CN109896972B - 一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法及装置，属于碘海醇提纯技术领域，本发明将碘海醇合成液与水混合进行稀释，得到稀释液；将稀释液进行一级纳滤脱盐，得到一级纳滤浓缩液和一级纳滤透析液；将所述一级纳滤透析液进行二级纳滤脱盐，得到二级纳滤浓缩液和纳滤透析液；合并一级纳滤浓缩液和二级纳滤浓缩液得到碘海醇浓缩液。本发明通过将碘海醇合成液稀释后进行两级纳滤脱盐，提高了脱盐效率，降低了能耗成本，且得到的碘海醇浓缩液中含盐量降低，碘海醇收率高。

Description

一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法及装置

技术领域

本发明涉及碘海醇提纯技术领域，特别涉及一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法及装置。

背景技术

碘海醇(Iohexol)，5-[乙酰基(2,3-二羟丙基)胺基]-N,N′-双(2，3-二羟丙基)-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺，是一种水溶性、非离子型的X-CT造影剂的原料。碘海醇在80年代由挪威奈科明公司推出，商品名称为欧乃派克。这种造影剂通常在进行CT造影诊断前注入静脉，用于血管造影、泌尿系统、脊髓及股关节、淋巴系统造影，具有造影密度低、毒性低、耐受型好等优点，是目前最好的造影剂之一，发达国家己完全用它取代了离子型造影剂。碘海醇凭借安全性大、对比度高、渗透压低和人体毒性小等诸多优点，一举成为国际市场上最畅销的造影剂，并成为医学界评估各种X线造影剂所依据的“金标准”。

目前，工业上制备碘海醇的方法通常以铁粉作还原剂，还原硝基成氨基，以ICL作碘化剂，在氨基和羟基均被乙酰化后，用氨水水解，将乙酰化的羟基水解复原为羟基，使只有氨基被酰化，最终制得碘海醇。其中碘海醇的合成液中含有大量的一价盐、一定量的碘海醇和蛋白、碘海醇中间体、糖等成分，其中碘海醇具有较高经济价值，合成液中盐类物质越高会影响后期碘海醇成品的质量，所以需要对碘海醇合成液进行脱盐处理。常规碘海醇合成液使用电渗析进行脱盐，此方法脱盐效率低，能耗损失大，给生产带来极大的负担。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法及装置，本发明提供的碘海醇合成液纳滤脱盐在保证碘海醇收率的同时，使脱盐效率提高，能耗降低。

本发明提供了一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法，包括以下步骤：

将碘海醇合成液与水混合进行稀释，得到稀释液；

将稀释液进行一级纳滤脱盐，得到一级纳滤浓缩液和一级纳滤透析液；

将所述一级纳滤透析液进行二级纳滤脱盐，得到二级纳滤浓缩液和纳滤透析液；合并一级纳滤浓缩液和二级纳滤浓缩液得到碘海醇浓缩液；

所述稀释液中碘海醇的质量分数为20～25％；

所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的纳滤膜的截留分子量独立地为200～600Da；

所述一级纳滤脱盐的压力为1～2MPa，所述二级纳滤脱盐的压力为2～3MPa。

优选地，所述碘海醇合成液中碘海醇的质量分数为40～50％；所述碘海醇合成液的导电率为。

优选地，所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的pH值独立地为3～4。

优选地，所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的温度独立地为20～42℃。

优选地，所述碘海醇浓缩液中碘海醇的质量分数为40～50％；所述碘海醇浓缩液的电率为50000～70000μs/cm。

优选地，所述稀释液在进行一级纳滤脱盐前还包括精密过滤，所述精密过滤的精度为1～20μm。

优选地，所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐所用的纳滤膜为CT98A、CF95S或CT97S。

本发明还提供了一种碘海醇合成液纳滤脱盐的装置，包括通过管道依次连接的一级进料缓冲罐、一级输料泵、一级增压泵、一级纳滤膜组、二级进料缓冲罐、二级输料泵、二级增压泵、二级纳滤膜组和二级透析液收集罐。

