化工原料药项目安全设计要点

化工原料药项目安全设计要点

刘炜 ,张辉

烟台丰金制药有限公司  山东烟台  264100

摘要：化工原料药生产中，由于生产工艺、危险物料等因素，会导致现场有较多的安全风险，因此必须针对项目进行专门的安全设计。本文总结化工原料药生产中的常见安全问题，然后分析如何进行安全设计，帮助企业使用有关措施控制现场安全风险，确保原料药安全平稳生产。

关键词：化工原料药；项目安全设计；要点分析

引言：药品生产中化工原料十分重要，生产需要通过化工原料合成获得，根据原料制造的需求，严格控制生产压力、温度等条件。但是很多化工原料都存在比较高的危险性，比如容易燃烧、爆炸等等，而且这些材料具有很严重的腐蚀性，会对周边人员产生严重危害。为了避免出现安全事故，化工原料药的生产项目必须开展安全设计，保证药品生产流程、生产装置安全。

1合成原料药过程危险性问题

化工原料药的生产工艺相比普通化工工艺来说，包括传统化工工艺中的蒸发、搅拌、过滤、换热等操作，也有大量反应釜进行的反应，实现多个工序汇合，极少采用塔设备进行反应合成[1]。生产中所使用的原料比较复杂，而且大多使用有机化合物，导致工艺流程比较长，还会进行大量蒸馏、冷凝、离心分离、干燥等程序，对生产过程中的洁净度有比较高的要求。

1.1 原辅材料和溶剂危险性

合成原料药的主要化工原料化学品，都在重点监管的危险化学品名录中，包括碱、无机盐、无机酸等无机化合物，还包括有机酸、酯、酚、苯等有机化合物，比如甲酸、二乙酯、硝基苯等等。对于不能溶于水的有机物原料，应作为有机溶剂使用，被当作反应物的载体，比如甲苯、乙醚等。作为化工原料的酸、碱对设备管道具有腐蚀性，其中氢氟酸对人体危害很大。火灾类别有机原料、溶剂，具有闪点低，储存、生产中容易发生闪爆、爆炸、火灾等事故。低引燃能量的易燃物料，比如黄磷等，在空气中就会自燃，从而导致火灾。

1.2 工艺操作单元过程危险性

1.2.1 生产过程中出现爆炸、火灾

生产过程中，从桶、储罐中抽送有关有机物到计量罐时，如果加料速度过快就容易产生静电，有可能导致火灾；釜底放料进行离心分离时，物料中的有机物蒸汽容易在操作现场出现积聚，萃取、洗涤、分层、干燥的过程中，低沸点的溶剂容易挥发产生外溢、聚集[2]。

1.2.2 生产过程中冲料泄露危险

反应釜在合成原料的过程中，如果投料的速度太快，或者出现搅拌机断电、冷却水断流，也会导致反应温度过高，并出现有机物料、溶剂汽化的情况，从而导致冲料泄露问题。对于低熔点物料，储罐冷却措施失效也会出现溢罐事故。

1.2.3 生产操作存在危害人身安全风险

在加料、过滤、干燥等工作中，可能会出现酸碱、剧毒物料接触人体导致人受到伤害中毒的情况，安全泄放过程中，如果废气直接排放到大气环境中，也会引发火灾和人员伤害和中毒问题。

1.3 有机溶剂化学蒸馏危险

制药过程中使用的有机溶剂并不参与反应过程，经过反应后需要将生成的物料从溶剂中分离出来，重新投入到生产中，一般采用蒸馏的方式进行回收。化工蒸馏会利用不同液体混合物组分在不同温度下挥发情况不同进行提纯分离操作，这个方法被广泛应用在产品提纯和溶剂回收中[3]。有机溶剂具有易燃、易爆炸的特点，在蒸馏的密闭高温环境中，容易出现危险。如果蒸馏过程中有机溶剂的排气不通畅，冷却速度不足，将会导致冲料、爆炸、火灾等事故。负压蒸馏抽出的易燃气体如果直接排空，也容易造成爆炸火灾等风险。蒸馏对溶质而言是一个浓缩过程，溶液中的介质会随着溶剂减少而析出，如果蒸馏过程中操作不当，可能会导致物料溶液粘稠、固化，导致放料口堵塞，并造成聚集过热问题，导致火灾风险。

