制藥工程工藝設(shè)計第01章

1、制藥工程工藝設(shè)計 PHARMACEUTICAL ENGINEERING AND TECHNOLOGICAL PROCESSDESIGN 湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 制藥工程教研室,,課程的性質(zhì)目的與任務(wù) 通過對本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能了解制藥工程工藝設(shè)計的基本知識，理解制藥工程項(xiàng)目的基本建設(shè)程序，理解藥廠廠址選擇和總平面設(shè)計的基本知識，能夠熟悉工藝流程設(shè)計技術(shù)和繪制工藝流程圖的基本方法，學(xué)會制藥工程工藝設(shè)計的相關(guān)計算——物

2、料衡算和能量衡算，熟悉制藥反應(yīng)設(shè)備的基本構(gòu)造，基本理論和有關(guān)工藝計算以及設(shè)備選型，熟悉制藥車間的相關(guān)布置技術(shù)以及管道設(shè)計的基本知識和布置技術(shù)。,課程主要內(nèi)容,第一章 制藥工程設(shè)計概述項(xiàng)目建議書、可行性研究、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計階段以及施工、試車、驗(yàn)收和交付生產(chǎn) 第二章 廠址選擇和總平面設(shè)計廠址選擇的基本原則和程序，廠址選擇報告和審批程序，總平面設(shè)計的依據(jù)、原則、內(nèi)容和成果，總平面設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，廠區(qū)劃分和總平面布置圖，潔凈

3、廠房的總平面設(shè)計。,課程主要內(nèi)容,第三章 工藝流程設(shè)計工藝流程設(shè)計的作用、任務(wù)、基本程序和成果；工藝流程設(shè)計技術(shù)（掌握工藝流程設(shè)計中的方案比較以及以單元操作或單元反應(yīng)為中心，完善工藝流程的設(shè)計技術(shù)，掌握工藝流程設(shè)計中應(yīng)考慮的技術(shù)問題）；工藝流程圖（掌握工藝流程框圖和工藝流程示意圖，熟悉物料流程圖和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖）,課程主要內(nèi)容,第四章 物料衡算物料衡算基本理論（掌握帶化學(xué)反應(yīng)的物料平衡方程式，掌握物料衡算的常用基準(zhǔn)，熟

4、悉物料衡算的方法和步驟 ）；物料衡算舉例，掌握化學(xué)過程的物料衡算方法 。,課程主要內(nèi)容,第五章 能量衡算熱量衡算（掌握熱量平衡方程式以及熱量衡算的計算基準(zhǔn)，熟悉熱量衡算的方法和步驟）；過程的熱效應(yīng)（掌握物理變化熱和化學(xué)變化熱的計算方法）；熱量衡算舉例 （掌握化學(xué)過程的熱量衡算方法，掌握常用加熱劑和冷卻劑的性能及特點(diǎn)，掌握加熱劑或冷卻劑消耗量的計算方法，熟悉其他能量消耗的計算）,課程主要內(nèi)容,第六章 制藥反應(yīng)設(shè)備反應(yīng)器基礎(chǔ)

5、（掌握反應(yīng)器的類型、操作方式和計算基本方程式以及理想反應(yīng)器的概念，熟悉釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用）；釜式反應(yīng)器的工藝計算（掌握間歇釜式反應(yīng)器的工藝計算，掌握連續(xù)釜式反應(yīng)器的工藝計算）；管式反應(yīng)器的工藝計算，反應(yīng)器型式和操作方式選擇，攪拌器（掌握常見攪拌器結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，掌握提高攪拌效果的措施，掌握攪拌器的選型方法，掌握均相體系的功率計算方法）,課程主要內(nèi)容,第七章 車間布置設(shè)計車間布置設(shè)計的依據(jù)、應(yīng)考慮的因素、程序及成果，廠房建筑

6、和車間組成，化工車間的布置設(shè)計，制藥潔凈車間的布置設(shè)計，設(shè)備布置圖 第八章 管道布置設(shè)計管道設(shè)計的基礎(chǔ)資料和內(nèi)容，管道、閥門及管件，管道布置中的常見技術(shù)問題，管道布置技術(shù)，管道布置圖簡介,CHAPTER 1制藥工程設(shè)計概述PHARMACEUTICAL ENGINEERING DESIGN,工程設(shè)計是將工程項(xiàng)目(例如一個制藥廠、一個制藥車間或車間的GMP改造等)按照其技術(shù)要求，由工程技術(shù)人員用圖紙、表格及文字的形式表達(dá)出來

