抗生素溶媒回收工藝研究

【摘 要】隨著國家對環境保護力度的加大，生產成本與環境成本逐漸提高，溶媒回收在原料藥生產過程中所處的位置也越來越重要。提高回收溶媒的質量和降低溶媒消耗，從而降低生產成本、保護環境，溶媒回收成為制藥行業不可不重視的生產環節。本實驗對醋酸丁酯、醋酸乙酯、正丁醇等幾種溶媒的回收工藝進行研究。

【關鍵詞】抗生素；溶媒；回收

抗生素是一類用于抑制細菌生長或殺死細菌的藥物[1-5]。抗生素生產過程中大量使用有機溶劑。抗生素生產過程中常使用的有機溶劑主要有甲醇、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。有機溶劑不經處理就排入大氣，將會產生毒副作用，對人類和動植物造成危害[6-8]。有機溶劑不加以回收不但造成浪費同時污染環境。隨著國家對環境保護力度的加大，生產成本與環境成本逐漸提高，溶媒回收在原料藥生產過程中所處的位置也越來越重要[9-10]。提高回收溶媒的質量和降低溶媒消耗，從而降低生產成本、保護環境，溶媒回收成為制藥行業不可不重視的生產環節[11-12]。有機溶劑回收的方法主要有吸收法、冷凍冷凝法、固體吸附法等。

本實驗對醋酸丁酯、醋酸乙酯、正丁醇等幾種溶媒的回收工藝進行研究。

1.幾種溶媒的物化性質

1.1醋酸丁酯的物化性質

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

1.2醋酸乙酯的物化性質

熔點（℃）：-83.6；沸點（℃）：77.2；飽和蒸氣壓（kPa）：10.1（20℃）；臨界溫度（℃）：250.1；引燃溫度（℃）：426.7；相對蒸氣密度（空氣=1）：3.04；相對密度（水=1）：0.90（20℃）；燃點（oC）：425.5；熔化熱（KJ/mol）：118.99；蒸發熱（KJ/mol，b.p.）：32.28；辛醇/水分配系數：0.73；臨界壓力（MPa）：3.83；體膨脹系數（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

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

2.實驗

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行的精餾操作。從塔釜產生的蒸氣沿塔上升，與回流液接觸傳質后，進入冷凝器。一部分冷凝液作為產品，一部分作為回流返回塔頂。由于塔頂產品中易揮發組分的濃度高，釜液中易揮發組分的濃度不斷下降。當降低到規定濃度時，停止操作，釜液一次排出。與連續精餾相比，間歇精餾的特點是非定態過程、全塔都屬于精餾段。該工藝采用傳統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連續精餾法

精餾塔供汽液兩相接觸進行相際傳質，位于塔頂的冷凝器使蒸氣得到部分冷凝，部分凝液作為回流液返回塔頂，其余餾出液是塔頂產品。在整個精餾塔中，汽液兩相逆流接觸，進行相際傳質。液相中的易揮發組分進入汽相，汽相中的難揮發組分轉入液相。抗生素生產中所用溶媒連續精餾法分兩種工藝過程：（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品。再將合格產品進入脫色設備，進行脫色，將難揮發的雜質、色素等留于蒸發釜內。

2.2.2先脫色后脫水

先將廢溶媒在脫色塔內脫去色素、雜質，然后再經精餾脫去水分。

2.2.3三種工藝的比較

間歇精餾工藝需要塔數1臺，泠凝器1臺，中間設備無，耗能較大，工藝優點為塔效率低，造作頻繁，非穩態；連續精餾先脫色后脫水工藝需要塔數2臺，泠凝器3臺，中間設備為一臺灌和一臺泵，耗能小，工藝優點為效率高，避免了脫水塔的污染，缺點為有中間環節；連續精餾先脫水后脫色工藝需要塔數2臺，泠凝器3臺，中間無，耗能較小，優點無中間環節，實現連續化，效率高，操作穩定，缺點為脫色加熱容易焦。間歇精餾時全塔均為精餾段，沒有提餾段。因此，獲得同樣的塔頂、塔底組成的產品，間歇精餾的能耗必大于連續精餾。連續精餾先脫水后脫色工藝優點較多，但青霉素生產中的醋酸丁酯對水分不要求，所以選擇連續精餾先脫色后脫水工藝。

3.回收設備

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。根據不同的處理量選擇不同的塔徑，一般企業600、800、1000三種規格就能滿足日常需要。填料塔是塔設備的一種。塔內填充適當高度的填料，以增加兩種流體間的接觸表面。滿足高壓蒸餾的需要，應根據塔內各段的不同分離要求和兩相負荷沿塔高的分布，選用不同類型的最合適的填料，并優選其結構參數，組成填料塔。

3.2脫色塔

脫色塔包括蒸發器和除沫器兩部分。除沫器一般采用絲網除沫器。絲網除沫器主要是由絲網、絲網格柵組成絲網塊和固定絲網塊的支承裝置構成，絲網為各種材質的氣除沫器除沫器液過濾網，氣液過濾網是由金屬絲或非金屬絲組成。

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