CN104557976A - 一种7-aca结晶母液回收的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通过大孔吸附树脂回收母液中7-ACA产品的工艺，主要包括树脂吸附、树脂解吸和浓缩等步骤，其中树脂吸附步骤中，调节7-ACA结晶母液的pH，以一定的流速自上而下通过大孔吸附树脂层，当树脂柱流出液中含7-ACA效价为进口的1％时，停止树脂吸附。本发明的方法可得到纯度≥98％、色级大于4号的7-ACA合格品。树脂提取收率≥90％，总工艺收率≥40％。按照每天生产中母液量200t估算，一年的经济效益可达1000多万元。

Description

一种7-ACA结晶母液回收的工艺

技术领域：

本发明属于化学制药领域，具体涉及一种7-ACA结晶母液回收的工艺。

背景技术：

7-氨基头孢烷酸(简称7-ACA)是半合成头孢类抗生素的关键中间体，在医药行业中占有十分重要的地位。国内7-ACA企业的产能增加与国家限制抗生素的使用之间的相互矛盾，供过于求以及产品价格的持续低迷增加了各生产企业的巨大压力。虽然各厂家在生产工艺中均采用了一步酶法的裂解工艺，产品收率较两步酶法增加2-4％左右，能够进一步降低生产成本，争取没有亏损或者是有少量的盈余，但是企业之间的竞争压力仍然无法消除。

7-ACA生产基本工艺过程为：头孢菌素发酵滤液(CPC)→树脂提取纯化→一步酶法(头孢菌素C酰化酶)裂解→结晶成品，结晶母液中主要含有D-CPC：2％-5％，D-7ACA：1％-3％，CPC：20％-30％，7-ACA：50％-65％左右，7-ACA含量约为1000-1500ug/ml。另外根据反应的机理，1分子的CPC经过一步酶法裂解之后产生1分子的7-ACA和1分子的а-氨基己二酸，а-氨基己二酸含量约为500-1000ug/ml。

以某公司生产情况为例进行说明：每天产生7-ACA结晶母液200t，平均效价在1200ug/ml，这些废水最终排放到环保，产生大量COD，同时，其中废水中经济价值较大的7-ACA被直接废弃进入下水道，共约240公斤/天的7-ACA被废弃,不仅造成环保污染，增加处理费用，还使大量7-ACA损失，造成成本升高。

目前国内外文献及资料均未有7-ACA母液回收的相关报道。如能够对其中上述工厂结晶母液中的7-ACA进行有效回收(总收率按照40％计)，可每月生产2.9t的7-ACA成品，按照生产成本100元/kg计算，年效益可达1382万元。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺，采用大孔吸附树脂回收母液中的7-ACA产品，并且对7-ACA产品进行纯化，经过吸附、解吸、浓缩、结晶、干燥等工艺，可得到纯度≥98％，色级大于4号的7-ACA合格品。树脂提取收率≥90％，总工艺收率≥40％。

本发明涉及一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺通过以下技术方案实现：

一种7-ACA结晶母液回收的工艺，采用大孔吸附树脂吸附母液中的7-ACA，然后用解吸剂解吸树脂回收7-ACA，将解吸液浓缩后结晶干燥得7-ACA成品。

主要包括以下步骤：

1)树脂吸附：调节7-ACA结晶母液的pH，以一定的流速自上而下通过大孔吸附树脂层，当树脂柱流出液中含7-ACA效价为进口的0.5-3％时，优选1％时，停止树脂吸附。

2)树脂解吸：步骤1中完成了吸附的树脂，用一定体积，一定浓度的解吸剂，以一定的流速自上而下解吸树脂，并收集解吸液。

3)浓缩：解吸液通过纳滤膜浓缩或反渗透膜浓缩至一定的效价得浓缩液；结晶与干燥工艺过程按照目前生产中的工艺流程即可。优选方案为：将浓缩液用盐酸调pH至4.0左右结晶，之后用离心机离心或者抽滤机抽滤得7-ACA结晶；干燥：将7-ACA结晶置于干燥器中干燥得最终产品。)

