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一、工程设计
30年代后期至40年代,有机合成药项目的工艺和设备工程设计均由药厂自行承担。主要有民国26年(1937年)中国生化制药厂的对氨基水杨酸钠、民国28年通用药厂的咖啡因、民国29年光化制药厂和40年代初信谊药厂的磺胺噻唑、民国30年杨氏药厂的胰岛萌(胰岛素)。这些药厂设计所选用的设备均缺乏规模的工程设计标准,往往利用空桶、盛酸缸甏。生产化学产品也仅仅选用一些玻璃烧瓶、烧杯,瓷蒸发皿等简单化验仪器。机械设备仅有离心机、冷气机等。当时形成规模生产的五洲药厂、中法药厂、新亚药厂、信谊药厂大都为半机械化生产。
50年代初期,为了抢时间解决产品有无问题,有机合成药工程设计,仍由药厂承担,均在老厂进行。有1950年华东人民制药公司化学制药第一厂的葡萄糖酸锑钠、酒石酸锑钾;1951年化学制药第一厂的磺胺噻唑;1952年五洲药厂的安乃近、苯妥英纳、肠痢苏;泰山有机化工厂的磺胺噻唑;东南化工厂的糖精;1953年信谊药厂的异菸肼等。这些工程项目均在工厂原有的基础上设计增建。一般采取边设计、边摸索的方法,逐步完成设计项目。老厂扩建设计,往往难以全部达到有机合成药项目应达到的防火、防爆、防毒规范要求。设计选用的设备依然因陋就简,用坛坛罐罐代替反应锅,木桶代替滤缸,木棒代替搅拌装置,两只木桶套在一起,其间加冰块即为冷却装置。
1953年,开始有专业设计单位承担设计项目。设计项目有上海市的,也有其他省市的。项目有一批属于国家对有机合成药工厂(车间)的布点项目。1957年,化学工业部医药工业设计院承担新建上海第二制药厂的有机合成药总体设计和产品单项车间设计,厂址选择在桃浦。所设计的生产车间、锅炉房、危险品库、厂前区办公室、食堂等建筑物的间距完全按照国家颁行的《建筑设计防火规范》的规定。该厂维生素C项目的工艺路线设计选用莱氏法。
1958年,药厂开展群众性的技术革新和技术革命活动。专业设计院的科技人员下厂参加这一活动。上海化工医药设计院技术人员到泰山有机化工厂与生产工人、技术人员共同对生产500吨的糖精车间进行技术改造设计,选用新的工艺路线。将原间歇操作改为连续操作,缩短工艺流程,加快反应速度,使设备容积缩小,车间面积减少,把一个过去间歇法生产时只有500吨/年规模的车间,改造成为1500吨/年规模的车间。
至1959年,上海有机合成药主要设计项目计17个。项目名称有磺胺噻唑、磺胺嘧啶、安乃近、安替匹林、氨基比林、维生素C、长效磺胺、可的松、柠檬酸、氯喹、盐酸普鲁卡因、苯醋酸等。其中药厂自行设计项目12个,专业单位设计项目4个,药厂与专业单位合作设计项目1个。此外,专业设计院为外省市完成主要设计项目8个。
60年代以后,有机合成药项目设计任务多数由专业单位承担,药厂自行设计的水平也不断提高。1962年,上海化工医药设计院承担上海五洲药厂年产100吨4-甲基吡啶项目设计任务。该项目有以乙炔为起始原料和以三聚乙醛为起始原料的两条工艺生产路线可供选择,设计选择后者。该项目在投产后,发现在乙醛和氨催化合成反应中,因选用固定床反应器,每两天就要更换触媒,劳动强度大,并散发有毒气体。于是1971年第五制药厂自行设计改为流化床反应器,设备结构较原简单,既便于散热,又收到较好的经济效益。每月可节电8.4万度,可腾出厂房700平方米,节省劳动力20人,生产能力还提高了1倍。
1965年2月,化学工业部中国医药工业公司下达上海五洲制药厂等单位将氨基比林、安乃近、异烟肼、对氨基水杨酸钠、4-甲基吡啶、间氨基酚的生产车间迁建至贵州制药厂的任务,由上海化工医药设计院承担单体车间设计和总体配套设计,五洲制药厂派人协助。设计院在设计过程中,逐步发现迁建工程并不经济合理,通过向上级反映,调研实况,国家计委、经委在该项目扩大初步设计之际否定了此项迁建工程。
1960~1979年,上海地区有机合成药设计项目累计完成19个,其中专业单位承担10个,药厂承担9个。项目内容主要有糖精、异菸酸、可的松、4-甲基吡啶、氯乙酸、双乙烯酮、双磷酸氯喹、安乃近、核苷酸等。此外,专业设计单位为外省市完成设计项目32个。
80年代起,项目设计趋于大型化,同时引进部分关键单元设备或生产装置。1985年,上海医药设计院为上海葡萄糖厂进行的技改项目设计,葡萄糖装置的规模为9600吨/年,而以往葡萄糖装置的规模均在2000吨/年以下。随着项目规模的扩大,需要相应的大型设备,而国内化工单元操作放大技术尚跟不上实际需要,因此从国外引进大型设备。1988年,上海医药设计院为牡丹江制药厂设计的4.5万吨/年的葡萄糖装置,分3条生产线,引进国外5台大型离心机,相当于国产直径600毫米离心机近200台。
改革开放以后,药厂自行设计的视野扩大到满足国际贸易的需要,项目的经济效益骤增。1989年,上海第二制药厂完成年产30吨尼妥巴敏的车间设计项目,在宝山县顾村建成该厂的分厂。该项目从美国引进的驱虫原料药生产技术,产品全部销售美国,项目全部投资在四年内可回收。同年,上海第十六制药厂与港商合资兴建上海万代制药有限公司,生产茶碱、茶碱衍生物及同产品有关的化工原料和医药中间体,厂址选在金山县。该项目由第十六制药厂负责工艺、设备等专业设计,土建由上海医药工业设计室承担。1989年6月顺利投产,达到设计能力,全部投资预计3年可回收。
