大学精品课件：制药工程学10.ppt

1、110 10 制药工业与环境保护制药工业与环境保护10.1 10.1 概述概述10.2 10.2 污染防止措施污染防止措施10.3 10.3 废水的处理废水的处理10.4 10.4 废气的处理废气的处理10.5 10.5 废渣的利用废渣的利用210.1 10.1 概述概述环境环境是人类赖以生存和社会经济可持续发展的是人类赖以生存和社会经济可持续发展的客观条件客观条件和和空间空间。随着现代工业高速发展，环境保护问题。随着现代工业高速发展，环境保护问题 已引起人们的极大关注。已引起人们的极大关注。从从2020世纪世纪5050年代起，一些国家因年代起，一些国家因工业废弃物排放工业废弃物排放或或化学品

2、化学品泄漏泄漏所造成的环境污染，一度发展成为严重的所造成的环境污染，一度发展成为严重的 社会公害社会公害甚至发生严重的甚至发生严重的环境污染事件环境污染事件。例如例如19521952年，英国伦敦曾因年，英国伦敦曾因燃煤烟尘的大量排放燃煤烟尘的大量排放 而导致严重的而导致严重的空气污染空气污染，大量的烟雾滞流在伦敦上空，大量的烟雾滞流在伦敦上空，导致导致40004000多人死亡多人死亡。10.1.1 10.1.1 环境保护的重要性环境保护的重要性319841984年，美国联合碳化物公司在年，美国联合碳化物公司在印度博帕尔市印度博帕尔市的子公司发的子公司发生生甲基异氰酸甲基异氰酸的大量泄漏，导致约

3、的大量泄漏，导致约40004000人死亡，人死亡，数万人受伤的惨剧。数万人受伤的惨剧。20012001年，罗马尼亚的一家化工厂发生年，罗马尼亚的一家化工厂发生氰化物氰化物泄漏，严重破泄漏，严重破坏了坏了多瑙河多瑙河流域的生态环境，使多瑙河下游的流域的生态环境，使多瑙河下游的匈牙利、匈牙利、南斯拉夫南斯拉夫等国深受其害，引起了国际诉讼纠纷等等。等国深受其害，引起了国际诉讼纠纷等等。环境污染直接威胁环境污染直接威胁人类的生命和安全人类的生命和安全，也影响了，也影响了经济的顺经济的顺利发展利发展，成为，成为严重社会问题严重社会问题。在公众和社会舆论的压力。在公众和社会舆论的压力下，许多国家相继成立了

4、下，许多国家相继成立了环境保护管理机构环境保护管理机构，加强对环，加强对环境污染的防治工作，并制定了一系列的境污染的防治工作，并制定了一系列的环境保护法规环境保护法规 通过多年的努力，使环境污染得到了有效的控制，通过多年的努力，使环境污染得到了有效的控制，环境质量也有了很大的改善。环境质量也有了很大的改善。4我国对我国对环污治理环污治理十分重视，自十分重视，自19731973建立环保护机构起，各建立环保护机构起，各级环保部门就开展级环保部门就开展污染治理污染治理和和综合利用综合利用。几十年来，治。几十年来，治理污染方面理污染方面 立法立法 投入资金投入资金 建治污设施建治污设施，取得了比较明显

5、的环境效取得了比较明显的环境效益。益。但目前但目前粗放型经济格局粗放型经济格局和和经济持续高速发展经济持续高速发展，造成，造成能源能源和和资源资源消耗强度过大，加上对环污严重性认识不足，消耗强度过大，加上对环污严重性认识不足，致使我国致使我国工业污染治理工业污染治理远远落后于远远落后于工业生产发展工业生产发展。严重威胁人类健康与生存严重威胁人类健康与生存:水污染水污染:许多许多江河湖泊江河湖泊受到了不同程度的污染受到了不同程度的污染,城市河段城市河段尤为严重，有的几乎成为尤为严重，有的几乎成为臭水沟臭水沟。一些地区。一些地区地下水地下水也受也受到污染，到污染，饮用水源饮用水源受到威胁。受到威胁

6、。废气污染废气污染:导致导致空气质量空气质量下降，一些工业城市居民某些疾下降，一些工业城市居民某些疾病的患病率明显高于农村。病的患病率明显高于农村。5 损害经济可持续发展损害经济可持续发展:如如淮河流域淮河流域的严重污染导致沿岸的严重污染导致沿岸20002000多家多家小造纸小造纸、小印染小印染和和小化工小化工企业关闭，而对其修复治理则需企业关闭，而对其修复治理则需 投入投入5050亿元亿元以上巨额资金。以上巨额资金。面对日益严重的环境污染，传统的面对日益严重的环境污染，传统的先污染后治理先污染后治理的治污方的治污方案难奏效，必须采取切实可行的措施，走案难奏效，必须采取切实可行的措施，走清洁生

