化学合成药物生产防静电措施

　　三、反应过程工艺控制
　　化学合成药反应过程的工艺控制有温度控制、压力控制、酸碱度控制、搅拌混合、光照、催化等各种精细化工生产的工艺控制。今把与爆炸危险关系最密切的工艺过程的控制如下：
　　1、温度控制
　　众多的化学反应如硝化、氧化、氢化、还原、重氮化、加成、酯化、缩合、水解等都要严格控制温度，只要温度授制失误，极易发生冲料或爆炸。大部分反应工艺如加热、回流、冷却、蒸馏、重结晶、过滤等莫不都要控制温度，否则极易发生冲料燃爆。
　　不同反应、不同工艺形式，其湿度控制要求和失控后发生爆炸危险的程度各不相同。但是根据化学合成温度控制的普遍规律与爆炸有关的主要有以下几个方面。
　　A、吸热反应
　　这类反应过程中需吸收热量，故需外部加热。温度越高，反应越快。但是吸热反应在消耗热量，故一般不大会发生反应过剧、失控冲料的危险，爆炸危险性小。可是加热也不可过快，温度不可升得太高，以免物料爆沸，发生冲料而使生产现场充满爆炸性气体混合物，增加爆炸危险。因此吸热反应也需要有冷却装置，以便一但加热过头温度过高时可迅逐调整温度。
　　B、放热反应
　　这类反应在反应过程中放出热量，而且也具有温度与反应速度呈正相关的特点。在常温时反应太慢或不反应，为了缩短反应时间，加快反应速度，就得加热升温。温度升到一定程度，反应较快进行，同时放出热量。若不及时停止加热，适当冷却，则物料在放热情况下温度上升。温度升高，反应加快，产热更多。一旦产热量大于散热量温度持续上升，反应不断加速，爆炸不可避免。因此放热反应的温度控制不当是极其危险。放热反应的反应釜必须配备冷却设施，冷却面积要够用。冷冻机的温度、压力皮保证稳定。加热升温时，搅拌必须有效，升温必须缓慢，临近反应控制温度时必须十分小心，缓缓升温，一般需要几分钟才升温1℃。一旦到达所需温度后应停止供热，开始冷却，使反应温度不再升高，若为回流加热，回流冷凝器的有效热交换面积必须够用，保证将热蒸气充分冷凝。应控制回流量，回流异常时立即开反应器冷却阀，使回流正常为止。一旦遇放热反应温度超过规定，冷却剂阀门全部开足温度仍上升时，应立即进行聚急放料，开放料阀将物料通过管道导入另外安全地点的大容量不密闭容器中。这种紧急放料设施在硝化、氯化等放热反应中尤为重要。一般放热反应可在反应釜上设爆破泄压片，其排出口应导至室外安全地点，远离火源30m以上。
　　C、在相当高的温度条件下才进行的反应
　　有的反应(如酯化反应)目在很高的温度下进行。因此先要加热到接近物料(溶剂)的沸点，反应才进行。这种反应应该设回流装置，否则易爆炸。有时产生的低沸点副产品须蒸出除去，应先经回流，使沸点较高的反应物回流后继续反应，沸点较低的副产品蒸气经回流冷疑器上升，进入回收冷凝器冷凝后放入接收罐。这种情况下温度控制甚为重要。若加热温度过高，物料不能全部冷凝回到反应釜，使反应物料配比失调，就会使反应异常而增加危险性。若回温冷凝器冷却温度控制不当，使低沸点副产品蒸不出来，也会影响正常反应，增加爆炸危险性。
　　D、回流、蒸馏的温度控制
　　回流工艺的关键是控制加热温度和保证冷凝器的冷却有效。另外应注意回流反应釜的物料充满系数。反应釜应为＜70％、球形容器应为50一60％，不可太满。否则易发生冲料，增加爆炸危险。回流冷凝器上方可设可燃气体检测报警仪。一旦回流异常，易燃流体的蒸气溢出量超标时即报警．使操作者立即采取措施，防止冲料。
