苯乙酸的循环利用.doc

苯乙酸的循环利用 第３３卷第１期２０１０年１月Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０１０ 苯乙酸的循环利用 齐志良 （华北制药股份有限公司，河北 [摘 石家庄 ０５００１５） 要]利用甲苯萃取浓缩６－ＡＰＡ废液中的苯乙酸到一定浓度，双氧水和活性炭脱色，得到溶液苯乙酸用于青霉素的发酵， 干燥过程，实现了苯乙酸的循环利用，具有良好的社会效益和经济效益。避免了苯乙酸的结晶、 [关键词]苯乙酸；循环利用[中图分类号]ＴＱ２４５．１＋２ [文献标识码]Ｂ [文章编号]１００３－５０９５（２０１０） ０１－００５０－０２ 苯乙酸（ｐｈｅｎｙｌａｃｅｔｉｃａｃｉｄ）简称ＰＡＡ，是重要 的医药、农药、香料等有机合成中间体，是青霉素发酵所必须的原料。以青霉素为代表的β－内酰胺类抗生素由于其良好的抗菌活性与较小的毒副作用，是目前用量最大的一类抗生素。它分为青霉素类、头孢菌素类以及非典型β－内酰胺类，其中前两种应用最为广泛。据统计，目前我国抗生素类药销售总额中，半合成青霉素、头孢菌素类产品已占５０％左右的份额，占总用药金额的１５％左右，且随着人们生活和医疗水平的不断提高以及老龄化社会的逐步形成，其需求量将继续增长［１］。 该类抗生素中最关键的中间体是青霉素Ｇ。由青霉素Ｇ裂解可得６－氨基青霉烷酸（简称６－ＡＰＡ）。６－ＡＰＡ是半合成青霉素的主要母核，在其生产过程中，最主要的副产物便是ＰＡＡ。由于含有ＰＡＡ的废液成分复杂，排到环境中会引起严重的环境污染，如果能够回收并使之满足发酵的要求，实现循环利用，既可减少污染物的排放，又能减少ＰＡＡ的采购，降低成本，取得巨大的经济效益。 因此，做好ＰＡＡ的回收和再利用工作，实现循环经济，不仅可以减轻环保治理废水的压力，而且可以带来经济效益，具有很好的经济效益和社会效益。1实验部分 1.1废液的性质和组成 ６－ＡＰＡ的结晶母液经过回收溶媒得到废液，其中含苯乙酸２．６％左右，ＣＯＤ值约为８００００ｍｇ／Ｌ。1.2试剂和仪器 甲苯，硫酸，氢氧化钠，双氧水，活性炭等均为工 [收稿日期]２００９－０９－２３ [作者简介]齐志良（１９７７－），男，工程师，从事半合成抗生素 的研究工作。 业品。 电动机械搅拌器；耐溶媒ｐＨ计；真空泵；高效液相色谱仪等。1.3工艺流程 通过对文献［２］、［３］的分析，结合苯乙酸易溶于热水，熔点为７５～７８的特点，并综合考虑含苯乙酸废液的特性，以及发酵应用的实际情况，以得到合格的液体苯乙酸为目标，开发苯乙酸的回收工艺。主要工艺流程：首先加入酸调节ｐＨ，加入甲苯，萃取分相，水相为废水，送环保进行无害化处理；有机相加一定的水和氢氧化钠萃取分相，有机相回收以备再用，水相加入双氧水和活性炭脱色除杂，过滤得到苯乙酸溶液，检验合格后送发酵使用。1.4实验方法 取１０００ｍＬ废液加入２０００ｍＬ装有电动搅拌的三口烧瓶中，开动搅拌，滴加质量分数５０％的硫酸至ｐＨ为２．０～３．０。加入一定量的萃取剂，控制在一定温度，搅拌一定时间，停止。将混合液移入２０００ｍＬ分液漏斗中，静置分相。将有机相用一定浓度的氢氧化钠中和至ｐＨ为８．５～１１，静置分相。将水相加热至一定温度，加入氧化剂，搅拌一定时间，加入脱色剂，搅拌一定时间后过滤得到苯乙酸溶液。2结果与讨论 2.1甲苯用量 经实验得到甲苯中苯乙酸溶解度约为２０％左右，釜残中苯乙酸含量为２．６％左右，所以选择１Ｌ中加入１５０～４００ｍＬ甲苯进行萃取，选择合适的用量（表１）。 第１期 表1甲苯加量实验 甲苯加量／ｍＬ萃取后苯乙酸含量／ｍｇｍＬ －１ 齐志良：苯乙酸的循环利用５１ 的黄绿色；常温加入双氧水反应２０ｍｉｎ后的溶液，颜 ３００５．６ ４００５．５ １５０１０．１ ２００７．８ 色变浅，然后逐渐变清，但比加热的颜色深，所以双氧水氧化选择７０保温１０ｍｉｎ。对于活性炭的使用，考察了不同温度的脱色效果（表３）。 表3脱色温度对苯乙酸回收的影响 脱色温度／６０～７０２０～３０ 颜色黄绿５黄绿４ 回收率／％６８．２４７５．０４ 本着满足要求情况下用量最少的原则，根据表１选择甲苯加量为３００ｍＬ，为了进一步提高萃取收率并考虑到生产操作的方便性，分为２００和１００ｍＬ两次萃取，最终废液中苯乙酸残留量为５．０ｍｇ／ｍＬ左右。 2.2萃取温度 根据苯乙酸溶于热水，微溶于冷水的性质，可以通过降低萃取温度的方法，减少萃取水相中苯乙酸含 。量，提高萃取收率（表２） 表2萃取温度对萃取后水相苯乙酸含量的影响 编号１２３ 萃取温度／消耗硫酸体积／ｍＬ萃取后苯乙酸含量／ｍｇｍＬ－１ ４２０４０ ２２１９１６ ３．８４．０６．２ 由表３可见，常温脱色效果好于高温，收率也明 显高，所以选择加入双氧水升温至７０，保温１０ｍｉｎ，降温到室温，加入活性炭，吸附一定时间，然后过滤除炭，得到成品，检验合格后