有益技术效果：本发明提供了一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法及装置，本发明将碘海醇合成液与水混合进行稀释，得到稀释液；将稀释液进行一级纳滤脱盐，得到一级纳滤浓缩液和一级纳滤透析液；将所述一级纳滤透析液进行二级纳滤脱盐，得到二级纳滤浓缩液和纳滤透析液；合并一级纳滤浓缩液和二级纳滤浓缩液得到碘海醇浓缩液；所述稀释液中碘海醇的质量分数为20～25％；所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的纳滤膜的截留分子量独立地为200～600Da；所述一级纳滤脱盐的压力为1～2MPa，所述二级纳滤脱盐的压力为2～3MPa。本发明通过将碘海醇合成液稀释后进行两级纳滤脱盐，提高了脱盐效率，降低了能耗成本，且得到的碘海醇浓缩液中含盐量降低，碘海醇收率高。实施例实验数据表明，利用本发明提供的碘海醇合成液纳滤脱盐的方法进行脱盐，所得碘海醇浓缩液的电导率下降至5000μs/cm以下，碘海醇的收率可达98％以上。

附图说明

图1为本发明实施例中所用膜组件适配器剖视结构图；

图2为本发明实施例中所用膜组件适配器的加强管结构示意图；其中：1-适配器，2-加强管，3-限位凸起，4-轨迹筋。

具体实施方式

本发明提供了一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法，包括以下步骤：

将碘海醇合成液与水混合进行稀释，得到稀释液；

将所述稀释液进行一级纳滤脱盐，得到一级纳滤浓缩液和一级纳滤透析液；

将所述一级纳滤透析液进行二级纳滤脱盐，得到二级纳滤浓缩液和纳滤透析液；合并所述一级纳滤浓缩液和二级纳滤浓缩液得到碘海醇浓缩液；

所述稀释液中碘海醇的质量分数为20～25％；

所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的纳滤膜的截留分子量独立地为200～600Da；

所述一级纳滤脱盐的压力为1～2MPa，所述二级纳滤脱盐的压力为2～3MPa。

本发明将碘海醇合成液与水混合进行稀释，得到稀释液。

在本发明中，所述碘海醇合成液中碘海醇的质量分数优选为40～50％，更优选为45～48％；所述碘海醇合成液的导电率优选为50000μs/cm，更优选为70000μs/cm。在本发明中，所述稀释液中碘海醇量分数为20～25％，优选为22～24％。本发明通过对碘海醇合成液进行稀释减轻后续纳滤脱盐过程中纳滤膜的负荷，且可以使碘海醇穿过纳滤膜进入透析液的量减少，减少了碘海醇的损失。

得到稀释液后，本发明将所述稀释液进行一级纳滤脱盐，得到一级纳滤浓缩液和一级纳滤透析液。

在本发明中，所述稀释液进行一级纳滤脱盐之前优选还包括精密过滤，在本发明中，所述精密过滤的精度优选为1～20μm，更优选为5～10μm。本发明通过精密过滤过滤掉稀释液中的悬浮物，使稀释液的浊度为0。

在本发明中，所述一级纳滤脱盐所用纳滤膜的截留分子量为200～600Da，优选为300～500Da，更优选为350～400Da。本发明通过控制纳滤膜的截留分子量使碘海醇保留在一级纳滤浓缩液中，而无机盐透过纳滤膜进入到透析液中。在本发明中，所述纳滤膜的种类优选为CT98A、CF95S或CT97S。

在本发明中，所述一级纳滤脱盐的压力为1～2MPa，优选为1.3～1.6MPa；本发明通过控制一级纳滤脱盐的压力使整体工艺运行更加稳定，降低设备投资成本。

在本发明中，所述一级纳滤脱盐的pH值优选为3～4；所述一级纳滤脱盐的温度优选为20～42℃，更优选为25～35℃，最优选为30℃。在本发明中，所述碘海醇料液由于在pH为3～4条件下最稳定，在该pH范围内，使用膜处理碘海醇具有最佳的脱盐效率。碘海醇属于热敏性物质，温度越高，膜脱盐速度越快。以及纳滤脱盐温度在30℃时，可保证膜脱盐处理效率最高且能最为有效的防止碘海醇因温度过高而降解。

得到一级纳滤浓缩液和一级纳滤透析液后，本发明将所述一级纳滤透析液进行二级纳滤脱盐，得到二级纳滤浓缩液和纳滤透析液；合并所述一级纳滤浓缩液和二级纳滤浓缩液得到碘海醇浓缩液。