7、，是一項(xiàng)涉及面很廣的綜合性技術(shù)工作。,,,,Introduction,一個工程項(xiàng)目從計劃建設(shè)到交付生產(chǎn)一般要經(jīng)歷以下基本工作程序： 項(xiàng)目建議書 ??批準(zhǔn)立項(xiàng)??可行性研究??審查及批準(zhǔn)??設(shè)計任務(wù)書??初步設(shè)計??設(shè)計中審??施工圖設(shè)計??施工??試車??竣工驗(yàn)收??交付生產(chǎn) 上述工作程序可分為設(shè)計前期、設(shè)計期和設(shè)計后期。,,,,Introduction,工程設(shè)計人員應(yīng)按照設(shè)計工作的基本程序開展工作，但由于工程項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模、

8、所處地區(qū)、建設(shè)資金、技術(shù)成熟程度和設(shè)計水平等因素的差異，設(shè)計工作程序可能有所變化。例如，對于一些技術(shù)成熟又較為簡單的小型工程項(xiàng)目(如小型制藥廠、個別生產(chǎn)車間或設(shè)備的技術(shù)改造等)，工程技術(shù)人員可按設(shè)計工作的基本程序進(jìn)行合理簡化，以縮短設(shè)計時間。,,,,Introduction,1.1 項(xiàng)目建議書Project Recommendation,1.4 設(shè)計階段Design Phase,1.3 設(shè)計任務(wù)書Design Instruction,1

9、.2 可行性研究Feasibility Study,1.5 施工、試車、驗(yàn)收和交付生產(chǎn)Execution, Run, Check and Put into Operation,,,Introduction,學(xué)習(xí)要求： 1、熟悉項(xiàng)目建議書的作用和內(nèi)容。 2、熟悉可行性研究的任務(wù)和意義，掌握可行性研究的深度和階段劃分，熟悉可行性研究報告的主要內(nèi)容。 3、熟悉設(shè)計任務(wù)書的作用、內(nèi)容以及審批和變更程序。 4、掌握設(shè)計階段的劃分以及初步

10、設(shè)計和施工圖設(shè)計的內(nèi)容。 5、掌握制藥工程項(xiàng)目試車的一般原則。,,,Introduction,項(xiàng)目建議書是法人單位根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃，并結(jié)合自然資源、市場需求和現(xiàn)有的生產(chǎn)力分布等情況,在進(jìn)行初步的廣泛的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,向國家、省、市有關(guān)主管部門推薦項(xiàng)目時提出的報告書。項(xiàng)目建議書是投資決策前對工程項(xiàng)目的輪廓設(shè)想,主要說明項(xiàng)目建設(shè)的必要性,同時初步分析項(xiàng)目建設(shè)的可能性。,,,1.1 Project Re

11、commendation,項(xiàng)目名稱。項(xiàng)目提出的目的和意義。 產(chǎn)品方案、市場需求的初步 預(yù)測和擬建規(guī)模。 工藝技術(shù)初步方案。,,,Primary Contents,原材料、燃料和動力供應(yīng)情況。建設(shè)條件和建設(shè)地點(diǎn)初步方案。環(huán)境保護(hù)和污染物治理措施。項(xiàng)目實(shí)施初步規(guī)劃，包括建設(shè) 工期和建設(shè)進(jìn)度的初步方案。,,,,Primary Contents,工廠組織和勞動定員估算。 投資估算和資金籌措方案，包括 償還貸款能力的

12、大體測算。 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的初步評價。 結(jié)論。,,,Primary Contents,項(xiàng)目建議書是工程項(xiàng)目取得立項(xiàng)資格的依據(jù)，是設(shè)計前期各項(xiàng)工作的依據(jù)，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)后，即可進(jìn)行可行性研究。對于一些技術(shù)成熟又較為簡單的小型工程項(xiàng)目，項(xiàng)目建議書經(jīng)主管部門批準(zhǔn)后，可按明確的設(shè)計方案，直接進(jìn)行施工圖設(shè)計，使設(shè)計程序簡化。,,,1.2.1 Task and Importance,1.2.1 任務(wù)和意義 Task and Importan

13、ce,1.2.3 研究報告 Feasibility Study Report,1.2.2 階段劃分 Classification on Phase,1.2.4 審批程序 Procedures of Examination and Approvement,,,1.2 Feasibility Study,可行性研究是設(shè)計前期工作的核心，其研究報告是國家主管部門對工程項(xiàng)目進(jìn)行評估和決策的依據(jù)。項(xiàng)目建議書經(jīng)國家主管部門批準(zhǔn)后，即可由上級主管部

