年产100吨扑热息痛车间工艺设计

化学制药工艺学课程设计

题目：扑热息痛的生产工艺设计

院（部）系 ： 所学 专业 ： 年级·班级 ： 完成人姓名 ： 学 号 ：

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化学制药工艺学课程设计任务书

系别： 专业： 设计人： 一、课题名称

年产 100 吨扑热息痛生产工艺设计

二、原始数据及条件

1、 生产能力：年产扑热息痛 100 吨（开工率300天|年）。 2、 原料：硝基苯、H2、Pd/C、醋酸酐、乙酸。

3、 要求：设计方案要求方法简单，成本较低，收率较高，反应 过程中尽可能少的生产有毒物质，并能对成生的“三废”有效处理。 三、设计要求

编制一份设计说明书，主要内容包括：

（1） 标题页 （2） 设计任务 （3） 目录 （4） 设计方案简介 （5） 工流程框图及说明 （6） 物料衡算 （7） 对本设计的评述 （8） 附图（工艺流程简图） （9） 参考文献

四、设计日期： 2013年11月25日至2013年12月25 指导老师：韩俊芬

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目录

1.产品介绍

1.1产品简介 4

1.2发展概况 4 1.3临床应用 9 1.4药理作用 9

2.设计任务 3.产品方案 4.生产方法和工艺流程 4.1生产工艺路线比较 10 4.2本设计拟采用的和成路线 14 4.3工艺流程 15 5.车间的组成和生产制度 5.1车间组成及所需时间 16 6．原料，中间产品的主要技术规格 6.1对羟基苯乙酮 15 6.2盐酸羟胺 17 6.3醋酸钠 18 6.4乙醇 20 6.5丙酮 22 7．物料及热量衡算 7.1肟化反应釜中的工艺计算 27

3

9 15 9 9 16 27 7.2重排反应釜中的工艺计算 28 7.3结晶反应釜中的工艺计算 28 8．主要工艺设备的选型，化工计算和材料选择 28 8.1肟化反应釜的选型 29 9．技术保安，防火及综合利用 29 10．“三废”治理及综合利用 30

11． 存在问题及建议 31 12． 参考文献 31 1.产品介绍 1.1产品简介

扑热息痛（paracctamol)又名对乙酰氨基苯酚，化学名 N-(4-羧基苯基)-乙酰胺。产品为白色&类白色结晶或结晶性粉末，无臭，味微苦。在热水或乙醇中易融，在丙酮中溶解，在水中微溶，熔点为 168～172℃，饱和水溶液 PH 值 5.5～6.5。对解热镇痛有显著疗效，是目前广泛使用的药物之一。

NHCOCH3HO

1.2发展状况

4

扑热息痛是重要的非甾体解热镇痛抗炎药,经过了100多年的发展现已成为全世界应用最广泛的药物之一,是国际医药市场上的头号解热镇痛药之一.其产量稳步上升,年产量达5万多吨,占全世界的百分之五十多.年出口量4万余吨,出口金额1.3亿多美元。

近几年来,在对绿色,环保,节能,减排等越来越重视的新形势下,业界对扑热息痛几十年来沿用的生产工艺进行了重新审视,不少新工艺,新方法,新专利不断涌现.在新的合成工艺中,人们更多的从环保和经济上考虑问题,以适应时代的发展。

由于扑热息痛的销量经久不衰,产量持续上升,其生产工艺与设计改进也一直成为研究的重点.经过几十年的生产实践,普热息痛的生产已经形成了一套较为成熟的生产路线,即传统生产二部生产法.传统二步法是以对硝基氯苯为原料,经水解，酸化,还原制得对氨基酚,再经酰化得到对乙酰氨基酚。该法是以铁粉为还原剂，虽然技术成熟，工艺简单，产品收率低，质量较差，毒性大，成本高；严重的是，生产过程中会产生大量含酚，胺的铁泥和污水，污染严重。

河北工业大学王延吉等人发明了扑热息痛新的合成工艺，并申请了中国发明专利，于2006年11月22日被国家专利局正式授权。该发明专利是以硝基苯为原料，在酸介质中经催化加氢再酰化来制备对乙酰氨基酚。整个工艺包括5个步骤：一是以三氟化硼乙醚水溶液为介质，将硝基苯与催化剂，表面活性剂放入带有冷凝器，温度计，进气管的容器中；二是加热到温度为40至100摄氏度时，通入氮气8至12分钟，再通氢气反应3至8小时，使硝基苯转化为对氨基酚；