所述的7-ACA结晶母液的树脂吸附pH为2-自然pH值(pH6.5左右)；优选pH6-7；

所述的7-ACA结晶母液通过大孔吸附树脂层的流速为1-10BV/h；

所述的树脂解吸液为碳酸氢钠、醋酸钠、氯化钠、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种；

所述的树脂解吸剂的浓度为0.2％-3％；

所述的树脂解吸剂的体积为1-3BV；

所述的树脂解吸剂的流速为1-5BV/h。

本发明提供的最优选的一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺为：

采用大孔吸附树脂吸附母液中的7-ACA，然后用解吸剂解吸树脂回收7-ACA，主要包括以下步骤：

1)树脂吸附：调节7-ACA结晶母液的pH，以一定的流速自上而下通过大孔吸附树脂层，当树脂柱流出液中含7-ACA效价为进口的1％时，停止树脂吸附；

2)树脂解吸：步骤1中完成了吸附的树脂，用一定体积，一定浓度的解吸剂，以一定的流速自上而下解吸树脂，并收集解吸液；

3)浓缩：解吸液通过纳滤膜浓缩或反渗透膜浓缩至一定的效价得浓缩液；结晶与干燥；

7-ACA结晶母液的吸附pH为6-7；

7-ACA结晶母液的通过大孔吸附树脂层的流速为1-10BV/h；

解吸剂为碳酸氢钠、醋酸钠、氯化钠、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种；

解吸剂的浓度为0.2％-3％(质量百分比)。

树脂解吸剂的体积为1-3BV；

树脂解吸剂的流速为1-5BV/h；

步骤3中：将浓缩液用盐酸调pH至4.0左右结晶，之后用离心机离心或者抽滤机抽滤得7-ACA结晶；干燥：将7-ACA结晶置于干燥器中干燥得最终产品。

本发明涉及一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺，具体涉及通过大孔吸附树脂有效的回收母液中的7-ACA产品，并且对7-ACA产品进行纯化，经过吸附、解吸、浓缩、结晶、干燥等工艺，可得到纯度≥98％，色级大于4号的7-ACA合格品。树脂提取收率≥90％，总工艺收率≥40％。按照每天母液量200t的量生产估算，一年的经济效益约在1000多万元。

由于目前没有相关的7-ACA结晶母液回收方法的报道，因此本方法具有独创性，并且在减轻环保压力以及产生经济效益方面均有着巨大的意义。

附图说明：

附图1为本发明的工艺流程图

具体实施方式：

实施用于进一步说明本发明，所用7-ACA结晶母液来自河北某制药企业。所用树脂、树脂床为西安蓝晓科技新材料股份有限公司市售产品。

实施例1：

1.树脂吸附：将7-ACA结晶母液用10％盐酸调pH至4.0(母液中7-ACA效价1243ug/ml，纯度64.2％)，以1BV/h的流速自上而下匀速通过100ml LXT-032树脂床(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产)，当树脂柱底部流出液效价为12ug/ml时，停止向树脂柱内进结晶母液。

2.树脂解吸：2BV的0.3％的碳酸氢钠以1BV/h的流速自上而下解吸树脂，收集解吸液。

3.浓缩：解吸液通过分子量为500的有机纳滤膜浓缩至效价为32000ug/ml。

4.结晶干燥按照目前生产中的工艺流程即可，此处不再做说明。最后得到7-ACA产品0.58g，含水量0.9％，纯度98.7％，色级4-，总收率47.1％。

实施例2：

1.树脂吸附：将7-ACA结晶母液用2％硫酸调pH至2.0(母液中7-ACA效价1452ug/ml，纯度为59.5％)，以2BV/h的流速自上而下匀速通过100ml LXT-030树脂床(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产)，当树脂柱底部流出液效价为12ug/ml时，停止向树脂柱内进结晶母液。

2.树脂解吸：1.5BV的0.4％的醋酸钠以1BV/h的流速自上而下解吸树脂，收集解吸液。

3.浓缩：解吸液通过分子量为200的有机反渗膜浓缩至效价为31050ug/ml。

4.结晶干燥按照目前生产中的工艺流程即可，此处不再做说明。最后得到7-ACA产品1.34g，含水量1.2％，纯度98.4％，色级4-，总收率46.2％。

实施例3-实施例7：

具体实施方案同实施例1，主要考察不同母液pH的对树脂的吸附容量影响，进行树脂解吸及浓缩，结晶过程不作为考察因素。

母液中7-ACA效价为1376ug/ml，7-ACA纯度为60.55％。进料体积25BV，进料流速1BV/h，准备LXT-030树脂5份，每份各100ml树脂。结晶母液用5％盐酸调pH为2、3、4、5，与自然pH条件做吸附对照试验。