1990年,五洲药厂兴建头孢拉定项目,此产品系上海中美合资施贵宝制药有限公司的原料(以前依赖进口)。该项目规模为年产5吨,由五洲药厂负责总体、工艺、设备及三废处理设计,上海医药管理局设计室负责土建、电气等工程设计。
80年代,上海地区有机合成药设计项目完成11个。项目主要内容有维生素C、葡萄糖、维生素E、安乃近、维生素B2等。其中专业单位设计7个,药厂自行设计4个。此外,专业单位承担外省市设计项目13个。
1953~1990年的38年间,有机合成药工程项目设计完成112个。其中上海市49个,外地有辽宁、吉林、黑龙江、山东、江苏、浙江、山西、安徽、河南、河北、福建、四川、湖北、青海、广东、北京等16个省市项目60个,援外设计项目2个,中外合作设计项目1个。
二、项目选介
磺胺噻唑项目 年产400吨磺胺噻唑项目系1958年上海第二制药厂建厂时的第一期项目之一。生产工艺以醛酯为起始原料,综合工序选用碳酸钙缩合法。选用设备部分利用上海第一制药厂原来磺胺噻唑生产设备,有木质过滤桶、热水桶、干燥箱、氯磺化反应器、氨解釜和不锈钢压滤机等。由于上海第一制药厂原生产磺胺噻唑的规模小,因此在第二制药厂的项目设计中,增添了2立方米钢质缩合釜、玻璃氯化反应器、陶瓷计量槽、配酸缸、钢质重结晶锅和蒸发器等新设计的设备。车间设计采用单层建筑,以便可灵活更动设备布局。厂房东西长为174米,跨度为18米,高4.8米,系混合结构建筑。1958年5月16日破土动工基建,同年11月20日磺胺噻唑车间试车成功。1960年,上海市技术革新盛行,上海第二制药厂对磺胺噻唑生产的缩合工段进行设计修改。采用碳酸钠作缩合剂,革新碳酸钙,免去洗涤、过滤等工序,使生产工序从14步缩短为7步,并实现了缩合与氨化一步化,同时提高综合温度,反应时间从9小时缩短到1.5小时,节省了2台过滤机和9个劳动力。缩合工段的生产能力从原设计能力每天6批增加到12至15批,从而使磺胺噻唑产量超过原设计能力,从400吨增长到570吨。
磺胺嘧啶项目 1962年,上海第二制药厂自行设计年产50吨磺胺嘧啶车间。该工程按糠氯酸工艺路线设计。由于产量有限,1963年又自行扩建设计,1964年7月试车投产,生产能力增至年产150吨。1970年,又将老工艺生产设备自行改造设计成年产200吨磺胺嘧啶的乙烯基乙醚新工艺路线装置,是年5月试车一次成功。反应步骤从5个工序缩减为3个,革除了吡啶等有毒原料,三废排放达到标准;车间面积从418.3平方米缩减到260.2平方米,每公斤成本下降8元;人员由132人减少到90人。1974年,该厂又自行对乙烯基乙醚中间体进行改革设计,用液相触媒代替固相触媒,以反应塔代替列管反应器,以自控仪表代替手工操作。从而根本解决了石灰粉尘飞扬的危害。
葡萄糖项目 1957年,上海葡萄糖厂的葡萄糖年产量1648.8吨。为了发展葡萄糖生产,1962年工厂迁至中山西路新址,新建厂房767平方米,改建厂房1314平方米,由华东建筑工业设计院承担厂房设计,上海葡萄糖厂自行负责工艺、设备、电气等工程设计,设计产量为2500吨。生产主要设备拥有4.58立方米糖化锅2台、蒸发锅6台、铁木压滤机6台和离心机17台等。1963年以前,葡萄糖生产全部用陶瓷缸结晶,当时年产量2400吨左右,应用近600只500公升陶瓷缸,安置在900平方米的厂房内,以水汀片加热保持室温。工人手握毛竹棒定时在结晶缸内搅动,至结晶过程后期,糖的粘度增大,非强体力者不能胜任。1964年,该厂对结晶设备进行技术改造。委托化学工业局设计室设计建成容积为10立方米的11台运动结晶器,取代600只陶瓷缸,彻底改变结晶工序的生产面貌,同时提高了产品质量和收率。
葡萄糖生产用的首台淀粉糖化锅在1953年由磷青铜整体浇制而成,容积0.4立方米。1957年,第二代糖化锅的容积增大至1立方米,材质为钢体衬紫铜板。1962年,第三代糖化锅的容积放大到4.5立方米,材质亦为衬紫铜板。1969年,上海葡萄糖厂自行设计时进一步放大到6立方米,材质选用钢衬橡胶贴耐酸瓷砖。
解放前,葡萄糖生产的过滤工序选用三角玻璃瓶与瓷质过滤漏斗。解放后,改用第二、第三代过滤器,即1平方米和3平方米板框压滤机,沿用时间长达20年。1974年,上海葡萄糖厂设计建成74型叶片式过滤器,取代了笨重、劳动强度大的板框压滤机。同年,设计升降膜式薄膜蒸发器,取代蒸发锅,二年之后又改为双效薄膜蒸发器。
1983年,上海市计委、经委批准上海葡萄糖厂的葡萄糖生产技术改造项目,旨在改变落后的生产面貌,改善劳动条件,采取引进关键设备与国产设备配套成龙的办法,向80年代国外水平靠近。从联邦德国BMA公司引进2台上悬式下卸料多速离心机,其生产能力每台相当于35台三足式离心机,1985年9月投入正常生产,提高收率1~2%,全年节约糖100吨,节约劳动力15人,分离工序从30年代水平提高到70年代世界水平。