　　医药生产常用的蒸馏有常压蒸馏和减压蒸馏。常压蒸馏的爆炸危险性和工艺控制与回流相似。减压蒸馏的危险性除同常压蒸馏外，主要是易燃液体蒸气容易大量抽入真空泵，使真空泵内的润滑油被稀释而降低润滑效果，使泵体温升过高，在排气管口可能有燃爆危险。因此减压蒸馏时，冷凝效果必须良好，尽量将溶剂蒸气冷凝回收。减压蒸馏时，系统不得漏气，以防空气进入系统内引起爆炸危险，尤其是当地温度较高，接近物料自燃点时，这一点尤为重要。减压蒸馏结束时，应先降温，然后续缓放进空气至常压。不得在高温下突然放进空气，以免发生燃爆。
　　无沦何种蒸馏，最后高温残留物放料时，应把温度适当降低后进行，以免自燃引起爆炸危险。
　　E．其他涉及温度控制的工艺过程
　　如重结晶、热过滤等，爆炸危险性比上述各种情况小，但仍应控制温度上限不使超温，设备要保持密闭以防止易燃易攥气体外逸。热过滤时温度控制不当易析出结晶，严重影响产品质量。正常情况下热过滤时速度很快，电阻率高的易燃液体快速通过过滤介质时会产生高静电位，易引起燃爆。故应该用惰性气体压送；设备接地；用夹套保温法后不易析出结晶，可以减慢过滤速度，减少静电危害。
　　F、温度控制的其他要求
　　除上述工艺条件控制外，设备也须符合一定要求，以免发生爆炸。主要有：设备内壁材质应防腐蚀和保证不漏，以防冷冻剂或蒸气、汽缸油等热裁体漏入反应釜内发生爆炸危险。有些反应物料遇蒸汽或水会发生爆炸(如PClO3PCl5、金属钠)，这类物料不得用热水或蒸汽加热，可用汽缸油作热载体进行夹套加热。如果加热温度达到或接近物料自燃点时，应该充氮气保护。一切控制温度的场合，温度仪指示必须正确有效，安装合理，故应定期检查和校验。如用水银温度计，更应注意温度计完好。若温度计已经断裂面不察，或者装置位置不当，悬在液面上方，不能正确指示温度，往往使反应温度过高面发生爆炸。
　　2、压力控制
　　合成药生产工艺过程中往往需要加压或减压。
　　A、加压 与爆炸有关的主要有以下4个方面。
　　a.加压进料时，进料压力与釜内压力之差必须控制。0．4MPa的水蒸气向罐内喷射，曾引起罐内氢气爆炸，后减压至0．1MPa，即安然无恙，因此压差＜0．1MPa是比较安全的。不过有些物料(如氧气)在加压下高速喷射极易引起易燃易爆有机物质爆炸。故氧化性较强的物料(如氧气、环氧乙烷、三氧化硫等)，加压进料时必须特别小心，只需稍有压差，以保持能进料为宜，不得贪快而提高压差。同时尽量在液面下缓缓进料，防止在气相中喷射。
　　b．有些反应需在超过常压下进行。设备耐压程度必须绝对保证正常反应时达到的最高压力的3倍，爆破泄压片为1．25倍，否则设备容易发生物理性爆破；钢材爆裂过程中可能产生火花而造成继发性的化学爆炸。
　　c．加压反应容器泄漏容易引起爆炸，如为气液相加压反应，其爆炸危险性更大。因为在压力较高的情况下，反应釜可能发生泄漏，有时泄漏较小，操作人员不易发觉，结果傻气相物料因泄漏而减少，但液相物料不减少，造成反应釜内物料配比失调，导致反应异常。很可能使压力猛升，大大超过正常反应的压力而发生爆炸。此外，如果压力较高，泄漏时易燃易爆物料从压力釜内喷出，与空气高速摩擦，也会产生静电火花引起爆炸。因此高压设备不得泄漏。可设置嗅敏仪等气体检测警报仪，以便及时发现泄漏，立即采取停车、检漏等措施。
　　d．工艺条件控制稍有不当，设备、仪表不合要求即易爆炸。凡是原料配比不当、杂质太多、品种搞错、升温过快、温度过高、搅拌不良、仪表失灵、设备失修，金属疲劳、耐压下降、或遭猛烈撞击等，都易引起爆炸。因此加压反应必须严格管理。
　　B、减压 减压的爆炸危险性较小，但是有3点应加注意。
　　a。要妥善控制真空度，高真空条件下，系统内含氧量极低，工艺条件下(如高温)无爆炸危险。但是遇到设备漏气，阀门忘开，真空泵停止运行，或者真空系统发生其他问题使空气进入系统内，造成氧含量升高，此时就可能引起物料自燃而发生爆炸。因此真空度应妥善控制，力求稳定。一旦真空度剧降会发生爆炸的场合，应备有氮气气源，以便在真空度失控即时输入氮气，以减少空气串入。
