CN111138319A

CN111138319A - 一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法和装置

Info

Publication number: CN111138319A
Application number: CN201811311596.1A
Authority: CN
Inventors: 余从立; 郭海超; 相里粉娟; 纪祖焕; 庆天
Original assignee: Jiangsu Nine Heaven High Tech Co ltd
Current assignee: Jiangsu Nine Heaven High Tech Co ltd
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-05-12

Abstract

本发明涉及一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法及装置，属高纯度溶剂回收领域。步骤：将多肽合成中产生的乙腈废液输送至调质罐调节酸碱度；将中和后的乙腈废液输送到第一精馏塔精馏提浓；将所得乙腈馏液作为进料送入渗透汽化膜分离机组进行分离得到粗品乙腈，料液侧溶液中的水以及少量乙腈以蒸汽形式透过渗透汽化膜得到渗透液，渗透液冷凝后返回调质罐后再次回收其中的乙腈；将脱水后的低含水量乙腈送入第三精馏塔进一步除杂得到乙腈粗品；将所得乙腈粗品送入氧化罐进行氧化，氧化结束后乙腈氧化液送入吸附塔进行吸附脱除杂质；将所得吸附后得乙腈送入第二精馏塔进行精制得到成品乙腈。

Description

一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法及装置，属高纯度溶剂回收领域。

背景技术

多肽一般是指少于一百个氨基酸通过肽键不断拼接而成的化合物，其作为药物具有活性强、专一性好、穿透力强等优势，在治疗肿瘤、糖尿病、心血管疾病、免疫疾病以及抗病毒、抗菌等方面具有显著的疗效。随着多肽合成技术的日渐成熟，越来越多的多肽药物开始投入实际生产。其中作为多肽产品的纯化溶剂，高纯乙腈的需求量也越来越大，产生的乙腈母液经过分离、精制获得高质量指标的高纯乙腈再次作为纯化溶剂循环套用，可显著降低生产成品与环保成本。在生产过程中，乙腈不可避免地与水及其它杂质混合在一起，产生大量的乙腈废液。乙腈会与水形成恒沸物（常压下乙腈-水恒沸物含水量约16 wt.%），采用常规的精馏方法无法将乙腈废液直接分离精制成可再次使用的高纯乙腈溶剂（含量≥99.9%，水分≤0.05wt.%，200nm≥90%，210nm≥94%，220nm≥96%，240nm≥98%，250nm≥99%），同时，若仅采用常规的工艺（萃取精馏、变压精馏或膜脱水技术），仅能将乙腈废液回收至质量较好的工业级乙腈，无法满足生产中循环使用的要求。而作为纯化溶剂，高纯回收乙腈的质量对多肽产品的质量起着决定性的影响。

制备高纯乙腈的现有技术包括氧化，吸附，干燥和精馏工艺的一种或几种。例如中国专利CN104058994A《高纯乙腈及其制备方法和装置》中叙述了工业乙腈经吸附、氧化和精馏制得高纯乙腈；中国专利CN104072388A《一种梯度级高纯乙腈的制备方法》中叙述了工业乙腈经吸附、干燥和精馏制得高纯乙腈。其中制备高纯乙腈原料限制为市面上合格的工业级乙腈，制备成本高，原料来源范围窄。此外，中国专利CN107382775A《化学合成药物产生的含乙腈废液回收方法》与CN107445863A《生物制药产生的含乙腈废液回收方法》阐述了通过中和、二氯甲烷萃取、分馏、精馏等步骤回收高纯度乙腈，可符合化学合成药物或生物制药的乙腈套用要求，但该工艺在实施中需使用二氯甲烷做萃取剂，存在以下问题：添加二氯甲烷作为第三组分，乙腈中可能存在微量的二氯甲烷；乙腈废液中甲醇、丙酮等轻组分会在二氯甲烷中富集，且丙酮、甲醇等轻组分与二氯甲烷难以完全分离，长期运行后影响萃取效率；大量二氯甲烷挥发导致VOC排放问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法及装置。该方法具有工艺过程简单，无第三组分加入，乙腈纯度高，产品质量稳定，适用于不同多肽合成工艺的乙腈废液，回收率高，工艺过程简单高效，运行能耗低。