1985年10月,上海医药设计院完成葡萄糖车间技术改造项目的工艺、土建和部分设备设计任务。公用设施由厂方负责设计。新建葡萄糖车间的设计规模为9600吨,其中注射糖1000吨/年、口服糖3950吨/年、工业糖1100吨/年、液糖3550吨/年。工艺设计中,口服糖、工业糖、液糖的生产路线选用酸酶法。此法与原来的酸法生产路线比较,具有收率高、淀粉单耗低、能耗少等优点。鉴于当时酸酶法工艺制造注射糖尚处于质量考察阶段,因而注射糖仍按酸法生产工艺一次结晶进行设计。为使车间符合《药品生产管理规范》要求,设计时特将注射糖与口服糖、工业糖的分离和干燥工序分室操作,避免造成混药,并在操作室设置洁净、空调措施。设备设计,在保证工艺生产和安全操作前提下,尽可能利用厂内原有设备,如双效降膜式蒸发器、结晶罐、气流干燥器和1983年引进的2台BMA离心机,仅新增90立方米的糖化罐、3立方米脱色罐。1988年底建成全部工程。1990年,葡萄糖产量已达10314.8吨。
苯乙酰胺项目 1966年,由上海医药工业设计院承担设计西北合成药厂苯乙酰胺项目。老路线以甲苯为原料,考虑甲苯为战略物资,因此设计选用苯乙烯和氨一步高压法生产路线,具有设备少、流程简单、收率高、成本低的特点,而且苯乙烯原料在建设地区可就地供应。此高压反应系在60~65公斤/平方厘米压力下进行,创有机合成药生产的压力记录。设计人员通过挂片耐腐蚀试验,最终选择衬1Cr18Ni12MoTi不锈钢的高压釜;将每只高压釜安置在一个隔离室内,釜内升压后,在室外进行操作,确保操作安全。
维生素C项目 1984年,由上海医药设计院完成东北制药总厂年产1000吨维生素C工程设计项目。采用两步发酵碱转化工艺路线。该路线具有以下特点:粗维生素C中没有胶状物,易压滤,可提高产品质量,改善操作环境;采用高浓度发酵工艺;采用古龙酸干燥工艺,使转化甲醇配比由1∶6降至1∶4,减少有机溶剂用量,提高设备效率。主要工艺设备选用高效节能设备,代替惯用设备。主要设备假单孢菌发酵罐的容积选取100立方米,罐型选用带变速搅拌的100立方米通气发酵罐,一级浓缩装置引进尼罗公司蒸发能力7200公斤/时三效附热泵的降膜蒸发器1套。
异烟肼项目 上海五洲药厂原以4-甲基吡啶经高锰酸钾氧化后得异烟酸,再与水合肼综合而得。高锰酸钾为进口原料,供应经常断档。1963年,厂方自行设计电解氧化法生产异烟酸车间,革除了紧张原料,既节省外汇,又保证正常生产。因电解法生产散发酸雾,污染环境,影响工人健康,遂于1969年试验成功空气氧化法予以替代。1970年,该厂又与上海化工医药设计院协作共同设计成流化床反应器,投入生产,酸雾彻底解决,并节约酸碱等化工原料4000余吨/年,产量也获进一步扩大。
1952~1990年有机合成药工程设计项目上海市项目情况表
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项目名称 |
设计规模 |
工厂名称 |
设计单位 |
年份 |
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磺胺噻唑 |
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上海第一制药厂 |
上海第一制药厂 |
1952 |
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苯醋酸 |
1.845吨/年 |
上海第一制药厂 |
上海第一制药厂 |
1953 |
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安乃近 |
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五洲药厂 |
五洲药厂 |
1953 |
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异菸肼 |
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信谊药厂 |
信谊药厂 |
1953 |
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安替匹林 |
150吨/年 |
五洲药厂 |
五洲药厂与华东化工学院 |
1957 |
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磺胺噻唑 |
400吨/年 |
上海第二制药厂 |
上海化工医药设计院 |
1958 |
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维生素C |
30吨/年 |
上海第二制药厂 |
上海化工医药设计院 |
1958 |
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氨基比林 |
100吨/年 |
五洲药厂 |
五洲药厂 |
1958 |