树脂吸附容量＝(进料7-ACA效价-流出液7-ACA效价)*进料体积/树脂体积

实施例	母液pH	树脂吸附容量(g/L)
			实施例3	2	19.11
实施例4	3	24.75

实施例5	4	26.31
			实施例6	5	19.49
实施例7	自然pH6.5	15.14

实施例8-实施例12

具体实施方案同实施例1，主要考察不同吸附速度对树脂的吸附容量影响，进行树脂解吸及浓缩，结晶过程不作为考察因素。

母液中7-ACA效价为1233ug/ml，7-ACA纯度为63.74％。进料体积25BV，准备LXT-032树脂5份，每份各100ml树脂。结晶母液用5％盐酸调pH至4.0，以不同的流速树脂吸附。

实施例	流速(BV/h)	树脂吸附容量(g/L)
			实施例8	1	25.79
实施例9	3	21.19
			实施例10	5	19.23
实施例11	7	13.42
			实施例12	10	9.19

实施例13-实施例19

具体实施方案同实施例1，主要考察不同解吸剂的解吸效率及解吸液质量。

母液中7-ACA效价为1233ug/ml，7-ACA纯度为63.74％，用5％盐酸调母液pH至4.2，进料体积各25BV，以1BV/h流速分别通过100ml LXT-030树脂7份(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产)。吸附结束后，分别用3BV的0.4％(w/w)碳酸氢钠、0.4％(w/w)醋酸钠，0.4％(w/w)氯化钠，0.4％(v/v)甲醇，0.4％(v/v)乙醇，0.4％(v/v)异丙醇，0.4％(v/v)丙酮以1BV/h的流速解吸树脂。

实施例20-实施例23

具体实施方案同实施例13-19，主要考察不同浓度解吸剂对解吸质量及收率的影响。

母液中7-ACA效价为1154ug/ml，7-ACA纯度为55.13％，用5％盐酸调母液pH至4.4，进料体积各25BV，以2BV/h流速分别通过100ml LXT-030树脂4份(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产)。吸附结束后，分别用3BV的0.2％(w/w)碳酸氢钠、0.4％(w/w)碳酸氢钠，1.0％(w/w)碳酸氢钠，3.0％(w/w)碳酸氢钠以1BV/h的流速解吸树脂。

实施例24-实施例27

具体实施方案同实施例13-19，主要考察不同浓度解吸剂对解吸质量及收率的影响。

母液中7-ACA效价为1377ug/ml，7-ACA纯度为60.39％，用5％盐酸调母液pH至4.2，进料体积各25BV，以5BV/h流速分别通过100ml LXT-032树脂4份(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产)。吸附结束后，分别用2BV的0.2％(w/w)碳酸氢钠、0.4％(w/w)碳酸氢钠，1.0％(w/w)碳酸氢钠，3.0％(w/w)碳酸氢钠以1BV/h的流速解吸树脂。

实施例28-实施例30

具体实施方案同实施例13-19，主要考察不同解吸剂体积对解吸收率的影响。

母液中7-ACA效价为1413ug/ml，7-ACA纯度为57.45％，用5％盐酸调母液pH至4.9，进料体积各25BV，以5BV/h流速分别通过100ml LXT-032树脂3份(西安蓝晓科技新材料股份有限公司)。吸附结束后，分别用1BV的0.4％(w/w)碳酸氢钠、2BV的0.4％(w/w)碳酸氢钠，3BV0.4％(w/w)碳酸氢钠以1BV/h的流速解吸树脂。

实施例31

1.树脂吸附：将7-ACA结晶母液用5％盐酸调pH至4.3(母液7-ACA效价1376ug/ml，纯度为55.3％)，以1BV/h的流速自上而下匀速通过500ml LXT-032树脂床(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产)，当树脂柱底部流出液效价为15ug/ml时，停止向树脂柱内进结晶母液。

2.树脂解吸：2BV的0.6％碳酸氢钠以1BV/h的流速自上而下解吸树脂，收集解吸液体积950ml，解吸液中7-ACA效价10087ug/ml，7-ACA纯度89.3％。(树脂提取总收率90.4％)