7、产清洁生产的发的发展之路，治理和保护好环境，促进我国经济可持续发展。展之路，治理和保护好环境，促进我国经济可持续发展。10.1.210.1.2 我国防治污染的方针政策我国防治污染的方针政策保护和改善保护和改善生活环境和生态环境生活环境和生态环境，合理开发利用自然环境，合理开发利用自然环境和自然资源，制定有效的和自然资源，制定有效的经济政策和相应环境保护政策经济政策和相应环境保护政策，是关系到是关系到人类健康和社会经济可持续发展人类健康和社会经济可持续发展的的重大问题重大问题。消除污染、保护环境消除污染、保护环境已成为我国的一项已成为我国的一项基本国策基本国策。6颁布了颁布了环境保护法环境保护法

8、、大气污染防治法大气污染防治法、水污染水污染防治法防治法、海洋环境保护法海洋环境保护法、固体废物污染环境固体废物污染环境防治法防治法、环境噪声污染防治法环境噪声污染防治法以及与各种法规相以及与各种法规相配套的配套的行政、经济法规行政、经济法规和和环境保护标准环境保护标准，基本形成基本形成一套完整的环境保护法律体系一套完整的环境保护法律体系。所有企业、单位和部门所有企业、单位和部门都要遵守国家和地方的环境保护法都要遵守国家和地方的环境保护法规，采取切实有效措施，限期解决污染问题。规，采取切实有效措施，限期解决污染问题。凡是凡是新建、扩建和改造项目新建、扩建和改造项目都须按都须按国家基本建设项目环

9、境国家基本建设项目环境管理办法管理办法的规定，切实执行的规定，切实执行环境评价报告制度环境评价报告制度:做到先评价，后建设做到先评价，后建设;“三同时三同时”制度制度:环保设施与主体工程环保设施与主体工程同时设计、同时设计、同时施工、同时投产同时施工、同时投产;防止发生新的污染。防止发生新的污染。7推行推行:环境保护目标责任制环境保护目标责任制 城市环境综合整治定量考核城市环境综合整治定量考核 污染物排放许可证制度污染物排放许可证制度 污染集中控制和污染限期治理污染集中控制和污染限期治理等制度。等制度。这些制度的实施是加强我国环境管理工作的有力措施。这些制度的实施是加强我国环境管理工作的有力措

10、施。10.1.3 10.1.3 制药工业污染的特点和现状制药工业污染的特点和现状 制药工业污染的特点制药工业污染的特点工业污染共同特征工业污染共同特征:具有具有毒性毒性、刺激性刺激性和和腐蚀性腐蚀性。此外此外 化学制药厂的污染物还具有化学制药厂的污染物还具有数量少、组分多、变动数量少、组分多、变动性大、间歇排放、性大、间歇排放、pHpH值不稳定、化学需氧量高值不稳定、化学需氧量高等特点。等特点。8 数量少、组分多、变动性大数量少、组分多、变动性大环境污染源环境污染源:主要来自主要来自原料药原料药生产。生产。原料药生产一般原料药生产一般规模较小规模较小排出污染物的数量不大。排出污染物的数量不大。

11、化学原料药生产化学原料药生产反应多而复杂反应多而复杂、工艺路线较长、工艺路线较长所用所用原辅材料种类较多原辅材料种类较多，反应生成的，反应生成的副产物也多副产物也多 有的副产物甚至有的副产物甚至连结构都难以搞清连结构都难以搞清，这给污染的综合治理带来很大困难。这给污染的综合治理带来很大困难。生产规模改变、工艺路线变更、新技术和新材料的推广生产规模改变、工艺路线变更、新技术和新材料的推广应用，使应用，使污染物种类、成分、数量经常发生变化污染物种类、成分、数量经常发生变化。制药厂往往很制药厂往往很难建成一个综合性的回收中心难建成一个综合性的回收中心。9 间歇排放间歇排放药品生产规模通常较小药品生产

12、规模通常较小化学制药厂化学制药厂 一般采用间歇式生产方式，一般采用间歇式生产方式，污染物排放也间歇性的污染物排放也间歇性的。间歇排放是间歇排放是一种短时间内高浓度的集中排放一种短时间内高浓度的集中排放，且污染物且污染物排放量、浓度、瞬时差异都缺乏规律性排放量、浓度、瞬时差异都缺乏规律性给环境带来的危害要比连续排放严重得多。给环境带来的危害要比连续排放严重得多。此外，此外，间歇排放也给治理污染带来不少困难。间歇排放也给治理污染带来不少困难。如如 生物处理法要求流入生物处理法要求流入废水水质、水量比较均匀废水水质、水量比较均匀，若变，若变动过大，会动过大，会抑制微生物的生长抑制微生物的生长，导致处

13、理效果显著下降。，导致处理效果显著下降。10 pH pH值不稳定值不稳定 制药厂排放的废水，制药厂排放的废水，有时呈强酸性，有时呈强碱性有时呈强酸性，有时呈强碱性，pHpH值很不稳定，对值很不稳定，对水生生物、构筑物水生生物、构筑物和和农作物农作物都有极大的都有极大的危害。在生物处理或排放之前必须进行危害。在生物处理或排放之前必须进行中和处理中和处理，以免影响处理效果或者造成环境污染。以免影响处理效果或者造成环境污染。化学需氧量高化学需氧量高制药污染物一般以制药污染物一般以有机污染物为主有机污染物为主，其中有些有机物能生，其中有些有机物能生物降解，而有些难以生物降解。物降解，而有些难以生物降解

