從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑的方法

2023-05-24 02:35:31 1

專利名稱：從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑的方法
技術領域：
本發明屬於化工或環保技術領域，涉及藥物生產廢水中有效物質的回收工藝，具體為從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法。
背景技術：
目前國內企業多採用傳統的醋酸丁酯萃取工藝從紅色鏈黴菌發酵液分離紅黴素，所產生的廢水(即萃取母液)含有濃度大約7000～8000mg/L的醋酸丁酯及其在萃取過程中的水解產物正丁醇。為了分離回收廢水中殘留的的這部分醋酸丁酯，現行工藝通常採用蒸汽直接加熱廢水，水和醋酸丁酯的恆沸物即於92℃被餾出，經冷凝後予以分離回收。該工藝的最大缺陷在於需要將全部廢水加熱蒸餾，其蒸汽、能耗和回收成本均較高，而且無法回收醋酸丁酯的水解產物正丁醇。以紅黴素產量200t/a的企業為例，其廢水處理量約為240M3/d，蒸汽消耗量超過100t/d，醋酸丁酯回收量約為2t/d。

發明內容
本發明的目的是提供一種較低能耗和回收成本的從紅黴素生產廢水中回收萃取劑醋酸丁酯的方法，同時有效降低紅黴素生產廢水中的COD，從而使廢水的後續處理難度和成本顯著降低。
本發明基於雙網互貫二次交聯改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)對於水中醋酸丁酯及其水解產物正丁醇的特殊選擇性吸附能力，使其先行對紅黴素生產廢水中的醋酸丁酯和正丁醇進行高效吸附以後，再對體積僅為廢水體積約1/10的樹脂進行蒸餾脫附、冷凝和分離回收，從而達到降低能耗和回收成本、同時實現提高資源利用率的目的。
本發明提供的採用雙網互貫二次交聯改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)從紅黴素生產廢水分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法為以下步驟採用雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA-18G)動態吸附紅黴素生產廢水中殘留的萃取劑醋酸丁酯，吸附飽和以後，採用常壓蒸汽脫附、水冷凝分離回收醋酸丁酯；所述動態吸附的條件是吸附柱內樹脂床的高度與直徑之比在5～15範圍，廢水中殘餘醋酸丁酯濃度在7000～8000mg/L範圍，調節廢水pH在9.5～10.0範圍，控制室溫條件≤30℃，按樹脂床體積計控制廢水流速為每小時2～4BV。
上述常壓蒸汽脫附和水冷凝分離回收醋酸丁酯的具體工藝為在吸附柱底部連接常壓蒸汽管路及其控制閥門，吸附柱頂部連接水冷卻冷凝器和油水分離器；待吸附柱內殘留的廢水流盡以後，於柱底部連續通入常壓蒸汽，控制蒸汽流速以保證吸附柱內的吸附樹脂始終維持固定床，醋酸丁酯-水蒸汽餾出，經冷凝器冷凝以後，進入油水分離器予以分離回收。
採用2柱串聯、按樹脂床體積計4～6BV/h的流速進行吸附操作，依次吸附分離回收醋酸丁酯和正丁醇，當檢測第1柱流出液醋酸丁酯濃度達到原液濃度的20％時停止吸附，採用有機溶劑丙酮脫附第2柱，用精餾工藝從第2柱丙酮脫附液中分離回收脫附劑丙酮和正丁醇。
WXA-18G樹脂使用5～10個吸附-脫附周期以後，依次採用酸性(pH3)、鹼性(pH12)和濃度50％的丙酮水溶液各按樹脂床體積計1BV/h流速緩慢淋洗吸附柱，除去難於脫附的雜質，再用純水按樹脂床體積計3BV/h流速緩慢淋洗以去除丙酮，使WXA-18G樹脂的吸附能力得以恢復。
本發明提供的採用雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA-18G)從紅黴素生產廢水分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法，在樹脂達到吸附飽和以後，採用常壓蒸汽蒸餾脫附、水冷凝的方法分離回收醋酸丁酯，動態蒸餾脫附的流程及條件是流程吸附柱底部連接常壓蒸汽管路及其控制閥門，吸附柱頂部依次連接水冷卻冷凝器和油水分離器。