一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法，包括如下步骤：

第1步，将多肽合成中洗脱产生的乙腈废液进行pH中和处理；

第2步，将第1步中的中和后的乙腈废液进行第一精馏处理，脱除重组分；

第3步，将第2步所得乙腈馏出液送入渗透汽化膜分离机组进行脱水，使水透过膜，得到粗品乙腈；

第4步，将第3步所得粗品乙腈送入吸附塔进行吸附脱除杂质；

第5步，将第4步所得吸附后得乙腈进行第二精馏处理，脱除轻组分杂质和重组分杂质，成品乙腈。

在一个实施方式中，将第3步所得粗品乙腈进行第三精馏处理，脱除轻组分，得到脱轻乙腈粗品，再将脱轻后的粗品乙腈送入吸附塔。

在一个实施方式中，第三精馏中得到的轻组分返回第三精馏过程的进料中，再次回收其中的乙腈。

在一个实施方式中，所述的第5步中，脱除轻组分杂质和重组分杂质是采用分段精馏，取中段馏出液；第二精馏的前馏分以及精制后的乙腈釜液返回至第三精馏再次回收其中的乙腈。

在一个实施方式中，所述的第三精馏采用间歇操作，操作压力-70～50kPa(表压)，乙腈馏液分段采出，收集合格馏分，回流比控制在5～10，最优是7；收集合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.% 。

在一个实施方式中，所述的第三精馏采出的轻组分需返回第三精馏处理步骤再次精馏使脱轻液中杂质富集，二次脱轻的轻组分中乙腈纯度需≤70%。

在一个实施方式中，所述的第4步中吸附过程中产生的乙腈脱附液返回至第三精馏步骤回收其中的乙腈。

在一个实施方式中，所述的第5步中第二精馏塔前馏分以及釜液需返回至第4步中的第三精馏再次回收其中的乙腈。

在一个实施方式中，第3步中渗透汽化膜分离机组透液冷凝后返回第1步中进行pH中和处理，再次回收其中的乙腈。

在一个实施方式中，所述的第4步中，脱轻乙腈粗品先进行氧化处理后再送入吸附塔。

在一个实施方式中，所述的第4步中，吸附过程中产生的乙腈脱附液，返回至第三精馏塔回收其中的乙腈。

在一个实施方式中，所述的第1步中多肽合成中洗脱产生的乙腈废液含水量是在40～95wt.%，pH范围为1～4，其中还含有其它有机杂质，其他有机杂质包含甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氟乙酸、氨水中的一种或几种，有机杂质含量占有机物总量的1～15wt.%。

在一个实施方式中，所述的第1步中pH中和处理的调质溶液可以是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠溶液中一种或者几种，调质的终点pH为6～9。

在一个实施方式中，所述的第3步中粗品乙腈的含水量控制在0.05～5 wt.%，最优是0.5～1.5wt.% 。

在一个实施方式中，所述的第4步中进行氧化所需氧化剂可以是金属无机盐，如高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸银等；也可以是无机酸，如浓硫酸、发烟硫酸、浓硝酸等；也可以是过氧化物，如过氧化钠，过氧化氢等；最好可以是其中的两种或者三种混合，如浓硫酸和高锰酸钾，浓硫酸、过氧化钠和高锰酸钾。

在一个实施方式中，所述的第4步中吸附剂采用3A分子筛、4A分子筛、13X分子筛、煤质活性炭、海泡石、椰壳活性炭、碳纤维，最好可以是其中的两种或者三种混合；使用吸附柱柱高与内径比为100:3，装柱量为柱高的70～90%。

在一个实施方式中，所述的第5步中成品乙腈馏分紫外透光率指标200nm≥90%，210nm≥94%，220nm≥96%，240nm≥98%，250nm≥99%，乙腈含量≥99.9%，水含量≤0.05wt.%。

在一个实施方式中，第2步所得乙腈馏出液经过吸附预处理之后，再进入渗透汽化膜机组；吸附采用的是煤质活性炭、椰壳活性炭、碳纤维、海泡石或者离子交换树脂，最好可以是其中的两种或者三种混合。

一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制装置，包括：

调质罐，用于对乙腈废液进行中和处理；

第一精馏塔，连接于调质罐，用于对中和处理后的乙腈废液进行精馏脱除重组分；

蒸发器，连接于第一精馏塔的塔顶，用于对第一精馏塔的馏出液进行加热；

渗透汽化分离机组，连接于蒸发器，用于对馏出液进行渗透汽化法脱水处理；

吸附塔，连接于渗透汽化分离机组的截留侧，用于对脱水乙腈进行吸附处理；

第二精馏塔，连接于吸附塔，用于对吸附塔得到的乙腈进行除轻组分和重组分杂质处理，得到乙腈成品。

在一个实施方式中，还包括：第三精馏塔，连接于渗透汽化分离机组的截留侧，用于对脱水乙腈进行精馏除轻组分处理；第三精馏塔的塔顶连接于吸附塔。

在一个实施方式中，还包括氧化罐，连接于渗透汽化分离机组的截留侧，用于对脱水乙腈进行氧化处理；氧化罐的料液出口连接至吸附塔，吸附塔用于对氧化处理后的脱轻乙腈粗品进行吸附除杂处理。

