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摘 要：溶媒回收是制药厂重要生产环节，可以降低生产成本，减少环境污染。溶媒广泛应用于制药过程中，由于废溶媒性质复杂造成回收率低、能耗高等问题。本文介绍了溶媒損耗主要原因（溶媒具有易挥发性和回收率低）、溶媒回收的基础知识、溶媒损耗的主要方面、降低溶媒损耗的主要途径、丁醇溶媒回收工艺技术改进、渗透汽化膜脱水技术。
关键词：溶媒；回收；新技术
溶媒指能溶解气体、固体、液体而成为均匀混合物的一种液体[1-3]。溶媒分为无机溶剂和有机溶剂两大类。溶媒一般都不参与化学反应，只是由于其某一方面或几方面的物理特性被用作制药生产过程中的载体和媒介[4-6]。溶媒回收是制药厂重要生产环节，可以降低生产成本，减少环境污染。溶媒广泛应用于制药过程中，由于废溶媒性质复杂造成回收率低、能耗高等问题[7-10]。本文对溶媒回收新技术进行综述。
1 溶媒损耗主要原因
1.1 溶媒的易挥发性
制药厂使用的溶媒主要是有机溶剂，如丁酯、乙醇、乙酯、丙酮、二氯甲烷、三乙胺、异丙醇、甲醇、乙腈等。有机溶剂易挥发。以75%乙醇在手背上（35摄氏度）的情况（易挥发）为例：其挥发其它溶媒达到同样的挥发性所需温度为：乙醇三十二摄氏度、丙酮四点八摄氏度、甲醇十八点五摄氏度、乙酸乙酯二十四点二摄氏度、二氯甲烷零下九摄氏度、丁醇六十七点七摄氏度、丁酯六十五摄氏度。溶媒挥发性是造成消耗高的原因之一。
1.2 收率低
由于废溶媒性质复杂和回收质量要求高等导致对溶媒的回收率较低。
2 溶媒损耗的主要方面和降低溶媒损耗的主要途径
2.1 排放到大气中
大多药品结晶以后是在真空下进行的，而在真空条件下由于溶媒的挥发性较大，造成真空系统的溶媒损耗大。可在排空系统采用低温冷凝或吸附等。
2.2 排放到废水中
由于生产中的清场以及对回收塔的清理会使溶媒排入废水。对排放的废水集中处理，回收溶剂。
2.3 间歇操作或者小批量溶媒不回收
多次开停车造成溶媒的损耗或者小批量溶媒不回收。采用连续回收过程，减少间歇过程，尽可能的大批量生产。
3 溶媒回收的基础知识
溶媒回收的方法：常用的有蒸馏、吸收、萃取等，其中蒸馏应用最为广泛。蒸馏过程按操作方式分为：单级蒸馏和多级蒸馏；按操作压力分为：常压蒸馏、减压蒸馏（又叫真空蒸馏）和加压蒸馏；按操作流程分为：间歇蒸馏和连续蒸馏；按待分离混合物的组分数分为：双组分精馏和多组分精馏。精馏：利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。气、液相回流是精馏重要特点。精馏主要有萃取精馏、恒沸精馏、盐熔精馏、反应精馏及水蒸气蒸馏。
4 典型的溶媒回收工艺技术改进
4.1 丁醇的性质
丁醇为含有四个碳原子的饱和醇类，在水溶性方面，丁醇比乙醇低，但比戊醇、己醇等更长碳原子链的醇高。丁醇与不少醇一样均带有毒性。丁醇的物理性质：无色透明液体，具有特殊气味；熔点（℃）：-88.9；沸点（℃）：117.5；爆炸上限%（V/V）：11.2；爆炸下限%（V/V）：1.4；相对密度（水=1）：0.81；相对蒸气密度（空气=1）：2.55；饱和蒸气压（kPa）：0.82（25℃）；临界温度（℃）：287；临界压力（MPa）：4.90；引燃温度（℃）：340。
4.2 丁醇回收系统工艺改进
丁醇含有水、醛、酮、酯和盐类等杂质。原回收工艺：用硫酸及亚硫酸氢钠溶液分别洗涤，以除去盐类、醛和酮。再用20%氢氧化钠溶液煮沸1.5h除去酯类。用碳酸钾、硫酸镁或氧化钡干燥后分馏。原工艺中使用硫酸及亚硫酸氢钠溶液和20%氢氧化钠溶液，产生大量的废水（较难处理）并且损失大量溶剂。改进工艺：废溶媒直接进入脱色塔脱色，脱色后以气相形式进入精馏塔，塔釜得到丁醇成品，生产过程产废水较少。新工艺与老工艺相比：产废水较少、收率高、不适用碱、不破坏丁酯。
4.3丁醇-丁酯（共沸物）的分离
青霉素共沸结晶过程产生废溶媒含丁醇、丁酯、水。原回收工艺：废溶媒经加碱碱洗破坏丁酯、加水水洗后进入精馏塔精馏，塔顶气相经冷凝后进入分水罐分水，塔釜液相进入脱色塔进行脱色处理，得到丁醇产品。新工艺：废溶媒经萃取精馏后分别得到粗乙酯和稀甲醇，分别进行精馏得到乙酯产品和甲醇产品。新工艺与老工艺相比：不破坏丁酯成为丁醇、几乎不需要处理污水、收率高。
5 渗透汽化膜脱水技术
目前企业选择回收套用的方式不一，但多数为精馏工艺，此外有部分企业采用渗透汽化膜工艺。渗透汽化膜脱水工艺的用途和特点：采用无机渗透汽化膜分离技术进行有机物脱水，可代替蒸馏、萃取、吸附等传统分离方法，能够以低能耗获得高质量的产品，实现常规方法很难或无法实现的分离要求。将渗透汽化技术用于有机溶剂中水的脱除，有利于环境保护。
节省空间：结构紧凑、占地面积小渗透汽化装置具有结构紧凑、资源利用率高、容易操作、安全性高、操作条件温和、自动化程度高、分离系数高、耐高温、寿命长、总成本低、适合易燃、易爆溶剂体系的脱水、各组件可单独换膜而不影响其他组件等特点[11-13]。
参考文献
[1]王国胜.化工原理课程设计[M].大连：大连理工大学出版社，2006.
