干货分享 | 化学合成原料药车间设计探讨

化学合成原料药车间（以下简称合成车间）设计的优劣，对原料药厂家的生产至关重要。而车间布置是工艺设计中的重要部分，只有合理的工艺布置才能实现工艺流程及设备的先进，才能为车间生产、操作、设备安装检修以及为安全卫生、环保创造良好的环境。本文仅就合成车间的设计谈谈自己的体会。

1）反应过程复杂，操作工序较多，设备台数较多；2）一般使用大量酸、碱、有机中间体和有机溶媒，车间对防火、防爆、防腐等要求较高；3）设备数量多，管道量大，需合理布置操作面；4）尽量利用位能考虑物料的输送；5）充分考虑危险工艺的布置；6）原料药精烘包（精制、烘干、包装）岗位按GMP要求。

合成车间一般均由连续几步化学反应组成，其反应步骤有特定的顺序，反应过程也有繁简不同，另外合成车间设备多、管道多，并且生产过程自动化水平不高，仍以间歇手工操作为主，因此在车间布置时应充分考虑上述因素，进行车间合理布置。

2.1 合成车间布置以满足工艺生产要求为前提，以工艺流程为基础，从利于生产操作和便于生产管理的角度出发，认真考虑功能性区域的划分及设备布置设计。

1）顺工艺流程布置，使之上下纵横相呼应，确保水平方向和垂直方向的连贯性，尽量缩短物料运输路线，节约能源；2）相同设备或同类设备、性质相似及联系密切的设备相对集中布置，以便于集中管理、统一操作，节约定员；3）设备垂直方向布置不仅充分考虑人员操作台通道，还需考虑设备检修、物料运输所需运行空间；4）厂房空间设计中充分考虑设备相关联的附属设备、管件的操作高度，还需考虑搅拌设备的安装检修高度；5）公用物料、公用工程等各种管线相应集中布置；6）对于车间内精烘包岗位，按GMP要求，根据不同剂型对原料药的不同洁净等级要求设控制区、洁净区，布置于此区域的设备；7）从工艺生产流程及生产管理角度出发按生产区划分车间不同分区。

2.2 合成车间布置应满足安全、环保及职业卫生的要求。

1）有毒的生产岗位在车间布置时必须考虑严格的隔离、防护措施，应避开人流较集中的区域，并设置缓冲区域防止事故蔓延；2）对于易燃、易爆的生产岗位，在不严重影响工艺流程的条件下，尽量相对集中布置，控制面积，并按规范设置泄爆窗；3）有爆炸危险的工序最好布置在厂房的顶层或一端，同时设按规范要求设置安全出口；泄压面的设置应避开人员集中的场所和主要交通道路；4）有爆炸危险的工序最好布置在厂房的顶层或一端，同时设按规范要求设置安全出口；5）使用腐蚀性介质的岗位，应加强尾气吸收，并考虑相应设施所占有的空间位置；6）充分利用车间的自然通风和自然采光；7）产生噪声、放热等岗位宜邻外墙布置；8）化学合成原料药车间布置必须满足现行有关防火防爆、消防、配电等方面的规范和规定。

合成车间在厂区内可占面积及位置及在厂区与其它建筑物、构筑物的相对位置，往往在工厂总平面布置设计中已确定。

1）单层厂房。对有防爆岗位的甲乙类厂房宜采用单层厂房，车间内可设置操作台来满足工艺设备的位差要求。厂房高度视设备在垂直方向的布置要求而定，层高多为10.0m~12.0m；跨度应考虑自然通风和采光要求。2）局部多层。对有防爆要求的甲乙类生产工序采用单层，对精烘包工序或辅助生产区采用局部多层设计；此种布置既有防爆生产区单层布置的优点，同时也可尽量减少车间占地，增加厂区土地利用率。3）多层厂房。对工艺流程比较长，生产规模大的合成车间也可采用多层厂房，但一般以不超过四层为宜，且对有防火防爆要求的甲乙类生产工序布置在车间端头或顶层。

不论单或多层，厂房总宽度一般控制在16-18米之间，不宜超过22米，否则影响自然采光与自然通风。厂房长度可根据需要确定，但根据框架形式按规定设置伸缩或沉降缝。对于有净化空调要求的厂房，应严格控制层高，操作室净高一般在2. 6-3米之间，以利节能。

合成车间一般为框架钢筋混凝土结构，以适应产品更换或工艺技术路线、设备的革新与改进，以及随之的布局调整的需要。 

1）有分层操作设备岗位，设备不宜穿楼板设置，应在同层操作，设备下设操作台；2）车间动力区（泵房、配电室、蒸汽分配室等）贴近负荷中心，有利节能；3）车间内的行政区应设置于车间的端头，包括更衣、休息、洗涤等；4）大型贮罐设备宜布置于室外，但应有防晒、防冻的保护措施；5）设置必要的喷淋、洗眼装置；6）厂房一层减少地沟设置，防止溶媒气体积聚；7）在不严重影响工艺流程情况下，尽量把震动剧烈、荷重大的设备布置在底层。却需布置楼板上的，其设备或操作台支腿位置尽可能与梁固定；8）布置于楼板上有剧烈震动设备其支撑基础应置于楼板梁上不得与墙、柱相连；9）高大的设备，请勿沿窗布置，以免影响采光及通风；10）车间内设备布置，应把背光操作列为首选位置；11）车间外墙预留设备安装、检修通道；12）较大的操作台或防爆岗位的操作台，应有两个楼梯，便干安全疏散；13）计量罐和回流冷凝器等布置在反应罐的上方，为密切配合反应罐使用，它们的位置应随反应罐位置而变化；14）有特殊的防毒、防火和防爆要求和高温高压、氢化等危险性较大的反应，必须从建筑和通风上作针对性的处理，对剧毒的化学反应操作岗位，应单独隔间并设置良好的排风。高压反应须设防爆墙和泄压屋顶，这类反应室可与化学合成原料药车间放在一栋建筑物内，也可另建专用建筑物与化学合成原料药车间毗邻而建；15）蒸馏、回收处理的塔器应适当集中，布置于高层建筑中，以利操作和节省建筑物的空间；16）化学合成原料药车间原料、中间体的运输频繁，因此车间内部应有足够宽度的水平运输通道，且倒料过程多用软管；17）化学合成原料药车间多在大量使用有毒有害溶媒，特别是有氢气的合成区设置天窗，以有利于氢气的排放和通风采光；18）车间布置应按照生产要求设置原辅料存放、中间体存放、成品和包装材料暂存、备品备件等生产辅助房间；19）车间布置尽可能考虑未来工艺路线的改进和预留发展的空间。

总之，生产工艺操作对布局和设备布置提出基本要求，正确的工艺布置又为合理的建筑结构提供可靠的依据。只有根据生产工艺流程才能做出合理的工艺布置，只有掌握布置基本原则及注意事项，布置也才能为车间创造良好环境。