第六章化学制药与环境保护1.ppt

知识回顾 中试放大研究方法中试放大研究内容物料衡算生产工艺规程 第六章化学制药与环境保护 第一节概述第二节防治污染的主要措施第三节废水的处理第四节废气的处理第五节废渣的处理 第一节概述 一 环境保护的重要性 一 全球气候变暖 二 臭氧层的耗损与破 三 生物多样性减少 四 酸雨蔓延 五 森林锐减 六 土地荒漠化 七 大气污染 八 水污染 九 海洋污染 十 危险性废物越境转移中国面临十大环境问题 二 我国防治污染的方针政策我国历来重视保护生态平衡工作 消除污染 保护环境已成为我国的一项基本国策 特别是改革开放以来 我国先后完善和颁布了 环境保护法 大气污染防治法 水污染防治法 海洋环境保护法 固体废物污染环境防治法 环境噪声污染防治法 以及与各种法规相配套的行政 经济法规和环境保护标准 基本形成了一套完整的环境保护法律体系 在环境管理工作中 我国借鉴了国外的先进方法和手段 并结合我国国情 在完善 三同时 申报制度 环境影响评价制度和排污收费制度的基础上 决定在全国推行环境保护目标责任制 城市环境综合整治定量考核 污染物排放许可证制度 污染集中控制和污染限期治理等制度 三 化学制药厂污染的特点和现状 一 化学制药厂污染的特点1 数量少 组分多 变动性大2 间歇排放3 pH间歇排放4 化学需氧量 COD 高 二 化学制药厂污染的现状制药厂尤其是化学制药厂常是环境污染较为严重的企业 从原料药到药品 整个生产过程都有可造成环境污染的因素 从总体上看 化学制药行业的污染仍然十分严重 治理的形势相当严峻 由于治理不善 一些制药厂只得上缴排污费 有的每年高达上百万元之多 全行业污染治理的程度也不平衡 条件好的制药厂已达二级处理水平 即大部分污染物得到了妥善的处理 但仍有相当数量的制药厂仅仅是一级处理 甚至还有一些制药厂没能做到清污分流 个别制药企业的法制观念不强 环保意识不深 随意倾倒污染物的现象时有发生 对环境造成了严重的污染 化学制药工业防治污染 一靠政策 二靠技术 三靠管理 首先要提高认识 增强环境保护意识 严格规章制度 认真执行环境保护法规 其次 要用无废或少废的先进工艺技术和设备 淘汰那些消耗高 污染大的落后的工艺技术 所有新建 扩建和改建项目都必须实行 三同时 政策 对于国内尚无可靠污染治理技术的引进项目 要随同主体生产装置引进环保技术和设备 要加大环保设施的资金投入 没有治理的企业要抓紧治理 限期解决污染问题 对于己有治污装置的企业 要努力使装置正常运行 确保达标排放 限期达不到排放标准的企业要坚决实行关 停 并 转 要建立健全环保科研 监测和管理体制 人员要充实 以保证繁重而艰巨的环保工作能有计划地顺利进行 第二节防治污染的主要措施 化学制药工业的生产过程既是原料的消耗过程和产品的形成过程 也是污染物的产生过程 所采取的生产工艺决定了污染物的种类 数量和毒性 因此 防治污染首先应从合成路线入手 尽量采用那些污染少或没有污染的绿色生产工艺 改造那些污染严重的落后生产工艺 以消除或减少污染物的排放 其次 对于必须排放的污染物 要积极开展综合利用 尽可能化害为利 最后才考虑对污染物进行无害化处理 一 采用绿色生产工艺在20世纪中叶 人们对污染物的毒性 危害性等缺乏足够的认识 普遍认同 稀释废物可防治环境污染 的观点 即只要将废弃物稀释排放就可以无害 因而没有相应的法规来限制污染物的排放 至上世纪90年代 人们已认识到环境保护的首选对策是从源头上消除或减少污染物的排放 即在对环境污染进行治理的同时 更要努力采取措施从源头上消除环境污染 绿色生产工艺 Greentechnologies 是在绿色化学 Greenchemistry 的基础上开发的从源头上消除污染的生产工艺 这类工艺最理想的方法是采用 原子经济 Atomeconomy 反应 即使原料中的每一个原子都转化成产品 不产生任何废弃物和副产品 以实现废物的 零排放 未来的化学制药工业一方面要从技术上减少和消除对大气 土地和水域的污染 