第三章 物料衡算
3.1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 99250
%
9910253=⨯⨯=⨯=
年工作日含量年产量美罗培南实际日产量 （3）起始原料纯品投料量
kg 51.18257
.43778.697%5.8699M M =⨯=
⨯
=
美罗培南起始原料总收率美罗培南实际日产量
起始原料实际投料量kg 35.184%
9951
.182===
起始原料规格起始原料纯品投料量
其中杂质量
kg 84.151.182-35.184-===起始原料纯品投料量
起始原料实际投料量
3.2氢化反应物料衡算 3.2.1反应方程式
H 3
O
PNB
3)
2
H 3
3)2
3H 2O
·(1)H 2,Pd-C 2分子式
C 17H 31N 3O 8S
C 31H 35N 5O 11S 分子量
697.78437.57
3.2.2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起始原料纯品投料量M M ⨯
=
kg 51.18257.43578.697%5.8699=⨯=
起始原料规格起始原料纯品投料量
起始原料实际投料量=
kg 35.184%
9951.182== 起始原料纯品投料量起始原料实际投料量其中杂质量-=
kg 84.151.182-35.184==
（2）氢气用量
起始原料实际投料量氢气用量⨯=0035.0
kg 6452.035.1840035.0=⨯=
(3)钯炭用量
起始原料实际投料量钯炭用量⨯=1.0
kg 435.1835.1841.0=⨯=
（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 59.98235.18433.5=⨯=
（5）甲醇用量
起始原料实际投料量甲醇用量⨯=79.0
kg 64.14535.18479.0=⨯=
（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 97.2335.18413.0=⨯=
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 57.21%9097.23=⨯=
2.40kg %10(-3=⨯=-总用量程用量吗啡啉）丙磺酸洗涤过N
（7）水的用量
已知：22～C 28︒下水的密度L /kg 9968.0=水ρ mol M /g 29.209-N (3=-吗啡啉）丙磺酸
需水的用量吗啡啉）丙磺酸缓冲液（的配成-N -3/mol 1.0L
c M -N 3-N -3水
吗啡啉）丙磺酸（吗啡啉）丙磺酸总用量（ρ⨯
-= kg 64.11411
.09968
.029.2091097.233=⨯⨯=
量吗啡啉）丙磺酸缓冲液（的-N -3/mol 1.0L 水的总用量吗啡啉）丙磺酸总用量（+-=-N 3 kg 61.116564.114197.23=+=
中水的质量分数吗啡啉）丙磺酸缓冲液-N (-3 %94.97%10061
.116564
.1141=⨯==
缓冲液总量水的总用量
分数吗啡啉）丙磺酸的质量（中吗啡啉）丙磺酸缓冲液-N -3(-3-N
%06.2%94.97-1==
%90(-3⨯=-总用量氢化过程用量吗啡啉）丙磺酸缓冲液N
kg 05.1049%9061.1165=⨯=
%10(-3⨯=-总用量洗涤过程用量吗啡啉）丙磺酸缓冲液N
kg 56.116%1061.1165=⨯=
（8）输入总量
kg 71.238064.14559.982435.186452.005.104935.184=+++++=输入总量
输出：
（1）美罗培南
kg
73.108%9578
.69757
.43751.182y M M 1=⨯⨯=
⨯⨯=
起始原料
美罗培南
起始原料纯品投料量美罗培南
3.3 树脂吸附洗脱物料衡算 输入：
(1)异丙醇用量
kg 30.11435.18462.062.0=⨯=⨯=起始原料实际投料量异丙醇用量
水的质量分数异丙醇质量分数
异丙醇用量
用量的异丙醇水溶液需水的
配成⨯=%6
kg 7.1790%6-1%
630
.114=⨯=
）（
ml 1055.1107073.1086
6
-⨯=⨯==
吸附量树脂对美罗培南的单位美罗培南量树脂体积
已知HP-20的床体积为：？ml
?=吸附时间 ？解吸时间=
(3)纯化水的用量
已知纯化水的用量为1.4BV ，即ml
h 4.11
4
.1/BV 1===
流速用量的流速洗涤需时以h 输出：
(1)美罗培南产量
kg 29.103%9573.108=⨯=⨯=收率氢化得到的美罗培南量美罗培南产量
3.4丙酮析晶物料衡算 输入：
（1）丙酮用量
kg 99.123671.635.18471.6=⨯=⨯=起始原料总用量丙酮总量 kg 29.1113%9099.1236%90=⨯=⨯=丙酮总量丙酮析晶用量 kg 70.123%10=⨯=丙酮总量丙酮洗涤用量
输出：
（1）美罗培南产量
kg 22.101%9829.103=⨯=⨯=收率南量树脂吸附得到的美罗培美罗培南产量
3.5精制过程物料衡算 输入：
已知美罗培南粗品量为：101.22kg
（1）活性炭用量
kg 06.505.022.10105.0=⨯=⨯=美罗培南粗品量活性炭用量
（2）注射水用量
kg 79.180786.1722.10186.17=⨯=⨯=美罗培南粗品量注射水用量
kg 98.99382.922.10182.9=⨯=⨯=美罗培南粗品量丙酮总用量 kg 58.894%9098.993%90=⨯=⨯=丙酮总用量丙酮析晶用量 kg 40.99%1098.993%10=⨯=⨯=丙酮总用量丙酮洗涤用量
输出：
（1）美罗培南纯品量
kg 20.99%9822.101=⨯=⨯=收率丙酮析晶产量美罗培南纯品量 kg 22.101%
9820
.99===
美罗培南含量美罗培南纯品量美罗培南精制粗品量
3．6粉碎包装物料衡算 输入：
已知美罗培南粗品量为：101.22kg 其中含美罗培南纯品量为：99.20kg
输出：
kg 02.101%8.9922.101=⨯=⨯=收率粗品量美罗培南粗品产量
kg 00.99%9802.101=⨯=⨯=含量美罗培南粗品产量其中含美罗培南纯品量。