　　b．解除真空，恢复常压时，如果物料温度较高，接触空气有自燃危险的，应输入氮气然后缓缓放进空气至常压。
　　C．要保证设备的机械强度，以免高真空时抽瘪容器而发生继发性爆炸。
　　3、酸碱度控制
　　化学合成工艺过程中，酸碱度控制不当可能引起反应异常或物料分解而发生爆炸危险。主要控制2点：
　　A、中和或调节酸、碱度时，速度宜慢，并控制温度，搅拌要均匀。调节酸碱度是一个放热反应，速度太快会局部过热，（考．试大）而且容易造成局部酸碱度过头，引起反应异常或物料分解，增加爆炸危险性。尤其是在氧化剂及硼氢类等忌酸物存在下，pH值从碱性调至中性或弱酸性时，尤宜小心。若加酸过快，使局部温度过高，局部物料偏酸，氧化剂在酸性环境中稳定性下降，容易分解，会增加爆炸危险。
　　B、调节酸、碱度时，使用的酸碱浓度和品种应经研究确定。一般宜用稀酸、稀碱调节。氧化性酸的危险性大，用盐酸比较安全。若工艺要求需用硫酸调节酸、碱度时，硫酸必须事前稀释，以防浓硫酸通水或碱产生高热而引起爆炸危险。
　　4、搅拌控制
　　搅拌不良往往造成爆炸，因此对搅拌问题应予重视。与爆炸关系最密切的有以下4点：
　　A、控制搅拌速度
　　搅拌速度太慢，物料不易搅匀。搅拌速度太快，物料与搅拌器、物料与容器器壁之间的相对运动速度也快。如果容器器壁、搅拌器是绝缘体(如搪玻璃)。而物料的电阻率在1010一10 15Ω.cm之间时，容易产生静电。一般化学合成药生产过程中，反应器中往往有爆炸性气体混合物，爆炸危险性就很大。因此搅拌器的转速应予控制，不得太快。容器直径越大，搅拌器的直径也越大，在同样转速下限速度越大。所以容器大，搅拌器的转速应慢。一般说来，1000L以下的反应釜，锚式搅拌器的转速应控制在60r／min以内；1000L以上，转速还应减慢，否则应充惰性气体保护。
　　B、合理选用搅拌器
　　螺旋桨式搅拌器运转时转速太快，易燃易攥物料不应采用，以免产生大量静电而发生危险。一般以锚式搅拌器为好。化学合成药工艺中有易燃物料的场合不采用鼓入空气作空气搅拌，以免产生大量静电及形成爆炸性气体混合物而引起爆炸。
　　C、保证搅拌器安全运转
　　严防搅拌器断落或中途停转、物料混合不匀或分层，引起反应异常。有时物料因搅拌停转而分层，恢复搅拌时，大量物料瞬时混合，反应剧烈、引起爆炸或冲料。因此搅拌器应定期检修，加强维护，保持良好。如遇搅拌故障停转时，应立即停止加料，迅速降温。如有分层现象的，应将下层物料放出，待恢复搅拌后，温度符合要求的情况时再慢慢加料，重新反应，以防爆炸。
　　D、防止搅拌器的缺陷引起危险
　　搅拌的填料函漏油，油进入反应釜，若有强氧化剂存在，即易发生氧化发热而引起爆炸。若搅拌器安装不良或强度不够，造成搅拌器与器壁摩擦撞击，就会产生火花增加危险性。如果搅拌器电动机功率不够大，超负荷运行，引起电动机温度过高超过爆炸物质的引燃温度，甚至挠毁电机，给防爆场所提供不安全因素，增加爆炸危险。电动机与搅拌器之间如果用三角皮带传动，则在搅拌开始时，三角皮带因强烈摩擦而发高热，会增加爆炸危险。凡此种种都是设备缺陷。所以选择搅拌器要慎重。必须根据工艺条件，物料性质，防爆要求等各方面考虑，选择适用的搅拌器。
　　E、其他与工艺防爆控制有关的因素主要还有水、含氧量、动力系统故障3个方面的问题：
　　a、水的问题凡是使用或生产忌水物料(如过氧化钠，氢化钠等)涉及的一切工艺条件、设备和环
