树脂法青霉素G钾_钠盐转化中高浓度氯化钠的回收及套用

树脂法青霉素G 钾ö钠盐转化中高浓度氯化钠的回收及套用Ξ 于秀芹1, 郭军臣3, 王进平2, 夏俊亭2 (11 石药集团药物研究院; 21 石药集团生产部; 31 石药集团河北中润制药有限公司) 　　摘　要: 在青霉素G 钾盐转型钠盐树脂法生产中, 树脂的再生过程后期, 含K+ 浓度较低的盐水全部 排入下水道, 造成氯化钠的极大浪费。本文主要讨论再生过程中高浓度氯化钠回收及套用, 工艺技术改 造结果表明, 高浓度的氯化钠能够进行回收、套用, 可降低氯化钠用量28% 左右。 关键词: 钾盐; 钠盐; 回收; 树脂; 青霉素 　　青霉素G 是一种天然青霉素, 从青霉菌的培养 液提取而得。青霉素G 的针剂有钾盐、钠盐之分, 钾 盐不仅不能直接静注, 静脉滴注时, 也要仔细计算钾 离子量, 以免注入人体形成高血钾而抑制心脏功能, 造成死亡, 因此钠盐在医疗实践中更为普遍。 在生产实践中, 青霉素G 从发酵液中分离提纯 过程中, 由于钾盐的结晶形态较钠盐好, 分离提纯度 高, 一般都是通过生成钾盐来生产制造工业盐。之 后, 采用溶剂萃取法或离子交换树脂法将钾盐转化 为钠盐。 离子交换树脂法是青霉素钾盐通过与钠型树脂 进行离子交换, 转化为青霉素钠盐。而后离子交换树 脂通过与氯化钠交换再生。在生产中, 确定氯化钠转 化完全的方法是转化液中无K+ 存在。但是氯化 钠用量大, 氯化钠理论用量与实际用量有较大差距, 回收利用再生后期高浓度氯化钠不仅可以降低氯化 钠用量, 同时可以避免高盐废水的产生。本文讨论通 过测定通盐过程中K+、N a+ 含量, 确定含量曲线, 在 工业设备中, 阶段性地回收氯化钠进行套用, 并通过 实验, 摸索流量的最佳控制, 进行相应工艺改造降低 氯化钠单耗。 1　实验 1. 1　实验材料 本文为工业实验, 除特别注明外, 所用溶剂、材 料均为工业级。 1. 2　实验内容 离子交换树脂实验工艺过程分为两步: 第一步为钾ö钠转化过程, 即: 在溶解罐中将青 霉素G 钾工业盐配制成溶液, 流经离子交换树脂转 化柱, 与柱内的N a 型树脂发生离子交换反应: 青霉素G- K+ N a 型树脂→青霉素G- N a+ K 型树脂 (1) 转化生成的青霉素G 钠进入储罐, 而后进行无 菌结晶。 第二步为离子交换树脂的再生过程, 就是将离 子交换反应生成的K 型树脂, 再生重新形成N a 型树 脂。 K 型树脂+ N aC l→N a 型树脂+ KC l (2) 每间隔 15 分钟取转化柱排出废盐水样 1 次, 采 用原子吸收法 (SpectrAA 220, VA R IAN )测定废盐 水中K+、N a+ 含量。 2　实验与讨论 2. 1　现行离子交换法钾ö钠盐转化工艺氯化钠消耗 分析 根据化学反应方程式 (1)、(2) 可知, 转化 1 摩尔 青霉素G 钾可以生成 1 摩尔青霉素G 钠, 再生需要 消耗1 摩尔氯化钠。青霉素G 钾分子量为372. 42, 氯 化钠为59. 7。如果生产量为1000B illion un itö批, 消 耗青霉素G 工业钾盐重量为 625kgö批, 再生过程氯 化钠理论用量为: 59. 7×625÷372. 42= 100kgö批。 目前再生岗位氯化钠的实际用量为625 kgö批, 可以 看出, 比理论用量多了 525 kgö批, 多出的这部分氯 化钠全排入下水道, 不仅造成严重浪费, 而且产生高 盐工业废水增大环保负担。 2. 2　再生过程中, 钾ö钠随时间变化关系 为了保证工序时间及回收盐的可利用性, 我们 对通盐过程中转化柱排出废盐水K+、N a+ 浓度进行 测试。一般情况下, 生产中通盐时间为 3h, 每10m in 取样1 次, 共取18 个样, 做实验5 组, K+、N a+ 浓度随 操作时间变化见图1。 图 1　K+ 、N a+ 浓度随操作时间变化关系 82 内蒙古石油化工　　　　　　　　　　2007 年第12 期　 Ξ 收稿日期: 2007- 05- 14 　　由图 1 可以看到当通盐过程后期, 排放废水中 N a+ 浓度占再生盐水浓度的60% 以上, 且N a+ 浓度变 化趋于平缓。因此决定在通盐 2. 0h 前后, 即N a+ 浓 度达到10% 以上时, 进行回收盐水操作。 2. 3　氯化钠盐水回收、套用实验 2. 3. 1　氯化钠盐水回收实验 根据上述实验结果, 对于再生后期 (2. 0 小时 后)氯化钠盐水进行了回收生产实验, 实验结果见表 1。 表 1 不同操作批次氯化钠盐水回收量及浓度 批次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值 回收盐水量 (kg) 1820 1850 1820 1790 1830 11900 1840 1860 1800 1880 1839 回收盐水浓度 (% ) 11. 6 11. 2 11. 0 11. 5 11. 2 10. 9 11. 0 10. 8 11. 2 11. 0 11. 14 由表可以看出, 回收氯化钠溶液的平均浓度为 11. 14% , 重量为 1839kg, 折合氯化钠重量为: 1839 ×11. 14% = 204. 9kgö批。 2. 3. 2　回收盐水的套用 上面回收的氯化钠盐水可以用于离子交换树脂 再生, 在确保再生效果和不影响后续操作的条件下, 将配盐数量降低到 450kgö批, 回收盐通量定为 1. 