制药过程溶媒回收工艺技术与节能

立体传质塔板CTST在全国百余家大中型化工、制药、石化等企业成功应用3000余座塔河北工业大学天津印尼苏丹印度古巴制药过程的特点：

高消耗、高能耗、高排放？

溶媒回收是制药企业的辅助工序，也是关键过程之一溶媒回收水平的提高能带来显著的效益

溶媒回收在制药厂虽然是辅助工段，但在许多制药过程中是必不可少的环节，也是关键环节。

如在原料药厂，每天的溶媒循环用量在600吨，年循环用量20万万吨/年按消耗1%计，那么年损耗2000吨/年单价10000元/吨，年耗价值2000万元/年溶媒消耗5%，1亿元溶媒消耗10%，2亿元这也是由于制药过程环节多、复杂造成的，更是提高效益的重要方面。〔为什么叫溶媒“回收〞？像废品回收！〕一、溶媒性质，常用溶媒序号溶媒名称英文名分子式分子量沸点℃1甲醇MethanolCH4O32.0464.512乙醇EthanolC2H6O46.0778.253异丙醇isopropanolC3H8O60.0982.404丁醇1-butanolC4H10O74.12117.75乙酸乙酯EthylacetateC4H8O288.0777.16乙酸丁酯ButylacetateC6H12O2116.16126.17碳酸二甲酯DimethylcarbonateC3H6O390.0890.28丙酮acetoneC3H6O58.0856.129甲基异丁基酮MethylisobutylketoneC6H12O100.16115.910二氯甲烷dichloromethaneCH2Cl284.9339.7511氯仿cholroformCHCl3119.3861.1512乙腈acetonitrileC2H3N41.0581.6013三乙胺triethylamineC6H15N101.1989.614四氢呋喃tetrahydrofuranC4H8O72.116615正己烷HexaneC6H1486.1768.716环己烷CyclohexaneC6H1284.1680.71917苯benzeneC6H678.1180.118甲苯tolueneC7H892.13110.62519异丙醚IsopropyletherC6H14O102.1768.4720N,N-二甲基甲酰胺N,N-dimethylformamide[DMF]C3H7ON73.10153.021N,N-二甲基乙酰胺N,N-dimethylacetamide[DMAC]C4H9ON87.12166.122NMPN-methylpyrrolidoneC5H9ON99.1320423乙二醇EthyleneglycolC2H6O262.07197.85一、溶媒性质——挥发性1溶媒的挥发性大，易损失医用酒精，乙醇〔75%〕在手背上〔32℃)的情况挥发性约11kPa溶媒到达同样的挥发性的温度正常沸点℃℃二氯甲烷：39-10丙酮：563甲醇：6517乙醇：78.231异丙醇82.232乙酸乙酯：7722乙腈81.623水10046溶媒挥发性——饱和分压正常沸点℃在25℃时的挥发度〔分压〕kPa二氯甲烷：3958.4丙酮：5630.7甲醇：6517乙酸乙酯：7712水1003.17

大气压：101.3kPa二、溶媒损耗的主要方面1、排放到天上由于制药过程的成品的热敏性，浓缩、枯燥大多是在真空下进行的，而在真空条件下由于溶媒的挥发性较大，造成真空系统的溶媒损耗大。

解决方法：真空系统降低溶媒损耗的方法主要有：低温冷凝、溶剂吸收、吸附等。需要有专业设计。

2、排放到废水中

由于溶媒回收过程中废溶媒中的蛋白及色级会受热降解，因此系统需要清洗，清洗时所含的溶媒大多排入废水；系统事故停车时也会有可观的溶媒排入废水系统。不仅造成了溶媒的损耗，还增加了环保处理的费用。