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三是反应结束后，趁热将反应液过滤，滤出催化剂，用热甲苯萃取取出未反应的硝基苯和苯胺；四是将萃取后的反应液加入到容器中，加入亚硫酸氢钠，缚酸剂，向恒压滴液漏斗内加入乙酐，加热到原来温度时，连续滴加乙酐，反应2至10小时；最后，反应结束后，减压蒸馏，浓缩再冷却结晶。

在发达国家,采用加氢工艺代替铁屑还原,特别是用pd/c催化剂，以对硝基苯为原料，一步合成对乙酰氨基酚的方法。这种方法企业采用新型二步合成法。该法是环境友好的合成工艺，无副产物产生，产后处理简单，成本低，可以提高生产企业的技术水平，降低成本，减少污染。

我国于1959年开始生产扑热息痛，作为我国医药原料药产量最大的品种之一，自上世纪80年代以来，其产量持续稳步上升，全国已有几十家企业生产，年产量达5万多吨，占世界50﹪多；年出口量4万余吨，出口金额1.3亿多美元。

我国扑热息痛原料药产量已连续几年居世界第一并成为全球最大扑热息痛出口国。据中国医药保健品进出口商会的统计数字，我国从2004年以来，扑热息痛原料药出口数量始终保持在4万吨以上，2009年虽遭遇了国际金融危机，但我国出口扑热息痛仍有近5万吨。

以下图表体现了扑热息痛近年来生产情况及前景：

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目前我国扑热息痛原料药生产企业布点太多规模偏小应加以调整，面对入世小发挥规模效应很难应付全球一体化的竞争生产厂家要逐步建立稳定的原料来源和中问体配套能力发展规模经济狠抓管理苦练内功小断提高技术水平提高质量降低成本唯此才能在国际市场

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上占有一席之地。

努力开发附加值高的产品提高经济效益，现今我国出口的扑热息痛原料药由于质量和规格等方面原因普遍售价小我国扑热息痛制剂产品与国外产品相比在质量妇况格必品种及品牌等方面都有一定差距价格也相差很多峨国企业应抓住OTC药将快速普及的遇努力开发附加值高的新剂型和叫得响品牌产品，以满足小同层次的用药需求提高经济效益。

面对入世全球经济一体化的趋势我国扑热息痛生产厂家也应考虑实行兼并与重组可以与国内生产企业优势互补强联合建造巨型航母也可以与国外扑热息痛生产巨头实现合资刃吠合交重组成为世界大的跨国公司在全球生产线当中的一个环节成为跨国公司销售渠道中的组成部分这也是中国企业走向世界进入世界经济交流的一个捷径。

1.3临床应用

适用于缓解轻度至中度疼痛,如感冒引起的发热,头痛,关节痛,神经痛以及偏头痛,痛经等.本品因仅能缓解症状,消炎作用极微,且不能消除关节炎引起的红,肿活动障碍,故不能用以代替阿司匹林或者其他非甾体抗炎药治疗各种类型关节炎.但本品可用于对阿司匹林过敏,不耐受或者不适用于应用阿司匹林的病例,如水痘,血友病及其他出血性疾病患者(包括应用抗凝治疗的病例),以及消化性溃疡,胃炎等.应用本品时必要时还须同时应用时应用其他疗法解除疼痛或发热的原因。

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1.4药理作用

本品为乙酰苯胺类解热镇痛药。通过抑制环氧化酶，选择性抑制下丘脑体温调节中枢前列腺素的合成，导致外周血管扩张、出汗而达到解热的作用，其解热作用强度与阿司匹林相似；通过抑制前列腺素等的合成和释放，提高痛阈而起到镇痛作用，属于外周性镇痛药，作用较阿司匹林弱，仅对轻、中度疼痛有效。本品无明显抗炎作用。可能与下视丘的前列腺素合成受到抑制有关。 2设计任务

2.1设计项目名称：100吨/年扑热息痛的生产工艺设计。 2.2生产方法：以对羟基苯乙酮,为起始原料,经肟化反应进行Beckmann重排等工序合成扑热息痛。 2.3生产能力：每年一百吨扑热息痛。