　　境都要认真研究，防止爆炸事故的发生。设备要干燥(包括管道、阀门)，因反应釜烘得不够干，投放含金属钠的物料时易发生爆炸，使操作者受伤，设备损坏。因此投料前设备应先烘干。有的管道很难以烘干，可先用水溶性溶剂(如乙醇、丙酮等)灌注，放净后再用沸点较低的溶剂(如乙醚、氯仿)灌注，放净，再用热气流慢慢地吹干。然后投料。使用、生产遇水燃烧爆炸物料的厂房应高度干燥，不漏水、渗水，暴雨时也不会进水。门窗应有可靠防止漏水的措施。现场不宜存放含水物质，不得随便用水冲洗。
　　b、氧含量问题
　　一般化学合成制药工艺过程中大多注意防止空气进入系统内，（考试＊大）以控制氧含量。可是有些反应中使用氧化剂、过氧化物等物质，反应过程中产生氧气，使系统内氧含量大大增高，甚至产生初生的原子态氧，极易与易燃物料形成爆炸性混合物，有自燃爆炸危险。遇静电火花等火源爆炸危险性更大。有时因存在强还原性物料，如四氢化铝、二硼氢等物质。遇到含氧量增加，加上温度控制失误等原因，即使没有火源，也有爆炸危险。因此，有强还原性物料存在时，使用氧化剂必须十分当心。要先经小样试验，证明安全可靠，再制订完善的岗位技术安全操作法，严格执行。
　　c、动力供应发生故障
　　动力供应有以下几种情况容易引起爆炸，应采取措施加以防止：电力供应中断，搅拌器突然停转，极易引起爆炸，请参见本节“搅拌控制”内容。电力供应中断还会引起生产秩序的混乱，增加危险性。冷冻供应中断，使温度控制发生困难，极易造成反应温度猛升，引起冲料或爆炸。正在反应过程中的放热反应尤其危险。所以，有些反应不允许冷冻供应中断。必要时，应另备小冷冻机以救急，但因致冷过程费时，往往缓不济急。蒸汽供应中断一般说来危险性比上述两种小，不过有时蒸汽供应中断时，蒸汽压力下降，化学反应操作人员便把蒸汽阀尽量开足，一旦蒸汽恢复时，大量蒸汽进入加热夹层。就容易使温度猛升而发生冲料爆炸危险。
　　d．自来水供应中断，可能影响冷却，与冷冻供应中断的危险性相似。
　　四、出料
　　出料的爆炸危险性比较小，但在控制不当，放料发生故障时处置失误等情况下，仍有相当危险性。
　　1、温度控制
　　放料时温度宜低，以免部分溶剂大量挥发，在空气中形成爆炸性混合物增加爆炸危险。若温度太高，接近物料自燃点时，尤为危险，必须适当降温。
　　2、速度控制
　　无论是加压出料、负压拍料或常压出料都要控制出料速度，不得高速喷射，以免产生大量静电并造成物料四溅，增加危险性。粘度大的物料常用加压出料法出料，压力大小应视物料粘度随时调整，防止快速出料。粘度小的物料尽量采用位差压力出料。如出料困难，可相加压，一般压力不得大于0．1MPa。粘度太大的固体物料可用机械螺旋传送法出料，速度不宜太快，以防止机械螺旋传送器与物料剧烈摩擦、挤压而发生危险。易爆物质不宜采用机械螺旋传送法出料。
　　3、放料口堵塞的处理
　　放料口堵塞时处理方法应得当，稳当，不得用铁棒猛捅，以免剧烈撞击而引起物质分解，发生爆炸。或者因铁器碰撞产生火花而发生爆炸。塑料棒摩擦时易产生静电，也不宜使用，只可用木棒轻轻疏通。也可以反复旋动釜底阀门，用木棒疏通，釜内稍加压力，使物料放出。
　　4、有自燃危险的物料，出料的防护措施在常温下就有自燃危险的物料，应该把放料管、接收器等适当密闭，充以氮气，然后放料。放料结束，接收器应立即密闭。当放料的物料中含有催化剂(如雷尼镍)，放料时应待雷尼镍充分沉降后，在持续通氮条件下出料。出料管呈J形，以防镍流出。出料要慢，防止将镍带出。料液密闭、静置，使带出的少量镍沉降在液面下。釜底的镍可加水后放出，并保存在水中，可防止燃爆。
　　五、分离
　　制药工艺中常用的分离方法有过滤、萃取、分馏等3种工艺：
　　1、过滤 过滤分甩滤、压滤、抽滤3种。都有一定的爆炸危险。
　　A、甩滤