[2]化学工程手册编辑委员会化学工程手册（3）[M].北京：化学工业出版社，1989.10.
[3]程能林.溶剂手册[M].北京：化学工业出版社，2000：443.
[4]化学工程手册编辑委员会.化学工程手册（1）[M].北京：化学工业出版社，1989.10.
[5]贾绍义，李锡源.二元非均相共沸物分离过程模拟计算[J].化学工程，1994，22（5）：13-20.
[6]陈小平，王涛，杨杰.盐效萃取法从制药废液中回收正丁醇[J].环境科学与技术，2008，31（4）：86-100.
[7]张东浩.醋酸甲酯-甲醇萃取精馏工艺过程的模拟与优化[D].天津：河北工业大学，2000.
[8]胡雪生，余江，刘全洲.离子液体萃取分离正丁醇-水共沸物[A]/第二届全国化学工程与生物化工年会[C]，2005.
[9]徐世民，王军武，许松林.新型蒸馏技术及应用[J].化工机械，2004，03.
[10]胡忠.利用膜分离技术回收正丁醇/水混合液的工艺研究[J].广西化工，1998，03.
[11]柴诚敬，刘国维，李阿娜.化工原理课程设计[M].天津：天津科学技术出版社，1994，10.
[12]余立新，刘茂林，蒋维钧；膜蒸馏的研究现状及发展方向[J].化工进展，1991，03.
[13]贠延滨，李平，王艳辉，马润宇.膜蒸馏浓缩青霉素水溶液的实验研究[J].北京化工大学学报（自然科学版），2002，05.
关键词：溶媒；回收；新技术
溶媒指能溶解气体、固体、液体而成为均匀混合物的一种液体[1-3]。溶媒分为无机溶剂和有机溶剂两大类。溶媒一般都不参与化学反应，只是由于其某一方面或几方面的物理特性被用作制药生产过程中的载体和媒介[4-6]。溶媒回收是制药厂重要生产环节，可以降低生产成本，减少环境污染。溶媒广泛应用于制药过程中，由于废溶媒性质复杂造成回收率低、能耗高等问题[7-10]。本文对溶媒回收新技术进行综述。
1 溶媒损耗主要原因
1.1 溶媒的易挥发性
制药厂使用的溶媒主要是有机溶剂，如丁酯、乙醇、乙酯、丙酮、二氯甲烷、三乙胺、异丙醇、甲醇、乙腈等。有机溶剂易挥发。以75%乙醇在手背上（35摄氏度）的情况（易挥发）为例：其挥发其它溶媒达到同样的挥发性所需温度为：乙醇三十二摄氏度、丙酮四点八摄氏度、甲醇十八点五摄氏度、乙酸乙酯二十四点二摄氏度、二氯甲烷零下九摄氏度、丁醇六十七点七摄氏度、丁酯六十五摄氏度。溶媒挥发性是造成消耗高的原因之一。
1.2 收率低
由于废溶媒性质复杂和回收质量要求高等导致对溶媒的回收率较低。
2 溶媒损耗的主要方面和降低溶媒损耗的主要途径
2.1 排放到大气中
大多药品结晶以后是在真空下进行的，而在真空条件下由于溶媒的挥发性较大，造成真空系统的溶媒损耗大。可在排空系统采用低温冷凝或吸附等。
2.2 排放到废水中
由于生产中的清场以及对回收塔的清理会使溶媒排入废水。对排放的废水集中处理，回收溶剂。
2.3 间歇操作或者小批量溶媒不回收
多次开停车造成溶媒的损耗或者小批量溶媒不回收。采用连续回收过程，减少间歇过程，尽可能的大批量生产。
3 溶媒回收的基础知识
溶媒回收的方法：常用的有蒸馏、吸收、萃取等，其中蒸馏应用最为广泛。蒸馏过程按操作方式分为：单级蒸馏和多级蒸馏；按操作压力分为：常压蒸馏、减压蒸馏（又叫真空蒸馏）和加压蒸馏；按操作流程分为：间歇蒸馏和连续蒸馏；按待分离混合物的组分数分为：双组分精馏和多组分精馏。精馏：利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。气、液相回流是精馏重要特点。精馏主要有萃取精馏、恒沸精馏、盐熔精馏、反应精馏及水蒸气蒸馏。
4 典型的溶媒回收工艺技术改进
4.1 丁醇的性质