在一个实施方式中，渗透汽化分离机组的渗透侧通过渗透液冷凝器连接于调质罐。

在一个实施方式中，吸附塔中装填有吸附剂。

在一个实施方式中，所述的吸附剂是3A分子筛、4A分子筛、13X分子筛、煤质活性炭、海泡石、椰壳活性炭或者碳纤维。

在一个实施方式中，氧化罐中装填有氧化剂。

在一个实施方式中，所述的氧化剂是金属无机盐类氧化剂、无机酸类氧化剂或者氧化物类氧化剂。

上述的回收精制装置在用于回收精制多肽合成的废乙腈中的应用。

上述的渗透汽化膜分离机组在用于回收精制多肽合成的废乙腈中的应用。

有益效果

与现有的高纯乙腈制备与回收工艺相比，本发明的方法具有如下特点：

1. 本发明采用多肽合成中的乙腈废液为初始原料，不受原料限制，回收制备成高纯乙腈；

2. 本发明采用渗透汽化膜分离机组脱水，使乙腈废液中的成分提浓，可以有效地促进氧化剂的氧化效果，使最终得到的乙腈成品的纯度更好；

3. 本发明采用脱轻工序去除乙腈废液中轻组分，产品质量不收乙腈废液中杂质含量变化的影响；

4. 本发明将精制过程中前馏分和塔釜液返至脱轻工序回收处理，减少乙腈的废液排放量，提高乙腈的综合回收率；

5. 本发明提供的乙腈精制方法，乙腈单程与综合收率高，产品质量稳定，运行能耗可降低20%。

附图说明

图1是本发明的精制装置的结构图。

其中1是调质罐，2是第一精馏塔，3是蒸发器，4是渗透汽化分离机组，5是渗透液冷凝器，6是第三精馏塔，7是氧化罐，8是吸附塔，9是第二精馏塔。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围限值的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间，犹如每个数值和子区间被明确列举出。例如，“大约0.1%至约5%”的浓度范围应当理解为不仅包括明确列举出的约0.1%至约5%的浓度，还包括有所指范围内的单个浓度（如，1%、2%、3%和4%）和子区间（例如，0.1%至0.5%、1%至2.2%、3.3%至4.4%）。本发明中所述的百分比在无特别说明的情况下，是指重量百分比。

在本说明书中所述及到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施方式”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本申请所要保护的范围内。

多肽粗品是运用高效液相体系来纯化，具体以HPLC制备柱为吸附载体，以高纯乙腈和高纯水为分离体系，在一定的流速和梯度下进行对多肽粗品进行洗脱，此时产生的乙腈母液组成：乙腈折干纯度85～99%，含水量40～95wt.%。

回收套用乙腈指标为200nm≥90%，210nm≥94%，220nm≥96%，240nm≥98%，250nm≥99%，乙腈含量≥99.9%，水含量≤0.05wt.%。

本发明的高纯乙腈的制备工艺，如下：

第1步、将多肽合成中产生的乙腈废液输送至调质罐调节酸碱度；本步骤的目的是将乙腈废液的pH调节至中性，减少对后续工艺的影响；这里主要可以通过加碱性物质，加入的调质溶液可以是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠溶液中一种或者几种，调质的终点pH为6～9，所述的第1步中进入调质罐的乙腈母液含水量是在40～95wt.%，pH范围为1～4，其他有机杂质包含甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氟乙酸、氨基酸、氨中的一种或几种，有机杂质含量占有机物总量的1～15%。

第2步、将第1步中的中和后的乙腈废液输送到第一精馏塔精馏提浓；第一精馏的目的是去除掉乙腈废液中的一部分重组分物质，例如氨基酸、反应生成的副产物、过量的水，一方面可以提高回收乙腈的纯度，另一方面可以脱掉一部分水，减轻渗透汽化膜的工作负荷；

第3步、将第2步所得乙腈馏液作为进料送入渗透汽化膜分离机组进行分离得到粗品乙腈，料液侧溶液中的水以及少量乙腈以蒸汽形式透过渗透汽化膜得到渗透液，渗透液冷凝后返回调质罐后再次回收其中的乙腈；渗透汽化的目的是将回收乙腈提浓，由于后续进行进行氧化处理，当体系中含有较多水时，容易导致浓度偏低，影响到氧化效率，导致纯度回收的乙腈纯度不高，另外，本发明采用渗透汽化膜分离机组脱水，不受共沸限制，工艺过程简单，安全系数高，不引入第三组分，减少了不必要的杂质残留，所述的第3步中低含水量乙腈的含水量控制在0.05～5 wt.%，最优是0.5～1.5wt.%；料液侧压力为0.1～0.3MPa（表压），渗透侧压力控制在1000～3000Pa。乙腈馏液蒸汽进一步过热至70～180℃之后送入渗透汽化膜分离机组。渗透汽化机组中采用NaA分子筛膜。