14、。一些废水一些废水CODCOD很高，很高，但但BODBOD却不一定很高。却不一定很高。对废水生物处理前，先要进行生对废水生物处理前，先要进行生物降解性试验，以确定废水能否用生物法处理。物降解性试验，以确定废水能否用生物法处理。对那些浓度高而又不易生物氧化的废水要另行处理，如对那些浓度高而又不易生物氧化的废水要另行处理，如萃萃取、焚烧取、焚烧等。否则，经生物处理后，出水中的化学需氧等。否则，经生物处理后，出水中的化学需氧量仍会高于排放标准。量仍会高于排放标准。11 我国制药工业污染的现状我国制药工业污染的现状 制药厂尤其化学制药厂是制药厂尤其化学制药厂是环境污染较为严重的企业环境污染较为严重的企

15、业。从原料药到药品，从原料药到药品，整个生产过程整个生产过程都有都有造成环境污染的因素造成环境污染的因素。据不完全统计据不完全统计:全国药厂每年排放的全国药厂每年排放的废气量约废气量约1010亿亿m m3 3(标标)每天排放的每天排放的废水量约废水量约5050万万m m3 3；每年排放的每年排放的废渣量约废渣量约1010万万t t对环境的危害十分严重。对环境的危害十分严重。近年来，近年来，通过通过工艺改革、回收和综合利用工艺改革、回收和综合利用等方法，在等方法，在消除或减少危害性较大的污染物方面已做消除或减少危害性较大的污染物方面已做大量工作大量工作。用于。用于治理污染的治理污染的投资投资也逐

16、年增加，各种也逐年增加，各种治理污染的装置治理污染的装置相继在相继在各药厂投入运行。各药厂投入运行。12但但 化学制药工业环保的历史欠帐化学制药工业环保的历史欠帐 污染治理难度污染治理难度较大等较大等原因原因，致使，致使治污速度治污速度制药工业发展速度制药工业发展速度。总体上，总体上，制药行业的污染仍十分严重，治理形势相当严峻制药行业的污染仍十分严重，治理形势相当严峻。治理不善，一些药厂只得治理不善，一些药厂只得上缴排污费上缴排污费(有的每年高达有的每年高达上百万元之多上百万元之多)。全行业全行业污染治理程度也不平衡污染治理程度也不平衡:条件好的药厂条件好的药厂已达已达 二级处理水平二级处理水

17、平，即全厂大部分污染得到妥善处理；，即全厂大部分污染得到妥善处理；但但 仍有相当数量的制药厂仍有相当数量的制药厂仅是仅是一级处理一级处理，甚至还有一些制药厂没能做到清污分流。甚至还有一些制药厂没能做到清污分流。个别制药企业个别制药企业的法制观念不强，环保意识不强，的法制观念不强，环保意识不强，随意倾倒污染物的现象时有发生随意倾倒污染物的现象时有发生，对环境造成严重污染。，对环境造成严重污染。13制药行业防治污染制药行业防治污染:一靠政策，二靠技术，三靠管理一靠政策，二靠技术，三靠管理。提高认识，增强环保意识，严格规章制度，执行环境提高认识，增强环保意识，严格规章制度，执行环境保护法规保护法规

18、用无废或少废的先进工艺技术和设备用无废或少废的先进工艺技术和设备，淘，淘汰消耗高、污染大的落后的工艺技术。汰消耗高、污染大的落后的工艺技术。新建、扩建和改新建、扩建和改建项目建项目实行实行“三同时三同时”政策。对国内尚无可靠治污技术政策。对国内尚无可靠治污技术的引进项目，要随同主体装置引进环保技术和设备的引进项目，要随同主体装置引进环保技术和设备 加大环保设施的资金投入加大环保设施的资金投入，没有治理的企业没有治理的企业要抓紧治要抓紧治理，限期解决污染问题。理，限期解决污染问题。对己有治污装置企业对己有治污装置企业，使装置，使装置正常运行，确保达标排放。正常运行，确保达标排放。限期达不到排放标

19、准的企业限期达不到排放标准的企业要坚决实行要坚决实行关、停、并、转关、停、并、转 建立健全环保科研、监测和管理体制建立健全环保科研、监测和管理体制，人员要充实，人员要充实，以保证繁重而艰巨的环保工作能有计划地顺利进行。以保证繁重而艰巨的环保工作能有计划地顺利进行。14 药品生产过程药品生产过程:原料的消耗过程原料的消耗过程-产品的形成过程产品的形成过程-污染物的产生过程。污染物的产生过程。药品生产工艺药品生产工艺:决定污染物种类、数量和毒性。决定污染物种类、数量和毒性。防治污染的三步骤和顺序防治污染的三步骤和顺序:首先首先 从合成路线入手从合成路线入手，采用污染小或没有污染的，采用污染小或没有

