抗生素溶媒回收工藝研究

【摘 要】隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加大，生產(chǎn)成本與環(huán)境成本逐漸提高，溶媒回收在原料藥生產(chǎn)過(guò)程中所處的位置也越來(lái)越重要。提高回收溶媒的質(zhì)量和降低溶媒消耗，從而降低生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境，溶媒回收成為制藥行業(yè)不可不重視的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)醋酸丁酯、醋酸乙酯、正丁醇等幾種溶媒的回收工藝進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】抗生素；溶媒；回收

抗生素是一類用于抑制細(xì)菌生長(zhǎng)或殺死細(xì)菌的藥物[1-5]?？股厣a(chǎn)過(guò)程中大量使用有機(jī)溶劑?？股厣a(chǎn)過(guò)程中常使用的有機(jī)溶劑主要有甲醇、乙醇、丙醇、四氯乙烯、三氯乙烯、苯、甲苯、己醇、乙二醇、苯甲醇、乙酸乙酯、乙醚、異丙醇、乙酸甲酯、丁酮、石腦油、二甲苯等。有機(jī)溶劑不經(jīng)處理就排入大氣，將會(huì)產(chǎn)生毒副作用，對(duì)人類和動(dòng)植物造成危害[6-8]。有機(jī)溶劑不加以回收不但造成浪費(fèi)同時(shí)污染環(huán)境。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加大，生產(chǎn)成本與環(huán)境成本逐漸提高，溶媒回收在原料藥生產(chǎn)過(guò)程中所處的位置也越來(lái)越重要[9-10]。提高回收溶媒的質(zhì)量和降低溶媒消耗，從而降低生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境，溶媒回收成為制藥行業(yè)不可不重視的生產(chǎn)環(huán)節(jié)[11-12]。有機(jī)溶劑回收的方法主要有吸收法、冷凍冷凝法、固體吸附法等。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)醋酸丁酯、醋酸乙酯、正丁醇等幾種溶媒的回收工藝進(jìn)行研究。

1.幾種溶媒的物化性質(zhì)

1.1醋酸丁酯的物化性質(zhì)

沸點(diǎn)：126℃；凝固點(diǎn)：-77.9℃；相對(duì)密度為0.8825；閃點(diǎn)為33℃；凝固點(diǎn)為-73.5℃；沸點(diǎn)為126.11℃；燃點(diǎn)為421℃；粘度（20℃）0.734mPas，相對(duì)分子質(zhì)量為116.16；比重0.872-0.885。

1.2醋酸乙酯的物化性質(zhì)

熔點(diǎn)（℃）：-83.6；沸點(diǎn)（℃）：77.2；飽和蒸氣壓（kPa）：10.1（20℃）；臨界溫度（℃）：250.1；引燃溫度（℃）：426.7；相對(duì)蒸氣密度（空氣=1）：3.04；相對(duì)密度（水=1）：0.90（20℃）；燃點(diǎn)（oC）：425.5；熔化熱（KJ/mol）：118.99；蒸發(fā)熱（KJ/mol，b.p.）：32.28；辛醇/水分配系數(shù)：0.73；臨界壓力（MPa）：3.83；體膨脹系數(shù)（K-1，20oC）：0.00139；臨界密度（g·cm-3）：0.308；飽和蒸氣壓：0.82（25℃）。

1.3正丁醇的物化性質(zhì)

臨界溫度（℃）：287；飽和蒸氣壓：0.82（25℃）；臨界壓力（MPa）：4.90；閃點(diǎn)：35℃（閉口），40℃（開(kāi)口）；粘度：2.95mPa.s（20℃）；自燃點(diǎn)365℃；折射率（n20D）1.3993；張力：24.6mN/m（20℃）。

2.實(shí)驗(yàn)

2.1間歇式精餾法

間歇式精餾法又稱分批精餾，將料液分批加入塔釜中進(jìn)行的精餾操作。從塔釜產(chǎn)生的蒸氣沿塔上升，與回流液接觸傳質(zhì)后，進(jìn)入冷凝器。一部分冷凝液作為產(chǎn)品，一部分作為回流返回塔頂。由于塔頂產(chǎn)品中易揮發(fā)組分的濃度高，釜液中易揮發(fā)組分的濃度不斷下降。當(dāng)降低到規(guī)定濃度時(shí)，停止操作，釜液一次排出。與連續(xù)精餾相比，間歇精餾的特點(diǎn)是非定態(tài)過(guò)程、全塔都屬于精餾段。該工藝采用傳統(tǒng)的單塔式間歇精餾法，將原料一次加入塔釜中，塔頂蒸出的二元物冷凝后于分相罐中分層，采出重相，輕相回流。

2.2連續(xù)精餾法

精餾塔供汽液兩相接觸進(jìn)行相際傳質(zhì)，位于塔頂?shù)睦淠魇拐魵獾玫讲糠掷淠糠帜鹤鳛榛亓饕悍祷厮?，其余餾出液是塔頂產(chǎn)品。在整個(gè)精餾塔中，汽液兩相逆流接觸，進(jìn)行相際傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相，汽相中的難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相?？股厣a(chǎn)中所用溶媒連續(xù)精餾法分兩種工藝過(guò)程：（1）先脫水，后脫色；（2）先脫色，后脫水。