2.4主要原辅料：对羟基羟基乙酮，盐酸氢胺，醋酸钠，乙醇，丙酮，活性炭。

2.5工段产品：白色针状结晶或者结晶性粉末的扑热息痛。 3．产品方案

3.1产品名称和性质：扑热息痛（paracctamol)又名对乙酰氨基苯酚。白色结晶粉末，mp为170-172摄氏度，五味，溶于水，醚，氯仿。

3.2产品质量规格：纯度为99%的扑热息痛。 3.3产品规模：100T/a。 3.4产品包装方式：袋装。

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4．生产方法和工艺流程 4.1生产工艺路线比较：

4.1.1以苯酚为原料合成扑热息痛。 (1) 苯酚亚硝化法

苯酚在0-5℃下与亚硝酸钠和硫酸反应，生成对亚硝基苯酚，再经还原

OH可得对

OH氨基

OH苯酚

OH。

NaNO2H2SO4Na2SAcO22CH3CO2HNONH2NHCOCH3此法较成熟；收率为80-85%，但使用硫化钠作还原剂，成本较高。 (2) 苯酚硝化法

由苯酚硝化可得对硝基苯酚，反应时需冷却(0-5℃)，且有二氧化氮气

体

产

生

。

因

此

，

设

备

要

求

OH较高

OH。

OHOHHNO3H2SO4O2NFe/HClH2NAcO22CH3CO2HNHCOCH3 4.1.2以对硝基苯酚钠为原料的合成路线

对硝基苯酚钠也是染料和农药中间体，其合成方法较成熟，产量很大，成本低廉。可由氯苯经硝化和水解等反应制得。对硝基苯酚钠

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经酸化、还原和酰化可制得扑热息痛。

cClClONaHNO3H2SO4O3NNaOHO3NOHOHH+OHFe/H+AcO2H2N2O3NCH3CO2HNHCOCH3

此路线反应经典，适合大生产，但原料供应常常受染料和农药生产的制约，有时很紧张；制备对硝基苯酚钠的中间体对硝基氯苯毒性又很大，且用铁屑/盐酸还原后，产生的铁泥在“三废”防治和处理上也存在困难。

此法是目前我国扑热息痛生产采用的方法。 4.1.3催化加氢法 催

NO2化

H2,Pt/C,H2SO4DTMAC加

NHOH氢法

NH2HONHCOCH3AcO22CH3COOHHO

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此法同样是经苯胲一步合成对氨基苯酚。但苯胲能继续还原为苯胺，这是本法最主要的副反应，其副产物生成量约为10-15%。铁、镍和钴等金属有利于苯胲转化成苯胺，而铝、硼和硅等元素及其卤化物可使硝基苯加速转化成对氨基苯酚，并使苯胺的生成量降至最少。苯胺等副产物可加少量氯仿或氯乙烷处理除去。

本法一般采用活性炭负载的贵金属作催化剂，如铂、钯或铑等，反应可在常压或低压下进行。此外，还可以用铂/钌复合催化剂，它可部分抑制副反应。苏联专利报道了以硫化物(如PtS2/C)为催化剂的方法。 Kopper公司则采用MoS3/C作催化剂，其优点是价格便宜，不易中毒，可多次循环使用而不丧失活性等。

实际上，如能解决反应的选择性问题、分离问题和催化剂的寿命与套用问题，硝基苯一步催化加氢法在氢源充足的地域是最好的合成对氨基苯酚的方法。

4.1.4其它合成路线

以上列举的合成路线都经过了中间体PAP．PAP的乙酰化制备APAP工艺简单快速,因此，深入研究PAP的合成工艺和PAP的新的合成路线举足轻重。CA中报道了一种碱催化氮化法。该法是硝基苯与氢氧化钠在液氨中．于75℃加热3小时，反应后用盐酸酸化得PAP，收率达95．5％。但一直没有工业化应用的报道。

Hamder Harald，Enometo Saburo等提出了对苯二酚氨化法合成PAP。以对苯二酚为原料，脂肪醚作溶剂．反应温度高于对氨基苯酚的熔点．惰性气体保护下用氨水氨化(也可在加压下催化选择氨解，