20、污染的绿色生绿色生 产工艺产工艺，改造污染严重的，改造污染严重的落后生产工艺落后生产工艺，以以消除或减少污染物的排放。消除或减少污染物的排放。其次，其次，对必须排放的污染物，要积极对必须排放的污染物，要积极综合利用综合利用，化害为利，化害为利。最后最后 考虑对污染物进行考虑对污染物进行无害化处理无害化处理。10.2 10.2 污染防止措施污染防止措施15 在在2020世纪中叶，人们采用世纪中叶，人们采用先污染后治理先污染后治理的环境策略的环境策略,开发一系列的污染治理技术，开发一系列的污染治理技术，如如中和废液、洗涤废气、焚烧废渣等。中和废液、洗涤废气、焚烧废渣等。至至9090年代，人们已认识

21、到环境保护的年代，人们已认识到环境保护的首选对策首选对策是是从源头上从源头上消除或减少污染物的排放消除或减少污染物的排放，即在对环境污染进行治理的，即在对环境污染进行治理的同时，要努力采取措施同时，要努力采取措施从源头上消除污染从源头上消除污染。绿色绿色(清洁清洁)生产工艺生产工艺:是针对生产过程的是针对生产过程的主要环节和组分主要环节和组分重新设计重新设计少污染或无污染的少污染或无污染的生产工艺生产工艺，并通过，并通过改进操作改进操作方法方法、优化工艺操作参数优化工艺操作参数等措施，实现制药过程的等措施，实现制药过程的 节能、降耗、消除节能、降耗、消除或或减少环境污染减少环境污染的目的。的目

22、的。是从源头上消除污染的一项有效措施，是从源头上消除污染的一项有效措施，是最理想的污染防治方法。是最理想的污染防治方法。10.2.1 10.2.1 采用绿色生产工艺采用绿色生产工艺16 尽可能选用无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或尽可能选用无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或 剧毒的原辅材料，以降低或消除污染物的毒性剧毒的原辅材料，以降低或消除污染物的毒性。例如例如 在在氯霉素氯霉素的合成中，原来采用的合成中，原来采用氯化高汞氯化高汞作催化剂作催化剂制备制备异丙醇铝异丙醇铝，后改用，后改用三氯化铝三氯化铝代替氯化高汞作催化剂，代替氯化高汞作催化剂，从而彻底解决了令人棘手的从而彻底解决了令人棘手的汞污

23、染问题汞污染问题 重新设计重新设计少污染少污染或或无污染无污染的生产工艺的生产工艺在药物合成中，许多药品常常需要在药物合成中，许多药品常常需要多步反应多步反应才能得到。才能得到。尽管有时单步反应的收率很高，但尽管有时单步反应的收率很高，但反应的总收率反应的总收率不高。不高。简化合成步骤，可减少污染物的种类和数量，简化合成步骤，可减少污染物的种类和数量，从而减轻处理系统的负担，有利于环境保护。从而减轻处理系统的负担，有利于环境保护。简化合成步骤简化合成步骤17布洛芬布洛芬的生产就是一个很好的例子。原来的的生产就是一个很好的例子。原来的布洛芬合成布洛芬合成是是采用采用BootBoot公司的公司的B

24、rownBrown合成方法，从原料合成方法，从原料异丁苯异丁苯(6-2)(6-2)到到产品产品(6-1)(6-1)需如下需如下六步反应六步反应：18最近，最近，BHCBHC公司发明了生产布洛芬的新方法，公司发明了生产布洛芬的新方法，该方法只采用该方法只采用三步反应三步反应即可得到产品布洛芬：即可得到产品布洛芬：采用新发明的方法生产布洛芬，废物量采用新发明的方法生产布洛芬，废物量可减少可减少37%37%，BHC BHC公司因此获得了公司因此获得了19971997年度美国年度美国 “总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖”的的变更合成路线奖。变更合成路线奖。采取消除环境污染的措施采取消除环境污染的措

25、施如如 苯甲醛苯甲醛(6-3)(6-3)在化学合成中是一种重要的中间体，传统在化学合成中是一种重要的中间体，传统的合成路线是以的合成路线是以甲苯甲苯(6-4)(6-4)通过通过二氯代苄二氯代苄(6-5)(6-5)水解水解而得：而得：19选择适当的条件进行甲苯侧链氯化，得到以亚苄基二氯选择适当的条件进行甲苯侧链氯化，得到以亚苄基二氯为主的产物。再经水解、精馏等步骤而得到苯甲醛。为主的产物。再经水解、精馏等步骤而得到苯甲醛。该工艺在生产过程中不仅要该工艺在生产过程中不仅要产生大量需治理的废水产生大量需治理的废水，而且由于而且由于有伴随光和热的大量氯气参与反应有伴随光和热的大量氯气参与反应，因此，对

