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／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,钠盐转化中高浓度氯 化钠的回收及套用 28内蒙古石油化工2007年第12期 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 于秀芹,郭军臣.,王进平.,夏俊亭. (1.石药集团药物研究院;2.石药集团生产计划部;3.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,Na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 离子交换树脂实验工艺过程分为两步: 第一步为钾/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Na型树脂发生离子交换反应: 青霉素G—K+Na型树脂一青霉素G—Na+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Na型树 脂. 收稿日期:2007—05—14 K型树脂+Nacl—Na型树脂+KCl(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(SpectrAA220,VARIAN)测定废盐 水中K,Na含量. 2实验与讨论 2.1现行离子交换法钾/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1000Billionunit/~t;,消 耗青霉素G工业钾盐重量为625kg/批,再生过程氯 化钠理论用量为:59.7×625?372.42—100kg/批. 目前再生岗位氯化钠的实际用量为625kg/批,可以 看出,比理论用量多了525kg/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/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,Na浓度进行 测试.一般情况下,生产中通盐时间为3h,每10min 取样1次,共取18个样,做实验5组,K,Na浓度随 操作时间变化见图1. 至 暑 要 岳 2 8 ' OpeFafiontime(hr) 图1K,Na浓度随操作时间变化关系 至 謇 暑 要 岳 8 2007年第12期于秀芹等树脂法青霉素G钾/钠盐转化中高浓度氯化钠的回收及 套用29 由图1可以看到当通盐过程后期,排放废水中 Na浓度占再生盐水浓度的6O以上,且Na浓度变 化趋于平缓.因此决定在通盐2.Oh前后,即Na浓 度达到10oA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12345678910平均值 回收盐水量(kg)182018501820179018301190018401860180018801839 回收盐水浓度(,i)ii.6ii.2ii.0ii.5ii.2i0.9ii.0i0,8ii.2ii.0ii.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----204.9kg/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450kg/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1O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450kg/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,Na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.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:TheusedresinshouldberegeneratedbyNaClsolution,whenpotassiumpenicillinG was transformedintosodiumsaltusingresinasintermedium.AlotofsaltsolutionwithlowKconce ntration buthighNaconcentrationwasdrainedaswastewater.Thispapertriedtoinvestigateasolution whichcan recoverandreusetheNaClwhichwasdrained.Bytechniquerenovation.resultsshowthathig hconcentra— tionNaClcanberecycledandthismethodcanlOWdownNaClusageabout28. Keywords:K;Na;Recovery;Resin;Penicillin (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[J3.中国环境科学,1997,17(1): 93—96. [5]李晓平,徐宝琨,刘国范等[J3.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] [8] [93 [1O3 王怡中,胡春,汤鸿霄[J].环境科学, 1998,18(3):26O一264. KlugH,AlexanderLE.X——rayDiffration Procedures[M].2ndEd.NewYork:John WileyandSons,Inc.,1974:618. 魏宏斌,徐迪民,徐建伟[J].环境科学, 1998,18(2):161—166. 胡春,王怡中,汤鸿霄[J3.环境科学进展, 1995,3(1):55—58. AStudyontreatmentofOilfieldWastewaterthroughnano--particleTiOz Abstract:Theoilfieldwaste--waterwastreatedonphotocatalyticoxidationbynano--particle titania andUV.theeffectsofpHvalue,amountofcatalyst,timeofreaction,andH202,Fe抖wereinvestigat— ed.TheexperimentanalystthecatalystbyXRDandSEM.theresultindicatethatthebestremo valrate ofCODwas7.2,whentheamountofcatalystwas0.5,thepHvaluewas6,thetimeofreactionwas 50minutes. Keywords:photocatalysis,nanotitania,,oilfieldwastewater,removalrateofCOD