多功能化學(xué)合成原料藥車間設(shè)計

范建東　李劍　曾國勇

摘? ?要：隨著近年來我國醫(yī)療水平的進步以及制藥行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國作為當前全球做大的原料藥以及醫(yī)藥的中間體供應(yīng)商，在國際市場上具有非常重要作用。為了進一步優(yōu)化多功能化學(xué)合成原料藥車間設(shè)計，更好地滿足多品種及小產(chǎn)量生產(chǎn)要求，應(yīng)對市場變化，本文現(xiàn)對原料藥車間特點及布局要求進行簡要分析，并詳細探討車間設(shè)計要點與思路。

關(guān)鍵詞：多功能? 化學(xué)合成? 原料藥? 車間設(shè)計? 設(shè)計要點

中圖分類號：TQ46? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0058-02

化學(xué)合成原料藥可分為無菌化學(xué)與非無菌化學(xué)合成原料藥兩種，其主要是指在一定條件下，利用化學(xué)原料與溶劑等進行的一系列化學(xué)反應(yīng)后得到的具有一定藥效產(chǎn)品，再通過精制工序使其滿足各種指標原料藥。隨著近年來我國經(jīng)濟發(fā)展與技術(shù)進步，使得化學(xué)原料藥以及精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)已經(jīng)進入了成熟時期，當前在臨床藥物治療中，化學(xué)合成藥物仍然是最為常用及有效的治療藥物。因在研發(fā)化學(xué)合成原料藥中，周期較短，且對于環(huán)境污染及能源消耗較小，所以得到廣泛應(yīng)用及發(fā)展。但需要注意的是，對于化學(xué)原料藥而言其不僅是藥物，同時也屬于化工產(chǎn)品，在設(shè)計原料藥車間需滿足以上兩點要求，還需要確保人員與生存安全，在滿足GMP要求同時降低環(huán)境污染，減少交叉污染。

1? 化學(xué)合成原料藥工藝、車間特點及布局要求

1.1 工藝與車間特點

（1）反應(yīng)步驟較多，且具有較為復(fù)雜的反應(yīng)過程及較長的反應(yīng)流程;（2）有機溶媒在實際應(yīng)用中具有易燃易爆特性，且大多數(shù)可回收再利用;（3）對于原料藥精烘包崗位的潔凈度具有一定要求，設(shè)計中重難點為防爆問題;（4）具有真空、高溫、高壓、低溫等特殊反應(yīng)工藝條件;（5）改進生產(chǎn)工藝;（6）呈現(xiàn)小批量、多品種以及間斷生產(chǎn)特點;（7）常常會應(yīng)用到涉毒、涉害及涉腐等特殊性質(zhì)介質(zhì)。

1.2 布局要求

（1）嚴格按照二維或三維工藝流程順序進行布置，同時還需要考慮到能源節(jié)約以及物料損耗，盡可能地縮短物料傳運的線路;（2）實現(xiàn)原料與成品，人物分流;（3）針對部分房建及特殊設(shè)備地面積墻面可采取防腐蝕與易去污措施;（4）對于相似崗位進行集中布置，旨在便于設(shè)計相應(yīng)措施設(shè)計;（5）考慮到有毒有害、易燃易爆氣體的排放，盡可能地利用廠房自然采光與通風(fēng);（6）須嚴格滿足現(xiàn)行關(guān)于水、風(fēng)、氣、電、汽、視、訊以及消防等方面規(guī)定及規(guī)范;（7）嚴格按照相關(guān)規(guī)范要求對烘干、精制、過濾及包裝等有潔凈度要求崗位進行設(shè)計;（8）嚴格按照單元操作，設(shè)置不同反應(yīng)單元，使其滿足多種產(chǎn)品生產(chǎn)反應(yīng)條件要求;（9）車間布局需滿足設(shè)備安裝、更換以及檢修要求;（10）預(yù)留發(fā)展區(qū)。

2? 車間設(shè)計要點

2.1 建筑形式

多為單層或主體為單層，而局部結(jié)構(gòu)為二層混合結(jié)構(gòu)形式。

2.2 工藝研究

合成車間工藝主要為將物料送入合成車間的物料暫存間，經(jīng)過稱量及配料后在投料入反應(yīng)釜中。經(jīng)溶解、合成反應(yīng)以及過濾等多種工序后再轉(zhuǎn)入潔凈區(qū)，予以精制、離心、干燥以及包裝等工序獲得產(chǎn)品，最后再將其運輸至倉庫。

2.3 鋼平臺布局

在原料藥車間設(shè)計中，最上層鋼平臺上主要布置有計量罐，將溶劑通過垂直重力的方式加入至下層反應(yīng)釜中，中間層鋼平臺上為平行放置的反應(yīng)釜。為了便于其檢修工作，通常將反應(yīng)釜的距離控制在0.8m以上，同時還需考慮到人流與物流的通過方便，與反應(yīng)釜之間可能會設(shè)置小衛(wèi)生泵或者冷凝器，因而就要求在設(shè)計時確保反應(yīng)釜橫向距離增加至1.5m及以上，縱向距離則增加至2.5m。通常情況下，當反應(yīng)釜容積在100L及以下時，需設(shè)置第一層鋼平臺宜3m，第二層為6m;若反應(yīng)釜容積在500L及以上，則第一層鋼平臺設(shè)置5m左右，并設(shè)置局部鋼平臺旨在確保反應(yīng)釜進料口與計量罐出料口之間存在30cm及以上的高差。鑒于此，需將廠房高度控制在9～10m。