26、因此，对周围的环境将造成严重的污染。周围的环境将造成严重的污染。苯甲醛苯甲醛甲苯甲苯二氯代苄二氯代苄20间接电氧化法间接电氧化法制备制备苯甲醛苯甲醛(6-3(6-3)是一条绿色生产工艺，是一条绿色生产工艺，基本原理基本原理:在电解槽中将在电解槽中将MnMn2+2+电解氧化成电解氧化成MnMn3+3+，然后将，然后将MnMn3+3+与甲苯与甲苯(6-4)(6-4)在槽外反应器中定向生成苯甲醛在槽外反应器中定向生成苯甲醛，同时，同时MnMn3+3+被还原成被还原成MnMn2+2+。经油水分离后，经油水分离后，水相返回电解槽电水相返回电解槽电解氧化解氧化，油相油相(含苯甲醛含苯甲醛)经精馏分出苯甲醛

27、经精馏分出苯甲醛后返回反应后返回反应器。反应方程式如下：器。反应方程式如下：工艺中工艺中油水两相分别构成闭路循环油水两相分别构成闭路循环，整个工艺过程无污染物排放，是一条绿色生产工艺。整个工艺过程无污染物排放，是一条绿色生产工艺。21 优化工艺参数优化工艺参数化学反应的许多化学反应的许多工艺参数工艺参数，如，如原料纯度、投料比、原料纯度、投料比、反应时间、反应温度、反应压力、溶剂、反应时间、反应温度、反应压力、溶剂、pHpH值值等，等，不仅会影响产品收率，且不仅会影响产品收率，且也会影响污染物的种类和数量也会影响污染物的种类和数量。对化学反应的对化学反应的工艺参数进行优化工艺参数进行优化，获得

28、最佳工艺条件，获得最佳工艺条件，是是减少减少或或消除污染的消除污染的一个重要手段一个重要手段。如如 在药物生产中，为促使反应完全，提高收率或兼作溶在药物生产中，为促使反应完全，提高收率或兼作溶剂等原因，生产上常使剂等原因，生产上常使某种原料过量某种原料过量，这样往往会这样往往会增加污增加污染物的数量染物的数量。必须统筹兼顾，既要使反应完全，必须统筹兼顾，既要使反应完全，又要使原料不致过量太多。又要使原料不致过量太多。例如例如 乙酰苯胺乙酰苯胺(6-6)(6-6)的硝化反应：的硝化反应：22原工艺要求原工艺要求乙酰苯胺乙酰苯胺溶于溶于硫酸硫酸中，再加中，再加混酸混酸进行硝化反应进行硝化反应后经研

29、究发现，后经研究发现，乙酰苯胺乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸浓度已足够高硫酸溶液中的硫酸浓度已足够高 混酸中的硫酸可以省去混酸中的硫酸可以省去。这样不但节省了大量的硫酸，这样不但节省了大量的硫酸，而且大大减轻了污染物的处理负担而且大大减轻了污染物的处理负担。乙酰苯胺乙酰苯胺对硝基乙酰苯胺对硝基乙酰苯胺23改进操作方法改进操作方法生产工艺已确定前提下，生产工艺已确定前提下，可从改进操作方法入手，减少或可从改进操作方法入手，减少或消除污染物的形成。消除污染物的形成。例如例如广谱抗菌药广谱抗菌药氟哌酸氟哌酸合成中的合成中的对氯对氯硝基苯硝基苯(6-7)(6-7)氟化反应，原工艺采用氟化反应，原工艺采用二甲

30、基亚砜二甲基亚砜(DMSO)(DMSO)作作溶剂。溶剂。DMSODMSO沸点沸点和和产物对氟硝基苯产物对氟硝基苯(6-8)(6-8)沸点接近沸点接近，难，难以直接用精馏方法分离，需采用以直接用精馏方法分离，需采用水蒸汽蒸馏水蒸汽蒸馏才能获得才能获得对氟对氟硝基苯硝基苯，不可避免地不可避免地产生一部分废水。后改用产生一部分废水。后改用高沸点高沸点的的环丁砜环丁砜作溶剂，作溶剂，反应液除去无机盐后，反应液除去无机盐后，可直接精馏获得可直接精馏获得对氟硝对氟硝基苯基苯，避免了废水的生成。，避免了废水的生成。对氯硝基苯对氯硝基苯对氟硝基苯对氟硝基苯24 采用新技术采用新技术不仅能显著提高生产技术水平，

31、且有时也有利于环境保护。不仅能显著提高生产技术水平，且有时也有利于环境保护。例如例如在抗生素类药物在抗生素类药物4-4-乙酰胺基哌啶醋酸盐乙酰胺基哌啶醋酸盐的合成中，的合成中，原工艺采用原工艺采用铁粉还原铁粉还原硝基氧化吡啶硝基氧化吡啶(6-10)(6-10)制备制备4-4-氨基吡氨基吡啶啶(6-9)(6-9)，反应中要，反应中要消耗大量的溶剂醋酸消耗大量的溶剂醋酸，并产生，并产生较多较多的废水和废渣的废水和废渣。现采用。现采用催化加氢还原技术催化加氢还原技术，既简化了工艺操作，又消除了环境污染。既简化了工艺操作，又消除了环境污染。硝基氧化吡啶硝基氧化吡啶4-4-氨基吡啶氨基吡啶25又如又如

