生物医药产乙腈溶液资源化处理技术研究

成果基本信息
关键词：	乙腈溶液资源化处理;精制;变压精馏;渗透气化膜
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9372017Y1773	资源采集日期：	2018-03-05

研究情况
单位名称：	潍坊中汇化工有限公司	技术水平：
评价证书号：		评价单位：	滨海区科技与商务局
评价日期：	2017.11.18	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
1.课题来源与背景　　随着以单克隆抗体和靶向多肽药物为代表的生物制药产业的快速发展，乙腈作为必须溶剂在生物制药行业生产中得到广泛使用，相应的废乙腈溶液产生量也逐年增加。然而，近年来，随着国家环境保护、资源节约、循环经济等方面的政策要求日益严格，废乙腈溶剂合理处置和资源化利用成为制约行业发展的突出矛盾。　　废乙腈溶液多含有70%左右的乙腈，具有很高的回收利用价值。目前，工业废乙腈主要的处理方法是焚烧处理，造成资源的严重浪费，并且污染环境，并造成大量温室气体排放；同时，焚烧处理的成本极高，每吨溶剂处置费用高达数千元，这对生物制药企业和整个行业的发展都是不小的负担。　　在此背景下，本项目主要研究一种高效的生物制药产废乙腈溶液资源化处理技术，并实现产业化生产。　　2.技术原理与性能指标　　原理：变压精馏法是目前大多采用的乙腈分离提纯方法，项目组具体分析变压精馏法和渗透汽化膜分离法两种可行的废乙腈提纯精制路线优缺点，对两种方案进行小试实验，确定最佳的工艺参数，包括工艺过程的温度、压力等。　　指标：（1）通过我们的研究与开发，产品质量指标见下表：　　项目质量指标　　外观透明液体，无悬浮物　　色度（Pt-Co）/号 ≤ 10 　　密度（20℃）/（g/cm3） 0.781～0.784 　　沸程（在0.10133Mpa下）/℃ 80.0～82.0 　　酸度（以乙酸计）/（mg/kg） ≤ 300 　　水分ω/% ≤ 0.2 　　纯度ω/% ≥ 99.9 　　（2）项目已经申请并授权国家实用新型专利一项：一种废乙腈精馏尾气处理用高效降膜吸收冷凝装置。　　（3）项目已发表学术论文一篇：《工业废弃乙腈回收提纯工艺技术研究进展》　　3.技术的创造性与先进性　　项目主要对生物医药产乙腈溶液的资源化处理技术进行研究，在现有传统的乙腈提纯方法的基础上，将新的膜分离技术集成应用于乙腈精制提纯中。本项目的主要创新点和先进性包括：　　（1）串级集成技术。将传统的常压、减压蒸馏过程进行集成，实现多级蒸发设备的串级连接，保证了内部物料的循环效率和蒸发速度，有效提高了设备的生产能力和产品收率，降低了设备运行成本。　　（2）渗透汽化膜分离技术。分子筛渗透汽化膜是利用分子筛颗粒沉积在管式陶瓷多孔支撑体上，通过晶体增长（生长）形成一层紧密堆积的膜层，孔径约为4.2A，从而对多种溶剂分子表现出良好的选择性。通过真空渗透汽化技术，利用渗透汽化膜对乙腈溶液实现分离提纯，该技术的采用，不仅显著提高了产品的分离效率，而且具有运行成本低、产品不受污染、过程绿色环保、操作简单、收率高的优点。　　（3）精馏与膜分离耦合技术。采用膜分离技术与精馏相耦合的工艺，乙腈溶液经过渗透汽化膜初步分离后，再进入串级集成蒸馏系统进行精馏分离。该技术可有效降低精馏塔的分离负荷，减少尾液或残液量，显著提高乙腈的收率。　　4.技术的成熟度、适用范围和安全性　　本项目在分析现有分离提纯方法的基础上，开发一种全新的与渗透汽化膜分离技术相结合的乙腈提纯精制工艺技术，实现废弃乙腈的精制纯化，并进行技术、经济可行性分析，确定可行的乙腈工业分离技术方案，并进行工业放大实验，对相关参数进行验证和调整，确定了最终工艺路线。该技术相较于传统的精馏方法，具有运行成本低、分离选择性高、过程环保、操作简单、收率高等优点，技术比较成熟。　　本项目主要适用于废乙腈的回收　　安全性：该项目的实现，在避免了废溶剂造成的环境污染和生产隐患的同时，提高了资源利用效率，降低了处理费用，实现产业绿色、循环发展，经济效益和社会效益显著。　　5.应用情况及存在问题　　应用情况：2017年4月进行试生产，预计年处理废乙腈能力3000吨，新增销售额2100万元/年，新增交税额423万元/年，新增净利润232万元/年。在项目实施后有效减少污染物排放，实现循环经济，并创造就业岗位。　　存在的问题：然我们在该项目的研制过程中做了大量的工作，取得了比较理想的效果，但由于受实验手段和课题组人员水平的限制，实践经验的缺乏，以及其它客观因素的影响，在试验方法和研究手段等方面难免有错误和不足之处，尤其工业化生产过程中需结合废乙腈不同的杂质组分继续优化工艺参数。