解决方法：

系统集中排放，排放前按溶媒集中并入回收。3间歇操作屡次开停车，造成溶媒的损耗。解决方法：采用连续回收过程，减少间歇过程。间歇操作策略〔慢〕4小批量溶媒不回收由于制药过程中的特点，会有很多小批量的溶媒，每天几十升、几百升，由于含量复杂，批量小，就没有回收。但累计起来，每天有半立方至一立方多大溶媒当作废品处理掉。解决方法：从观念到行动上重视，做到根本不外卖，专门设备回收。1、共沸精馏制药过程中的溶媒，特别是混合溶媒，大多含有共沸物，不能简单精馏别离。如丁醇-丁酯，甲醇-丙酮，甲醇-二氯甲烷，乙醇-乙酯，甲醇-乙酯，丙酮-二氯甲烷等以丁醇-丁酯为例原碱洗-水洗-精馏-脱色工艺：碱洗破坏丁酯水洗精馏脱色废溶媒丁醇成品加碱废水加水废水碱洗水洗废水碱洗水洗废水液相过料丁醇酯化工艺：

酯化反响、精馏精馏废溶媒醋酸粗丁酯成品丁酯丁醇－丁酯－水物系共沸精馏别离新工艺新工艺：丁醇丁酯直接别离共沸精馏精馏废溶媒成品丁醇粗丁酯成品丁酯2、萃取精馏

无水乙醇制取，甲醇-丙酮-水甲醇-乙酯-水乙醇-乙酯-水丙酮-二氯甲烷-水等物系此方法的关键点：〔1〕萃取剂的选取，费用低，环境友好，最好是利用已有的溶媒；〔2〕萃取精馏的操作原理及控制方法溶媒回收大多数采用的是单效精馏〔1〕易于设计、操作〔2〕便于用于其他品种的溶媒回收，一塔多用3、多效精馏节能新工艺双效精馏：

节能新工艺按30t/h甲醇产品计，单效精馏塔的能耗大约为1t蒸汽/t甲醇；双效精馏塔节省蒸汽约45%，同时循环水量大幅度减少。蒸汽费用按200元/t计那么年蒸汽费用节省2700*8000=2160万元3、双效精馏节能的效果：〔1〕比单效精馏节能40-50%〔2〕已成功用于甲醇回收、乙醇、异丙醇、丙酮回收等。节能新工艺4精馏与蒸发的耦合常见的物料蒸发浓缩和溶媒回收过程〔不在一个车间〕

蒸发+精馏的耦合工艺过程-节能，降耗节能新工艺

精馏+蒸发的耦合工艺过程节能新工艺

过程特点：处理量大一般1000t/day以上物料特殊含蛋白、固体杂质腐蚀性能耗大低浓度废水，含量<5%直接蒸汽加热残液排放回收溶媒5低浓度废水中溶媒回收——改变工艺条件——节能改进回收工艺：能耗从20%降低到12%t蒸汽/t废水继续改进回收工艺：能耗降低到8%t蒸汽/t废水主要是如何改进余热利用的方式能耗12%继续改进回收工艺：能耗降低到8%t蒸汽/t废水采取减压精馏方式能耗12%能耗5%操作控制与设备水平的提高促进了工艺的改进

6萃取+精馏的工艺耦合工艺以含乙腈废溶媒为例物料特点：乙腈价格高含盐类及制药副产物杂质乙腈在此条件下受热分解，损失大

6含乙腈废溶媒回收工艺回收新工艺：采用溶剂连续萃取+精馏的方式，解决了乙腈分解的问题，能耗也大幅度降低含乙腈废溶媒溶剂连续萃取溶剂精馏回收成品乙腈99.9%废水废水中含(NH4)+1，含量在20000ppM甚至更高，

经加碱处理，精馏，可将废水中的游离NH3降到50ppM以下，还可得到含量8%～12%以上的氨水，可在工艺中回用。7含NH3-N〔游离NH3〕废水的处理思路与思考8将溶媒回收与多效精馏耦合进行废水处理

溶媒回收〔精馏〕与废水处理回用的耦合过程效果：节能，水可回用思路与思考CTST系列高效塔板优越性能在制药溶媒回收过程中的表达：1处理能力大：可达F1浮阀的150-250%；空塔动能因子可达3.7m/s(kg/m3)0.52具有消泡性能：适于处