在本发明中，所述二级纳滤脱盐所用纳滤膜的截留分子量为200～600Da，优选为300～500Da，更优选为350～400Da。本发明通过控制纳滤膜的截留分子量使碘海醇保留在二级纳滤浓缩液中，而无机盐透过纳滤膜进入到透析液中。在本发明中，所述纳滤膜的种类优选为CT98A、CF95S或CT97S。

在本发明中，所述二级纳滤脱盐的压力为2～3MPa，优选为2.5～2.7MPa。由于一级纳滤透析液中含有低浓度的碘海醇，通过增大压力进一步进行纳滤脱盐，一级纳滤透析液中的碘海醇更多地保留在二级纳滤浓缩液中，提高碘海醇的回收率。

在本发明中，所述二级纳滤脱盐的温度及pH值的选择方案优选与前述技术方案所述的一级纳滤脱盐相同，在此不再赘述。

在本发明中，所述碘海醇浓缩液中碘海醇的质量分数优选为40％，更优选为50％；所述碘海醇浓缩液的电率优选为50000～70000μs/cm，更优选为60000～65000μs/cm。

本发明还提供了一种碘海醇合成液纳滤脱盐的装置，包括通过管道依次连接的一级进料缓冲罐、一级输料泵、一级增压泵、一级纳滤膜组、二级进料缓冲罐、二级输料泵、二级增压泵、二级纳滤膜组和二级透析液收集罐。

具体地，本发明优选将所述稀释液进入一级纳滤脱盐进料缓冲罐，经过一级输料泵、再进入一级增压泵增压后进入一级纳滤膜组进行一级纳滤脱盐；最终料液分为两股料液，一股是一级纳滤透析液，一股是一级纳滤浓缩液。一级纳滤透析液进入二级纳滤脱盐进料二级缓冲罐中，经过二级输料泵、再进入二级增压泵增压后进入二级纳滤膜组进行二级纳滤脱盐，最终料液分为两股料液，一股是纳滤透析液，进入二级透析液收集罐；一股是二级纳滤浓缩液，与一级纳滤浓缩液合并后得到碘海醇浓缩液。

在本发明实施例中，所述二级纳滤脱盐所用二级纳滤膜组中的膜组件适配器优选包括适配器和加强管，所述适配器内壁上开设有安装位，所述加强管嵌在所述安装位上，所述适配器与加强管同轴设置，所述加强管的长度短于所述适配器的长度，所述加强管入口的端面与所述适配器入口的端面齐平设置，所述加强管远离所述加强管入口的一端对应固定设置在所述适配器厚度最大的部分。本发明通过在现有适配器的内壁开设有安装位，加强管嵌在适配器内壁的安装位上，用于承受压力，同时加强管的内径等于是现有的适配器的内径，因此，不仅能够满足本发明中对适配器的耐压要求和产水量的需求，而且在现有的适配器基础上进行改进还能够节约成本。本发明使用上述膜组件适配器使得高压透析的过程中不仅能够得到高浓度的浓缩液，同时处理过程的膜通量大，适用于工业化应用。

为更清楚地说明本发明中所用膜组件适配器，下面结合附图1～2对所述膜组件适配器作进一步详细的说明：

在本发明中，所述膜组件适配器包括适配器1和加强管2，适配器1内壁上开设有安装位，加强管2嵌在安装位上，作为适配器1的承压部件，以提高适配器1的耐压等级，适配器1与加强管2同轴设置，加强管2的长度短于适配器1的长度，加强管2入口的端面与适配器1入口的端面齐平设置，加强管2远离加强管2入口的一端对应固定设置在适配器1厚度最大的部分，以保证适配器1的结构强度。

在本发明中，所述适配器1优选为高分子材料适配器，更优选为尼龙塑料适配器。

在本发明中，所述加强管2优选为不锈钢管。

在本发明中，所述膜组件适配器还包括限位凸起3，限位凸起3设置在靠近加强管2入口的侧壁上，适配器1上开设有与限位凸起3相卡接的限位凹槽，以防加强管2相对所述适配器1转动。

