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药企挥发性有机物全过程污染控制分析

——以医药中间体4-AA生产为例
2017年10月01日 10:00:00中国制药网人气:31441


  【中国制药网 技术文章】目前,我国大气污染形势严峻,区域性大气问题日益突出,VOCs污染越来越受到关注。VOCs是我国大气关键污染物O和PM2.5的重要前体物,控制VOCs的排放将有利于降低o,和PM2.5的浓度,减少污染事件的发生。

    以医药中间体4一AA生产为例,对医药中间体行业生产过程中VOCs主要产排过程进行了分析。从企业层面提出了VOCs全过程污染控制思路:严格控制工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。通过采用先进的生产工艺、实施工艺改进,做好生产环节和废水废液废渣系统密闭处理,采用先进的罐型和装卸方式等措施,从源头减少VOCs的泄漏排放;对具有回收价值的工艺废气、储罐呼吸气和装卸废气进行回收利用;对难以回收利用的废气按照相关要求处理。

  医药中间体行业经过近30年的发展,已经成为产值数十亿元的新兴行业,为社会带来了巨大的经济效益。但是,作为医药化工原料至原料药和药品这一产品链中的重要环节,医药中问体行业横跨化工与医药两大行业,属于高污染、高环境风险行业,尤其是医药中间体生产过程中产生的挥发性有机物(简称VOCs),对大气环境、人体健康都会产生严重危害。根据《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》,VOCs是指在标准状态下饱和蒸气压较高(标准状态下大于13.33Pa)、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。VOCs包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃的C2~C12非甲烷碳氢化合物(NMHCs),醛、酮、醇、醚、酯、酚等c1~CIO含氧有机物(OVOCs),卤代烃,含氮有机化合物,含硫有机化合物等几类152种化合物。多数VOCs有毒、有恶臭气味,部分有致癌性,特别是苯、甲苯及甲醛会对人体造成很大危害;其次,一些VOCs也有易燃易爆性,存在安全隐患;VOCs中的卤代烃还可破坏臭氧层。

  目前,我国大气污染形势严峻,区域性大气问题日益突出,VOCs污染越来越受到关注。VOCs是我国大气关键污染物O和PM2.5的重要前体物,控制VOCs的排放将有利于降低o,和PM2.5的浓度,减少污染事件的发生。2013年国务院发布的《大气污染防治行动计划》,已将“推进挥发性有机物污染治理”列为大气污染防治行动计划重要内容之一。

  4一乙酰氧基氮杂环丁酮(简称4-AA)是所有碳青霉烯培南类抗生素产品的关键共同中间体,具有一定的行业代表性。本文以某医药中间体4一AA生产企业为例,分析其VOCs全过程污染控制,旨在从工业企业层面控制VOCs产排,对环保部门管理及区域层面VOCs减排具有一定参考意义。

  1基本情况介绍

  河南某药业有限公司年产100t/a医药中间体4一AA,以L一苏氨酸经重氮化环合反应、氨基酰基化反应、环合反应、硅醚化反应、Bayer—Village反应、臭氧脱保护反应制得产品。生产中使用的主要有机溶媒有氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等。

  2VOCs全过程污染控制思路

  2.14一AA生产过程及VOCs产生环节


  4一AA生产过程见图1。VOCs主要产生环节有:工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。


  2.2VOCs全过程污染控制思路

  严格控制工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。具体思路:通过采用先进的生产工艺,做好生产环节和废水废液废渣系统密闭处理,采用先进的罐型和装卸方式等措施,从源头减少VOCs的泄漏排放,对具有回收价值的工艺废气、储罐呼吸气和装卸废气进行回收利用,对难以回收利用的废气按照相关要求处理。

  3VOCs全过程污染控制措施

  3.1大力推行清洁生产

  3.1.1优先选用低挥发性原辅材料、先进的生产工艺。本文4一AA生产企业采用了国内先进的生产工艺,在生产中选用符合清洁生产要求的原辅材料,生产涉及使用的有机溶剂氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等均进行溶剂回收利用。