第4步、将第3步所得乙腈粗品送入氧化罐进行氧化，氧化结束后乙腈氧化液送入吸附塔进行吸附脱除杂质，吸附过程中产生的乙腈脱附液，返回至第三精馏塔回收其中的乙腈；本步骤的目的，是将乙腈中的一些组分氧化成小分子，例如氨基酸的残基等，由于本发明是处理多肽合成中的乙腈废液，其中洗脱液中含有的氨基酸残基、合成副产物和分解物不容易与乙腈分开，影响到回收质量，由于氨基酸氧化脱氨为酮酸，可以继续氧化，产物为二氧化碳和水，氨基酸的脱羧产物为有机胺，也可以继续氧化，产物为氨、二氧化碳，可以有效地化解为小分子之后，更适于4A分子筛的吸附范围（其吸附范围是吸附水，甲醇、乙醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯），使得氧化和吸附操作相互协同，提高了对乙腈回收纯度的提高。所述的第5步中进行氧化所需氧化剂可以是金属无机盐，如高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸银等；也可以是无机酸，如浓硫酸、发烟硫酸、浓硝酸等；也可以是过氧化物，如过氧化钠，过氧化氢等；最好可以是其中的两种或者三种混合，如浓硫酸和高锰酸钾，浓硫酸、过氧化钠和高锰酸钾；吸附过程中是通过吸附剂将一些易被吸附的小分子杂质去除；所述的第5步中吸附剂采用3A分子筛、4A分子筛、13X分子筛、煤质活性炭、椰壳活性炭、碳纤维，最好可以是其中的两种或者三种混合使用。吸附柱柱高与内径比为100:3，装柱量为柱高的70%～90%；如果进入氧化罐前的乙腈粗品在200nm波长下的透光率≥70%，则可跳过氧化工段，直接进入吸附塔进行吸附。作为改进，所述的第5步中吸附过程中产生的乙腈脱附液需返回至第三精馏塔回收其中的乙腈；本发明也提供了上述吸附剂在应用于乙腈粗品吸附除杂过程中的用途。

第5步、将第4步所得吸附后得乙腈送入第二精馏塔进行精制得到成品乙腈，第二精馏塔馏出的前馏分以及精制后的乙腈釜液返回至第三精馏塔后再次回收其中的乙腈。优选地，所述的第5步中合格的乙腈馏分紫外透光率指标为200nm≥90%，210nm≥94%，220nm≥96%，240nm≥98%，250nm≥99%，乙腈含量≥99.9%，水含量≤0.05wt.%。所述的第5步中第二精馏塔前馏分以及釜液需返回至第3步中的第三精馏塔再次回收其中的乙腈。

在一个实施方式中，将第3步所得脱水后的低含水量乙腈送入第三精馏塔进一步除杂得到乙腈粗品，其中精馏获得的脱轻液可返回至第三精馏塔后再次回收其中的乙腈，使杂质富集，提高乙腈收率；本步骤是通过分段式精馏的方式对乙腈进行提纯，先馏出的是低沸点的杂质，再将乙腈馏出，最后剩下重组分杂质在釜底液中。所述的第三精馏塔采出的脱轻液需返回第三精馏塔再次精馏使脱轻液中杂质富集，二次脱轻液经再次处理后，排去废液处理时乙腈纯度需≤70%；第三精馏塔采用间歇操作，操作压力-70～50kPa(G)，乙腈馏液分段采出，收集合格馏分，回流比控制在5～10，最优是7。收集合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.%；

另外，由于本发明中所处理的是多肽合成中洗脱液乙腈，通常都会采用含有三氟乙酸的乙腈作为洗脱液，为了消除掉三氟乙酸对渗透汽化膜对乙腈/水的分离因子的影响，可以在第一精馏得到的乙腈馏出液采用表面磺酸基改性的海泡石吸附剂进行吸附处理。这里使用的表面磺酸基改性的海泡石吸附剂的制备方法主要是将海泡石的表面先接枝含有巯基硅烷偶联剂，然后再通过氧化的方式将巯基变为磺酸基。经过吸附处理后，可以有效提高渗透汽化膜在处理乙腈液中对乙腈/水的分离因子。本发明也提供了上述吸附剂在应用于乙腈馏出液吸附除杂过程中的用途。

