物料衡算

物料衡算

5.1选择计算标准

在物料衡算中，恰当的选择计算基准可以简化计算，并缩小计算误差。根据过程特点选择医药设计计算的基准主要有四种：

（1）时间基准指一段时间如1h、1天等的投料量或产量作为计算基准，这种基准可直接与生产规模和设备计算相联系。

（2）质量基准指以1kg、1000kg等作基准。但如果所用原料药或产品系单一化合物，或者由已知组成质量分数和组成分子量的多组分组成，那么勇敢物质的量（摩尔）作基准更为方便。

（3）体积标准指对气体物料进行衡算时选用基准，即把实际体积换算为标准体积，用m3（STP）表示。这样既排除了温度、压力变化带来的影响，而且可直接同物质的量（摩尔）基准计算。气体混合物组分的体积分数同其摩尔分数在数值上是相同的。

（4）干湿基准指在衡算时有选用算和不算水分在内的基准问题。若不计算水分在内称为干基，否则称为湿基。

根据不同过程的特点，选择计算基准时应注意的原则为：

①应选择已知量最多的流股作为计算基准。如某一体系，进料只知其主要成分，而产物的组成已知，就可以选用产物的单位质量或单位体积作基准：反之亦然。

②对液体或固体体系，常选用单位质量如1t或100t为基准。

③对于连续流动体系，用单位时间内的物流量作基准比较方便。如1min，1h或1天进料量或产品量为基准。

④对于间隙体系，可选择加入设备的批量作基准。对于处理量很大的计算，可先按1t （或100t）、100kg（或1kg）进行衡算，然后再换算到实际需要量

⑤对于气体物料，若环境（如温度、压力）已定，可选取体积作基准。

在本生产设计中，由于各生产设备均为间隙体系，且每批处理物料量并不是很大，故选择加入设备的批量作基准。

5.2 物料衡算计算过程

5.2.1美罗培南

根据生产时间安排，美罗培南生产时间为250天。最后于五天进行切换产品期间大检修。

实际生产时间为35周，根据排班工作表的安排，共计出产产品3+（35-1）×6=207批，每批分三次间隔8小时投料，精致脱色时将物料进行混合。每批产品产量

为:25×103÷207=120.77kg

同时根据任务说明书得：氢化反应收率为95%，丙酮析晶收率为98%，精制收率为98%，粉碎包装总收率为99.8%。此外，由于任务说明书中对各设备操作及转移损耗没有明确指出，且一般损耗较小，我们将其近似算入给出的各工序损耗内，为进行额外考虑，故总收率为：95%×98%×98%×99.8%×95%=86.51%

第五章 物料衡算

5.1产品名称与设计规模

原辅料名称 规格

质量比（W *

）

缩合物 %99≥

1.0 氢气 %99.99≥

0.0035（过量）

钯炭 10%（W ） 0.1 四氢呋喃 工业 5.33 甲醇

工业

0.79 3-（N-吗啡啉）丙磺酸

%99≥

0．13 异丙醇 工业 0.62 丙酮

工业

6.71

原辅料名称 规格 质量比（W *

）

粗品 1.0 活性炭 医用级 0.05 注射水 符合药典标准

17.86 丙酮

%99≥

9.82

产品名称 设计规模（t/a ）

含量

包装规格

其他

美罗培南

（三水化合物） 25

99%

铝听5Kg/听

无菌原料药

衡算基准

本设计中的化工过程均属间歇操作过程，其计算基准是将车间所处理的各种物料量折算

成以日数计的平均值，从起始原料的投入到最终成品的产出，按日数平均值计将恒定不变。由设计任务规定的产品年产量及年工作日，计算出产品的平均日产量，日产量确定后，再根据总收率可以折算出起始原料的日投料量及班投料量，以此为基础就完成车间物料衡算。

本设计中： 年工作日：250天；

美罗培南成品年产量为：25t ； 美罗培南成品含量为：99%； 精制美罗培南含量：98%； 第一步氢化反应收率1y ：95%； 第二步树脂吸附洗脱收率2y ：95%； 第三步丙酮析晶收率3y ：98%； 第四步精制收率4y ：98%； 第五步粉碎包装收率5y ：99.8%； 可计算出：

（1）美罗培南总收率

%50.86%8.99%98%98%95%9554321=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=y y y y y y T

（2）kg 77.120207

10253

=⨯==

批次年产量每批产品产量 5.2氢化反应物料衡算 5.2.1反应方程式

H 3C

OH

H

N

O

H

O

S CH 3

O

PNB

N

PNZ

CON(CH 3)2

H 3C

OH

H

N

O

H

COOH

S CH 3

NH

CON(CH 3)2

3H 2O

·(1)H 2,Pd-C (2)H 2O

分子式

C 17H 31N 3O 8S

C 31H 35N 5O 11S 分子量

697.78437.57

5.2.2衡算过程（收率95%） 输入：

（1）进料量

美罗培南

起始原料

总收率美罗培南实际日产量量每次起始原料实际投料

M M 3/⨯=

kg 22.7457

.43578.697%5.863/77.120=⨯=

（2）氢气用量

起始原料实际投料量氢气用量⨯=0035.0

kg 2598.022.740035.0=⨯=

(3)钯炭用量

起始原料实际投料量钯炭用量⨯=1.0

kg 422.722.741.0=⨯=

（4）四氢呋喃用量

起始原料实际投料量四氢呋喃用量⨯=33.5

kg 59.39522.7433.5=⨯=

（5）甲醇用量

起始原料实际投料量甲醇用量⨯=79.0

kg 63.5822.7479.0=⨯=

（6）3-（N-吗啡啉）丙磺酸用量

起始原料实际投料量吗啡啉）丙磺酸总用量⨯=-13.0(-3N

kg 649.922.7413.0=⨯=

吗啡啉）丙磺酸缓冲液（的配成-N -3/mol 1.0L

%90(-3⨯=-总用量程用量吗啡啉）丙磺酸氢化过N

kg 684.8%90649.9=⨯=

kg 9649.0%10(-3=⨯=-总用量程用量吗啡啉）丙磺酸洗涤过N