專利名稱：從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工或環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及藥物生產(chǎn)廢水中有效物質(zhì)的回收工藝，具體為從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)企業(yè)多采用傳統(tǒng)的醋酸丁酯萃取工藝從紅色鏈霉菌發(fā)酵液分離紅霉素，所產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)行工藝通常采用蒸汽直接加熱廢水，水和醋酸丁酯的恒沸物即于92℃被餾出，經(jīng)冷凝后予以分離回收。該工藝的最大缺陷在于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(chǎn)物正丁醇。以紅霉素產(chǎn)量200t/a的企業(yè)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種較低能耗和回收成本的從紅霉素生產(chǎn)廢水中回收萃取劑醋酸丁酯的方法，同時有效降低紅霉素生產(chǎn)廢水中的COD，從而使廢水的后續(xù)處理難度和成本顯著降低。
本發(fā)明基于雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)對于水中醋酸丁酯及其水解產(chǎn)物正丁醇的特殊選擇性吸附能力，使其先行對紅霉素生產(chǎn)廢水中的醋酸丁酯和正丁醇進行高效吸附以后，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(xiàn)提高資源利用率的目的。
本發(fā)明提供的采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)從紅霉素生產(chǎn)廢水分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法為以下步驟采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA-18G)動態(tài)吸附紅霉素生產(chǎn)廢水中殘留的萃取劑醋酸丁酯，吸附飽和以后，采用常壓蒸汽脫附、水冷凝分離回收醋酸丁酯；所述動態(tài)吸附的條件是吸附柱內(nèi)樹脂床的高度與直徑之比在5～15范圍，廢水中殘余醋酸丁酯濃度在7000～8000mg/L范圍，調(diào)節(jié)廢水pH在9.5～10.0范圍，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(nèi)殘留的廢水流盡以后，于柱底部連續(xù)通入常壓蒸汽，控制蒸汽流速以保證吸附柱內(nèi)的吸附樹脂始終維持固定床，醋酸丁酯-水蒸汽餾出，經(jīng)冷凝器冷凝以后，進入油水分離器予以分離回收。
采用2柱串聯(lián)、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(dāng)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，采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-脫附周期以后，依次采用酸性(pH3)、堿性(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，除去難于脫附的雜質(zhì)，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(fù)。
本發(fā)明提供的采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA-18G)從紅霉素生產(chǎn)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后，采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(tài)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(nèi)殘留的廢水流盡以后，于柱底部連續(xù)通入常壓蒸汽，嚴格控制蒸汽流速以保證吸附柱內(nèi)樹脂維持固定床。醋酸丁酯-水蒸汽以85/15的恒沸組分于大約92℃同時餾出，經(jīng)冷凝器冷凝以后，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。
一種采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)從紅霉素生產(chǎn)廢水分離回收萃取劑醋酸丁酯并同時回收存在于廢水中的醋酸丁酯水解產(chǎn)物正丁醇的方法，其特征在于依據(jù)于樹脂吸附醋酸丁酯能力較強、吸附正丁醇能力較弱的特點，采用2柱串聯(lián)、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(lián)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于第1柱和第2柱，當(dāng)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，再分別采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。采用精餾工藝從第2柱丙酮脫附液分別分離回收脫附劑丙酮和正丁醇。
一種采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA-18G)從紅霉素生產(chǎn)廢水分離回收萃取劑醋酸丁酯的方法，其特征在于樹脂會因同時吸附廢水中含有的某些少量有機雜質(zhì)，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(fù)，再生操作步驟是樹脂使用5～10個吸附-脫附周期以后，需依次采用酸性(pH3)、堿性(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(nèi)難于脫附的各種有機和無機雜質(zhì)，最后再用純水3BV緩慢淋洗以去除丙酮，即可使樹脂的吸附能力完全恢復(fù)。最終流出的丙酮淋洗液須經(jīng)蒸餾回收丙酮。
本發(fā)明涉及采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性大孔吸附樹脂(WXA-18G)從紅霉素生產(chǎn)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的紅霉素生產(chǎn)廢水先行經(jīng)樹脂動態(tài)吸附，再蒸汽脫附和冷凝，最終回收萃取劑醋酸丁酯。
以紅霉素產(chǎn)量200t/a的企業(yè)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(jīng)WXA-18G樹脂吸附以后，出水CODCr從200000mg/L降低到100000mg/L以下。
