工業企業揮發性有機物（VOCs）全過程污染控制分析
——以醫藥中間體4-AA生產為例

邵玉敏 孫 倩

（鄭州大學環境技術咨詢工程公司，河南 鄭州 450002）

工業企業揮發性有機物（VOCs）全過程污染控制分析
——以醫藥中間體4-AA生產為例

邵玉敏 孫 倩

（鄭州大學環境技術咨詢工程公司，河南 鄭州 450002）

以醫藥中間體4-AA生產為例，對醫藥中間體行業生產過程中VOCs主要產排過程進行了分析。從企業層面提出了VOCs全過程污染控制思路：嚴格控制工藝廢氣VOCs排放、生產設備密封點泄漏、儲罐和裝卸過程揮發損失、廢水廢液廢渣系統逸散等環節及非正常工況排污。通過采用先進的生產工藝、實施工藝改進，做好生產環節和廢水廢液廢渣系統密閉處理，采用先進的罐型和裝卸方式等措施，從源頭減少VOCs的泄漏排放；對具有回收價值的工藝廢氣、儲罐呼吸氣和裝卸廢氣進行回收利用；對難以回收利用的廢氣按照相關要求處理。

醫藥中間體；4-AA；揮發性有機物；污染控制

目前，我國大氣污染形勢嚴峻，區域性大氣問題日益突出，VOCs污染越來越受到關注。VOCs是我國大氣關鍵污染物O3和PM2.5的重要前體物，控制VOCs的排放將有利于降低O3和PM2.5的濃度，減少污染事件的發生[3-6]。2013年國務院發布的《大氣污染防治行動計劃》，已將“推進揮發性有機物污染治理”列為大氣污染防治行動計劃重要內容之一。

4-乙酰氧基氮雜環丁酮（簡稱4-AA）是所有碳青霉烯培南類抗生素產品的關鍵共同中間體，具有一定的行業代表性。本文以某醫藥中間體4-AA生產企業為例，分析其VOCs全過程污染控制，旨在從工業企業層面控制VOCs產排，對環保部門管理及區域層面VOCs減排具有一定參考意義。

1 基本情況介紹

河南某藥業有限公司年產100t/a醫藥中間體4-AA，以L-蘇氨酸經重氮化環合反應、氨基?；磻h合反應、硅醚化反應、Bayer-Village反應、臭氧脫保護反應制得產品。生產中使用的主要有機溶媒有氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等。

2 VOCs全過程污染控制思路

2.1 4-AA生產過程及VOCs產生環節

4-AA生產過程見圖1。VOCs主要產生環節有：工藝廢氣VOCs排放、生產設備密封點泄漏、儲罐和裝卸過程揮發損失、廢水廢液廢渣系統逸散等環節及非正常工況排污。

圖1 4-AA生產中VOCs的產生過程

2.2 VOCs全過程污染控制思路

嚴格控制工藝廢氣VOCs排放、生產設備密封點泄漏、儲罐和裝卸過程揮發損失、廢水廢液廢渣系統逸散等環節及非正常工況排污。具體思路：通過采用先進的生產工藝，做好生產環節和廢水廢液廢渣系統密閉處理，采用先進的罐型和裝卸方式等措施，從源頭減少VOCs的泄漏排放；對具有回收價值的工藝廢氣、儲罐呼吸氣和裝卸廢氣進行回收利用；對難以回收利用的廢氣按照相關要求處理。

3 VOCs全過程污染控制措施

3.1 大力推行清潔生產

3.1.1 優先選用低揮發性原輔材料、先進的生產工藝。本文4-AA生產企業采用了國內先進的生產工藝，在生產中選用符合清潔生產要求的原輔材料，生產涉及使用的有機溶劑氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等均進行溶劑回收利用。

目前，國內先進的4-AA生產企業浙江九州、浙江海翔，工藝路線均在典型生產工藝路線基礎上進行優化和改進，由于商業和技術保密的原因，詳細的工藝路線無法詳細敘述。本文4-AA生產企業主體工藝路線為：以蘇氨酸經重氮化環合反應、氨基酰基化反應、環合反應、硅醚化反應、Bayer-Village反應、臭氧脫保護反應制得產品，與浙江九州、浙江海翔主體工藝路線基本相同，生產工藝較為先進。

