[发明专利]综合利用甲硝唑羟化合成废水生产甲酸酯类的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于化学合成制药生产废水的综合回收利用，具体是指一种综合利用甲硝唑羟化合成废水生产甲酸酯类的方法及装置，本发明中所述的甲酸酯类仅为甲酸甲酯和甲酸乙酯。

背景技术

甲硝唑是一种抗微生物剂，已被世界卫生组织作为抗厌氧菌的首选药物。甲硝唑羟化合成所用原料如下：以甲酸为催化剂，硫酸为调节溶剂；2-甲基-5-硝基咪唑(硝化物)为前体化合物；环氧乙烷为羟乙基化试剂(羟化剂)。

甲硝唑羟化合成化学反应式如下:

C₄H₅N₃O₂+C₂H₄O→C₆H₉N₃O₃。

式中：C₄H₅N₃O₂为2-甲基-5-硝基咪唑，白色或浅黄色粉末，微臭、味苦而略咸，溶于水，略溶于乙醇，是制备甲硝唑的前体化合物；C₂H₄O为环氧乙烷，常温下为无色气体，低温时为无色液体，有乙醚气味，有毒，密度0.8694，熔点-111℃，沸点10.7℃，溶于水、乙醇和乙醚等，化学性质非常活泼，能与许多化合物发生加成反应，是制备甲硝唑的羟化剂；C₆H₉N₃O₃为甲硝唑，白色粉末，溶于热水，微溶于冷水，用途广泛，主要用于杀灭厌氧菌。

生产甲硝唑的主要原料消耗量如下表1所示。

表1生产甲硝唑的主要原料消耗数据表(单位：公斤/吨)

原料名称实际消耗理论消耗2-甲基-5-硝基咪唑980742.7环氧乙烷(E0)1220257.3甲酸1130不参加产品反应硫酸1000不参加产品反应中和耗碱液碱5300不参加产品反应

由上述可知，甲硝唑是2-甲基-5-硝基咪唑(硝化物)在甲酸催化下与环氧乙烷(EO)经过羟化合成反应而制得，甲酸不参加产品反应，理论消耗应该为零。甲硝唑生产过程中的甲酸消耗可以说是全部浪费掉了，同时带来羟化合成生产废水处理难题。

甲硝唑羟化合成废水中的甲酸钠含量高达13％以上、硫酸钠含量高达14％以上，属于高含盐(而且是难以分离的有机盐和无机盐的混合盐)、高浓度(CODcr浓度高达13～20万mg/l)、具有生物毒性(甲硝唑直接杀灭厌氧菌)的有机废水，是典型的难处理高浓度有机废水。其中高含量的甲酸钠既是混盐的一部分，又是高浓度CODcr的主要贡献者之一，是使废水难处理的主要因素之一。