丁醇为含有四个碳原子的饱和醇类，在水溶性方面，丁醇比乙醇低，但比戊醇、己醇等更长碳原子链的醇高。丁醇与不少醇一样均带有毒性。丁醇的物理性质：无色透明液体，具有特殊气味；熔点（℃）：-88.9；沸点（℃）：117.5；爆炸上限%（V/V）：11.2；爆炸下限%（V/V）：1.4；相对密度（水=1）：0.81；相对蒸气密度（空气=1）：2.55；饱和蒸气压（kPa）：0.82（25℃）；临界温度（℃）：287；临界压力（MPa）：4.90；引燃温度（℃）：340。
4.2 丁醇回收系统工艺改进
丁醇含有水、醛、酮、酯和盐类等杂质。原回收工艺：用硫酸及亚硫酸氢钠溶液分别洗涤，以除去盐类、醛和酮。再用20%氢氧化钠溶液煮沸1.5h除去酯类。用碳酸钾、硫酸镁或氧化钡干燥后分馏。原工艺中使用硫酸及亚硫酸氢钠溶液和20%氢氧化钠溶液，产生大量的废水（较难处理）并且损失大量溶剂。改进工艺：废溶媒直接进入脱色塔脱色，脱色后以气相形式进入精馏塔，塔釜得到丁醇成品，生产过程产废水较少。新工艺与老工艺相比：产废水较少、收率高、不适用碱、不破坏丁酯。
4.3丁醇-丁酯（共沸物）的分离
青霉素共沸结晶过程产生废溶媒含丁醇、丁酯、水。原回收工艺：废溶媒经加碱碱洗破坏丁酯、加水水洗后进入精馏塔精馏，塔顶气相经冷凝后进入分水罐分水，塔釜液相进入脱色塔进行脱色处理，得到丁醇产品。新工艺：废溶媒经萃取精馏后分别得到粗乙酯和稀甲醇，分别进行精馏得到乙酯产品和甲醇产品。新工艺与老工艺相比：不破坏丁酯成为丁醇、几乎不需要处理污水、收率高。
5 渗透汽化膜脱水技术
目前企业选择回收套用的方式不一，但多数为精馏工艺，此外有部分企业采用渗透汽化膜工艺。渗透汽化膜脱水工艺的用途和特点：采用无机渗透汽化膜分离技术进行有机物脱水，可代替蒸馏、萃取、吸附等传统分离方法，能够以低能耗获得高质量的产品，实现常规方法很难或无法实现的分离要求。将渗透汽化技术用于有机溶剂中水的脱除，有利于环境保护。
节省空间：结构紧凑、占地面积小渗透汽化装置具有结构紧凑、资源利用率高、容易操作、安全性高、操作条件温和、自动化程度高、分离系数高、耐高温、寿命长、总成本低、适合易燃、易爆溶剂体系的脱水、各组件可单独换膜而不影响其他组件等特点[11-13]。
参考文献
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[2]化学工程手册编辑委员会化学工程手册（3）[M].北京：化学工业出版社，1989.10.
[3]程能林.溶剂手册[M].北京：化学工业出版社，2000：443.
[4]化学工程手册编辑委员会.化学工程手册（1）[M].北京：化学工业出版社，1989.10.
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[6]陈小平，王涛，杨杰.盐效萃取法从制药废液中回收正丁醇[J].环境科学与技术，2008，31（4）：86-100.
[7]张东浩.醋酸甲酯-甲醇萃取精馏工艺过程的模拟与优化[D].天津：河北工业大学，2000.
[8]胡雪生，余江，刘全洲.离子液体萃取分离正丁醇-水共沸物[A]/第二届全国化学工程与生物化工年会[C]，2005.
[9]徐世民，王军武，许松林.新型蒸馏技术及应用[J].化工机械，2004，03.
[10]胡忠.利用膜分离技术回收正丁醇/水混合液的工艺研究[J].广西化工，1998，03.
[11]柴诚敬，刘国维，李阿娜.化工原理课程设计[M].天津：天津科学技术出版社，1994，10.
[12]余立新，刘茂林，蒋维钧；膜蒸馏的研究现状及发展方向[J].化工进展，1991，03.
[13]贠延滨，李平，王艳辉，马润宇.膜蒸馏浓缩青霉素水溶液的实验研究[J].北京化工大学学报（自然科学版），2002，05.