14、門組織或委托設(shè)計、咨詢單位，進(jìn)行可行性研究。,,,1.2.1 Task and Importance,可行性研究的任務(wù) 可行性研究的意義,,,1.2.1 Task and Importance,可行性研究的任務(wù)： 根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃、地區(qū)發(fā)展規(guī)劃和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的要求，結(jié)合自然資源條件，對工程項(xiàng)目的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和工程可實(shí)施性進(jìn)行全面調(diào)查、分析和論證，做出是否合理進(jìn)行的科學(xué)評價。若項(xiàng)目可行，則選擇最佳方案，編制可行性

15、研究報告，為國家主管部門對工程項(xiàng)目進(jìn)行評估和決策提供可靠依據(jù)。,,,1.2.1 Task and Importance,可行性研究的意義： 可實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目投資決策的科學(xué)化和民主化，避免和減少投資決策的失誤，保證工程項(xiàng)目的順利實(shí)施和建設(shè)投資的經(jīng)濟(jì)效益。,,,1.2.1 Task and Importance,,可行性研究的深度機(jī)會研究初步可行性研究可行性研究,1.2.2 Classification on Phase,,

16、提供一份可能進(jìn)行建設(shè)的投資項(xiàng)目的研究報告（項(xiàng)目建議書），若可行，則進(jìn)行初步可行性研究。,分析機(jī)會研究的結(jié)論是否正確，工程項(xiàng)目是否應(yīng)該投資，是否需進(jìn)行詳細(xì)的可行性研究。重大工程項(xiàng)目進(jìn)行。,工程項(xiàng)目投資決策的基礎(chǔ)，深入到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)論證階段。一般工程項(xiàng)目進(jìn)行。,,機(jī)會研究的深度較淺，其投資額一般根據(jù) 類似的工程估算，誤差較大。初步可行性研究報告提出的投資估算的偏 差范圍應(yīng)在?20%以內(nèi)?？尚行匝芯繄蟾嫣岢龅耐顿Y估算的偏差范

17、 圍應(yīng)在?10%以內(nèi)。,,1.2.2 Classification on Phase,可行性研究報告 總論 市場需求預(yù)測 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 工藝技術(shù)方案 原料、輔助材料及燃料的供應(yīng),,,1.2.3 Primary Contents of Feasibility Study Report,安全衛(wèi)生 項(xiàng)目實(shí)施計劃 社會及經(jīng)濟(jì)效果評價 結(jié)論,,,1.2.3 Primary Contents of Feasibilit

18、y Study Report,承擔(dān)可行性研究的單位，必須持有政府有關(guān)部門正式批準(zhǔn)頒發(fā)的資格證書，并對項(xiàng)目的可行性研究結(jié)論負(fù)責(zé)。,,,1.2.3 Primary Contents of Feasibility Study Report,可行性研究報告編制完成后，由項(xiàng)目委托單位上報審批。審批程序可分為預(yù)審和復(fù)審兩種。,,,1.2.4 Procedures of Examination and Approve,一般大、中型工程項(xiàng)目的可行性研究

19、報告由國家主管部門或各省、市、自治區(qū)的主管部門負(fù)責(zé)預(yù)審，報國家計委審批，或由國家計委委托有關(guān)單位審批。重大項(xiàng)目和特殊項(xiàng)目的可行性研究報告，由國家計委會同有關(guān)部門預(yù)審，報國務(wù)院審批。小型工程項(xiàng)目按隸屬關(guān)系報上級主管部門批準(zhǔn)即可。,,,1.2.4 Procedures of Examination and Appraisement,1.3.1 設(shè)計任務(wù)書的作用 Importance of design Instruction,1.3.2

20、設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容 Contents of design Instructions,1.3.3 審批和變更 Examination and Approve and Alteration,,,1.3 Design Instruction,設(shè)計任務(wù)書一般由建設(shè)單位的主管部門組織有關(guān)單位編制,也可委托設(shè)計、咨詢單位或生產(chǎn)企業(yè)(改、擴(kuò)建項(xiàng)目)編制。 設(shè)計任務(wù)書是確定工程項(xiàng)目和建設(shè)方案的基本文件，是設(shè)計工作的指令性文件，也是編制設(shè)計文件的主

21、要依據(jù)。,,,1.3.1 Importance of design Instruction,設(shè)計任務(wù)書內(nèi)容： 工程項(xiàng)目名稱。 建設(shè)的目的和依據(jù)。 建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案。 生產(chǎn)方法或工藝原則。,,,,1.3.2 Contents of design Instructions,原材料、燃料、動力(水、電、汽) 等供應(yīng)情況。建設(shè)地區(qū)或地點(diǎn)，以及交通運(yùn)輸、 占地面積、防震等要求。 資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)的要求。,,,,1