3.浓缩：解吸液通过分子量为500的有机纳滤膜浓缩至效价为32000ug/ml。

4.结晶干燥按照目前生产中的工艺流程即可，得最终7-ACA产品4.39g，含水量1.2％，纯度98.3％，色级4-，总收率45.2％。

最佳实施例：

1.树脂吸附：将7-ACA结晶母液用5％盐酸调pH至5.0(母液7-ACA效价1402ug/ml，纯度为57.8％)，以1BV/h的流速自上而下匀速通过500ml LXT-032树脂床(西安蓝晓科技新材料股份有限公司生产)，当树脂柱底部流出液效价为10ug/ml时，停止向树脂柱内进结晶母液。

2.树脂解吸：2.5BV的0.5％碳酸氢钠以1BV/h的流速自上而下解吸树脂，收集解吸液体积950ml，解吸液中7-ACA效价11024ug/ml，7-ACA纯度89.9％。(树脂提取总收率91.3％)

3.浓缩：解吸液通过分子量为500的有机纳滤膜浓缩至效价为32000ug/ml。

4.结晶干燥按照目前生产中的工艺流程即可，得最终7-ACA产品6.20g，含水量1.0％，纯度98.9％，色级3+，总收率48.4％。

Claims (10)

1.一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺，其特征在于：

采用大孔吸附树脂吸附母液中的7-ACA，然后用解吸剂解吸树脂回收7-ACA，主要包括以下步骤：

1)树脂吸附：调节7-ACA结晶母液的pH，以一定的流速自上而下通过大孔吸附树脂层，当树脂柱流出液中含7-ACA效价为进口的0.5-3％时，停止树脂吸附；

2)树脂解吸：步骤1中完成了吸附的树脂，用一定体积，一定浓度的解吸剂，以一定的流速自上而下解吸树脂，并收集解吸液；

3)浓缩：解吸液通过纳滤膜浓缩或反渗透膜浓缩至一定的效价得浓缩液；结晶与干燥。

2.根据权利要求1所述的一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺：7-ACA结晶母液的吸附pH为2-自然pH值(pH6.5左右)。

3.根据权利要求1所述的一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺：7-ACA结晶母液的通过大孔吸附树脂层的流速为1-10 BV/h。

4.根据权利要求1所述的一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺：解吸剂为碳酸氢钠、醋酸钠、氯化钠、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种。

5.根据权利要求4所述的解吸剂的浓度为0.2％-3％(质量百分比)。

6.根据权利要求4所述的树脂解吸剂的体积为1-3BV。

7.根据权利要求4所述的树脂解吸剂的流速为1-5BV/h。

8.根据权利要求1所述的一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺，步骤3中：将浓缩液用盐酸调pH至4.0左右结晶，之后用离心机离心或者抽滤机抽滤得7-ACA结晶；干燥：将7-ACA结晶置于干燥器中干燥得最终产品。

9.根据权利要求1所述的一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺，其步骤1)树脂吸附中，当树脂柱流出液中含7-ACA效价为进口的1％时，停止树脂吸附。

10.根据权利要求1所述的一种用于7-ACA结晶母液回收的工艺，其特征在于：

采用大孔吸附树脂吸附母液中的7-ACA，然后用解吸剂解吸树脂回收7-ACA，主要包括以下步骤：

1)树脂吸附：调节7-ACA结晶母液的pH，以一定的流速自上而下通过大孔吸附树脂层，当树脂柱流出液中含7-ACA效价为进口的1％时，停止树脂吸附；

2)树脂解吸：步骤1中完成了吸附的树脂，用一定体积，一定浓度的解吸剂，以一定的流速自上而下解吸树脂，并收集解吸液；

3)浓缩：解吸液通过纳滤膜浓缩或反渗透膜浓缩至一定的效价得浓缩液；结晶与干燥；

7-ACA结晶母液的吸附pH为6-7；

7-ACA结晶母液的通过大孔吸附树脂层的流速为1-10 BV/h；

解吸剂为碳酸氢钠、醋酸钠、氯化钠、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种；

解吸剂的浓度为0.2％-3％(质量百分比)。

树脂解吸剂的体积为1-3BV；

树脂解吸剂的流速为1-5BV/h；

步骤3中：将浓缩液用盐酸调pH至4.0左右结晶，之后用离心机离心或者抽滤机抽滤得7-ACA结晶；干燥：将7-ACA结晶置于干燥器中干燥得最终产品。