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无催化剂或水溶性催化剂存在下氨解)，收率可达45．17％，产品纯度为99．17％。但原料为二元酚，成本较高，后处理复杂。反应条件苛刻。

以对羟基苯乙酮为原料。经肟化、Beckmann重排得对乙酰氨基酚(图8)。德国的Hoechst—Celenese联合公司开发出以苯酚为原料．通过Fries重排，肟化后进行Beckmann重排合成扑热息痛的新路线(图9)。具有成本低、污染小。原料易得等优点，对其他合成路线具有较强竞争力。

OHOHNH2OH,HClPOCl3NHCOCH3HOCOCH3H3CCNOH图8OHOHOCOCH3OH乙酰化Fries重排图9COCH3NHCOCH3

综合对比各条工艺路线，并且结合实际的设计任务，决定选择以硝基苯为原料，通过催化加氢制得对氨基苯酚，然后酰化得到对乙酰氨基酚（APAP）。

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4.2本设计拟采用的成路线：

NO2NHOHNH2H2,Pt/C,H2SO4DTMACHONHCOCH3AcO22CH3COOHHO

本法以硝基苯为原料，通过催化加氢制得对氨基苯酚，然后酰化

得到对乙酰氨基酚（APAP）。 4.2.1化学反应方程式 （1）催化还原

NO2NH2Pt/C,H2SO4,阳离子表面活性剂70_110℃,0.1_1MaOH 合

成

（2）APAP的

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OHOH+NH2(CH3CO)2O+NHCOCH3CH3COOH

将物料投入酰化釜，用夹套蒸气加热至110℃左右，回流反应4h，控制蒸出稀酸速度为每小时蒸出总量的1/10，待内温升至130℃以上，取样检验对氨基苯酚残留量< 2.5%时，加入稀酸(含量>50%)，转入结晶釜结晶，离心，先用少量稀酸洗，再用大量水洗至滤液近无色，得扑热息痛粗品。 （3）APAP的精制

搅拌下将扑热息痛粗品、水及活性炭加热至沸腾，调节pH5.0-5.5，保温5min。将温度升至100℃时，趋热压滤，除去活性炭。滤液冷却结晶(加适量焦亚硫酸钠)，离心，滤饼用大量水洗至近无色，再用蒸馏水洗涤，离心脱水，干燥得扑热息痛成品。滤液经浓缩、结晶，离心后再精制

4.3工艺流程

以硝基苯原料制成对乙酰氨基酚的工艺流程图。

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对硝基苯 氢气 催化剂 还原 10％稀硫压滤 对乙酰氨基酚 冷却沉淀 过滤 滤液 冷却结晶 离心过滤 4.3.2带控制点的工艺流程图。（见附图1）。 5．最佳工艺条件

以对硝基苯为原料,加氢合成对氨基苯酚,在不分离出对氨基苯酚的情况下,乙酰化直接合成了扑热息痛,获得的最佳工艺条件为:

①加氢反应温度为90 ℃； ②加氢液硫酸浓度为10%； ③加氢液的水油比5∶1；

④最佳催化剂用量为硝基苯重量的1%； ⑤乙酰化试剂乙酐与乙酸最佳比为2∶1； ⑥乙酰化最佳温度为100 ℃。 6.原料，中间产品的主要技术规格 6.1对羟基苯乙酮

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对羟基苯乙酮英文名称： 4'-Hydroxyacetopheno，中文别名：4'-羟基苯乙酮; 4'-羟基苯乙酮; 4-羟基苯乙酮; 对已酰苯酚; 4-羟基乙酰苯; 4-乙酰苯酚; P-羟基苯乙酮; 对乙酰苯酚; 4'-对羟基苯乙酮，分子式(Formula)： C8H8O2 ，分子量(Molecular Weight)： 136.15 ，CAS No.： 99-93-4， 质量指标(Specification) ，外观（Appearance）： 白色结晶体熔点：109-111℃ ，148℃（400Pa）水分：≤0.2% 铁含量：≤10PPM ，溶解性：易溶于热水、甲醇、乙醚、丙酮，难溶于石油醚。