成果名称：	生物医药产乙腈溶液资源化处理技术研究	关键词：	乙腈溶液资源化处理;精制;变压精馏;渗透气化膜
成果类别：		一级分类名称：	生物制药
二级分类名称：		三级分类名称：
研究起止时间：	2016.02 至2017.09	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	潍坊中汇化工有限公司	学科分类2：	610.30
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	X703	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	2016ZJ1085
经费实际投入额（万元）：	180.00	评价单位：	滨海区科技与商务局
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.11.18	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：	滨海区科技与商务局
推广形式：	无	成果登记号：	9372017Y1773
成果简介：	1.课题来源与背景　　随着以单克隆抗体和靶向多肽药物为代表的生物制药产业的快速发展，乙腈作为必须溶剂在生物制药行业生产中得到广泛使用，相应的废乙腈溶液产生量也逐年增加。然而，近年来，随着国家环境保护、资源节约、循环经济等方面的政策要求日益严格，废乙腈溶剂合理处置和资源化利用成为制约行业发展的突出矛盾。　　废乙腈溶液多含有70%左右的乙腈，具有很高的回收利用价值。目前，工业废乙腈主要的处理方法是焚烧处理，造成资源的严重浪费，并且污染环境，并造成大量温室气体排放；同时，焚烧处理的成本极高，每吨溶剂处置费用高达数千元，这对生物制药企业和整个行业的发展都是不小的负担。　　在此背景下，本项目主要研究一种高效的生物制药产废乙腈溶液资源化处理技术，并实现产业化生产。　　2.技术原理与性能指标　　原理：变压精馏法是目前大多采用的乙腈分离提纯方法，项目组具体分析变压精馏法和渗透汽化膜分离法两种可行的废乙腈提纯精制路线优缺点，对两种方案进行小试实验，确定最佳的工艺参数，包括工艺过程的温度、压力等。　　指标：（1）通过我们的研究与开发，产品质量指标见下表：　　项目质量指标　　外观透明液体，无悬浮物　　色度（Pt-Co）/号 ≤ 10 　　密度（20℃）/（g/cm3） 0.781～0.784 　　沸程（在0.10133Mpa下）/℃ 80.0～82.0 　　酸度（以乙酸计）/（mg/kg） ≤ 300 　　水分ω/% ≤ 0.2 　　纯度ω/% ≥ 99.9 　　（2）项目已经申请并授权国家实用新型专利一项：一种废乙腈精馏尾气处理用高效降膜吸收冷凝装置。　　（3）项目已发表学术论文一篇：《工业废弃乙腈回收提纯工艺技术研究进展》　　3.技术的创造性与先进性　　项目主要对生物医药产乙腈溶液的资源化处理技术进行研究，在现有传统的乙腈提纯方法的基础上，将新的膜分离技术集成应用于乙腈精制提纯中。本项目的主要创新点和先进性包括：　　（1）串级集成技术。将传统的常压、减压蒸馏过程进行集成，实现多级蒸发设备的串级连接，保证了内部物料的循环效率和蒸发速度，有效提高了设备的生产能力和产品收率，降低了设备运行成本。　　（2）渗透汽化膜分离技术。分子筛渗透汽化膜是利用分子筛颗粒沉积在管式陶瓷多孔支撑体上，通过晶体增长（生长）形成一层紧密堆积的膜层，孔径约为4.2A，从而对多种溶剂分子表现出良好的选择性。通过真空渗透汽化技术，利用渗透汽化膜对乙腈溶液实现分离提纯，该技术的采用，不仅显著提高了产品的分离效率，而且具有运行成本低、产品不受污染、过程绿色环保、操作简单、收率高的优点。　　（3）精馏与膜分离耦合技术。采用膜分离技术与精馏相耦合的工艺，乙腈溶液经过渗透汽化膜初步分离后，再进入串级集成蒸馏系统进行精馏分离。该技术可有效降低精馏塔的分离负荷，减少尾液或残液量，显著提高乙腈的收率。　　4.技术的成熟度、适用范围和安全性　　本项目在分析现有分离提纯方法的基础上，开发一种全新的与渗透汽化膜分离技术相结合的乙腈提纯精制工艺技术，实现废弃乙腈的精制纯化，并进行技术、经济可行性分析，确定可行的乙腈工业分离技术方案，并进行工业放大实验，对相关参数进行验证和调整，确定了最终工艺路线。该技术相较于传统的精馏方法，具有运行成本低、分离选择性高、过程环保、操作简单、收率高等优点，技术比较成熟。　　本项目主要适用于废乙腈的回收　　安全性：该项目的实现，在避免了废溶剂造成的环境污染和生产隐患的同时，提高了资源利用效率，降低了处理费用，实现产业绿色、循环发展，经济效益和社会效益显著。　　5.应用情况及存在问题　　应用情况：2017年4月进行试生产，预计年处理废乙腈能力3000吨，新增销售额2100万元/年，新增交税额423万元/年，新增净利润232万元/年。在项目实施后有效减少污染物排放，实现循环经济，并创造就业岗位。　　存在的问题：然我们在该项目的研制过程中做了大量的工作，取得了比较理想的效果，但由于受实验手段和课题组人员水平的限制，实践经验的缺乏，以及其它客观因素的影响，在试验方法和研究手段等方面难免有错误和不足之处，尤其工业化生产过程中需结合废乙腈不同的杂质组分继续优化工艺参数。
联系人：	吴绍帅	成果登记日期：	2017-11-18
联系人email：	wushaoshuai@zhonghuichemical.com	单位代码：	93711864
邮政编码222：	261108	联系人电话：	15163613996
单位传真：	0536-2203800	单位通讯地址：	山东省潍坊市滨海经济开发区海丰路04599号
单位所在省市：		单位电话：	15163613996
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2017	知识产权形式：
成果完成人：	唐行玮;吕学府;李华青;游博;吴绍帅;傅鹏远;韩川	资源采集日期：	2018-03-05

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