工业企业挥发性有机物(VOCs)全过程污染控制分析——以医药中间体4-AA生产为例-北极星VOCs在线

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摘要：以医药中间体4一AA生产为例，对医药中间体行业生产过程中VOCs主要产排过程进行了分析。从企业层面提出了VOCs全过程污染控制思路：严格控制工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。通过采用先进的生产工艺、实施工艺改进，做好生产环节和废水废液废渣系统密闭处理，采用先进的罐型和装卸方式等措施，从源头减少VOCs的泄漏排放;对具有回收价值的工艺废气、储罐呼吸气和装卸废气进行回收利用;对难以回收利用的废气按照相关要求处理。

医药中间体行业经过近30年的发展，已经成为产值数十亿元的新兴行业，为社会带来了巨大的经济效益。但是，作为医药化工原料至原料药和药品这一产品链中的重要环节，医药中问体行业横跨化工与医药两大行业，属于高污染、高环境风险行业，尤其是医药中间体生产过程中产生的挥发性有机物(简称VOCs)，对大气环境、人体健康都会产生严重危害。根据《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》，VOCs是指在标准状态下饱和蒸气压较高(标准状态下大于13.33Pa)、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。VOCs包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃的C2～C12非甲烷碳氢化合物(NMHCs)，醛、酮、醇、醚、酯、酚等c1～CIO含氧有机物(OVOCs)，卤代烃，含氮有机化合物，含硫有机化合物等几类152种化合物。多数VOCs有毒、有恶臭气味，部分有致癌性，特别是苯、甲苯及甲醛会对人体造成很大危害;其次，一些VOCs也有易燃易爆性，存在安全隐患;VOCs中的卤代烃还可破坏臭氧层。

目前，我国大气污染形势严峻，区域性大气问题日益突出，VOCs污染越来越受到关注。VOCs是我国大气关键污染物O和PM2.5的重要前体物，控制VOCs的排放将有利于降低o，和PM2.5的浓度，减少污染事件的发生。2013年国务院发布的《大气污染防治行动计划》，已将“推进挥发性有机物污染治理”列为大气污染防治行动计划重要内容之一。

4一乙酰氧基氮杂环丁酮(简称4-AA)是所有碳青霉烯培南类抗生素产品的关键共同中间体，具有一定的行业代表性。本文以某医药中间体4一AA生产企业为例，分析其VOCs全过程污染控制，旨在从工业企业层面控制VOCs产排，对环保部门管理及区域层面VOCs减排具有一定参考意义。

1基本情况介绍

河南某药业有限公司年产100t/a医药中间体4一AA，以L一苏氨酸经重氮化环合反应、氨基酰基化反应、环合反应、硅醚化反应、Bayer—Village反应、臭氧脱保护反应制得产品。生产中使用的主要有机溶媒有氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等。

2VOCs全过程污染控制思路

2.14一AA生产过程及VOCs产生环节

4一AA生产过程见图1。VOCs主要产生环节有：工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。

2.2VOCs全过程污染控制思路

严格控制工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。具体思路：通过采用先进的生产工艺，做好生产环节和废水废液废渣系统密闭处理，采用先进的罐型和装卸方式等措施，从源头减少VOCs的泄漏排放，对具有回收价值的工艺废气、储罐呼吸气和装卸废气进行回收利用，对难以回收利用的废气按照相关要求处理。

3VOCs全过程污染控制措施

3.1大力推行清洁生产

3.1.1优先选用低挥发性原辅材料、先进的生产工艺。本文4一AA生产企业采用了国内先进的生产工艺，在生产中选用符合清洁生产要求的原辅材料，生产涉及使用的有机溶剂氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等均进行溶剂回收利用。