操作待吸附柱內殘留的廢水流盡以後，於柱底部連續通入常壓蒸汽，嚴格控制蒸汽流速以保證吸附柱內樹脂維持固定床。醋酸丁酯-水蒸汽以85/15的恆沸組分於大約92℃同時餾出，經冷凝器冷凝以後，再進入油水分離器予以分離回收。分理出的下層醋酸丁酯飽和水返回吸附柱。
一種採用雙網互貫二次交聯改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)從紅黴素生產廢水分離回收萃取劑醋酸丁酯並同時回收存在於廢水中的醋酸丁酯水解產物正丁醇的方法，其特徵在於依據於樹脂吸附醋酸丁酯能力較強、吸附正丁醇能力較弱的特點，採用2柱串聯、較快流速進行吸附操作，再依次分離回收醋酸丁酯和正丁醇，其工藝過程和條件是2柱串聯吸附流速控制在4～6BV/h，廢水中的醋酸丁酯和正丁醇依次被吸附於第1柱和第2柱，當檢測第1柱流出液醋酸丁酯濃度達到原液濃度的20％時停止吸附，再分別採用蒸汽和有機溶劑丙酮對2柱進行脫附，分別回收醋酸丁酯和正丁醇。採用精餾工藝從第2柱丙酮脫附液分別分離回收脫附劑丙酮和正丁醇。
一種採用雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA-18G)從紅黴素生產廢水分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法，其特徵在於樹脂會因同時吸附廢水中含有的某些少量有機雜質，蒸餾脫附時不能完全脫附而致使其吸附能力逐漸降低，為此需要定期進行再生，使其吸附能力予以恢復，再生操作步驟是樹脂使用5～10個吸附-脫附周期以後，需依次採用酸性(pH3)、鹼性(pH12)和濃度50％的丙酮水溶液各1BV緩慢淋洗吸附柱，以除去樹脂內難於脫附的各種有機和無機雜質，最後再用純水3BV緩慢淋洗以去除丙酮，即可使樹脂的吸附能力完全恢復。最終流出的丙酮淋洗液須經蒸餾回收丙酮。
本發明涉及採用雙網互貫二次交聯改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法，其特點是殘留醋酸丁酯濃度7000～8000mg/L的紅黴素生產廢水先行經樹脂動態吸附，再蒸汽脫附和冷凝，最終回收萃取劑醋酸丁酯。
以紅黴素產量200t/a的企業為例，待處理廢水量約為240M3/d，使用WXA-18G型樹脂4～5M3，最終的蒸汽消耗量降低85％，約為15t/d，醋酸丁酯和正丁醇的回收量分別約為2t/d和0.25t/d。廢水經WXA-18G樹脂吸附以後，出水CODCr從200000mg/L降低到100000mg/L以下。
與現行紅黴素生產廢水採用直接蒸餾回收醋酸丁酯的工藝流程相比較，本發明具有醋酸丁酯分離回收效率較高、蒸汽和能耗大為降低、分離回收成本較低、並可同時分離回收存在於廢水中的醋酸丁酯水解產物——正丁醇、提高寶貴資源利用率的諸多特點，更加符合目前國家大力倡導的發展環境友好和循環經濟的產業政策，並能促進企業可持續發展戰略目標的實現。
同現行常規蒸汽蒸餾工藝相比較，本發明具有如下優點1、基於雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA-18G)對紅黴素生產廢水的實際吸附(處理)能力約為10M3廢水/M3樹脂，與常規直接蒸餾廢水的現行工藝相比較，蒸汽能耗和回收成本降低80％以上。
2、可以同時回收廢水中存在的醋酸丁酯水解產物正丁醇，變廢為寶、提高寶貴資源的利用率。
3、減少設備投資、提高設備效率、車間佔地較少。
4、有效降低廢水的COD，從而使廢水的後續處理難度和成本顯著降低。
具體實施例方式
實施例1吸附在φ40×600mm的玻璃吸附柱內裝填500ml雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA-18G)，經過濾並調節至pH9.5、醋酸丁酯濃度8000mg/L、正丁醇濃度250mg/L的紅黴素萃取母液自上而下地流過吸附柱，按樹脂床體積計控制廢水流速為每小時2～4BV，測得所控流速在20～30ml/min，定時取樣分析醋酸丁酯濃度，直至達到原液濃度的大約10％，再接入第二柱串聯吸附。500ml樹脂大約處理廢水5000～6000ml即達到吸附平衡，樹脂對廢水中醋酸丁酯的動態吸附效率≥99％。