22、.3.2 Contents of design Instructions,建設(shè)工期和建設(shè)進(jìn)度要求。投資總額。勞動定員控制數(shù)。要求達(dá)到的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。有關(guān)附件。,,,1.3.2 Contents of design Instructions,設(shè)計任務(wù)書的審批設(shè)計任務(wù)書的變更,,,,1.3.3 Approve and Alteration,設(shè)計任務(wù)書的審批所有大、中型工程項(xiàng)目的設(shè)計任務(wù)書應(yīng)按隸屬關(guān)系，由國務(wù)院主管部門或

23、省、直轄市、自治區(qū)提出審查意見，報國家計委審批；某些重大項(xiàng)目，由國家計委報國務(wù)院審批；地方項(xiàng)目的設(shè)計任務(wù)書，上報前應(yīng)征求國務(wù)院主管部門的意見，按隸屬關(guān)系，由國家主管部門或省、直轄市、自治區(qū)審批；小型工程項(xiàng)目的設(shè)計任務(wù)書也按隸屬關(guān)系，由國家主管部門或省、直轄市、自治區(qū)的主管部門審批。,,,,1.3.3 Approve and Alteration,設(shè)計任務(wù)書的變更經(jīng)正式批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格履行，任何部門、單位或個人都不得隨意更改。

24、,,,,1.3.3 Approve and Alteration,1.4.1設(shè)計階段劃分Classification of Design Phase,1.4.2 初步設(shè)計階段Phase of Preliminary Design,1.4.3 施工圖設(shè)計階段Phase of Detail Design,,,1.4 Design Phase,,工程設(shè)計階段劃分 三階段設(shè)計 兩階段設(shè)計 一階段設(shè)計,1.4.1 Classifi

25、cation of Design Phase,,初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計。技術(shù)要求嚴(yán)格，工藝流程復(fù)雜，缺乏設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的大、中型工程項(xiàng)目經(jīng)主管部門指定后進(jìn)行設(shè)計。,擴(kuò)大初步設(shè)計和施工圖設(shè)計?？珊喕O(shè)計步驟和縮短設(shè)計時間。技術(shù)成熟的中、小工程項(xiàng)目,施工圖設(shè)計。技術(shù)簡單、成熟的小型工程項(xiàng)目（個別車間GMP改造，小規(guī)模改、擴(kuò)建工程等）采用。,兩階段設(shè)計結(jié)合了三階段設(shè)計和一階段設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，既節(jié)省時間又可靠，普遍采用。,設(shè)計單位得到主管部門下

26、達(dá)的設(shè)計任務(wù)書以及建設(shè)單位的委托設(shè)計協(xié)議書，即可開始初步設(shè)計工作。初步設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書、可行性研究報告及設(shè)計基礎(chǔ)資料，對工程項(xiàng)目進(jìn)行全面、細(xì)致的分析和研究，確定工程項(xiàng)目的設(shè)計原則、設(shè)計方案和主要技術(shù)問題，在此基礎(chǔ)上對工程項(xiàng)目進(jìn)行初步設(shè)計。初步設(shè)計階段的成果主要有初步設(shè)計說明書和總概算書。,,,1.4.2 Phase of Preliminary Design,在初步設(shè)計階段，工藝設(shè)計是整個設(shè)計的關(guān)鍵。因此，工藝專業(yè)是設(shè)計的主導(dǎo)專

27、業(yè)，其它各專業(yè)(如土建、運(yùn)輸、設(shè)備、電氣、自控儀表、采暖通風(fēng)、給排水等)都要圍繞工藝設(shè)計解決相關(guān)的設(shè)計原則和技術(shù)問題。工藝設(shè)計原則確定之后，其它各專業(yè)的設(shè)計原則也隨之確定。,,,1.4.2 Phase of Preliminary Design,初步設(shè)計的目的是保證工程項(xiàng)目投產(chǎn)后的經(jīng)濟(jì)效益。因此,初步設(shè)計不僅要有準(zhǔn)確可靠的技術(shù)資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù),而且設(shè)計過程中要積極采用新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備，并通過方案比較,優(yōu)選出最佳設(shè)計方案進(jìn)行設(shè)計。,,

28、,1.4.2 Phase of Preliminary Design,1.依據(jù)Document Pursuant2.內(nèi)容Contents3.深度Depth4.工作程序Procedures5. 審批和變更Approve and Alteration,,,1.4.2 Phase of Preliminary Design,項(xiàng)目建議書及有關(guān)部門的批復(fù)?？尚行匝芯繄蟾婕坝嘘P(guān)部門的批復(fù)。正式批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書及建設(shè)單位