1.4 其他危险性

低温合成冷冻剂为液氮时，操作过程中可能会出现冻伤问题，液氮提供的冷量在气化后排放氮气，在泄放管出口端可能会出现结冰堵塞问题。使用液氮和氮气的厂房为封闭式产房时，厂房可能会有泄露引发窒息的风险。如果互为禁忌的物料在同一个仓库存放，可能会导致仓库出现事故。

2 合成原料药需要使用的安全防范措施

化工原料要生产具有一定的危险性，所以需要对生产的全过程进行严格控制，选择合理的生产工艺参数，加强生产过程的监控和生产调节，利用有关设备和安全技术，并执行严格的安全管理制度。

2.1 根据国家标准和规范使用安全措施

选择原料时，应该优先选择不是重点监控的危险化学品、半成品作为原料，如果必须使用重点监控危险化学品，就要按照相关要求开展对生产过程的监控，制定安全管理措施、应急处置措施，做好防范准备。如果使用具有安全风险的生产工艺，必须对危险化工工艺进行安全监控和联锁控制设计，确保对关键工艺的监控效果。物料在装置、管道等密闭条件下进行运输，抽真空逸散出的气体经过单独收集后需要进行无害化处理，然后进行排放。在布置装置时，要保证防火间距满足控制要求，降低火灾的出现几率，并保证对火灾的控制效果。针对不同的装置单元，需要建立特定的生产操作规程和安全管理制度，并针对各类设备使用严格的应急器材配置。生产之前需要对生产项目进行专门的危险性和可操作性分析，对装置的安全性和可操作性进行审计检查，分析评估结果，采取有关措施。

2.2 危险物料采取的相应措施

化工原料药生产现场有很多易燃、自燃物和高腐蚀性危险品，因此针对危险物料也要采用相应的安全措施，以保证现场的安全。对于易自燃的物质，不能和有机溶剂、强氧化剂同仓储存。对于化学反应不稳定的易爆炸物料，需要专门进行单仓储存，在储存、搬运和加料时，必须避免震动、摩擦，防止出现爆炸。低沸点物料应该严格控制周围温度，设置通风降温装置，并在现场安装视频监控，方便随时进行现场控制[4]。

对于热敏性材料，一般采取随用随存的管理方式，如果储存时间过长，在使用之前需要用淀粉碘化钾试剂检查其中是否含有过氧化物，如果有应该用还原剂去氧化处理，然后再使用。

2.3 生产装置紧急安全措施

原料药的生产系统需要设置紧急泄放系统，如果发生紧急事态需要停车，可以使用手动或者自动装置打开放空阀门，确保带压物料排出，及时泄放反应釜、蒸馏釜的压力。收集泄放物料时需要在屋顶设置物料收集罐，收集固态、液态物料，所有尾气送至处理系统进行无害化处理，然后才能排放。

2.4 生产装置使用自控和监控报警安全设施

由于化工原料药生产项目存在易燃易爆炸的风险，而且还可能使用有毒化工产品，所以现场除了料筒加料、过滤、巡检人员之外，所有的生产操作都要由操作人员在控制室远程控制完成。项目现场需要引入PLC自控仪表系统，如果经济允许，可以使用集散控制系统，有效控制生产过程中的各种重要参数，控制联锁和信号警报进行自动控制，如果必要可以在现场设置警报器，方便开展安全操作。针对物料和溶剂的危险性，生产现场应设置易燃、易爆炸、毒气的声光警报装置，并将信号接入自控系统。反应釜、蒸馏釜必须设置温度计、压力计监控温度和压力，对硝基和聚合物料采用真空蒸馏，降低蒸馏温度，蒸馏釜还需要设置低液位报警器。

结束语：

化工原料药生产项目涉及到很多危险化学品和危险化工工艺，生产过程中始终要面临爆炸、燃烧、有毒物质、腐蚀等危险。为了能保障生产过程的安全，避免出现事故或者导致职业病，需要在项目实施过程中选择有效的安全措施，使用安全装置、安全技术，给原料药的生产带来全面的安全保障，确保生产安全。

参考文献：

[1]陈明.化工原料药的生产风险管理策略[J].当代化工研究,2022(18):15-17.

[2]张展.化工原料储存管理中的安全风险及对策[J].化工管理,2022(25):142-145.

[3]李孟乔.化工原料药项目安全设计要点[J].化工设计通讯,2019,45(04):204+233.

[4]孙越.化工原料药项目安全设计要点的探讨[J].化工与医药工程,2017,38(06):27-30.