32、苯乙酸苯乙酸(6-11)(6-11)是合成青霉素等药物的重要中间体。是合成青霉素等药物的重要中间体。目前工业上仍以目前工业上仍以苯乙腈苯乙腈水解来制备水解来制备苯乙酸苯乙酸(6-11)(6-11)，而而苯乙腈苯乙腈又是由又是由苄氯苄氯(6-12)(6-12)和和氢氰酸氢氰酸反应来合成的。反应来合成的。现在通过现在通过苄氯羰基合成苄氯羰基合成苯乙酸已经获得成功：苯乙酸已经获得成功：此合成路线不仅经济，且避免使用此合成路线不仅经济，且避免使用剧毒的氰化物剧毒的氰化物，减少对环境的危害。减少对环境的危害。苯乙酸苯乙酸苄氯苄氯苄氯苄氯氢氰酸氢氰酸+苯乙腈苯乙腈苯乙酸苯乙酸苄氯羰基合成苄氯羰基合成26其

33、它新技术其它新技术:如如立体定向合成技术、生物转化技术、相转移催立体定向合成技术、生物转化技术、相转移催化技术、超临界二氧化碳溶剂技术化技术、超临界二氧化碳溶剂技术等等的使用都能的使用都能显著提高产品收率显著提高产品收率，降低原辅材料消降低原辅材料消耗，提高资源和能源的利用率，耗，提高资源和能源的利用率，同时也有利于同时也有利于减少污染物的种类和数量减少污染物的种类和数量，减轻后处理过程的负担，有利于环境保护。减轻后处理过程的负担，有利于环境保护。2710.2.2 10.2.2 循环套用循环套用药物合成反应往往药物合成反应往往不能完全进行不能完全进行，且大多存在，且大多存在副反应副反应，产物也

34、不可能从反应混合物中完全分离产物也不可能从反应混合物中完全分离分离母液分离母液常含有一定数量的常含有一定数量的未反应原料、副产物未反应原料、副产物和和产物产物在某些药物合成中，通过工艺设计人员周密而细致的安排在某些药物合成中，通过工艺设计人员周密而细致的安排可以实现可以实现反应母液的循环套用反应母液的循环套用或或经适当处理后套用经适当处理后套用，这不仅降低原辅材料的消耗，这不仅降低原辅材料的消耗，提高产品收率，且减少环境污染。提高产品收率，且减少环境污染。例如，例如，氯霉素氯霉素合成中的合成中的乙酰化乙酰化反应反应:28原工艺原工艺是在反应后将母液是在反应后将母液经蒸发浓缩经蒸发浓缩 以回收醋

35、酸钠，残液废弃。以回收醋酸钠，残液废弃。现将母液循环套用现将母液循环套用:将将母液按含量代替醋酸钠母液按含量代替醋酸钠直接应用于下一批反应直接应用于下一批反应 砍掉砍掉蒸发、结晶、过滤蒸发、结晶、过滤等操作。等操作。母液含有一些反应产物母液含有一些反应产物(乙酰化物乙酰化物)循环使用循环使用 母液后不仅降低了原料消耗量，母液后不仅降低了原料消耗量，提高了产物收率，而且减少了废水的处理量提高了产物收率，而且减少了废水的处理量。29制药工业中制药工业中冷却水的用量冷却水的用量占占总用水量总用水量的的 比例一般很大，须考虑水循环使用，比例一般很大，须考虑水循环使用，尽可能实现水的尽可能实现水的闭路循

36、环闭路循环。在设计在设计排水系统排水系统时应考虑时应考虑清污分流清污分流:将将间接冷却水间接冷却水与与有严重污染的废水有严重污染的废水分开，这不仅分开，这不仅有利于水的循环使用，且可大幅度降低废水量。有利于水的循环使用，且可大幅度降低废水量。由生产系统排出的由生产系统排出的废水经处理后废水经处理后，也可采取也可采取闭路循环闭路循环。水的重复利用和循环回用是水的重复利用和循环回用是保护水源、保护水源、控制环境污染控制环境污染的的重要技术措施。重要技术措施。3010.2.3 10.2.3 综合利用综合利用从某种意义上，化学制药过程中产生的从某种意义上，化学制药过程中产生的废弃物废弃物 也是也是一种

37、一种“资源资源”，能否充分利用这种资源，能否充分利用这种资源，反映一个企业的生产技术水平。反映一个企业的生产技术水平。从排放的从排放的废弃物废弃物中回收有价值的物料，开展中回收有价值的物料，开展综合利用综合利用，是是控制污染的一个积极措施控制污染的一个积极措施近年来在制药行业的污染治理中，近年来在制药行业的污染治理中，资源综合利用资源综合利用的成功例子很多。的成功例子很多。例如，例如，氯霉素生产中的副产物氯霉素生产中的副产物邻硝基乙苯邻硝基乙苯(6-19)(6-19)，是重要，是重要的污染物之一，将其制成的污染物之一，将其制成杀草安杀草安(6-19)(6-19)，就是一种优良的除草剂。就是一种

