CN1227211C - 一种回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用树脂法回收抗生素生产中醋酸丁酯的方法，它包括以下步骤：a、将抗生素生产中含有醋酸丁酯的水溶液经树脂吸附后，水洗；b、将吸附后的饱和树脂用饱和蒸汽进行解吸；c、对解吸液进行冷凝、静止、分相。本发明可有效避免蒸馏法回收所引起的蛋白变性和形成大分子聚合物，同时可节省大量蒸汽。本发明可使醋酸丁酯的回收率提高4%以上，节约能源80%，降低回收成本80%，回收醋酸丁酯的一次合格率为100%。
Description
技术领域：
本发明涉及有机溶媒的回收，具体地说是一种回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法。
背景技术：
青霉素、红霉素等许多采用微生物发酵生产的抗生素，其生产过程均包括发酵、过滤、提取、反萃、结晶等步骤。这些抗生素在不同的pH条件下以不同的化学状态(游离酸、碱或成盐状态)存在，它们在水及与水不互溶的溶媒中溶解度不同，利用此性质可使这些抗生素从一种液体状态转移到另一种液体中去，以达到浓缩和提纯的目的。故在抗生素的生产过程中，常常利用醋酸丁酯进行萃取或反萃。由于在抗生素发酵液中存在许多降解产物、色素、蛋白质等杂质，因而，在用醋酸丁酯提取青霉素时，发酵液中的大量杂质，特别是有机物，包括1％左右的醋酸丁酯存在于水相中，其COD值可高达25000-30000mg/L。先从这些生产废水中回收醋酸丁酯后，再进行废水治理，不仅可降低废水的COD值，减少废水的处理压力，同时也可将回收的醋酸丁酯继续使用，降低抗生素的生产成本。另外，在抗生素的反萃过程中，也有一定量的醋酸丁酯溶解在水相中，且随着抗生素浓度的增加，醋酸丁酯与水的互溶度明显增大，若不将其回收，将给后序工艺造成影响。如在青霉素反萃过程中，必有一定量的醋酸丁酯溶解在水相中，正常情况下，水与醋酸丁酯的互溶度不大，(约为0.6％左右)，但当有青霉素存在时，互溶度明显增大(可达5-15％)。这部分的醋酸丁酯会使青霉素结晶过程中使用的溶媒——正丁醇中混有醋酸丁酯，因而使其在溶液回收过程中被破坏为丁醇。从而加大了其生产成本。目前，醋酸丁酯的回收方法是采用蒸馏法，即利用醋酸丁酯与水沸点的不同，通过多次的部分汽化和冷凝，使醋酸丁酯与水分离，从而达到回收醋酸丁酯的目的。其蒸馏过程是这样实现的：储罐内废水先经预热器预热至90℃左右，再进入蒸馏塔进行蒸馏，蒸馏过程中控制塔底温度不低于102℃。汽化液体经过冷凝器进入分相罐，由于醋酸丁酯与水有共沸点，塔顶蒸出的液体中含有28％左右的水，因而，蒸出的液体静置冷却后，使重相(水)与轻相(醋酸丁酯)分相，轻相醋酸丁酯进入精馏塔进行精馏，重相再与废水混合蒸馏。塔釜内的大量废水进入废水处理站进行处理。
该方法的缺点是：蒸汽消耗量大，需进行两次蒸馏；醋酸丁酯的回收收率低，一般为90-91％；回收成本高；废水经过高温蒸馏，形成许多大分子聚合物，增加了废水的处理难度；高温废水对蒸馏设备腐蚀严重，设备使用寿命短。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法，该方法能够提高醋酸丁酯的回收率，降低回收成本，且节省能源消耗。
本发明的目的是这样实现的：回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法，采用树脂进行回收，它包括以下步骤：
a.将抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的水溶液经树脂柱吸附后，水洗；
b.将吸附后的饱和树脂用饱和蒸汽进行解吸；
c.对解吸液进行冷凝、静止、分相、回收。