基于以上的方法，本发明提供的回收精制装置如图1所示，包括：

调质罐1，用于对乙腈废液进行中和处理；

第一精馏塔2，连接于调质罐1，用于对中和处理后的乙腈废液进行精馏脱除重组分；

蒸发器3，连接于第一精馏塔2的塔顶，用于对第一精馏塔2的馏出液进行加热；

渗透汽化分离机组4，连接于蒸发器3，用于对馏出液进行渗透汽化法脱水处理；

第三精馏塔6，连接于渗透汽化分离机组4的截留侧，用于对脱水乙腈进行精馏除轻组分处理；

吸附塔8，连接于第三精馏塔6的塔顶，用于对第三精馏塔6得到的脱轻乙腈粗品进行吸附处理；

第二精馏塔9，连接于吸附塔8，用于对吸附塔8得到的乙腈进行除轻组分和重组分杂质处理，得到乙腈成品。

在一个实施方式中，还包括氧化罐7，连接于第三精馏塔6的塔顶，用于对第三精馏塔6得到的脱轻乙腈粗品进行氧化处理；氧化罐7的料液出口连接至吸附塔8，吸附塔8用于对氧化处理后的脱轻乙腈粗品进行吸附除杂处理。

在一个实施方式中，渗透汽化分离机组4的渗透侧通过渗透液冷凝器5连接于调质罐1。

在一个实施方式中，吸附塔8中装填有吸附剂。

在一个实施方式中，所述的吸附剂是3A分子筛、4A分子筛、13X分子筛、煤质活性炭、椰壳活性炭或者碳纤维。

在一个实施方式中，氧化罐7中装填有氧化剂。

以下实施例中所采用的废乙腈是通过固相法合成比伐卢定过程中得到的乙腈废液，主要的合成步骤是：1.用DMF浸泡树脂2h以活化树脂。2.依据Fmoc-固相多肽合成原理，以二氯树脂为固相载体，DIEA为催化剂，DCM为溶剂，在固相多肽合成器中连接第一个氨基酸到树脂。3.洗涤后加入20%哌啶的DMF溶液脱去Fmoc.基团，使第一个氨基酸的氨基游离出来，恢复反应活性。4.从反应器中取少量树脂于干燥洁净的试管中，加入5%茚三酮的无水乙醇溶液(W/V)，在沸水浴中加热5分钟，颜色反应呈阳性。5.洗涤后用以HOBT\TBTU\DIEA为催化剂，DMF为溶剂及清洗剂，在固相多肽合成器中连接第二个氨基酸。6.同样方法连接其他的氨基酸。连接完每个氨基酸后都需用5％茚三酮的无水乙醇溶液进行检测，结果呈阴性时才可进行下步反应。7.连接完所有氨基酸后洗涤并用氮气将树脂吹干。8．用切割试剂将肽从树脂上切割下来，切割试剂配比如下(TFA 9ml，phenol 0.759，EDT 0.25ml，Thioanisole0.25ml，H₂O 0.5m1)。9.将切下的肽再在冷乙醚中沉淀、洗涤、离心。10.在冻干机中冻干获得粗品。采用行HPLC色谱纯化系统含0.1%三氟乙酸的色谱乙腈溶液洗脱，得到乙腈洗脱液。

本发明所要处理的乙腈废液并不局限于上述这种多肽合成得到的废液，而是可以是其它的用固相法的合成路线中得到的乙腈洗脱废液，例如免疫八肽、睡眠九肽等。

本发明中所述的百分比在无特别说明的情况下是质量百分比。

实施例1

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量80wt.%左右，乙腈折干纯度约90%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到蒸发器3中加热汽化至110℃进入NaA渗透汽化膜分离机组4进行脱水得到低含水量乙腈；料液侧压力为0.2MPa（表压），渗透侧压力控制在1500Pa，渗透液经渗透液冷凝器5冷凝后，返回至调质罐1回收其中少量的乙腈。经过渗透汽化分离机组后得到的低含水量乙腈水分≤0.5 wt.%。低含水量乙腈进入第三精馏塔6后进行脱轻脱重处理，操作压力20kPa(G)，第三精馏塔中釜底温度90℃，先在回流比18：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为6：1，得到乙腈，并确保合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.%，得到乙腈粗品。得到的乙腈粗品送入氧化罐7，室温下加入10%浓硫酸和1%高锰酸钾固体氧化4h。氧化后蒸出的乙腈氧化液送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附，乙腈脱附液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。乙腈吸附液进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分)，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比20：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为7：1，得到乙腈。前组分和乙腈釜液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。