2.2.1先脫水后脫色

廢溶媒自塔頂進(jìn)料后，由塔頂蒸出接近恒沸組成的二元物，冷凝后在分水罐分層，塔底采出水份合格的產(chǎn)品。再將合格產(chǎn)品進(jìn)入脫色設(shè)備，進(jìn)行脫色，將難揮發(fā)的雜質(zhì)、色素等留于蒸發(fā)釜內(nèi)。

2.2.2先脫色后脫水

先將廢溶媒在脫色塔內(nèi)脫去色素、雜質(zhì)，然后再經(jīng)精餾脫去水分。

2.2.3三種工藝的比較

間歇精餾工藝需要塔數(shù)1臺(tái)，泠凝器1臺(tái)，中間設(shè)備無(wú)，耗能較大，工藝優(yōu)點(diǎn)為塔效率低，造作頻繁，非穩(wěn)態(tài)；連續(xù)精餾先脫色后脫水工藝需要塔數(shù)2臺(tái)，泠凝器3臺(tái)，中間設(shè)備為一臺(tái)灌和一臺(tái)泵，耗能小，工藝優(yōu)點(diǎn)為效率高，避免了脫水塔的污染，缺點(diǎn)為有中間環(huán)節(jié)；連續(xù)精餾先脫水后脫色工藝需要塔數(shù)2臺(tái)，泠凝器3臺(tái)，中間無(wú)，耗能較小，優(yōu)點(diǎn)無(wú)中間環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，效率高，操作穩(wěn)定，缺點(diǎn)為脫色加熱容易焦。間歇精餾時(shí)全塔均為精餾段，沒(méi)有提餾段。因此，獲得同樣的塔頂、塔底組成的產(chǎn)品，間歇精餾的能耗必大于連續(xù)精餾。連續(xù)精餾先脫水后脫色工藝優(yōu)點(diǎn)較多，但青霉素生產(chǎn)中的醋酸丁酯對(duì)水分不要求，所以選擇連續(xù)精餾先脫色后脫水工藝。

3.回收設(shè)備

3.1脫水塔

醋酸丁酯、醋酸乙酯、正丁醇脫水都采用精餾塔的形式。根據(jù)不同的處理量選擇不同的塔徑，一般企業(yè)600、800、1000三種規(guī)格就能滿足日常需要。填料塔是塔設(shè)備的一種。塔內(nèi)填充適當(dāng)高度的填料，以增加兩種流體間的接觸表面。滿足高壓蒸餾的需要，應(yīng)根據(jù)塔內(nèi)各段的不同分離要求和兩相負(fù)荷沿塔高的分布，選用不同類型的最合適的填料，并優(yōu)選其結(jié)構(gòu)參數(shù)，組成填料塔。

3.2脫色塔

脫色塔包括蒸發(fā)器和除沫器兩部分。除沫器一般采用絲網(wǎng)除沫器。絲網(wǎng)除沫器主要是由絲網(wǎng)、絲網(wǎng)格柵組成絲網(wǎng)塊和固定絲網(wǎng)塊的支承裝置構(gòu)成，絲網(wǎng)為各種材質(zhì)的氣除沫器除沫器液過(guò)濾網(wǎng)，氣液過(guò)濾網(wǎng)是由金屬絲或非金屬絲組成。

【參考文獻(xiàn)】

[1]焦玉英，李偉星.多種工藝聯(lián)合處理制藥廢水[J].中小企業(yè)管理與科技（上半月），2008（05）.

[2]付漢卿，陳國(guó)君，袁軍麗，劉俊岐，劉衛(wèi)濤.3種氯乙烯精餾尾氣回收工藝的分析比較[J].聚氯乙烯，2008（08）.

[3]柯凌進(jìn)，黃燕，吳雄偉.利用鹽效應(yīng)對(duì)丙酮溶媒回收方法的改進(jìn)[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002（02）.

[4]朱風(fēng)雷，杜冬梅.頭孢拉定制備過(guò)程中的溶媒回收[J].黑龍江科技信息，2007（11）.

[5]李永貴，曹遠(yuǎn)慮，葛明橋，趙光明.利用廢棄聚酯制品生產(chǎn)紡織纖維[J].紡織學(xué)報(bào)，2006（08）.

[6]史美平，劉素英，李秋元.抗生素生產(chǎn)中溶媒回收工藝[J].河北化工，2001（01）.

[7]袁海榮，楊銀生.鹽酸四環(huán)素生產(chǎn)中廢正丁醇回收工藝設(shè)計(jì)[J].西北藥學(xué)雜志，2007（06）.

[8]丙烯丙烷回收工藝環(huán)保增效[J].化工經(jīng)濟(jì)技術(shù)信息，2008（05）.

[9]張文林，史子謙，李春利，郭章紅，孫莉君.頭孢拉定生產(chǎn)中的廢溶媒的回收[J].中國(guó)抗生素雜志，2004（06）.

[10]程翠英，田立民，陳蔚青.溶媒回收塔設(shè)計(jì)的點(diǎn)滴體會(huì)[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)，2001（02）.

[11]王冬萍.膜分離技術(shù)在丁基裝置乙烯回收工藝中的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2009（04）.

[12]鄭玉果，陳代杰，朱寶泉.我國(guó)抗生素（微生物藥物）產(chǎn)業(yè)與研發(fā)進(jìn)展[J].中國(guó)新藥雜志，2008（07）.