本发明方法适用于所有抗生素生产过程中的醋酸丁酯的回收。其对抗生素生产过程中的醋酸丁酯的浓度以及抗生素的浓度没有具体限定，也就是说，该方法适合对抗生素生产过程中任意浓度的醋酸丁酯进行回收处理，而抗生素自身的浓度对其没有影响。例如：该方法可对β-内酰胺及大环内酯类抗生素生产过程中的醋酸丁酯进行回收，在该生产过程中废水中的醋酸丁酯浓度通常在0.1％-5％，β-内酰胺及大环内酯类抗生素为任意浓度；在青霉素G、青霉素V提取水相中脱除醋酸丁酯过程，其醋酸丁酯浓度通常在2％-30％，青霉素G、青霉素V为任意浓度；在含青霉素G、青霉素V体系脱除醋酸丁酯的过程，其醋酸丁酯浓度通常在0.1％-99％，青霉素G、青霉素V为任意浓度。
本发明方法在吸附时，吸附温度可控制在树脂适宜的范围，一般可在-10℃-50℃。为有利于节能和环保，通常可在常温下进行；吸附时的流速可根据所处理的醋酸丁酯的浓度适当控制，即当醋酸丁酯的浓度高时，流速可放慢，当醋酸丁酯的浓度低时，流速可加快一些；在进行解吸时，可采用直接加热也可采用间接加热；解吸时的温度和蒸汽压力可采用常规参数。
本发明所述树脂可以是大孔吸附树脂(如：BD-1，BD-2，D312)，也可以是脂肪烃凝胶类树脂(S-1，S-2)，其优选树脂为双烯交联脂肪酸脂类大孔吸附树脂，该树脂在本发明中的效果尤佳；树脂设备型式可采用罐式、柱式、管式等任意一种设备。
本发明方法所说的抗生素生产过程中醋酸丁酯水溶液可以是抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的废水，也可以是抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的反萃液或醋酸丁酯母液。
本发明方法所说树脂柱最好为双柱串联式，其优选的吸附过程为抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的水溶液，通入树脂柱A中，树脂吸附醋酸丁酯后，从柱底流出，待流出溶液中有醋酸丁酯泄露后，与树脂柱B串接，待树脂柱B流出液有醋酸丁酯泄露后，停止进料，对树脂柱A进行水洗后，进入b步骤处理。
用本发明方法在回收醋酸丁酯时，因其废水溶液是在常温下进行吸附处理的，故可避免废水中的蛋白变性和形成大分子聚合物，有利于环保废水处理；减少了高温废水对设备的腐蚀，延长了设备使用寿命；同时节省了大量蒸汽。
本发明方法可使醋酸丁酯的回收率提高4％以上，节约能源80％，降低回收成本80％，回收醋酸丁酯的一次合格率为100％。
具体实施方式：
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：
本发明方法在青霉素生产废水中回收醋酸丁酯的应用
将青霉素提取过程中产生的生产废水(醋酸丁酯含量为1％)，调pH4后，以280升/小时流速从顶部流经装有BD-1型双烯交联脂肪酸脂大孔共聚物树脂(天津大学树脂厂)的树脂柱，树脂柱底部的流出液用酸碱滴定法检测有醋酸丁酯流出时，停止进料，流出的废水进入污水处理站。待柱内的废水排空后先用水洗饱和树脂，再从树脂柱底部通入饱和蒸汽进行热解吸，蒸汽压力控制在0.05Mpa以下，当柱顶温度达到90℃时，树脂上吸附的醋酸丁酯与通入的蒸汽形成共沸物开始自树脂柱顶部溢出，经冷凝器冷凝后进入分相器，静止分相，轻相进入醋酸丁酯储罐，检验合格后继续使用，重相进入废水储罐，重新进行处理。醋酸丁酯的回收率达95.2％。当柱顶温度达到100℃时，取冷凝后的流出液，静置，无明显分层时停止通蒸汽，树脂柱自然冷却后待用。
实施例2：
本发明方法在红霉素生产废水中回收醋酸丁酯的应用
将红霉素提取过程中产生的生产废水(醋酸丁酯含量为0.5％)，调pH4后，以350升/小时流速从顶部流经装有S-1型脂肪烃凝胶树脂(天津大学树脂厂)的树脂柱，树脂柱底部的流出液用酸碱滴定法检测有醋酸丁酯流出时，停止进料，流出的废水进入污水处理站。待柱内的废水排空后先用水洗饱和树脂至，再从树脂柱底部通入饱和蒸汽进行热解析，蒸汽压力控制在0.05Mpa以下，当柱顶温度达到90℃时，树脂上吸附的醋酸丁酯与通入的蒸汽形成共费物开始自树脂柱顶部溢出，经冷凝器冷凝后进入分相器，静止分相，轻相进入醋酸丁酯储罐，检验合格后继续使用，重相进入废水储罐，重新进行处理。醋酸丁酯的回收率达96.1％。当柱顶温度达到100℃时，取冷凝后的流出液，静置，无明显分层时停止通蒸汽，树脂柱自然冷却后待用。