在本发明中，所述限位凸起3的数量优选为两个，两个限位凸起优选关于加强管2的轴线呈轴对称设置。

在本发明中，所述膜组件适配器优选还包括轨迹筋4，轨迹筋4固定设置在加强管2内壁，用于调节加强管2内水的流向；所述轨迹筋4的形状优选为螺旋线形，轨迹筋4的厚度优选为2～3mm；所述轨迹筋4的数量优选为四条，四条轨迹筋关于加强管2的轴线呈中心对称设置；所述轨迹筋4为不锈钢轨迹筋。

本发明对所述碘海醇合成液纳滤脱盐的装置的其他部件没有特殊限定，采用本领域常规的部件即可。

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

1)收集某厂生产碘海醇过程中的碘海醇合成液(碘海醇的质量分数为46％)，将碘海醇合成液稀释至碘海醇的质量分数为23％，得到稀释液。

2)将步骤1)得到的稀释液进行精密过滤器(精度为0.5μm)过滤后，进入一级纳滤脱盐进料缓冲罐，经过一级输料泵、再进入一级增压泵增压至2.5MPa后进入一级纳滤膜组进行一级纳滤脱盐，一级纳滤膜组中纳滤膜的截留分子量为400Da，一级纳滤脱盐的运行温度为20℃，pH值为3，膜通量为12L·m^-2·h^-1，运行20h；最终料液分为两股料液，一股是一级纳滤透析液，一股是一级纳滤浓缩液。

3)将步骤2)中得到的一级纳滤透析液收集到二级纳滤脱盐进料缓冲罐缓冲罐中，经过二级输料泵、再进入二级增压泵增压至2.5MPa后进入二级纳滤膜组进行二级纳滤脱盐，二级级纳滤膜组中纳滤膜的截留分子量为200Da，二级纳滤脱盐的温度为20℃，pH值为3，运行18h，膜通量为11.5L·m^-2·h^-1，当料液在膜系统中完全循环起来以后，系统开始出料；最终料液分为两股料液，一股是纳滤透析液，进入二级透析液收集罐；一股是二级纳滤浓缩液，与一级纳滤浓缩液合并后得到碘海醇浓缩液。

实施例1中得到的碘海醇浓缩液中碘海醇的收率为98％，电导率为4500μs/cm，交由后续生产进行树脂分离；得到的纳滤透析液的导电率为5000μs/cm，交由生化处理系统进行处理。

每天碘海醇生产料液为40t，两组电渗析需要处理12h，若用相同投资规模的纳滤脱盐膜芯处理40t料液，按实施例1中的运行条件算，仅需20只膜芯5小时即可完成脱盐处理。极大的提高了生产效率。

实施例2

1)收集某厂生产碘海醇过程中的碘海醇合成液(碘海醇的质量分数为50％)，将碘海醇合成液稀释至碘海醇的质量分数为23％，得到稀释液。

2)将步骤1)得到的稀释液进行精密过滤器(精度为0.5μm)过滤后，进入一级纳滤脱盐进料缓冲罐，经过一级输料泵、再进入一级增压泵增压至2.2MPa后进入一级纳滤膜组进行一级纳滤脱盐，一级纳滤膜组中纳滤膜的截留分子量为350Da，一级纳滤脱盐的运行温度为22℃，pH值为3.4，膜通量为10.3L·m^-2·h^-1，运行19h；最终料液分为两股料液，一股是一级纳滤透析液，一股是一级纳滤浓缩液。

3)将步骤2)中得到的一级纳滤透析液收集到二级纳滤脱盐进料缓冲罐缓冲罐中，经过二级输料泵、再进入二级增压泵增压至2.6MPa后进入二级纳滤膜组进行二级纳滤脱盐，二级级纳滤膜组中纳滤膜的截留分子量为200Da，二级纳滤脱盐的温度为22℃，pH值为3.4，运行20h，膜通量为13L·m^-2·h^-1，当料液在膜系统中完全循环起来以后，系统开始出料；最终料液分为两股料液，一股是纳滤透析液，进入二级透析液收集罐；一股是二级纳滤浓缩液，与一级纳滤浓缩液合并后得到碘海醇浓缩液。

实施例1中得到的碘海醇浓缩液中碘海醇的收率为98.5％，电导率为4600μs/cm，交由后续生产进行树脂分离；得到的纳滤透析液的导电率为4800μs/cm，交由生化处理系统进行处理。