从合成路线 工艺改革 品种更替和环境控制上解决环境污染和资源短缺等问题 另一方面要全面贯彻药品法 保证化学制药从原料 生产 加工 贮存 运输 销售 使用和废弃处理各环节的安全 保持生态环境发展的可持续性 当前的主要任务是针对生产过程的主要环节和组分 重新设计少污染或无污染的生产工艺 并通过优化工艺操作条件 改进操作方法等措施 实现制药过程的节能 降耗 消除或减少环境污染的目的 一 重新设计少污染或无污染的生产工艺在重新设计药品的生产工艺时应尽可能选用无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材料 以降低或消除污染物的毒性 在药物合成中 许多药品常常需要多步反应才能得到 尽管有时单步反应的收率很高 但反应的总收率一般不高 在重新设计生产工艺时 简化合成步骤 可以减少污染物的种类和数量 从而减轻处理系统的负担 有利于环境保护 二 优化工艺条件化学反应的许多工艺条件 如原料纯度 投料比 反应时间 反应温度 反应压力 溶剂 pH值等 不仅会影响产品的收率 而且也会影响污染物的种类和数量 对化学反应的工艺条件进行优化 获得最佳工艺条件 是减少或消除污染的一个重要手段 如在药物生产中 为促使反应完全 提高收率或兼作溶剂等原因 生产上常使某种原料过量 这样往往会增加污染物的数量 因此必须统筹兼顾 既要使反应完全 又要使原料不致过量太多 三 改进操作方法在生产工艺已经确定的前提下 可从改进操作方法入手 减少或消除污染物的形成 四 采用新技术使用新技术不仅能显著提高生产技术水平 而且有时也十分有利于污染物的防治和环境保护 其它新技术 如手性药物制备中的化学控制技术 生物控制技术 相转移催化技术 超临界萃取技术和超临界色谱技术等的使用都能显著提高产品的质量和收率 降低原辅材料的消耗 提高资源和能源的利用率 同时也有利于减少污染物的种类和数量 减轻后处理过程的负担 有利于环境保护 二 循环套用在药物合成中 反应往往不能进行得十分完全 且大多存在副反应 产物也不可能从反应混合物中完全分离出来 因此分离母液中常含有一定数量的未反应原料 副产物和产物 在某些药物合成中 通过工艺设计人员周密而细致的安排可以实现反应母液的循环套用或经适当处理后套用 这不仅可降低原辅材料的单耗 提高产品的收率 而且可减少环境污染 将反应母液循环套用 可显著地减少环境污染 若设计得当 则可构成一个闭路循环 是一个理想的绿色生产工艺 除了母液可以循环套用外 药物生产中大量使用的各种有机溶剂 均应考虑循环套用 以降低单耗 减少环境污染 其它的如催化剂 活性炭等经过处理后也可考虑反复使用 化学制药工业中冷却水的用量占总用水量的比例一般很大 必须考虑水的循环使用 尽可能实现水的闭路循环 在设计排水系统时应考虑清污分流 将间接冷却水与有严重污染的废水分开 这不仅有利于水的循环使用 而且可大幅度降低废水量 由生产系统排出的废水经处理后 也可采取闭路循环 水的重复利用和循环回用是保护水源 控制环境污染的重要技术措施 三 综合利用从某种意义上讲 化学制药过程中产生的废弃物也是一种资源 能否充分利用这种资源 反映了一个企业的生产技术水平 从排放的废弃物中回收有价值的物料 开展综合利用 是控制污染的一个积极措施 近年来在制药行业的污染治理中 资源综合利用的成功例子很多 四 改进生产设备 加强设备管理改进生产设备 加强设备管理是药品生产中控制污染源 减少环境污染的又一个重要途径 设备的选型是否合理 设计是否恰当 与污染物的数量和浓度有很大的关系 例如 甲苯磺化反应中 用连续式自动脱水器代替人工操作的间歇式脱水器 可显著提高甲苯的转化率 减少污染物的数量 又如 在直接冷凝器中用水直接冷凝含有机物的废气 会产生大量的低浓度废水 若改用间壁式冷凝器用水进行间接冷却 可以显著减少废水的数量 废水中有机物的浓度也显著提高 数量少而有机物浓度高的废水有利于回收处理 化学制药工业中 系统的 跑 冒 滴 漏 往往是造成环境污染的一个重要原因