有机化学和医学论文
化学制药工业与绿色化学
化学制药工业的生产不可避免地产生工业废物,但停滞不前不是解决问题的办法。应从生产过程入手,消除或减少污染物的排放,对必须排放的污染物进行综合利用,实现医药工业的生态循环和环保清洁生产的绿色成果。概述了化学制药工业的绿色生产模式。
化学制药工业,绿色化学,生产模式
一.导言
当今,可持续发展的理念被世界公认为科学发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,不仅要发展经济,而且要保护自然资源和环境,使子孙后代能够可持续发展。绿色制药以无害化清洁技术的研发为首要条件,通过开发资源高效、合理、无污染利用的绿色化学新原理,促进清洁生产。以环境和谐和经济发展为目标,创造环境友好的先进生产技术,实现医药行业清洁生产的“生态”循环、“环境友好”和“绿色”成果[1]。
化学制药工业属于技术密集型精细化工的一大类[2]。绿色化学利用化学技术和方法,减少或消除对人类健康、社区安全和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产品和副产物的使用和生产。这是一种从源头上防止污染的化学方法。
绿色化学是建立在人与自然和谐发展基础上的可持续发展[3],不仅能从根本上保护环境,还能进一步促进化学制药工业的发展。因此,化学制药工业的出路在于根据绿色化工生产原理,大力开发和应用绿色化工技术。
二、绿色化学制药工业的生产模式
2.1设计无污染的绿色生产技术是消除环境污染的根本措施。
在传统工艺中,人们往往为了追求利益和利润而忽略了环境的重要性。当生态圈一次次向人们敲响警钟,人们才意识到,以破坏环境为代价获取利益是不可取的。绿色化学不仅保护了环境,塑造了良好的化学形象,而且给企业带来了巨大的经济效益。据估计,在美国,由于环境保护法的实施,该行业每年将花费6543.8+0亿至6543.8+0.5亿美元。如果能将环保方面的费用用于研究绿色生产技术,无疑对企业的发展非常有利[4]。例如,传统的合成苯甲醛的路线是以甲苯为原料,通过苄叉二胺水解得到的。这种工艺路线不仅会产生大量的废水需要处理,而且由于伴随着光和热产生大量的氨气,会对周围环境造成严重的污染[5]。间接电氧化苯甲醛是一种绿色生产工艺,其基本原理是Mn2+在电解槽中电解氧化成Mn3+,然后Mn3+和甲苯在槽外定向氧化成甲苯甲醛,而Mn3+被还原成Mn2+。油水分离后,水相返回电解槽进行电解氧化,油相经径流分离出苯甲醛后返回反应器[6]。在此过程中,油相和水相分别形成闭路循环,全程无污染物排放。
2.2对必须排放的污染物进行综合利用,变害为利。
追求绿色化学并不意味着生产过程中不产生污染物,污染物要尽可能回收利用。大部分化工生产废弃物其实都含有原料,污染物本身就是错位的资源。近年来,在制药行业的污染控制中,有许多资源综合利用的成功例子。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,是制造恶草酮的优良除草剂[7]。例如,对氯苯酚是指降血脂药物氯贝特的主要原料,其生产过程中的副产物邻氯苯酚是重要的污染物之一。由其制得的2,6-二氯苯酚可用作解热镇痛药双氯芬酸钠的原料[8]。
2.3对必须排放的污染物进行无害化处理。
在采用绿色化学工艺的同时,仍有部分污染物不符合现行排放标准。因此,必须采用科学的处理方法,对必须无害化排放的污染物进行处理。主要是工业废水、废气和废渣的处理。
2.3.1废水处理
废水处理的本质是通过各种技术手段将污染物从废水中分离出来,从而净化废水。废水处理技术根据作用原理一般可分为物理法、化学法和生物法。物理法是通过物理作用将废水中的悬浮污染物分离出来,在分离过程中其化学性质不会发生变化;化学法是利用化学反应的原理,分离回收废水中的各种污染物,如中和、混凝、氧化、还原等。有毒有害废水常采用化学方法处理,使废水达不到影响生物处理的条件。比如含锰废水经过一系列化学处理后可以制成硫酸锰或高纯碳酸锰[9];生物法是利用微生物的代谢作用,将废水中的溶解态和胶状有机污染物转化为稳定无害的物质。
废气的处理
根据主要污染物的性质,化学制药厂排放的废气可分为三类,即含尘废气、无机废气和有机废气。处理含尘废气就是分离气固两相混合物,利用粉尘质量高的特点,通过外力将其分离。比如普通袋式除尘器[10]采用的过滤除尘方式就是对含尘废气的处理;含有无机或有机污染物的废气,应根据污染物的理化性质,采用冷凝、吸收、套装、燃烧、碎花等方法进行无害化处理。
废渣的处理
废渣的处理方法主要有化学法、焚烧法、热解法和填埋法。化学法是利用废渣中所含污染物的化学性质,通过化学反应将其转化为稳定安全的物质;焚烧法是使处理后的废渣在空气过量的焚烧炉中氧化燃烧,使污染物在高温下氧化分解而被破坏;热解是在无进料、缺氧的高温条件下,将废渣中的大分子有机物分解成可燃的小分子燃气、油和固体碳。填埋是将暂时不能利用且无特殊危害的废渣埋在土壤中,通过微生物的长期分解,降解其中的有害物质。
三。结束语
随着人们对环境的日益关注,绿色生产技术已成为医药行业的发展方向。许多绿色生产技术在化学制药工业中得到了广泛应用,如催化技术、有机合成技术、模板合成技术、磁化学技术、组合化学技术、固相合成法、液相合成法、微波技术、超临界流体技术、超声波技术、膜技术等。在经历了环境和经济的双重效益后,人们将更多的注意力和精力放在了这项技术的发展上。随着科学技术的进步,绿色生产技术将得到进一步发展和优化。
参考
[1]张艳。绿色制药技术。北京:化学工业出版社,2006,2 ~ 3。
[2]陈丽群。绿色化学与药物R&D和生产的可持续性。中国制药,2009,18,(6)
[3]毛明安。快速发展的中国化学和制药工业[J]。精细和特殊化学品1995,(Z1)
[4]朱文祥。绿色化学挑战传统化学。农药市场信息2000,9
魏文德。有机化工原料大全。北京:化学工业出版社,1990,657 ~ 663。
朱,朱仙。苯甲醛的绿色生产工艺。中国高校化学工程学报,2000,14 (5): 448 ~ 452。
宋小平,韩长日,舒火明。农药制造技术。北京:科学技术文献出版社,2001,192 ~ 195。
王志祥,罗培成,张志兵。邻氯苯酚制备2,6-二氯苯酚的工艺条件研究。精细石化,2001,18 (4): 5 ~ 7。
吴金山,王志祥。用含锰废水生产高纯碳酸锰。化工环保,1998,(6): 359 ~ 362。
[10]刘天琦,,邢等。三废治理工程技术手册-废水量。北京:化学工业出版社,1999,102 ~ 116。