每天碘海醇生产料液为80t，四组电渗析需要处理12h，若用相同投资规模的纳滤脱盐膜芯处理80t料液，按实施例2中的运行条件算，仅需40只膜芯5小时即可完成脱盐处理。极大的提高了生产效率。

实施例3

1)收集某厂生产碘海醇过程中的碘海醇合成液(碘海醇的质量分数为52％)，将碘海醇合成液稀释至碘海醇的质量分数为23％，得到稀释液。

2)将步骤1)得到的稀释液进行精密过滤器(精度为0.5μm)过滤后，进入一级纳滤脱盐进料缓冲罐，经过一级输料泵、再进入一级增压泵增压至2.2MPa后进入一级纳滤膜组进行一级纳滤脱盐，一级纳滤膜组中纳滤膜的截留分子量为200Da，一级纳滤脱盐的运行温度为25℃，pH值为3.6，膜通量为13.4L·m^-2·h^-1，运行18h；最终料液分为两股料液，一股是一级纳滤透析液，一股是一级纳滤浓缩液。

3)将步骤2)中得到的一级纳滤透析液收集到二级纳滤脱盐进料缓冲罐缓冲罐中，经过二级输料泵、再进入二级增压泵增压至3.0MPa后进入二级纳滤膜组进行二级纳滤脱盐，二级级纳滤膜组中纳滤膜的截留分子量为200Da，二级纳滤脱盐的温度为25℃，pH值为3.6，运行19h，膜通量为13.5L·m^-2·h^-1，当料液在膜系统中完全循环起来以后，系统开始出料；最终料液分为两股料液，一股是纳滤透析液，进入二级透析液收集罐；一股是二级纳滤浓缩液，与一级纳滤浓缩液合并后得到碘海醇浓缩液。

实施例1中得到的碘海醇浓缩液中碘海醇的收率为99％，电导率为4000μs/cm，交由后续生产进行树脂分离；得到的纳滤透析液的导电率为4900μs/cm，交由生化处理系统进行处理。

每天碘海醇生产料液为120t，六组电渗析需要处理12h，若用相同投资规模的纳滤脱盐膜芯处理80t料液，按实施例2中的运行条件算，仅需60只膜芯5小时即可完成脱盐处理。极大的提高了生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种碘海醇合成液纳滤脱盐的方法，包括以下步骤：

将碘海醇合成液与水混合进行稀释，得到稀释液，所述碘海醇合成液中碘海醇的质量分数为40~50%；所述碘海醇合成液的导电率为50000~70000μs/cm；

将所述稀释液进行一级纳滤脱盐，得到一级纳滤浓缩液和一级纳滤透析液；

将所述一级纳滤透析液进行二级纳滤脱盐，得到二级纳滤浓缩液和纳滤透析液；合并所述一级纳滤浓缩液和二级纳滤浓缩液得到碘海醇浓缩液；

所述稀释液中碘海醇的质量分数为20~25%；

所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的纳滤膜的截留分子量独立地为200~600Da；

所述一级纳滤脱盐的压力为1~2MPa，所述二级纳滤脱盐的压力为2~3MPa；

所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的pH值独立地为3~4；

所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐的温度独立地为20~42℃；

所述碘海醇合成液纳滤脱盐方法所使用的装置：包括通过管道依次连接的一级进料缓冲罐、一级输料泵、一级增压泵、一级纳滤膜组、二级进料缓冲罐、二级输料泵、二级增压泵、二级纳滤膜组、二级透析液收集罐；将所述稀释液进入一级纳滤脱盐进料缓冲罐，经过一级输料泵、再进入一级增压泵增压后进入一级纳滤膜组进行一级纳滤脱盐；最终料液分为两股料液，一股是一级纳滤透析液，一股是一级纳滤浓缩液；一级纳滤透析液进入二级纳滤脱盐进料二级缓冲罐中，经过二级输料泵、再进入二级增压泵增压后进入二级纳滤膜组进行二级纳滤脱盐，最终料液分为两股料液，一股是纳滤透析液，进入二级透析液收集罐；一股是二级纳滤浓缩液，与一级纳滤浓缩液合并后得到碘海醇浓缩液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀释液在进行一级纳滤脱盐前还包括精密过滤，所述精密过滤的精度为1~20μm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述一级纳滤脱盐和二级纳滤脱盐所用的纳滤膜独立地为CT98A、CF95S或CT97S。

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