　　目前仍以三足式离心机应用最多。甩滤时，液体蒸气和小液滴呈气溶胶状态大量散发。如为易燃液体，爆炸危险更大，所以必须加盖，并在盖上连接一根管子与接收器相通，使甩滤系统内部形成内循环，以减少蒸气外溢。离心机盖侧面应设槽边吸风口，滤液接收器除密闭外，最好也设吸风口，以及时排除接收器可能逸出的气体和排除甩滤时下沉的易燃液体蒸气。(易燃液体的蒸气几乎全部比空气重)离心机的电动机应防爆。使用的传动皮带可使用整根的三角皮带，不得使用有金屑连接螺母的“万能皮带”，防止金属与皮带轮摩擦产生火花，引燃易燃液体蒸气。离心机起动时，应先盘车，然后开电动机，待车速正常后，才逐步加料甩滤，即所谓动加料。离心机运转起步时皮带与皮带轮摩擦产生高热，遇自燃点较低的易燃液体蒸气(如乙醚，自燃点170℃)极易发生自燃爆炸。所以甩滤自燃点低的物料时，应采用动加料。其他如碟片式高速离心机等有密闭外壳，散发的气体较少，(考试大)但也要加设排风等设施。
　　B、压滤
　　压滤系统应密闭，接地必须可靠完整。应用惰性气体压滤，以免形成爆炸性气体混合物。压滤结束后应经冷却，然后再开机取滤饼，以减少溶剂蒸气挥发。如果滤饼不怕水，可用水洗涤后开机取出，可以大大减少溶剂蒸气挥发。
　　C、抽滤
　　抽滤系统不得漏气，以防空气进入系统内发生危险。如果液体为水溶性的，用水冲泵代替真空泵比较安全。其他安全要求可参照“负压抽料”的有关内容。
　　2、萃取
　　萃取分水萃取和溶剂萃取2类。如有易燃液体蒸发存在时，就有燃爆之可能。萃取时，不同相液体不同相液体混合极易产生大量静电。因此设备必须可靠完整的接地；搅拌速度不宜太快；萃取结束后应充分静置，然后将下层液体通过接地管道缓缓故人有良好接地的接收器中；必要时(如使用极易产生、积聚静电的石油醚、苯类等物料时)可用氯气保护。其他要求参见本章“3．2节内容。
　　3、分馏 分馏时爆炸危险性和控制要求与蒸馏相同。
　　六、精制
　　精制也有投料、工艺过程控制、出料、分离等步骤。请参见本章“3．3化学合成药物”有关内容。
　　七、干燥
　　除了真空干燥、喷雾干燥、隧道烘箱干燥、煤气烘箱干燥、冷冻干燥、蒸气烘箱于操等于方法外，尚有红外线干燥、气流干燥、电热烘箱干燥。
　　1．红外线干燥
　　红外线干燥法以采用红外线灯为多，红外线灯不防爆，故含有易燃液体的物质不得使用红外线干燥法。过去曾用玻璃格红外线灯和物料格离的方法干燥含易燃液体的物料；此法不符合防爆要求，不可采用。此外，尚须注意以下几点：①用红外线干燥法干燥不含易燃液体的物料时，红外线灯与物料之间必须保持相当距离，以免物料干燥后熔融或自燃。②采用红外线法干燥时，必须严格控制时间，若过时不冷，干品物料吸收大量红外线使温度不断升高，就极易熔融、自燃或爆炸，故易分解爆炸物品、易燃物品、低熔点物品：易升华物品均不得采用红外线干燥法。
　　2．气流干燥气流干燥以其干燥迅速而受人欢迎。但弄得不好容易燃爆。必须注意以下几点：
　　①整个气流干燥有扬尘的系统内不得出现任何火源或能引起物料分解或自燃的高温。一般热气流加热热源以蒸汽最好。
　　②要从设备设计上考虑，使粉尘不在死角积聚。并应定期清洗，以彻底清除可能积聚的粉尘。以防粉尘受热过久，自行分解或发生自燃而引起爆炸。③必须控制系统内气流流速，以防粉尘和气流高速运动，产生高静电位的粉尘云面引起爆炸。整个气流干燥系统那必须进行良好的接地。④爆炸性物品、易分解物品、氧化剂类、易升华物品、低熔点物品(熔点接近气流干燥温度)均不得使用气流干燥。
　　3．电热烘箱干燥
　　电热烘箱干燥的危险性和要求与“红外线干燥”相同外，还必须有良好的温度自控仪表，最好能超温自动报警。平时宜勤加校验，保证指示灵敏可靠，以防温度失控。有易燃液体的物料时不应使用电热烘箱进行物料的干燥。把安全工程师站点加入收藏夹