实施例2

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量85wt.%左右，乙腈折干纯度约92%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到蒸发器3中加热汽化至120℃进入NaA渗透汽化膜分离机组4进行脱水得到低含水量乙腈；料液侧压力为0.2MPa（表压），渗透侧压力控制在1500Pa，渗透液经渗透液冷凝器5冷凝后，返回至调质罐1回收其中少量的乙腈。经过渗透汽化分离机组后得到的低含水量乙腈水分≤0.5 wt.%。低含水量乙腈进入第三精馏塔6后进行脱轻脱重处理，操作压力30kPa(G)，第三精馏塔中釜底温度92℃，先在回流比16：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为5：1，得到乙腈，并确保合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.%，得到乙腈粗品。得到的乙腈粗品送入氧化罐7，室温下加入12%浓硫酸和1.5%高锰酸钾固体氧化3h。氧化后蒸出的乙腈氧化液送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附，乙腈脱附液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。乙腈吸附液进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分)，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比18：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为6：1，得到乙腈。前组分和乙腈釜液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。

实施例3

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量80wt.%左右，乙腈折干纯度约90%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到含有海泡石的吸附塔中进行吸附处理，再将吸附处理后乙腈送到蒸发器3中加热汽化至110℃进入NaA渗透汽化膜分离机组4进行脱水得到低含水量乙腈；料液侧压力为0.2MPa（表压），渗透侧压力控制在1500Pa，渗透液经渗透液冷凝器5冷凝后，返回至调质罐1回收其中少量的乙腈。经过渗透汽化分离机组后得到的低含水量乙腈水分≤0.5 wt.%。低含水量乙腈进入第三精馏塔6后进行脱轻脱重处理，操作压力20kPa(G)，第三精馏塔中釜底温度90℃，先在回流比18：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为6：1，得到乙腈，并确保合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.%，得到乙腈粗品。得到的乙腈粗品送入氧化罐7，室温下加入10%浓硫酸和1%高锰酸钾固体氧化4h。氧化后蒸出的乙腈氧化液送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附，乙腈脱附液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。乙腈吸附液进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分)，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比20：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为7：1，得到乙腈。前组分和乙腈釜液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。

实施例4

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量80wt.%左右，乙腈折干纯度约90%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到含有表面磺酸基改性的海泡石吸附剂的吸附塔中进行吸附处理，吸附剂的制备方法是：将海泡石在150℃下活化处理30min，然后加入含有0.15mo/L(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷和0.02mol/L柠檬的乙醇中进行接枝反应，反应温度是40℃，反应时间12h，再将产物滤出用去离子水洗涤，再将产物浸泡于10%的双氧水于25℃进行氧化5h，得到吸附剂后经洗涤、烘干；再将吸附处理后乙腈送到蒸发器3中加热汽化至110℃进入NaA渗透汽化膜分离机组4进行脱水得到低含水量乙腈；料液侧压力为0.2MPa（表压），渗透侧压力控制在1500Pa，渗透液经渗透液冷凝器5冷凝后，返回至调质罐1回收其中少量的乙腈。经过渗透汽化分离机组后得到的低含水量乙腈水分≤0.5 wt.%。低含水量乙腈进入第三精馏塔6后进行脱轻脱重处理，操作压力20kPa(G)，第三精馏塔中釜底温度90℃，先在回流比18：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为6：1，得到乙腈，并确保合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.%，得到乙腈粗品。得到的乙腈粗品送入氧化罐7，室温下加入10%浓硫酸和1%高锰酸钾固体氧化4h。氧化后蒸出的乙腈氧化液送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附，乙腈脱附液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。乙腈吸附液进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分)，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比20：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为7：1，得到乙腈。前组分和乙腈釜液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。

实施例5

与实施例1的区别是：未对乙腈轻组分进行氧化处理。

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量80wt.%左右，乙腈折干纯度约90%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到蒸发器3中加热汽化至110℃进入NaA渗透汽化膜分离机组4进行脱水得到低含水量乙腈；料液侧压力为0.2MPa（表压），渗透侧压力控制在1500Pa，渗透液经渗透液冷凝器5冷凝后，返回至调质罐1回收其中少量的乙腈。经过渗透汽化分离机组后得到的低含水量乙腈水分≤0.5 wt.%。低含水量乙腈进入第三精馏塔6后进行脱轻脱重处理，操作压力20kPa(G)，第三精馏塔中釜底温度90℃，先在回流比18：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为6：1，得到乙腈，并确保合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1wt.%，得到乙腈粗品。得到的乙腈粗品送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附，乙腈脱附液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。乙腈吸附液进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分)，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比20：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为7：1，得到乙腈。前组分和乙腈釜液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。

实施例6

与实施例1的区别是：未对渗透汽化膜得到的脱水乙腈进行第三精馏处理。

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量80wt.%左右，乙腈折干纯度约90%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到蒸发器3中加热汽化至110℃进入NaA渗透汽化膜分离机组4进行脱水得到低含水量乙腈；料液侧压力为0.2MPa（表压），渗透侧压力控制在1500Pa，渗透液经渗透液冷凝器5冷凝后，返回至调质罐1回收其中少量的乙腈。经过渗透汽化分离机组后得到的低含水量乙腈水分≤0.5 wt.%。低含水量乙腈进入氧化罐7，室温下加入10%浓硫酸和1%高锰酸钾固体氧化4h。氧化后蒸出的乙腈氧化液送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附。乙腈吸附液进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分)，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比20：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为7：1，得到乙腈。