實施例2吸附在2隻φ60～120×600mm的玻璃吸附柱內分別裝填500ml雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA-18G)，經過濾並調節至pH10、醋酸丁酯濃度8000mg/L、正丁醇濃度250mg/L的紅黴素萃取母液自上而下地流過吸附柱，按樹脂床體積計控制廢水流速為每小時3～6BV，測得所控流速在40～50ml/min，定時分別取樣分析1#柱醋酸丁酯和2#柱正丁醇的洩漏濃度，直至1#柱出水醋酸丁酯濃度達到原液濃度的大約20％。兩柱共處理廢水大約8000～10000ml，廢水中醋酸丁酯和正丁醇的吸附效率分別≥90％和≥95％。
實施例3脫附在φ80×600mm玻璃吸附柱內裝填經醋酸丁酯飽和的二次雙網互貫交聯吸附樹脂(WXA-18G)500ml，讓柱內殘留的廢水自然流盡，在柱下接上常壓蒸汽管路及其控制閥門，在柱上依次安裝水冷卻冷凝管和有刻度的油水分離器。從柱下緩慢通入常壓蒸汽同時開啟冷凝水，嚴格控制蒸汽流速以保證樹脂維持固定床，直至檢測油水分離器內上層醋酸丁酯體積不再增加，即停止脫附操作。
測得回收醋酸丁酯33ml，醋酸丁酯飽和水溶液50ml(用於重新吸附)，醋酸丁酯脫附率≥95％。
實施例4在室溫條件下採用丙酮脫附串聯吸附的2#柱，讓柱內殘留的廢水自然流盡，加入0.8BV(400ml)丙酮，使其緩慢流過吸附柱，收集流出液，採用二次精餾方法分別分離回收丙酮和正丁醇。測得丙酮的回收率為95％，正丁醇的回收量為1.5ml，回收率約為60％。
權利要求
1.從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑的方法，其特徵在於採用雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA-18G)動態吸附紅黴素生產廢水中殘留的萃取劑醋酸丁酯，吸附飽和以後，採用常壓蒸汽脫附、水冷凝分離回收醋酸丁酯；所述動態吸附的條件是吸附柱內樹脂床的高/徑比在5～15範圍，廢水中殘餘醋酸丁酯濃度在7000～8000mg/L範圍，調節廢水pH在9.5～10.0範圍，控制室溫≤30℃，按樹脂床體積計控制廢水流速為每小時2～4BV。
2.如權利要求1從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑的方法，其特徵在於所述常壓蒸汽脫附和水冷凝分離回收醋酸丁酯的具體工藝為在吸附柱底部連接常壓蒸汽管路及其控制閥門，吸附柱頂部連接水冷卻冷凝器和油水分離器；待吸附柱內殘留的廢水流盡以後，於柱底部連續通入常壓蒸汽，控制蒸汽流速以保證吸附柱內的吸附樹脂始終維持固定床，醋酸丁酯-水蒸汽餾出，經冷凝器冷凝以後，進入油水分離器予以分離回收。
3.如權利要求1從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑的方法，其特徵在於採用2柱串聯、按樹脂床體積計4～6BV/h的流速進行吸附操作，依次吸附分離回收醋酸丁酯和正丁醇，當檢測第1柱流出液醋酸丁酯濃度達到原液濃度的20％時停止吸附，採用有機溶劑丙酮脫附第2柱，用精餾工藝從第2柱丙酮脫附液中分離回收脫附劑丙酮和正丁醇。
4.如權利要求1從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑的方法，其特徵在於WXA-18G樹脂使用5～10個吸附-脫附周期以後，依次採用酸性(pH3)、鹼性(pH12)和濃度50％的丙酮水溶液各按樹脂床體積計1BV/h流速緩慢淋洗吸附柱，除去難於脫附的雜質，再用純水按樹脂床體積計3BV/h流速緩慢淋洗以去除丙酮，使WXA-18G樹脂的吸附能力得以恢復。
全文摘要
本發明公開了一種從紅黴素生產廢水中分離回收萃取劑的方法，採用雙網互貫二次交聯改性吸附樹脂(WXA－18G)動態吸附紅黴素生產廢水中殘留的萃取劑醋酸丁酯，吸附飽和後，採用常壓蒸汽脫附、水冷凝分離回收醋酸丁酯。本發明為一種較低能耗和成本的回收萃取劑醋酸丁酯的方法，可同時分離回收存在於廢水中的醋酸丁酯水解產物－正丁醇，並有效降低紅黴素生產廢水中的COD，從而使廢水的後續處理難度和成本顯著降低。
文檔編號B01J20/22GK101066785SQ20071006903
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月1日 優先權日2007年6月1日
發明者熊春華, 王亞寧, 王槐三 申請人:浙江工商大學