2.4 分區(qū)布局

需嚴格按照生產(chǎn)的實際要求對原輔料存放區(qū)、中間體存放、成品與包裝材料暫存區(qū)以及備品備件等生產(chǎn)輔助房間進行合理設(shè)置。但對于進入潔凈區(qū)反應(yīng)則要求參照潔凈管理區(qū)內(nèi)投料，經(jīng)過濾后方可進入潔凈區(qū)（D級）。

本車間布局主要是由車間上方將物料送入車間物料的暫存間，再經(jīng)過配料后再予以投料。對于產(chǎn)品的生產(chǎn)過程需遵循從右到左的順序，經(jīng)反應(yīng)間的溶解、合成、過濾、離心以及干燥等多種工序后再轉(zhuǎn)入潔凈區(qū)進行下一步的精制、離心、干燥、混料以及包裝，最后運輸至倉庫。在車間的右上方需設(shè)置公用工程與輔助設(shè)施布置，并確保各個部分的相對獨立，旨在確保生產(chǎn)工藝的順暢性。同時還需設(shè)置相應(yīng)的實驗分析室。

因當前我國現(xiàn)有的規(guī)范較為嚴格，對于甲類車間中生產(chǎn)區(qū)防爆區(qū)與非防爆區(qū)的人員及物料進出具有較高要求，從而便造成車間人流物流的混亂設(shè)置。因此，可將精制區(qū)轉(zhuǎn)移至丙類廠房，使得該車間僅僅只能進行物料合成工藝，將生產(chǎn)區(qū)全部放置為防爆區(qū)。

2.5 化學(xué)反應(yīng)分類

從安全角度上，可將化學(xué)反應(yīng)分為一般反應(yīng)與危險性較大反應(yīng)兩種類型。對于一般化學(xué)反應(yīng)而言，通常可選擇將其布置在一個大房間或若干大空間內(nèi);而對于危險性較大反應(yīng)，則需嚴格按照建筑、工藝、通風(fēng)以及消防等各方面進行設(shè)計。對于崗位具有劇毒操作性，需加強防護措施并引入泄露報警連鎖與局部排風(fēng)過濾系統(tǒng)，設(shè)置單獨隔間。

2.6 設(shè)備布置

一般情況下降反應(yīng)設(shè)備布置于一條線上，各個主設(shè)備之間聯(lián)系較為密切工藝可考慮予以“回”型的布置，并確保相鄰反應(yīng)罐間留出足夠距離。小型反應(yīng)設(shè)備可以不設(shè)操作平臺，直接在地面支撐和操作;大型反應(yīng)設(shè)備可設(shè)單設(shè)或整體設(shè)置操作臺。為密切配合反應(yīng)設(shè)備，通常情況下于反應(yīng)罐上方或者后方上并不會布置計量罐、回流冷凝器以及尾料系統(tǒng)，其位置可隨反應(yīng)罐位置變化而變化。同時可以于反應(yīng)罐后方與反應(yīng)罐組設(shè)置平行鋼架，計量罐以及回流冷凝器設(shè)置或者吊裝在鋼架上以形成一個二層操作臺形式。

2.7 注意事項

在廠房中，易燃易爆介質(zhì)貯存量需控制在24h使用量內(nèi)，并在大量應(yīng)用有毒有害介質(zhì)房間，尤其有氫化合成區(qū)應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的天窗，旨在促進H2的排放以及自然采光及通風(fēng)。采用多層車間設(shè)計時，盡可能地對設(shè)備采用鋼平臺以支撐，盡可能地避免穿樓板，旨在便于設(shè)備的調(diào)整，并預(yù)留一定發(fā)展空間有助于未來產(chǎn)能調(diào)整及工藝改進。

3? 結(jié)語

綜上所述，在滿足產(chǎn)品要求以及工藝要求前提下，化學(xué)合成原料藥車間設(shè)計需更加關(guān)注于車間工藝經(jīng)濟性以及靈活性，根據(jù)場址條件以及社會條件差異合理進行車間設(shè)計與布局。同時在設(shè)計與布局中還需在滿足2010版GMP、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》以及《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，充分地考慮到實際操作與工藝配置、市場需求之間關(guān)系，選擇合理方案。

參考文獻

[1] 賈瑜玲，沙莎，崔積山.化學(xué)合成類原料藥生產(chǎn)企業(yè)揮發(fā)性有機物泄漏檢測與排放估算[J].四川環(huán)境，2017，36（6）：58-64.

[2] 苗獻鋒，高朋杰，葛建平，等.多功能化學(xué)合成原料藥車間設(shè)計[J].煤炭與化工，2019，42（4）：137-140.

[3] 江曉鋒.原料藥合成車間工藝設(shè)計討論[J].中國化工貿(mào)易，2014（33）：53-53，54.

[4] 陳林青，楊蘭蘭，戴娟娟.化學(xué)合成制藥工業(yè)廢水處理難點分析及對策[J].化工管理，2018（31）：89-90.

[5] 戴娟娟，陳林青，楊蘭蘭.化學(xué)合成制藥廢水處理難點分析及對策（II）[J].化工管理，2018（30）：175-176.

[6] 萬東毅.原料藥車間設(shè)計中的職業(yè)安全衛(wèi)生要求[J].中國藥業(yè)，2006，15（15）：22-23.