对照例1

与实施例1的区别是：第一精馏的轻组分未经过渗透汽化膜脱水进行处理。

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量80wt.%左右，乙腈折干纯度约90%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到进入第三精馏塔6后进行脱轻脱重处理，操作压力20kPa(G)，第三精馏塔中釜底温度90℃，先在回流比18：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为6：1，得到乙腈，并确保合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.%，得到乙腈粗品。得到的乙腈粗品送入氧化罐7，室温下加入10%浓硫酸和1%高锰酸钾固体氧化4h。氧化后蒸出的乙腈氧化液送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附，乙腈脱附液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。乙腈吸附液进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分)，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比20：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为7：1，得到乙腈。前组分和乙腈釜液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。

对照例2

与实施例1的区别是：氧化步骤放在吸附步骤之后。

多肽合成中高纯乙腈的回收及精制方法，采用的装置如图1所示，操作过程包括下列步骤：将乙腈母液（含水量80wt.%左右，乙腈折干纯度约90%）送入调质罐1中和，中和后送入第一精馏塔2进行提浓，有机盐与部分水从塔底排出。乙腈馏液输送到蒸发器3中加热汽化至110℃进入NaA渗透汽化膜分离机组4进行脱水得到低含水量乙腈；料液侧压力为0.2MPa（表压），渗透侧压力控制在1500Pa，渗透液经渗透液冷凝器5冷凝后，返回至调质罐1回收其中少量的乙腈。经过渗透汽化分离机组后得到的低含水量乙腈水分≤0.5 wt.%。低含水量乙腈进入第三精馏塔6后进行脱轻脱重处理，操作压力20kPa(G)，第三精馏塔中釜底温度90℃，先在回流比18：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为6：1，得到乙腈，并确保合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1wt.%，得到乙腈粗品。得到的乙腈粗品送入装有4A分子筛的吸附塔8进行吸附，吸附后的乙腈送入氧化罐7，室温下加入10%浓硫酸和1%高锰酸钾固体氧化4h，氧化后蒸出的乙腈进入第二精馏塔9进行精制，分段收集乙腈馏分，第二精馏塔中釜底温度85℃，先在回流比20：1的条件下操作，除轻组分，再将回流比调节为7：1，得到乙腈。前组分和乙腈釜液返回至第三精馏塔6回收其中的乙腈。

实施例1-6和对照例1-2回收后的高纯乙腈的技术指标如表1所示：

从上表中可以看出，本发明得到的乙腈很高的纯度。从实施例1与实施例5的对比看出，对于多肽合成中的乙腈废液，通常如果对纯度要求符合规定的情况下，也可以不使用氧化工艺，为了使纯度更高，增加氧化步骤能够提高纯度；从实施例1与实施例6的对比可以看出，对于一些多肽合成中的乙腈废液也可以在渗透汽化脱水之后，不经过精馏脱轻脱重直接进入氧化过程，经过后续的步骤处理也可以得到一定纯度的乙腈，但是经过了脱重处理之后可以提高最终的产品乙腈的纯度；从实施例1和对照例1的对比可以看出，采用了本发明中的渗透汽化处理之后，可以有效地提高乙腈中的浓度，能够更加的有利于氧化过程中氧化剂的处理效果，提高产物的纯度。从实施例1和对照例2的对比可以看出，采用氧化对多肽乙腈洗脱液进行处理可以有效地将其中的氨基酸分解为小分子的物质，利于分子筛吸附，提高产物的纯度。通过实施例1和实施例3、4的对比可以看出，采用磺酸基改性后的海泡石处理可以有效地去除掉第一精馏中的成分，避免其影响到渗透汽化运行过程的分离因子。

Claims

1.一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法，其特征在于，包括如下步骤：

第1步，将多肽合成中洗脱产生的乙腈废液进行pH中和处理；

2.根据权利要求1所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法，其特征在于，将第3步所得粗品乙腈进行第三精馏处理，脱除轻组分，得到脱轻乙腈粗品，再将脱轻后的粗品乙腈送入吸附塔；第三精馏中得到的轻组分返回第三精馏过程的进料中，再次回收其中的乙腈；所述的第5步中，脱除轻组分杂质和重组分杂质是采用分段精馏，取中段馏出液；第二精馏的前馏分以及精制后的乙腈釜液返回至第三精馏再次回收其中的乙腈；所述的第三精馏采用间歇操作，操作压力-70～50kPa(表压)，乙腈馏液分段采出，收集合格馏分，回流比控制在5～10，最优是7；收集合格馏分在200～220nm波长下的透光率≥50%，乙腈纯度≥99%，水含量0.02～0.1 wt.% 。