29、委托設(shè)計協(xié)議書。有關(guān)的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，,,,1. Document Pursuant,,初步設(shè)計的內(nèi)容：總論總平面布置及運(yùn)輸制藥工藝設(shè)計土建工程設(shè)計給排水及污水處理工程設(shè)計,,2. Contents,概述工程項(xiàng)目的設(shè)計依據(jù)、設(shè)計規(guī)模、設(shè)計原則、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)方法、車間組成、原材料來源、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等,確定總平面布置原則，對藥廠區(qū)域劃分，繪制全廠總平面布置圖，確定廠內(nèi)外的運(yùn)輸方案等。,工藝流程設(shè)計，物料衡算，能量衡算，設(shè)備

30、選型與布置，管道設(shè)計與布置等。,生產(chǎn)、生活的水量、水質(zhì)和水壓要求，說明水源和取水方案以及工業(yè)廢水處理。,采暖通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計動力工程設(shè)計電氣與照明工程設(shè)計儀表及自動控制工程設(shè)計安全衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計工程概算有關(guān)附件,,,2. Contents,供冷、供熱、供氣和供汽系統(tǒng)設(shè)計及其設(shè)備選型,工程項(xiàng)目的總概算及各工序概算，編制總概算說明書,設(shè)備一覽表，材料估算表，總平面布置圖，生產(chǎn)工藝流程圖，物料流程圖，設(shè)備簡圖，平面布

31、置圖和立面布置圖,初步設(shè)計的深度,應(yīng)滿足下列要求： 設(shè)計方案的比較、選擇和確定。 主要設(shè)備的訂貨和加工安排。 主要原材料和建設(shè)材料的安排。 土地征用。 建設(shè)投資的控制。,,,3. Depth,勞動定員和人員培訓(xùn)。 主管部門和有關(guān)單位的設(shè)計審查。 施工圖的設(shè)計和編制。 施工準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備。 不存在懸而未決的問題。,,,3. Depth,,,,4. Procedures,,,,4. Procedures,,初步設(shè)

32、計的審批和變更 大型工程項(xiàng)目的初步設(shè)計文件由國務(wù)院主管部門或省、直轄市、自治區(qū)提出審查意見，報國家計委審批；特大或特殊項(xiàng)目，由國家計委報國務(wù)院審批；中型項(xiàng)目由國務(wù)院國務(wù)院主管部門或省、直轄市、自治區(qū)審批，批準(zhǔn)文件抄送國家計委備案；國家指定的中型工程項(xiàng)目的初步設(shè)計文件報國家計委審批；小型工程項(xiàng)目，由各部門和省、直轄市、自治區(qū)審批。 經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計文件，具有一定的嚴(yán)肅性，不得隨意更改。,施工圖設(shè)計是根據(jù)初步

33、設(shè)計及其審批意見，完成各類施工圖紙、施工說明和工程概算書，作為施工的依據(jù)。 施工圖設(shè)計階段的設(shè)計文件由設(shè)計單位直接負(fù)責(zé)，不再上報審批。,,(1)Contents,(2)Procedures,(3)Extent,1.4.3 Phase of Detail Design,,,圖紙 施工圖設(shè)計階段的圖紙包括： 施工階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。 設(shè)備制造及安裝圖。 施工階段設(shè)備布置圖及安裝圖。,1. Contents

34、,,施工階段管道布置圖及安裝圖。 儀器設(shè)備一覽表。 材料匯總表。 其它非工藝工程設(shè)計項(xiàng)目施工圖紙。,,,1. Contents,說明書 設(shè)備和管道的安裝依據(jù)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及 注意事項(xiàng)。 對安裝、試壓、保溫、油漆、吹掃、 運(yùn)轉(zhuǎn)安全等要求。 如果對初步設(shè)計的某些內(nèi)容進(jìn)行了修 改，應(yīng)詳細(xì)說明修改的理由和原因。,,,1. Contents,,,,2. Procedures,施工圖設(shè)計的深度，應(yīng)滿足

35、 設(shè)備及材料的訂貨和安排。 設(shè)備的訂貨、制作和安排。 施工準(zhǔn)備及編制施工預(yù)算和施工組織計 劃的要求。 土建、安裝工程的要求。 對施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控和驗(yàn)收的要求。,,,3. Extent,制藥工程項(xiàng)目建設(shè)單位——甲方 設(shè)計單位——乙方 施工單位——丙方,,,1.5 Execution, Run, Check and Put into Operation,調(diào)試與試車總的原則——從單機(jī)到聯(lián)機(jī)到 整條生產(chǎn)線；從空車到以水代