活性炭纤维在原料药精制生产上的应用

时间:2022-05-16 10:18:18

活性炭纤维在原料药精制生产上的应用

摘 要:活性炭纤维(ACF)是20世纪60年展起来的一种性能优于粉末活性炭和粒状活性炭的新型吸附材料。该材料的特性有:孔径分布窄、微孔丰富、具有大的比表面积、独特的表面化学性质和吸附脱附速度快等。正是由于这些特性,近年来活性炭纤维得到了迅速的发展,广泛应用于各个领域。本文主要介绍了活性炭纤维的特点、实际应用以及在原料药精制生产中使用的可行性。

关键词:活性炭纤维(ACF);原料药;精制;应用

中图分类号:G640 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)16-006-01

一、活性炭纤维特点

1、成型性好,耐酸耐碱,导电性和化学稳定性好。

2、比表面积大,有效吸附量高。由于同样重量的纤维的表面积是颗粒的近百倍,所以需要填充的活性碳纤维的重量非常小,然而吸附效率却非常高,根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同,吸附效率在85%至98%之间,多级吸附工艺可以达到99.99%,远远高于活性碳颗粒吸附法的最高吸附率 88%,而且体积及总重量也都很小。

3、吸附脱附行程短,速度快;脱附再生耗能低。ACF对有机气体吸附量比颗粒状活性炭(GAC)大几倍至几十倍,对无机气体也有很好的吸附能力,并能保持较高的吸附脱附速度和较长的使用寿命。如用 水蒸气加热6-10分钟,即可完全脱附,耐热性能好,在惰性气体中耐高温1000℃以上,在空气中着火点达500℃以上。

4、对低浓度吸附质的吸附能力特别优良,对ppm数量级吸附质仍保持很高的吸附量

5、具有多种形态,使用方便;强度好,不会造成二次污染。

6、易于活化再生,多次重复使用。

二、活性炭纤维的实际应用

ACF的应用相当广泛,广泛用于环保工业、电子工业、化学工业与辐射防护、医用生理卫生等, 可用于废水处理,空气净化,医疗卫生,溶剂回收,催化剂制造等。利用活性炭纤维的高比表面积和高强度的性能,可用于净化血液及作为催化剂的载体用于生理用品和医疗卫生用品等。由于活性炭纤维具有吸附烯烃类物质的能力,可用于蔬菜和水果的保鲜特别是用于储存和运输中。具有广阔的发展前景。

三、原料药精制生产现状

现在大部分原料药生产需要进行精制纯化,精制过程使用粉末活性炭或颗粒活性炭进行吸附脱色去除杂质。粉末活性炭或颗粒活性炭使用存在以下问题

1、粉末活性炭或颗粒活性炭消耗量高。

2、粉末活性炭或颗粒活性炭中精制原料药含量较高,且后续处理往往用到有机溶剂。

3、粉末活性炭或颗粒活性炭有二次污染且不易活化再生。

4、废活性炭产生量较大,后续处理费用较高。

综上所述,原料精制生产使用粉末或颗粒活性炭可改进性较大,活性炭纤维应用于原料药精制生产存在一定可行性,项目开展将效降低生产成本、节能降耗、提高企业竞争力。

四、活性炭纤维原料药精制生产试验

1、原料

原料为岗位正常使用原料配比,使用量为正常批量的1/10000左右。

2、试验仪器

调温加热套,四口瓶,布氏漏斗,抽滤瓶,浆式搅拌器,温度计,分析天平,铁架台,水浴锅。

3、试验方法

(1)按正常精制生产操作配料,加入配比量纯化水,加热溶解后升温调PH至规定值,在布氏漏斗中先放入3层滤纸再放入4层炭纤维,连续反复过滤物料6次,将滤液再转移进四口瓶中待用。再次将滤液升温调PH至规定值,在布氏漏斗中先放入3层滤纸再放入4层炭纤维,连续反复过滤物料6次。静置结晶,待结晶完全后,抽滤并用100ml纯化水水洗,烘干观察外观;重复上述实验步骤,共进行3批物料验证。

(2)按正常精制生产操作配料,加入配比量纯化水,加热溶解后升温调PH至规定值,在布氏漏斗中先放入3层滤纸再放入4层炭纤维,连续反复过滤物料9次,将滤液再转移进四口瓶中待用。再次将滤液升温调PH至规定值,在布氏漏斗中先放入3层滤纸再放入4层炭纤维,连续反复过滤物料9次。静置结晶,待结晶完全后,抽滤并用100ml纯化水水洗,烘干观察外观;重复上述实验步骤,共进行3批物料验证。

(3)按正常精制生产操作配料,加入配比量纯化水,加热溶解后升温调PH至规定值,在布氏漏斗中先放入3层滤纸再放入4层炭纤维,连续反复过滤物料12次,将滤液再转移进四口瓶中待用。再次将滤液升温调PH至规定值,在布氏漏斗中先放入3层滤纸再放入4层炭纤维,连续反复过滤物料12次。静置结晶,待结晶完全后,抽滤并用100ml纯化水水洗,烘干观察外观;重复上述实验步骤,共进行3批物料验证。

五、实验结论

1、通过小试过程及数据整理的结果看,活性炭纤维应用于原料药精制生产,两遍精制分别过滤12遍,生产的产品外观及化检项目均合格。

2、活性炭纤维可以应用于原料药精制生产。

六、应用前景展望

综上所述,原料药精制生产使用活性炭纤维可行性较大,活性炭纤维应用于原料药精制生产在投资不大的前提下,可以有效降低生产成本;减少物料损耗;减少有机溶剂使用;降低废活性炭产生量,减少后续处理费用。项目的开展对于降低生产成本、节能降耗、提高企业竞争力、引领行业发展意义重大。

参考文献:

[1] 贺 福.杨永岗.中孔活性碳纤维.化工新型材料[J].2004.32(1):12-153.

[2] 贺 福.王茂章.碳纤维及其复合材料[M].北京:科学出版社.1997.

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