第十章 制药工业与环境保护

第十章制药工业与环境保护

第十章制药工业与环境保护

•10.1概述

•10.2污染防治措施

•10.3废水处理技术

•10.4废气处理技术

•10.5废渣处理技术

•10.6噪声控制技术

10.1概述

10.1.1环境保护的重要性

境是人类赖以生存和社会经济可持续发展的客观条件和空间。随着现代工业的高速发展，环境保护问题已引起人们的极大关注。

环境污染直接威胁人类的生命和安全，也影响了经济的顺利发展，成为严重的社会问题。

•我国目前粗放型的经济格局和经济的持续高速发展,造成了能源和资

源消耗强度过大,加上人们对环境污染严重性的认识不足,致使我国工业污染的治理远远落后于工业生产的发展。

•面对日益严重的环境污染，传统的先污染后治理的治污方案往往难以奏效，必须采取切实可行的措施，走高科技、低污染的跨越式产业发展之路，治理和保护好环境，促进我国经济的可持续发展。

10.1.2我国防治污染的方针政策

•我国先后完善和颁布了《环境保护法》、《大气污染防治法》、《水污染防治法》、《海洋环境保护法》、《固体废物污染环境防治法》、《环境噪声污染防治法》以及与各种法规相配套的行政、经济法规和环境保护标准，基本形成了一套完整的环境保护法律体系。

•所有企业、单位和部门都要遵守国家和地方的环境保护法规,采取切实有效的措施,限期解决污染问题。

•凡是新建、扩建和改造项目都必须按国家基本建设项目环境管理办法

的规定,切实执行环境评价报告制度和“三同时”制度，做到先评价,后建设,环保设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产,防止发生新的污染。

•在全国推行环境保护目标责任制、城市环境综合整治定量考核、污染物排放许可证制度、污染集中控制和污染限期治理等制度。

10.1.3制药工业污染的特点和现状

•10.1.3.1制药工业污染的特点

•1、数量少、组分多、变动性大

•2、间歇排放

•3、pH值不稳定

•4、化学需氧量高

10.1.3.2我国制药工业污染的现状

•全国药厂废气每年排放量109m3，含有害物质105t。

•全国药厂废水每天排放量5×105m3，。

•全国药厂废渣每年排放量105t。

•条件好的厂家已达二级处理水平，大部分污染得到妥善处理。

•但有相当数量厂家仅是一级处理，有的甚至未作到清污分流。

10.2污染防治措施

10.2.1采用绿色生产工艺

•绿色生产工艺是针对生产过程的主要环节和组分，重新设计少污染或无物染的生产工艺，并通过改进操作方法、优化操作参数等措施，实现过程的节能、降耗、消除或减少环境污染的目标。

•绿色生产工艺从源头上消除污染，为最理想的污染防治方法。

1、重新设计少污染或无污染的生产工艺

重新设计药品的生产工艺时应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。如在氯霉素的合成中，原来采用氯化高汞作催化剂制备异丙醇铝，后改用三氯化铝代替氯化高汞作催化剂，从而彻底解决了令人棘手的汞污染问题。

在药物合成中，重新设计生产工艺时，简化合成步骤，可以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。

布洛芬的生产就是一个很好的例子。原采用Boot公司的Brown合成方法(六步)

BHC公司发明了生产布洛芬的新方法(三步)

•该工艺废物量可减少37%，BHC公司获1997年度美国“总统绿色化学挑战奖”的变更合成路线奖。

设计无污染的绿色生产工艺是消除环境污染的根本措施。如苯甲醛的传统合成路线是通过二氯代苄水解而得：

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。该工艺在生产过程中不仅要产生大量需治理的废水，而且由于有伴随光和热的大量氯气参与反应，因此，对周围的环境将造成严重的污染。

现可采用间接电氧化法，整个工艺过程无污染物排放，是一条绿色生产工艺。

该工艺中油水两相分别构成闭路循环，无污染排放

2、优化工艺参数

对化学反应的工艺参数进行优化，获得最佳工艺条件，是减少或消除污染的一个重要手段。例如乙酰苯胺的硝化反应

•原工艺是将乙酰苯胺溶于硫酸中，再加混酸进行硝化。后经研究发现,乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸浓度已足够高,混酸中的硫酸可以省去。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。

3、改进操作方法

•生产工艺已经确定，可从改进操作方法入手，减少或消除污染物的形成。

•如广谱抗菌药氟哌酸合成中的对氯硝基苯氟化反应，将原工艺的二甲基亚砜溶剂改为环丁砜溶剂，可避免废水的生成。

4、采用新技术

使用新技术不仅能显著提高生产技术水平，而且有时也十分有利于污染物的防治和环境保护。如在抗生素类药物4-乙酰胺基哌啶醋酸盐的合成中，原工艺采用铁粉还原硝基氧化吡啶制备4-氨基吡啶，现采用催化加氢还原技术，既简化了工艺操作，又消除了环境污染。

苯乙酸是合成青霉素等药物的重要中间体。目前工业上仍以苯乙腈水解来制备，而苯乙腈又是由苄氯和氢氰酸反应来合成的。现在通过苄

氯羰化合成苯乙酸已经获得成功：

•上述合成路线不仅经济，而且避免使用剧毒的氰化物，减少了对环境的危害

10.2.2循环套用

•药物合成反应往往不能进行得十分完全，且多存在副反应，产物也不可能从反应混合物中完全分离出来，因此分离母液中常含有一定数量的未反应原料、副产物和产物。通过工艺设计实现反应母液的循环套用或经适当处理后套用，这不仅降低了原辅材料的消耗，提高了产品的收率，而且减少了环境污染。

•例如，氯霉素合成中乙酰化反应母液的循环套用。将母液按含量代替醋酸钠直接应用于下一批反应,从而革除了蒸发、结晶、过滤等操作,

且降低了原料消耗量,提高了产物收率,减少了废水的处理量。

•又如，甲氧苄氨嘧啶的氧化反应是将三甲氧基苯甲酰肼在氨水及甲苯中用赤血盐钾(铁氰化钾)氧化，得到三甲氧基苯甲醛，同时副产物黄血盐钾氨(亚铁氰化钾氨)溶解在母液中。黄血盐钾氨分子内含有氰基，需处理后方可随母液排放。后对含黄血盐钾氨的母液进行适当处理，再用高锰酸钾氧化，使黄血盐钾氨转化为原料赤血盐钾，所得赤血盐的含量在13%以上，可套用于氧化反应中。

•将反应母液循环套用，可显著地减少环境污染。若设计得当，则可构成一个闭路循环，是一个理想的绿色生产工艺。除了母液可以循环套用外，药物生产中大量使用的各种有机溶剂，均应考虑循环套用，以降低单耗，减少环境污染。其它的如催化剂、活性炭等经过处理后也可考虑反复使用。

化学制药过程中产生的废弃物也是一种“资源”，从排放的废弃物中回收有价值的物料，开展综合利用，是控制污染的一个积极措施。

例如，氯霉素生产中的副产物邻硝基乙苯，是重要的污染物之一，将其制成杀草安，就是一种优良的除草剂。