实施例3：
本发明方法在青霉素反萃液中脱除醋酸丁酯的应用
浓度为0.5g/ml的青霉素反萃溶液，其中醋酸丁酯含量为17％，以100升/小时的流速从柱顶部流经装有BD-2型交联脂肪酸脂大孔共聚物树脂(天津大学树脂厂)的树脂柱，树脂柱底部的流出液用酸碱滴定法检测有醋酸丁酯流出时，停止进料，流出液进入青霉素提取下工序。将柱内料液排空，用水清洗饱和树脂柱至透过的青霉素达99％以上，再从树脂柱底部通入饱和蒸汽进行热解析，蒸汽压力控制在0.05Mpa以下，当柱顶温度达到93℃时，树脂上吸附的醋酸丁酯与通入的蒸汽形成的共沸物开始自树脂柱顶部溢出，经冷凝器冷凝后进入分相器，静止分相，轻相进入醋酸丁酯储罐，检验合格后继续使用，重相进入废水储罐，重新处理。醋酸丁酯的回收率达97.2％。当柱顶温度达到100℃时，取冷凝后的流出液，静置，无明显分层时停止通蒸汽，树脂柱自然冷却后待用。
实施例4：
本发明方法采用双柱串联式进行醋酸丁酯回收的应用。
红霉素提取过程中产生的生产废水(醋酸丁酯含量为1.0％)，调整PH值为3.5后，以280升/小时流量通入树脂柱A(大孔树脂D-312型)中，树脂吸附醋酸丁酯后从柱底流出，待流出废酸水中有醋酸丁酯泄露后(此时，总通入废水量大约为2240升左右)，与树脂柱B(大孔树脂D-312型)串联，待树脂柱B流出液有醋酸丁酯泄露后(通入树脂柱B的废水量为2240升左右)停进料，对树脂柱A水洗和解析处理。即：将树脂柱A内的废酸水排空，用水清洗树脂后，直接通入蒸汽，压力控制在0.05Mpa以下，当柱顶温度达到90℃，开始出料进入分水罐，轻相进成品罐，重相回废酸水储罐。当柱顶温度达到100℃后，取流出液样，无明显分层后停蒸汽，降温后待用。此后，把柱A作为第二柱，柱B作为第一柱，继续通入废酸水，重复上述操作。按上述操作，醋酸丁酯回收率可以达到97.16％，醋酸丁酯一次合格率为100％，蒸汽消耗24.26KG/吨废酸水，节约能源80％。
Claims (4)
1.一种回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法，其特征在于它采用双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂进行回收，其包括以下步骤：
a.将抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的水溶液经双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂柱吸附后，水洗；
b.将吸附后的饱和双烯交联脂肪酸脂大孔吸附树脂用饱和蒸汽进行解吸；
c.对解吸液进行冷凝、静止、分相、回收。
2.根据权利要求1所述的回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法，其特征在于所说的抗生素生产过程中醋酸丁酯水溶液是抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的废水。
3、根据权利要求1所述的回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法，其特征在于所说的抗生素生产过程中醋酸丁酯水溶液是抗生素生产过程中含有醋酸丁酯的反萃液或醋酸丁酯母液。
4、根据权利要求1所述的回收抗生素生产过程中的醋酸丁酯的方法，其特征在于所说的树脂柱为双柱串联式，其吸附过程为抗生素生产中含有醋酸丁酯的水溶液，通入树脂柱A中，吸附醋酸丁酯后，从柱底流出，待流出溶液中有醋酸丁酯泄露后，与树脂柱B串接，待树脂柱B流出液有醋酸丁酯泄露后，停止进料，对树脂柱A进行水洗后，进入b步骤处理。
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