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8 清洁生产及总量控制
清洁生产是以节能、降耗、减污为目标,以技术、管理为手段,通过对生产全过程的排污审计,筛选并实施污染防治措施,以消除和减少工业生产对人类健康和生态环境的影响,达到防治工业污染,提高经济效益双重目的的综合措施。因此项目的清洁生产分析着重从以下几个方面进行:
1、物耗、能耗及污染物产品指标
本工程中项目一和项目二的物耗、能耗及产品消耗指标见表4—4、4—5,本项目污染物产品指标见8—1。
表8—1 污染物产品指标
污染物产生指标
*单位产品排放量
废水产生量
CODCr
氨氮
废气产生量
固废产生量
注:*单位产品消耗量为项目一和项目二污染物产生总量与产品总和之比。
因该项目工艺路线属国内首创,与以前工艺路线所用原料有所区别,所以目前尚无厂家对比。
2、工艺路线的选择
由于试剂生产工艺较为成熟,且操作简单,本节主要分析DL-巯基丁氨酸的工艺路线选择。
从二十世纪三十年代开始,国际上一些科研机构对该中间体及其衍生物进行了研究,开发了化学法合成工艺(1),该工艺用金属锌或锡和盐酸与一高胱氨酸进行还原反应制得,但该工艺在生产过程中,会产生大量的氢气、锌盐(锡盐)和废水,不但环境污染严重,而且操作既麻烦,又有碍人体健康。因此,又有各种不同的合成工艺被开发了出来(2、3),随着有机电解全盛技术的发展,用电合成的方法来制备巯基丁氨酸的工艺就逐渐取代了化学合成工艺。
本项目工艺路线就在前人工作基础上,提出以DL-蛋氨酸为原料,分步合成巯基丁氨酸的新工艺,因为蛋氨酸来源充分且成本低廉,有利于实现工业化,首先将蛋氨酸常规精细合成方法制备高胱氨酸,然后再将高胱氨酸用有机电合成的方法制备成高半胱氨酸,最后通过浓缩结晶制得DL-巯基丁氨酸。
很早就发现用蛋氨酸和硫酸共热可以制备高胱氨酸(6),虽然随后又开发出了得率更高的制备工艺(7、8),但该工艺是用蛋氨酸在液氨中与金属钠发生脱甲反应,操作十分麻烦,安全防护性要求极高,并不适合企业的生产,因此本项目还是采用蛋氨酸与硫酸共热的方法来制备高胱氨酸,但在原有工艺的基础上进行了一些改进,使之操作更为安全简便。
目前,国内外由高胱氨酸制备高半胱氨酸的有机电合成工艺(4、5),都以盐酸作为阳极液,这在生产过程中会产生大量的氯气,不但腐蚀设备和管道,而且氯气必须用碱液吸收,吸收不完全则氯气泄漏至空气会对操作人员的健康造成损害。除此以外,吸收液的排放还会造成环境污染,正是基于上述缺点,本项目以硫酸作为阳极液,阳极只析出氧气,并无有害气体产生,对设备和管道也不存在有腐蚀问题,应用此法可明显降低生产成本,操作更为简便。
3、清洁生产工艺、原料路线的选择分析
项目一生产工艺采用以蛋氨酸硫酸共热制得高胱氨酸,然后再将高胱氨酸用有机电合成的方法制备成高半胱氨酸的工艺路线,该工艺具有成熟稳定、易于控制、成本低、产品质量稳定、宜于工业化生产等特点,企业在这基础上对生产工艺设备选型,布局进行了多方位考虑,以达到操作捷便,安全,能耗、物耗降低、生产车间通道、通风良好的环境做到清洁生产,充分提高原料利用率及减少对环境的污染。在蛋氨酸与硫酸共热