3.1.2 強化生產、輸送、進出料、干燥以及采樣等易泄漏環節的密閉性，加強無組織廢氣的收集和有效處理。無組織廢氣的主要產生點有反應釜、離心機、真空泵等設備及物料輸送管線等。本文4-AA生產企業各生產設備與各廢氣收集管道點對點對接，通過管道輸送至廢氣處理裝置進行處理，最大限度地減少了車間無組織廢氣。生產車間反應生成氣/置換氣體、干燥尾氣及不凝氣雖然經過與各廢氣收集管道點對點對接，通過管道輸送至廢氣處理裝置進行處理。生產過程中由于設備密封不嚴、管線泄漏等原因，仍會產生少量無組織揮發廢氣。工程擬通過設備選型（選擇密閉加料設備、密閉離心機等）、加強溶劑回收不凝氣的收集、加強設備檢修維護等措施，盡可能減少廢氣無組織排放。

3.2 加強有組織工藝廢氣治理

本文4-AA生產企業生產系統內分別設置蒸餾塔、精餾塔等回收利用裝置，對4-AA生產中氯仿、甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺等有機溶媒進行回收再利用。生產過程中有組織工藝廢氣有反應生成/置換氣、干燥尾氣及不凝氣。企業對有組織工藝廢氣經各收集管道收集后經“低溫冷凝+活性炭吸附+15m排氣筒”后達標排放。

3.3 嚴格控制儲存、裝卸損失

企業有機溶媒年用量約為：氯仿500t/a、甲醇50t/a、三乙胺60t/a、乙酸乙酯65t/a、丁胺10t/a。在符合安全等相關規范的前提下，企業氯仿儲存采用高效密封的浮頂罐（不銹鋼），甲醇、三乙胺、乙酸乙酯、丁胺采用內塑鐵桶包裝儲存。液體有機溶媒裝卸均采取全密閉、液下裝載等方式。

3.4 強化廢水廢液廢渣系統逸散廢氣治理

企業廢水廢液廢渣收集、儲存、處理處置環節主要包括：廢水廢液收集池、輸送管道、廠廢水處理站，廢渣收集、臨時貯存間，高鹽廢水及危險廢物焚燒系統等。在廢水廢液廢渣收集、儲存、處理處置過程中，對逸散VOCs和產生異味的主要環節采取“密閉收集+活性炭吸附+15m排氣筒”后達標排放。

3.5 加強非正常工況污染控制

非正常工況是指項目生產運行階段的開車、停車、檢修等工況。根據企業工藝流程，4-AA生產過程為批量間歇生產，每批均進行開車、停車、檢修。因此，要對生產過程事故排放、非計劃性操作進行嚴格控制。非計劃性操作應嚴格控制污染，杜絕事故性排放，事后及時評估并向環境保護主管部門報告。企業及時向社會公開非正常工況相關環境信息，接受社會監督。

4 結論

（1）醫藥中間體行業橫跨化工與醫藥兩大行業，屬于高污染、高環境風險行業。醫藥中間體生產過程中產生的VOCs，對大氣環境、人體健康都會產生不利影響。

（2）工業企業層面控制VOCs產排，是區域層面VOCs污染控制的基礎，做好醫藥中間體生產VOCs全過程污染控制是解決該行業環境空氣污染影響的當務之急。

（3）醫藥中間體行業企業層面VOCs全過程污染控制的思路為：嚴格控制工藝廢氣VOCs排放、生產設備密封點泄漏、儲罐和裝卸過程揮發損失、廢水廢液廢渣系統逸散等環節及非正常工況排污。通過采用先進的生產工藝、實施工藝改進，做好生產環節和廢水廢液廢渣系統密閉處理，采用先進的罐型和裝卸方式等措施，從源頭減少VOCs的泄漏排放；對具有回收價值的工藝廢氣、儲罐呼吸氣和裝卸廢氣進行回收利用；對難以回收利用的廢氣按照相關要求處理。

［1］李靜，田晶，厲巍，等.淺談VOCs污染控制［J］.科技向導，2011，26：46.