與現(xiàn)行紅霉素生產(chǎn)廢水采用直接蒸餾回收醋酸丁酯的工藝流程相比較，本發(fā)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、并可同時分離回收存在于廢水中的醋酸丁酯水解產(chǎn)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(dǎo)的發(fā)展環(huán)境友好和循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)政策，并能促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。
同現(xiàn)行常規(guī)蒸汽蒸餾工藝相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、基于雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA-18G)對紅霉素生產(chǎn)廢水的實際吸附(處理)能力約為10M3廢水/M3樹脂，與常規(guī)直接蒸餾廢水的現(xiàn)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(chǎn)物正丁醇，變廢為寶、提高寶貴資源的利用率。
3、減少設(shè)備投資、提高設(shè)備效率、車間占地較少。
4、有效降低廢水的COD，從而使廢水的后續(xù)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(nèi)裝填500ml雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA-18G)，經(jīng)過濾并調(diào)節(jié)至pH9.5、醋酸丁酯濃度8000mg/L、正丁醇濃度250mg/L的紅霉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(lián)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(tài)吸附效率≥99％。
實施例2吸附在2只φ60～120×600mm的玻璃吸附柱內(nèi)分別裝填500ml雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA-18G)，經(jīng)過濾并調(diào)節(jié)至pH10、醋酸丁酯濃度8000mg/L、正丁醇濃度250mg/L的紅霉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#柱正丁醇的泄漏濃度，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(nèi)裝填經(jīng)醋酸丁酯飽和的二次雙網(wǎng)互貫交聯(lián)吸附樹脂(WXA-18G)500ml，讓柱內(nèi)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(nèi)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(用于重新吸附)，醋酸丁酯脫附率≥95％。
實施例4在室溫條件下采用丙酮脫附串聯(lián)吸附的2#柱，讓柱內(nèi)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，采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(quán)利要求
1.從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑的方法，其特征在于采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA-18G)動態(tài)吸附紅霉素生產(chǎn)廢水中殘留的萃取劑醋酸丁酯，吸附飽和以后，采用常壓蒸汽脫附、水冷凝分離回收醋酸丁酯；所述動態(tài)吸附的條件是吸附柱內(nèi)樹脂床的高/徑比在5～15范圍，廢水中殘余醋酸丁酯濃度在7000～8000mg/L范圍，調(diào)節(jié)廢水pH在9.5～10.0范圍，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(quán)利要求1從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑的方法，其特征在于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(nèi)殘留的廢水流盡以后，于柱底部連續(xù)通入常壓蒸汽，控制蒸汽流速以保證吸附柱內(nèi)的吸附樹脂始終維持固定床，醋酸丁酯-水蒸汽餾出，經(jīng)冷凝器冷凝以后，進入油水分離器予以分離回收。
3.如權(quán)利要求1從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑的方法，其特征在于采用2柱串聯(lián)、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(dāng)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，采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(quán)利要求1從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑的方法，其特征在于WXA-18G樹脂使用5～10個吸附-脫附周期以后，依次采用酸性(pH3)、堿性(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，除去難于脫附的雜質(zhì)，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(fù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從紅霉素生產(chǎn)廢水中分離回收萃取劑的方法，采用雙網(wǎng)互貫二次交聯(lián)改性吸附樹脂(WXA－18G)動態(tài)吸附紅霉素生產(chǎn)廢水中殘留的萃取劑醋酸丁酯，吸附飽和后，采用常壓蒸汽脫附、水冷凝分離回收醋酸丁酯。本發(fā)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于廢水中的醋酸丁酯水解產(chǎn)物－正丁醇，并有效降低紅霉素生產(chǎn)廢水中的COD，從而使廢水的后續(xù)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(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者熊春華, 王亞寧, 王槐三 申請人:浙江工商大學(xué)