗布置，以免影响采光及通风；10）车间内设备布置，应把背光操作列为首选位置；11）车间外墙预留设备安装、检修通道；12）较大的操作台或防爆岗位的操作台，应有两个楼梯，便干安全疏散；13）计量罐和回流冷凝器等布置在反应罐的上方，为密切配合反应罐使用，它们的位置应随反应罐位置而变化；14）有特殊的防毒、防火和防爆要求和高温高压、氢化等危险性较大的反应，必须从建筑和通风上作针对性的处理，对剧毒的化学反应操作岗位，应单独隔间并设置良好的排风。高压反应须设防爆墙和泄压屋顶，这类反应室可与化学合成原料药车间放在一栋建筑物内，也可另建专用建筑物与化学合成原料药车间毗邻而建；15）蒸馏、回收处理的塔器应适当集中，布置于高层建筑中，以利操作和节省建筑物的空间；16）化学合成原料药车间原料、中间体的运输频繁，因此车间内部应有足够宽度的水平运输通道，且倒料过程多用软管；17）化学合成原料药车间多在大量使用有毒有害溶媒，特别是有氢气的合成区设置天窗，以有利于氢气的排放和通风采光；18）车间布置应按照生产要求设置原辅料存放、中间体存放、成品和包装材料暂存、备品备件等生产辅助房间；19）车间布置尽可能考虑未来工艺路线的改进和预留发展的空间。

总之，生产工艺操作对布局和设备布置提出基本要求，正确的工艺布置又为合理的建筑结构提供可靠的依据。只有根据生产工艺流程才能做出合理的工艺布置，只有掌握布置基本原则及注意事项，布置也才能为车间创造良好环境。

参考文献

【1】徐匡时主编，《药厂反应设备及车间工艺设计》，化学工业出版社。

【2】中国化学制药工业协会，药品生产质量管理规范实施指南（2001）化学工业出版社。