  目前,国内先进的4一AA生产企业浙江九州、浙江海翔,工艺路线均在典型生产工艺路线基础上进行优化和改进,由于商业和技术保密的原因,详细的工艺路线无法详细叙述。本文4一AA生产企业主体工艺路线为:以苏氨酸经重氮化环合反应、氨基酰基化反应、环合反应、硅醚化反应、Bayer—Village反应、臭氧脱保护反应制得产品,与浙江九州、浙江海翔主体工艺路线基本相同,生产工艺较为先进。

  3.1.2强化生产、输送、进出料、干燥以及采样等易泄漏环节的密闭性,加强无组织废气的收集和有效处理。无组织废气的主要产生点有反应釜、离心机、真空泵等设备及物料输送管线等。本文4一AA生产企业各生产设备与各废气收集管道点对点对接,通过管道输送至废气处理装置进行处理,最大限度地减少了车间无组织废气。生产车间反应生成气/置换气体、干燥尾气及不凝气虽然经过与各废气收集管道点对点对接,通过管道输送至废气处理装置进行处理。生产过程中由于设备密封不严、管线泄漏等原因,仍会产生少量无组织挥发废气。工程拟通过设备选型(选择密闭加料设备、密闭离心机等)、加强溶剂回收不凝气的收集、加强设备检修维护等措施,尽可能建沙鸥废弃物组织排放。

  3.2加强有组织工艺废气治理

  本文4一AA生产企业生产系统内分别设置蒸馏塔、精馏塔等回收利用装置,对4一AA生产中氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等有机溶媒进行回收再利用。生产过程中有组织工艺废气有反应生成/置换气、干燥尾气及不凝气。企业对有组织工艺废气经各收集管道收集后经“低温冷凝+活性炭吸附+15m ̄气筒”后达标排放。

  3.3严格控制储存、装卸损失

  企业有机溶媒年用量约为:氯仿500t/a、甲醇50t/a、三乙胺60t/a、乙酸乙酯65t/a、丁胺10t/a。在符合安全等相关规范的前提下,企业氯仿储存采用高效密封的浮顶罐(不锈钢),甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺采用内塑铁桶包装储存。液体有机溶媒装卸均采取全密闭、液下装载等方式。

  3.4强化废水废液废渣系统逸散废气治理

  企业废水废液废渣收集、储存、处理处置环节主要包括:废水废液收集池、输送管道、厂废水处理站,废渣收集、临时贮存间,高盐废水及危险废物焚烧系统等。在废废液废渣收集、储存、处理处置过程中,对逸散VOCs和产生异味的主要环节采取“密闭收集+活性炭吸附+15m排气筒”后达标排放。

  3.5加强非正常工况污染控制

  非正常工况是指项目生产运行阶段的开车、停车、检修等工况。根据企业工艺流程,4一AA生产过程为批量间歇生产,每批均进行开车、停车、检修。因此,要对生产过程事故排放、非计划性操作进行严格控制。非计划性操作应严格控制污染,杜绝事故性排放,事后及时评估并向环境保护主管部门报告。企业及时向社会公开非正常工况相关环境信息,接受社会监督。

  4结论

  (1)医药中间体行业横跨化工与医药两大行业,属于高污染、高环境风险行业。医药中问体生产过程中产生的VOCs,对大气环境、人体健康都会产生不利影响。

  (2)工业企业层面控制VOCs产排,是区域层面VOCs污染控制的基础,做好医药中间体生产VOCs全过程污染控制是解决该行业环境空气污染影响的当务之急。

  (3)医药中间体行业企业层面VOCs全过程污染控制的思路为:严格控制工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。通过采用先进的生产工艺、实施工艺改进,做好生产环节和废水废液废渣系统密闭处理,采用先进的罐型和装卸方式等措施,从源头减少VOCs的泄漏排放;对具有回收价值的工艺废气、储罐呼吸气和装卸废气进行回收利用;对难以回收利用的废气按照相关要求处理。

    原标题:工业企业挥发性有机物(VOCs)全过程污染控制分析——以医药中间体4-AA生产为例 作者:邵玉敏 孙倩

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(来源:《河南科技》)

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