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可的松 |
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上海第十二制药厂 |
上海第十二制药厂 |
1958 |
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长效碘胺 |
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大众制药厂 |
大众制药厂 |
1958 |
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柠檬酸 |
500吨/年 |
上海中西药厂 |
上海化工医药设计院 |
1958 |
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氯喹,伯喹,乙胺嘧啶 |
10吨/年 |
上海中西药厂 |
中西药厂 |
1959
~1960 |
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硝酸硫胺 |
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上海第一制药厂 |
上海第一制药厂 |
1959 |
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磺胺嘧啶 |
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上海第一制药厂 |
上海第一制药厂 |
1959 |
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盐酸普鲁卡因 |
32吨/年 |
上海第二制药厂 |
上海化工医药设计院 |
1959 |
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糖精 |
500吨/年 |
上海第六制药厂 |
上海化工医药设计院 |
1960 |
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苯甲酸 |
40吨/年 |
上海万代药厂 |
上海化工医药设计院 |
1960 |
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异菸酸 |
240吨/年 |
五洲药厂 |
上海化工医药设计院 |
1960 |
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可的松 |
30吨/年 |
上海第九制药厂 |
上海化工医药设计院 |
1960 |
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4—甲基吡啶 |
100吨/年 |
五洲药厂 |
上海化工医药设计院 |
1962 |
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呋喃丙胺,醋氮酰胺 |
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大众制药厂 |
大众制药厂 |
1962 |
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氯乙醛 |
500吨/年 |
上海第二制药厂 |
上海化工医药设计院 |
1962 |
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双乙烯酮 |
100吨/年 |
鼓浦化工厂 |
上海化工医药设计院 |
1962 |
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双磷酸氯喹 |
10吨/年 |
上海第十四制药厂 |
上海第十四制药厂 |
1963 |
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异菸肼 |
130吨/年 |
五洲药厂 |
五洲药厂 |
1963 |
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普鲁苯辛 |
20吨/年 |
五洲药厂 |
五洲药厂 |
1965 |
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异菸肼扩建 |
190吨/年 |
上海第五制药厂 |
上海化工医药设计院与厂方 |
1971 |
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核苷酸 |
600公斤/年 |
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