38、优良的除草剂。31又如，又如，叶酸叶酸合成中的合成中的丙酮氯化丙酮氯化反应：反应：反应过程中放出大量的反应过程中放出大量的氯化氢废气氯化氢废气，直接排放将对环境造，直接排放将对环境造成严重污染。经用成严重污染。经用水和液碱吸收后水和液碱吸收后，既消除了氯化氢气，既消除了氯化氢气体造成的污染，又可回收得到体造成的污染，又可回收得到一定浓度的盐酸一定浓度的盐酸。邻硝基乙苯邻硝基乙苯(6-19)(6-19)杀草安杀草安(6-19)(6-19)3210.2.4 10.2.4 改进生产设备，加强设备管理改进生产设备，加强设备管理改进生产设备，加强设备管理是药品生产中改进生产设备，加强设备管理是药品生产中

39、 控制污染源、减少环境污染的又一个重要途径控制污染源、减少环境污染的又一个重要途径。设备选型设备选型是否合理、设计是否恰当，是否合理、设计是否恰当，与与污染物的数量和浓度污染物的数量和浓度有很大的关系。有很大的关系。例如例如 甲苯磺化反应中，用甲苯磺化反应中，用连续式自动脱水器连续式自动脱水器代替人工操代替人工操作的作的间歇式脱水器间歇式脱水器，可，可显著提高甲苯转化率显著提高甲苯转化率，减少污染物减少污染物的数量的数量。又如，又如，在在直接冷凝器中用水直接冷凝含有机物的直接冷凝器中用水直接冷凝含有机物的废气，会产生大量的低浓度废水废气，会产生大量的低浓度废水。若改用间壁式冷凝器用。若改用间壁

40、式冷凝器用水进行间接冷却，可显著减少废水数量，水进行间接冷却，可显著减少废水数量，废水中有机物的浓度也显著提高。废水中有机物的浓度也显著提高。33化学制药工业中，系统化学制药工业中，系统“跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏”往往是往往是 造成环境污染的一个重要原因，须引起足够的重视。造成环境污染的一个重要原因，须引起足够的重视。在药品生产中，从原料、中间体到产品，以至排出的污染在药品生产中，从原料、中间体到产品，以至排出的污染物，往往具有物，往往具有易燃、易爆、有毒、有腐蚀易燃、易爆、有毒、有腐蚀等特点。等特点。就整个工艺过程而言，就整个工艺过程而言，提高设备、管道的提高设备、管道的严密性严密性，使

41、系统，使系统少排或不排污染物，是防止产生污染物的一个重要措施少排或不排污染物，是防止产生污染物的一个重要措施因此，无论是因此，无论是设备或管道设备或管道，从设计、选材，到安装、操作，从设计、选材，到安装、操作和检修，以及生产管理的各个环节，都必须重视，和检修，以及生产管理的各个环节，都必须重视，以杜绝以杜绝“跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏”现象，减少环境污染。现象，减少环境污染。3410.3 10.3 废水处理技术废水处理技术在在采用新技术、改变生产工艺采用新技术、改变生产工艺和和开展综合利用开展综合利用等措施后，等措施后，可能有一些不符合现行排放标准的可能有一些不符合现行排放标准的污染物需要进

42、行处理污染物需要进行处理必须采用科学的处理方法，对最后必须采用科学的处理方法，对最后无法利用又必须无法利用又必须 排出的污染物排出的污染物进行进行无害化处理无害化处理。在化学制药厂的在化学制药厂的污染物中污染物中，以，以废水的数量最大，种类最多，废水的数量最大，种类最多，危害最严重，对生产可持续发展的影响也最大危害最严重，对生产可持续发展的影响也最大，它是化学制药厂污染物它是化学制药厂污染物无害化处理的重点和难点无害化处理的重点和难点。10.3.1 10.3.1 废水的污染控制指标废水的污染控制指标 基本概念基本概念35 水质指标水质指标水质指标水质指标是表征是表征废水性质的参数废水性质的参数

43、。对废水进行无害化处理，控制和掌握废水处理设备对废水进行无害化处理，控制和掌握废水处理设备 的工作状况和效果，必须定期分析废水的水质。的工作状况和效果，必须定期分析废水的水质。表征废水水质的指标很多，表征废水水质的指标很多，比较重要的有比较重要的有:pHpH值、悬浮物值、悬浮物(SS)(SS)、生化需氧量、生化需氧量(BOD)(BOD)、化学需氧量化学需氧量(COD)(COD)等指标等指标。1)pH1)pH值值:反映废水酸碱性强弱的重要指标反映废水酸碱性强弱的重要指标。它的测定和控。它的测定和控制对维护制对维护废水处理设施废水处理设施的正常运行，防止废水处理及输的正常运行，防止废水处理及输送送

44、设备的腐蚀设备的腐蚀，保护，保护水生生物水生生物和和水体自净化功能水体自净化功能都有重都有重要的意义。处理后废水应呈要的意义。处理后废水应呈中性中性或或接近中性接近中性。362)2)悬浮物悬浮物:指废水中呈指废水中呈悬浮状态的固体悬浮状态的固体，是反映水中固体，是反映水中固体物质含量的一个常用指标物质含量的一个常用指标，用过滤法测定，用过滤法测定单位单位:mg/Lmg/L。3)3)生化需氧量生化需氧量:指在一定条件下，指在一定条件下，微生物微生物氧化氧化分解分解水中有机物时水中有机物时 所需的所需的溶解氧的量溶解氧的量，单位为单位为mg/Lmg/L。微生物分解有机物的微生物分解有机物的速度和程