目前，国内先进的4一AA生产企业浙江九州、浙江海翔，工艺路线均在典型生产工艺路线基础上进行优化和改进，由于商业和技术保密的原因，详细的工艺路线无法详细叙述。本文4一AA生产企业主体工艺路线为：以苏氨酸经重氮化环合反应、氨基酰基化反应、环合反应、硅醚化反应、Bayer—Village反应、臭氧脱保护反应制得产品，与浙江九州、浙江海翔主体工艺路线基本相同，生产工艺较为先进。

3.1.2强化生产、输送、进出料、干燥以及采样等易泄漏环节的密闭性，加强无组织废气的收集和有效处理。无组织废气的主要产生点有反应釜、离心机、真空泵等设备及物料输送管线等。本文4一AA生产企业各生产设备与各废气收集管道点对点对接，通过管道输送至废气处理装置进行处理，最大限度地减少了车间无组织废气。生产车间反应生成气/置换气体、干燥尾气及不凝气虽然经过与各废气收集管道点对点对接，通过管道输送至废气处理装置进行处理。生产过程中由于设备密封不严、管线泄漏等原因，仍会产生少量无组织挥发废气。工程拟通过设备选型(选择密闭加料设备、密闭离心机等)、加强溶剂回收不凝气的收集、加强设备检修维护等措施，尽可能建沙鸥废弃物组织排放。

3.2加强有组织工艺废气治理

本文4一AA生产企业生产系统内分别设置蒸馏塔、精馏塔等回收利用装置，对4一AA生产中氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等有机溶媒进行回收再利用。生产过程中有组织工艺废气有反应生成/置换气、干燥尾气及不凝气。企业对有组织工艺废气经各收集管道收集后经“低温冷凝+活性炭吸附+15m￣气筒”后达标排放。

3.3严格控制储存、装卸损失

企业有机溶媒年用量约为：氯仿500t/a、甲醇50t/a、三乙胺60t/a、乙酸乙酯65t/a、丁胺10t/a。在符合安全等相关规范的前提下，企业氯仿储存采用高效密封的浮顶罐(不锈钢)，甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺采用内塑铁桶包装储存。液体有机溶媒装卸均采取全密闭、液下装载等方式。

3.4强化废水废液废渣系统逸散废气治理

企业废水废液废渣收集、储存、处理处置环节主要包括：废水废液收集池、输送管道、厂废水处理站，废渣收集、临时贮存间，高盐废水及危险废物焚烧系统等。在废废液废渣收集、储存、处理处置过程中，对逸散VOCs和产生异味的主要环节采取“密闭收集+活性炭吸附+15m排气筒”后达标排放。

3.5加强非正常工况污染控制

非正常工况是指项目生产运行阶段的开车、停车、检修等工况。根据企业工艺流程，4一AA生产过程为批量间歇生产，每批均进行开车、停车、检修。因此，要对生产过程事故排放、非计划性操作进行严格控制。非计划性操作应严格控制污染，杜绝事故性排放，事后及时评估并向环境保护主管部门报告。企业及时向社会公开非正常工况相关环境信息，接受社会监督。

4结论

(1)医药中间体行业横跨化工与医药两大行业，属于高污染、高环境风险行业。医药中问体生产过程中产生的VOCs，对大气环境、人体健康都会产生不利影响。

(2)工业企业层面控制VOCs产排，是区域层面VOCs污染控制的基础，做好医药中间体生产VOCs全过程污染控制是解决该行业环境空气污染影响的当务之急。

(3)医药中间体行业企业层面VOCs全过程污染控制的思路为：严格控制工艺废气VOCs排放、生产设备密封点泄漏、储罐和装卸过程挥发损失、废水废液废渣系统逸散等环节及非正常工况排污。通过采用先进的生产工艺、实施工艺改进，做好生产环节和废水废液废渣系统密闭处理，采用先进的罐型和装卸方式等措施，从源头减少VOCs的泄漏排放;对具有回收价值的工艺废气、储罐呼吸气和装卸废气进行回收利用;对难以回收利用的废气按照相关要求处理。

原标题：工业企业挥发性有机物(VOCs)全过程污染控制分析——以医药中间体4-AA生产为例

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