8 ～ 2. 0BV (单根柱子的树脂装量体积) , 新配盐流量定为1. 2～ 1. 5BV , 生产实验 10 批均无漏钾, 生产的青霉素钠成品各项质量指标合格。于是在后续工作中, 规定配盐数量 450kgö批,回收盐通量定为1. 8BV , 新配盐流量前期为1. 3～ 1.5BV , 后期为1. 2～ 1. 3BV , 经过6 个月的生产均无漏钾现象, 生产的青霉素钠成品各项质量指标合格, 产品稳定性实验数据正常。3　结论通过确定再生过程中K+、N a+ 含量随操作时间变化曲线, 以此为根据进行阶段性的氯化钠回收并进行套用, 在不影响产品质量的前提下, 可以降低单批氯化钠用量175kg, 约为用量的28%。[参考文献 ][1 ]　俞文和. 新编抗生素工艺学. 北京: 中国建材工业出版社, 1996.[ 2 ]　孙彦. 生物分离工程. 北京: 化学工业出版社,1998.[3 ]　王广珠, 汪德良, 崔焕芳. 离子交换树脂使用及诊断技术. 北京: 化学工业出版社, 2004. Abstract: T he u sed resin shou ld be regenera ted by N aC l so lu t ion, w hen po tassium pen icillin G w as tran sfo rm ed in to sodium salt u sing resin as in term edium. A lo t of sa lt so lu t ion w ith low K+ concen tra t ion bu t h igh N a+ concen tra t ion w as dra ined as w astew ater. T h is paper t ried to invest iga te a so lu t ion w h ich can recover and reu se the N aC l w h ich w as dra ined. By techn ique renovat ion, resu lts show tha t h igh concen tra t ion N aC l can be recycled and th is m ethod can low dow n N aC l u sage abou t 28%. Key words: K+ ; N a+ ; R ecovery; R esin; Pen icillin (上接第25 页) [ 3 ]　周祖飞, 蒋伟川, 刘伟平[J ]. 环境科学, 1997, 18 (1) : 35- 41. [4 ]　吴海宝, 董晓[J ]. 中国环境科学, 1997, 17 (1) : 93- 96. [ 5 ]　李晓平, 徐宝琨, 刘国范等 [J ]. 功能材料, 1999, 30 (3) : 242- 245. [6 ]　韩兆慧, 赵化侨 [J ]. 化学进展, 1999, (11) : 1 - 10. [ 7 ]　王怡中, 胡春, 汤鸿霄 [J ]. 环境科学学报, 1998, 18 (3) : 260- 264. [ 8 ]　K lug H , A lexander L E. X - ray D iffra t ion P rocedu res [M ]. 2nd Ed. N ew Yo rk: John W iley and Son s, Inc. , 1974: 618. [9 ]　魏宏斌, 徐迪民, 徐建伟 [J ]. 环境科学学报, 1998, 18 (2) : 161- 166. [10 ]　胡春, 王怡中, 汤鸿霄 [J ]. 环境科学进展, 1995, 3 (1) : 55- 58. A Study on trea tm en t of O ilf ield W a stewa ter through nano- particle T iO 2 Abstract: T he o ilf ield w aste- w ater w as trea ted on pho toca ta lyt ic ox ida t ion by nano - part icle t itan ia and UV . the effects of pH value, am oun t of ca ta lyst , t im e of react ion, and H 2O 2, Fe3+ w ere invest iga ted. T he experim en t ana lyst the ca ta lyst by XRD and SEM . the resu lt ind ica te tha t the best rem oval ra te of COD w as 7. 2% ,w hen the am oun t of ca ta lyst w as 0. 5% , the pH value w as 6 , the t im e of react ion w as 50 m inu tes. Key words: pho toca ta lysis, nano t itan ia, , o ilf ield w astew ater, rem oval ra te of COD 92　2007 年第12 期　　　　于秀芹等　树脂法青霉素G 钾ö钠盐转化中高浓度氯化钠的回收及套用