6.2盐酸羟胺 中文名称:盐酸羟胺。

中文别名：盐酸胲; 羟基氯化胺; 氯化羟胺; 羟基氯化铵; 氢氯羟胺; 羟胺酸; 羟胺盐酸。

英文名称:Hydroxylamine hydrochloride Hydroxylammonium chloride Oxammonium hydrochloride 分子结构:HO－NH2·HCl

分子式：HONH3Cl；NH2OH·HCl;H3NO·HCl 分子量：69.49 理化性质：

无色结晶，易潮解，密度：1.67。熔点：152℃（分解）。 溶于水，乙醇、甘油，不溶于乙醚。

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无色单斜晶系结晶体，密度1.67g/cm3(17℃)。溶于热水、醇、丙三醇，不溶于醚。吸湿性强，受潮高于151℃则分解。

毒性：本品有毒，对皮肤有刺激性。半数致死量（小鼠经口）408mg/kg。有腐蚀性。生产设备应密闭，防止跑、冒、滴、漏，操作人员应穿戴防护用具。溅及皮肤时，可用大量水冲洗。 用 途：

本品主要用作还原剂和显像剂，有机合成中用于制备肟，也用作合成抗癌药（羟基脲）、磺胺药（新诺明）和农药（灭多威）的原料。电分析中用作去极剂，在合成橡胶工业中用作不着色的短期中止剂等。制药工业用作新诺明中间体。合成染料工业用作靛红中间体制备。油脂工业用作脂肪酸和肥皂的防老剂、抗氧剂。分析化学上用作分析甲醛、糠醛、樟脑和葡萄糖的还原剂。电化学分析中的去极剂。也用于钢铁中镁成分的测定，磺酸、脂肪酸的微量分析，醛和酮的检验及分析中用作去极剂等。另外，还用于彩色影片的洗印等。

指标名称 规 格 1 规 格 2 规 格 3 外 观

白色结晶 白色结晶 白色结晶

99.0 0.4 0.02

99.0 0.3 0.002

含 量 %≥ 98.0 水 份 %≤ 0.5 硫酸盐%≤ 0 铁%≤

6.3醋酸钠

---

0.0005 0.0003

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无色无味的结晶体，在空气中可被风化，可燃。易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。123℃时失去结晶水。但是通常湿法制取的有醋酸的味道。水中发生水解。呈碱性。

由醋酸钙与纯碱进行复分解反应，变为醋酸钠，将反应液浓缩至26°Be，加活性炭脱色，然后进行冷却结晶，离心分离即得成品。当需获得无水醋酸钠时，将结晶醋酸钠再重新熔化，真空吸滤，将母液结晶放在不锈钢槽中冷却，然后再离心、吸滤、甩干后，用电加热法使晶体脱水，干燥，即得无水品。也可用醋酸和苛性钠直接反应生成醋酸钠[2]。 醋酸钠的制备： 仪器试剂

用品：烧杯、玻棒、酒精灯、滤纸、平底烧瓶、石棉网。醋酸钠晶体、硫代硫酸钠晶体、蒸馏水。 步骤

①醋酸钠过饱和溶液的制备：500 毫升烧杯中加入250 克未潮解的醋酸钠晶体（

）和150 毫升蒸馏水，用微火加热，

不断搅拌，使其完全溶解。趁热将溶液过滤到500 毫升洁净并干燥的平底烧瓶中（注意！不能把溶液滴在烧瓶颈部）。静置冷却后，用洁净的橡皮塞将瓶口盖严。

②硫代硫酸钠过饱和溶液的制备250 克硫代硫酸钠晶体（

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）置于干燥洁净的平底烧瓶中，用水浴加热，使其溶

于结晶水中。静置冷却，用洁净橡皮塞将瓶口盖严备用。

操作

向瓶中投入同种溶质的小晶体，使晶体迅速布满整个烧瓶。

注意事项

①醋酸钠晶体容易吸潮，药品量可适当增加。

②尘土亦能使过饱和溶液结晶，所以平底烧瓶要洁净，瓶口要盖严。 ③晶种要细小，晶形要好，这样晶体生长缓慢，现象清晰。 实验目的：认识过饱和溶液及过饱和溶液不如饱和溶液稳定。 在打造趣味化学教材的影片《疯狂化学1.5》中就会有醋酸钠过饱和溶液结晶这一实验，被形象的比喻为“擎天柱 ”。