3.根据权利要求2所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法，其特征在于，所述的第三精馏采出的轻组分需返回第三精馏处理步骤再次精馏使脱轻液中杂质富集，二次脱轻的轻组分中乙腈纯度需≤70%；所述的第4步中吸附过程中产生的乙腈脱附液返回至第三精馏步骤回收其中的乙腈；所述的第5步中第二精馏塔前馏分以及釜液需返回至第4步中的第三精馏再次回收其中的乙腈。

4.根据权利要求1所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法，其特征在于，第3步中渗透汽化膜分离机组透液冷凝后返回第1步中进行pH中和处理，再次回收其中的乙腈；所述的第4步中，脱轻乙腈粗品先进行氧化处理后再送入吸附塔；所述的第4步中，吸附过程中产生的乙腈脱附液，返回至第三精馏塔回收其中的乙腈；所述的第1步中多肽合成中洗脱产生的乙腈废液含水量是在40～95wt.%，pH范围为1～4，其中还含有其它有机杂质，其他有机杂质包含甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氟乙酸、氨水中的一种或几种，有机杂质含量占有机物总量的1～15 wt.% ；所述的第1步中pH中和处理的调质溶液可以是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠溶液中一种或者几种，调质的终点pH为6～9。

5.根据权利要求1所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法，其特征在于，所述的第3步中粗品乙腈的含水量控制在0.05～5 wt.%，最优是0.5～1.5wt.% ；所述的第4步中进行氧化所需氧化剂可以是金属无机盐，如高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸银等；也可以是无机酸，如浓硫酸、发烟硫酸、浓硝酸等；也可以是过氧化物，如过氧化钠，过氧化氢等；最好可以是其中的两种或者三种混合，如浓硫酸和高锰酸钾，浓硫酸、过氧化钠和高锰酸钾；所述的第4步中吸附剂采用3A分子筛、4A分子筛、13X分子筛、煤质活性炭、海泡石、椰壳活性炭、碳纤维，最好可以是其中的两种或者三种混合；使用吸附柱柱高与内径比为100:3，装柱量为柱高的70～90%；所述的第5步中成品乙腈馏分紫外透光率指标200nm≥90%，210nm≥94%，220nm≥96%，240nm≥98%，250nm≥99%，乙腈含量≥99.9%，水含量≤0.05wt.%。

6.根据权利要求1所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制方法，其特征在于，第2步所得乙腈馏出液经过吸附预处理之后，再进入渗透汽化膜机组；吸附采用的是煤质活性炭、椰壳活性炭、碳纤维、海泡石或者离子交换树脂，最好可以是其中的两种或者三种混合。

7.一种用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制装置，其特征在于，包括：

调质罐（1），用于对乙腈废液进行中和处理；

第一精馏塔（2），连接于调质罐（1），用于对中和处理后的乙腈废液进行精馏脱除重组分；

蒸发器（3），连接于第一精馏塔（2）的塔顶，用于对第一精馏塔（2）的馏出液进行加热；

渗透汽化分离机组（4），连接于蒸发器（3），用于对馏出液进行渗透汽化法脱水处理；

吸附塔（8），连接于渗透汽化分离机组（4）的截留侧，用于对脱水乙腈进行吸附处理；

第二精馏塔（9），连接于吸附塔（8），用于对吸附塔（8）得到的乙腈进行除轻组分和重组分杂质处理，得到乙腈成品。

8.根据权利要求7所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制装置，其特征在于，还包括：第三精馏塔（6），连接于渗透汽化分离机组（4）的截留侧，用于对脱水乙腈进行精馏除轻组分处理；第三精馏塔（6）的塔顶连接于吸附塔（8）；还包括氧化罐（7），连接于渗透汽化分离机组（4）的截留侧，用于对脱水乙腈进行氧化处理；氧化罐（7）的料液出口连接至吸附塔（8）。

9.根据权利要求19所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制装置，其特征在于，渗透汽化分离机组（4）的渗透侧通过渗透液冷凝器（5）连接于调质罐（1）；吸附塔（8）中装填有吸附剂；所述的吸附剂是3A分子筛、4A分子筛、13X分子筛、煤质活性炭、海泡石、椰壳活性炭或者碳纤维。

10.根据权利要求8所述的用于多肽合成中高纯乙腈的回收精制装置，其特征在于，氧化罐（7）中装填有氧化剂；所述的氧化剂是金属无机盐类氧化剂、无机酸类氧化剂或者氧化物类氧化剂。