45、度速度和程度与与时间时间有直接关系。有直接关系。实际工作中，常在实际工作中，常在2020的条件下，将废水培养的条件下，将废水培养5 5日，然日，然后测定单位体积废水中溶解氧的减少量，即后测定单位体积废水中溶解氧的减少量，即5 5日生化需日生化需氧量作为生化需氧量的指标，以氧量作为生化需氧量的指标，以BODBOD5 5表示。表示。BODBOD反映废水中反映废水中可被微生物分解的有机物的总量可被微生物分解的有机物的总量，其值越，其值越大，表示水中的有机物越多，水体被污染程度也就越高大，表示水中的有机物越多，水体被污染程度也就越高374)4)化学需氧量化学需氧量:指在一定条件下，用指在一定条件下，用

46、强氧化剂氧化强氧化剂氧化废水中的有机物废水中的有机物 所需的氧的量所需的氧的量，单位为，单位为mg/Lmg/L。我国的废水检验标准规定以我国的废水检验标准规定以重铬酸钾重铬酸钾作氧化剂作氧化剂，标记为标记为CODCODCrCr。CODCOD与与BODBOD均可表征均可表征水被污染的程度水被污染的程度，但，但CODCOD能够更精确地能够更精确地表示表示废水中的有机物含量废水中的有机物含量，而且测定时间短，不受水，而且测定时间短，不受水质限制，因此常被用作废水的污染指标。质限制，因此常被用作废水的污染指标。CODCOD和和BODBOD之差之差表示废水中表示废水中没有被微生物分解的有机物含没有被微生

47、物分解的有机物含量。量。38 清污分流清污分流清污分流清污分流:指将指将清水清水(如间接冷却用水、雨水和生活用水等如间接冷却用水、雨水和生活用水等)与与废水废水(如制药生产过程中排出的各种废水如制药生产过程中排出的各种废水)分别用各自分别用各自 不同的管路或渠道输送、排放或贮留不同的管路或渠道输送、排放或贮留，以利于以利于清水的循环套用清水的循环套用和和废水的处理废水的处理。排水系统清污分流非常重要排水系统清污分流非常重要。制药工业中清水的数量通常制药工业中清水的数量通常超过废水的许多倍，采取清污分流，不仅可超过废水的许多倍，采取清污分流，不仅可节约节约 大量清水大量清水，且可大幅度，且可大幅

48、度降低废水量降低废水量，提高废水浓度提高废水浓度，从而大大减轻废水的输送负荷和治理负担。从而大大减轻废水的输送负荷和治理负担。除清污分流外，还应某些除清污分流外，还应某些特殊废水特殊废水与与一般废水一般废水分开，分开，以便以便特殊废水单独处理特殊废水单独处理和和一般废水常规处理一般废水常规处理。如如含含剧毒物质剧毒物质(某些重金属某些重金属)废水废水应与应与准备生物处理废水准备生物处理废水分分开；含氰废水、硫化合物酸性废水不能混合等。开；含氰废水、硫化合物酸性废水不能混合等。39 废水处理级数废水处理级数按处理程度划分，废水可分为按处理程度划分，废水可分为一级、二级和三级处理一级、二级和三级处

49、理。一级处理一级处理:通常采用通常采用物理方法物理方法或或简单的化学方法简单的化学方法除去除去 水中的水中的漂浮物和部分处于悬浮状态的污染物漂浮物和部分处于悬浮状态的污染物，以及以及调节废水的调节废水的pHpH值值等。等。通过一级处理可通过一级处理可减轻减轻废水的污染程度废水的污染程度和和后续处理的负荷后续处理的负荷。特点特点:一级处理一级处理具有投资少、成本低具有投资少、成本低等特点等特点 但在大多数场合，废水经一级处理后仍达不到但在大多数场合，废水经一级处理后仍达不到 国家规定的排放标准，需要进行二级处理，国家规定的排放标准，需要进行二级处理，必要时还需进行三级处理。必要时还需进行三级处理

50、。因此，一级处理常作为废水的因此，一级处理常作为废水的预处理预处理。40二级处理二级处理:主要指主要指生物处理法生物处理法。经过一级处理后，再经过二级处理经过一级处理后，再经过二级处理:可除去废水中的大部分有机污染物，可除去废水中的大部分有机污染物，使废水得到进一步净化。使废水得到进一步净化。二级处理适用二级处理适用:处理各种处理各种含有机污染物的废水含有机污染物的废水。废水经二级处理后废水经二级处理后:BODBOD5 5可降至可降至202030 mg/L30 mg/L，水质一般可以达到规定的排放标准。水质一般可以达到规定的排放标准。41三级处理三级处理:一种净化要求较高的处理一种净化要求较高