用途：用作有机物合成的酯化剂以及摄影药品，药品，印染媒染剂，化学试剂，肉类防腐，颜料等方面。可用于制取各种化工产品，如呋喃丙烯酸，醋酸酯和氯乙酸。该品作为调味品的缓冲剂，可缓和不良气味并防止变色，具有一定的防霉作用。亦可用作调味品，酸菜，蛋黄酱，鱼糕，香肠，面包等的酸味剂。与甲基纤维素，磷酸盐等混合，用于提高香肠，面包等的保存性。 6.4 乙醇

乙醇的结构简式为C2H5OH（化学式为CH3CH2OH），俗称酒精，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具

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有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%-75%的乙醇作消毒剂等。

分子结构

C、O原子均以sp3杂化轨道成

键、极性分子。

乙醇分子是由是由C、H、O 三种原子构成（乙基和羟基两部分组成），可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物，也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的羰键（碳氧键）和羟键（氢氧键）比较容易断裂。 相对分子量： 46.07 性状

无色透明液体（纯酒精），有特殊香味的气味，易挥发。能与水、氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶，相对密度(d15.56)0.816，密度是0.789g/cm3,沸点是78.4℃，熔点是-114.3℃，易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，能与水以任意比互溶。

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分子结构

6.5丙酮

无色液体，具有令人愉快的气味（辛辣甜味）。易挥发。能与水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、乙醚及大多数油类混溶。相对密度 (d25)0.7845。熔点-94.7℃。沸点56.05℃。折光率 (n20D)1.3588。闪点-20℃。易燃。半数致死量（大鼠，经口）10.7ml/kg。有刺激性。 理化性质 物理性质

丙酮结构式[2]

外观与性状：无色透明易流动液体，有芳香气味，极易挥发。 熔点(℃)：-94.6 相对密度（水=1）：0.80 沸点(℃)：56.5

相对蒸气密度（空气=1）：2.00 分子式：C3H6O 分子量：58.08

饱和蒸气压(kPa)：53.32(39.5℃)

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燃烧热(kJ/mol)：1788.7 临界温度(℃)：235.5 临界压力(MPa)：4.72

辛醇/水分配系数的对数值：-0.24 闪点(℃)：-20 爆炸上限%(V/V)：13.0 引燃温度(℃)：465 爆炸下限%(V/V)：2.5

溶解性：与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿、油类、烃类等多数有机溶剂。[1]

化学性质

丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合物，具有酮类的典型反应。例如：与亚硫酸氢钠形成无色结晶的加成物。与氰化氢反应生成丙酮氰醇。在还原剂的作用下生成异丙酮与频哪醇。丙酮对氧化剂比较稳定。在室温下不会被硝酸氧化。用碱性高锰酸钾或铬酸钾等强氧化剂做氧化剂时，生成乙酸、甲酸、二氧化碳和水。在碱存在下发生双分子缩合，生成双丙酮醇。2mol丙酮在各种酸性催化剂（盐酸，氯化锌或硫酸）存在下生成亚异丙基丙酮，再与1mol丙酮加成，生成佛尔酮（二亚异丙基丙酮）。3mol丙酮在浓硫酸作用下，脱3mol水生成1，3，5-三甲苯。在石灰。醇钠或氨基钠存在下，缩合生成异佛尔酮（3，5，5-三甲基-2-环己烯-1-酮）。在酸或碱存在下，与醛或

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酮发生缩合反应，生成酮醇、不饱和酮及树脂状物质。与苯酚在酸性条件下，缩合成双酚-A。丙酮的α-氢原子容易被卤素取代，生成α-卤代丙酮。与次卤酸钠或卤素的碱溶液作用生成卤仿。丙酮与Grignard试剂发生加成作用，加成产物水解得到叔醇。丙酮与氨及其衍生物如羟氨、肼、苯肼等也能发生缩合反应。此外，丙酮在500~1000℃时发生裂解，生成乙烯酮。在170~260℃通过硅-铝催化剂，生成异丁烯和乙醛；300~350℃时生成异丁烯和乙酸等。[4] 作用与用途