［2］ A tkinson R.Atmospheric chemistry of VOCs and NOx［J］.Atmospheric Environment，2000，34：2063-2101.

［3］莫梓偉，邵敏，陸思華，等.中國揮發性有機物（VOCs）排放源成分譜研究進展［J］.環境科學學報，2014.34（9）：2179-2189.

［4］ZhangYH，SuH，ZhongLJ，etal．2008．R egionalozon?epollutionand observation-basedapproachforanalyzingozone-pre?cursorrelationship during the PRIDE-P R D2004 campaign［J］．Atmospheric Environment，42（25）：6203-6218.

［5］ShaoM，ZhangYH，ZengLM，et al．2009．Ground-level ozoneinthe Pearl R iver Deltaandthe roles of VOCandNOx inits production［J］.Journal of Environmental Management，90（1）：512-518.

［6］YuanB，HuWW，ShaoM，etal.2013.VOCemissions，evolu?tionsand contributionsto SOAformationat a receptor site in?EasternChina［J］.Atmospheric Chemistry and Physics Discussions，13（3）：6631-6679.

［欄目責任編輯 席曉劍］

Analysison theW hole Processof Pollution Controlon VolatileOrganic Com pounds(VOCs)of Industrial Enterprise——A Case Study on Manufacture of Pharmaceutical Intermediate4-AA

Shao Yumin Sun Qian
（Environmental Technology Consulting EngineeringCompany,Zhengzhou University,Zhengzhou Henan 450002）

Based on manufacture of pharmaceutical intermediate 4-AA,the main production and emission processes of volatile organic compounds(VOCs)were analyzed in this paper.A route of whole process of VOCs pollution control at the enterprise level was proposed.Strict control of emissions of waste gas VOCs, production equipment seal leakage,Storage air loss,loading and unloading process air loss,Wastewater ef?fluent waste residue system loss,and emissions at abnormal operation condition.Use advanced production technology,implement process improvements.Intensify sealed treatment on production processes and wastewa?tereffluent waste residue system.Use advanced tank type and loading-unloading process.Reduce VOCsemis?sion from the source.Recycle valuable material from process exhaust,tank breathing,and loading-unload?ing exhaust.Processwaste gas difficult to recycle according to relevant requirements.

pharmaceutical intermediate；4-AA；volatile organic compounds；pollution control

X831

A

1003-5168（2015）05-0144-3

醫藥中間體行業經過近30年的發展，已經成為產值數十億元的新興行業，為社會帶來了巨大的經濟效益。但是，作為醫藥化工原料至原料藥和藥品這一產品鏈中的重要環節，醫藥中間體行業橫跨化工與醫藥兩大行業，屬于高污染、高環境風險行業，尤其是醫藥中間體生產過程中產生的揮發性有機物（簡稱VOCs），對大氣環境、人體健康都會產生嚴重危害。根據《大氣揮發性有機物源排放清單編制技術指南（試行）》，VOCs是指在標準狀態下飽和蒸氣壓較高（標準狀態下大于13.33Pa）、沸點較低、分子量小、常溫狀態下易揮發的有機化合物。VOCs包括烷烴、烯烴、芳香烴、炔烴的C2～C12非甲烷碳氫化合物（NMHCs），醛、酮、醇、醚、酯、酚等C1～C10含氧有機物（OVOCs），鹵代烴，含氮有機化合物，含硫有機化合物等幾類152種化合物。多數VOCs有毒、有惡臭氣味，部分有致癌性，特別是苯、甲苯及甲醛會對人體造成很大危害[1-2]；其次，一些VOCs也有易燃易爆性，存在安全隱患；VOCs中的鹵代烴還可破壞臭氧層。

2015-4-6

邵玉敏（1986-），男，碩士研究生，工程師，研究方向：環境影響評價及污染治理。