丙酮是重要的有机合成原料，用于生产环氧树脂，聚碳酸酯，有机玻璃，医药，农药等。亦是良好溶剂，用于涂料、黏结剂、钢瓶乙炔等。也用作稀释剂，清洗剂，萃取剂。还是制造醋酐、双丙酮醇、氯仿、碘仿、环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。在无烟火药、赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等工业中用作溶剂。在油脂等工业中用作提取剂。[5] 使用注意事项

危险性概述

健康危害：急性中毒主要表现为对中枢神经系统的麻醉作用，出现乏力、恶心、头痛、头晕、易激动。重者发生呕吐、气急、痉挛，甚至昏迷。对眼、鼻、喉有刺激性。口服后，先有口唇、咽喉有烧灼感，后出现口干、呕吐、昏迷、酸中毒和酮症。

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慢性影响：长期接触该品出现眩晕、灼烧感、咽炎、支气管炎、乏力、易激动等。皮肤长期反复接触可致皮炎。 燃爆危险：该品极度易燃，具刺激性。[1] 急救措施

皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医。[1] 消防措施

危险特性：其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法：尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。

灭火剂：抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效。[1]

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泄漏应急处理

应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。

大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。[1] 操作处置与储存

操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。灌装时应控制流速，且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过26℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械

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设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 7物料及热量衡算

按年工作日300天计算，扑热息痛的日产量为：（100×1000）/300＝333.33㎏/d,即2.20Kmol/d.各步反应的收率为：y1=93.5%,y2=85.5%,计算得总收率为y=75.9%.

7.1催化反应釜中的工艺计算 7.1.1在催还原化釜中物料衡算

硝基苯的日投料：2.2/0.524=4.2Kmol/d,即517.06Kg/d催化剂：稀硫酸：硝基苯=1:100:100（质量）y1=54％

7.1.2物料衡算

（1）反应器进口原料各组分流量

硝基苯：4.2Kmol/d=517.06kg/d=21.54kg/h 稀硫酸：4.2Kmol/d=517.06kg/d=21.54kg/h 催化剂: 0.05Kmol/d=5.17kg/d=0.22kg/h （2）反应器出口原料各组分流量

对氨基酚：2.27 Kmol/d=279.21kg/d=11.63kg/h 7.2酰化反应釜中的计算 7.2.1在酰化反映釜物料衡算 （1）该步反应收率y2=83％ （2）冰醋酸：对氨基酚=2:1 7.2.2物料衡算

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（1）反应器进口原料各组分流量

对氨基酚：2.27 Kmol/d=279.21kg/d=11.63kg/h 冰醋酸：7.90Kmol/d=458.42kg/d=19.10kg/h （2）反应器出口原料各组分流量

对乙酰氨基酚：1.88Kmol/d=205.61kg/d=8.57kg/h 7.3结晶反应釜中的计算 7.3.1在结晶釜中物料衡算 （1）该步反应收率y3=97％ 7.3.2物料衡算

（1）反应器进口原料各组分流量

对乙酰氨基酚：1.88Kmol/d=284.18kg/d=11.84kg/h （2）反应器出口原料各组分流量

对乙酰氨基酚：1.82Kmol/d=275.66kg/d=11.49kg/h 8.主要工艺设备的选型、化工计算和材料选择

投料4次，每隔6小时投一次料，即每次投入的原料硝基苯质量为6.3/4=1.575吨，每次进入酰化罐的PAP量为本设计合成步骤中催化氢化反应与酰化反应时间均为4小时左右，催化氢化反应时间略长，故设计每天2.96/4=0.74吨。

8.1氢化还原罐的选择：

按硝基苯与10%稀硫酸配料比为1：1算，催化剂用量为硝基苯用量的1%，则氢化罐的体积主要取决于硝基苯与稀硫酸的体积。

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1.575吨硝基苯的体积为1575/1205=1.31m3 1.575吨稀硫酸体积为1575/1070=1.47m3

加上催化剂等其他物质的体积，一次处理量约为3m3，以此选择一个5m3的氢化还原罐即可满足生产要求。

8.2酰化罐的选择：

按冰醋酸与PAP质量比2:1算，酰化罐的体积主要取决于冰醋酸与PAP的体积。

0.74吨PAP的体积为740/1290=0.57m3

0.74×2=1.48吨冰醋酸的体积为1480/1049=1.41m3 一次处理量约为2m3，考虑到酰化时间短于氢化还原时间，故选择两个3m3的酰化罐以满足生产。

8.3结晶罐的选择：

结晶罐的选择分为两部分：还原步骤中结晶罐的选择和精制步骤中结晶罐的选择。

还原步骤中考虑到冷却结晶时间较长，可以选择3-4个2m3

的结晶罐以提高生产效率

精制过程中由于冷却结晶时间足够，故选择一个2m3的结晶罐即可满足生产要求。

其它设备的选择：

具体选型依据附图中带控制点的工艺流程图。

9．技术保安，防火及工业卫生

设计使要根据原，辅料的易燃易爆特性进行合理的选材，安排，

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设计。在厂房建筑方面，要合理布置好厂房的平面和空间，缩小爆炸范围，保证人员安全疏散；另外，要注意建筑的结构和选材。设计时还要注意厂房的通风问题。 10．三废治理及其综合利用

三废治理是采取多种措施对工业生产排放的废气、废水、废渣进行处理和合理利用的系统工程。工业生产排出的废气中含有一氧化碳、二氧化碳、苯肼(a)芘、硫化氢、氮氧化物、氟化氢、氯化氢、甲醛、氨等有害气体；废水中有含有原油或石油制品的废水，含碱或硫化物的废水，含重金属（铬、镉、镍、铜等）离子的废水，含酸、碱、氰化物的废水，以及热水等；固体废物为被丢弃的固体和泥状物质，其中有些是从废水和废气中分离出来的固体颗粒等。如果不仅从治理的角度，而从回收和综合利用的角度进行处理，它们又可变成一个新的生产过程的原料。所以废物又有“放在错误地点的原料”之称。

本次设计所采用的路线，主要存在的“三废”是废水废渣问题，废水中BOD5/COD比值不高，采用不完全厌氧处理改善其生化性，提高其比值和后续好氧段有机物去除率。混凝沉淀实验室为了保证非废水达标排放的把关措施。

10.1目前处理扑热息痛制药废水处理方法

有混凝沉淀、膜过滤、厌氧生化处理、好氧生化处理等方式组合的工艺，本次设计采用厌氧——两级好氧为主的工艺处理扑热息痛制药废水。

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工艺流程图如下：

11.存在问题及建议

本方法扑热息痛的车间工艺设计，所采用的路线为对乙酰氨基酚的新型两步合成法，相对于其他路线而言，操作简单，成本低，催化剂可回收利用，产品纯度高。但在反应过程中使用了氮气和易于挥发易燃的有机溶液丙酮，所有建议在反应过程中严格要求控制各个阀门的开关检测各反应温度，以确保工艺安全。

参考文献

【1】朱宏吉，张明贤 《制药设备与工程设计》 化学工业出版社. 【2】元英进，赵广荣，孙铁民 《制药工艺学》 化学工业出版社. 【3】徐铮奎，我国对氨基酚产量激增—PAP市场前景看好·中国制药信息2010年第26卷第2期.

【4】吕九琢，具本值．钱建华．用铝粉还原硝基苯制取对氨基苯酚的研究．辽宁化工，1993(1)．

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【5】刘竹青，胡爱琳，王会应．对氨基苯酚的合成进展．工业催化．1999(2)．

【6】王乃绪．对氨基苯酚合成路线窥探【J】．精细化工. 【7】张秋荣，施秀芳 《制药工艺学》 郑州大学出版社. 【8】计志忠 《化学制药工艺学》 化学工业出版社. 【9】李国庭等 《化工设计概论》 化学工业出版社.

【10】严新焕，许丹倩，怀哲明，徐振元·扑热息痛合成工艺研究·中国现代应用药学杂志，2000年2月第17卷第1期.

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P-10V-1P-15P-13P-14P-16PE-11P-19I-3P-17P-20P-18V-6PE-12P-21P-22V-7P-24P-23E-3V-5P-27P-26E-8P-25E-6I-4P-31PP-28I-5P-29P-32E-14P-28V-3E-13P-37P-12P-36P-38E-9E-4V-9P-40P-45P-46P-39I-6V-11E-15P-44E-16V-10P-42P-41P-47E-17E-18V-12P-49P-50E-5P-52V-13P-53E-19P-56E-22P-57V-14P-54E-21

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