原料藥合成工藝設(shè)計方面的安全分析探討

方中進

【摘 要】：多數(shù)原料藥在制作期間都需要應(yīng)用合成工藝，由于此項工藝屬于間歇性操作，對于精確度的要求比較高。相比于傳統(tǒng)石油化工工藝來說，合成工藝存在大量人工操作步驟，導(dǎo)致工藝操作與人工操作之間頻繁切換。因此針對原料藥合成特點，對合成工藝進行優(yōu)化設(shè)計，深入分析和研究原料藥合成工藝設(shè)計方面的安全，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

【關(guān)鍵詞】：原料藥合成;工藝設(shè)計;安全性

【中圖分類號】R977.11【文獻標識碼】A【文章編號】1672-3783（2019）08-03--01

在合成原料藥時會面臨較多問題，比如易爆炸性以及強毒性等危險。所以在設(shè)計原料藥合成工藝時必須分析和研究工藝安全性問題，以此保證工藝設(shè)計滿足安全性要求，并且確保工藝參數(shù)誤差所導(dǎo)致的風(fēng)險控制在合理范圍內(nèi)。

1 原料藥合成工藝設(shè)計安全

原料藥合成期間分析工藝安全性，可以有效識別合成工藝過程中存在的事故風(fēng)險隱患。合理評估和分析風(fēng)險問題，確保原料藥合成工藝的風(fēng)險性控制在可接受范圍內(nèi)。在分析原料藥合成工藝安全性時可以采用危險與可操作分析法，故障假設(shè)法等。其中故障假設(shè)法主要是在合成工藝設(shè)計階段，具備較強的工藝性和獨立性，可以采用問答方式分析和識別風(fēng)險。危險與可操作方法主要是分析評估原料物工藝流程。保護層分析法主要是評估識別后的風(fēng)險結(jié)果，明確是否需要增加保護層，此種分析方法主要是在危險與可操作性分析方法之后進行。

2 危險與可操作性分析方法在工藝設(shè)計階段中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，原料藥合成工藝存在工藝間歇性特點、時間特點、頻繁切換操作特點。在對工藝流程進行分析時需要劃分為前期準備、分析、編制報告以及實施等四個階段。在分析準備階段中，需要明確分析對象和目的，并且獲取分析資料。在分析階段需要劃分節(jié)點，明確和分析偏差，判斷風(fēng)險以及記錄結(jié)果等。因此應(yīng)用危險與可操作性分析方法分析原料藥工藝特點以及設(shè)計工藝時，必須深入分析節(jié)點劃分，偏離產(chǎn)生以及風(fēng)險等級評估等。

2.1 節(jié)點劃分步驟

原料藥節(jié)點劃分必須根據(jù)主料走向原則。由于合成工藝存在間歇性特點，所以可以按照操作工序選取節(jié)點，例如包裝工藝、精制工藝以及混合工藝等。

2.2 分析和確定節(jié)點分離

在明確節(jié)點偏移時難度不大，主要是在工藝參數(shù)與正常工藝參數(shù)間偏離。在分析時重點分析引發(fā)偏離現(xiàn)象的原因，之后獲取偏離可能會引發(fā)的后果。需要注意的是，原料藥合成工藝存在間歇性特點，因此在節(jié)點劃分操作步驟中，相同設(shè)備的操作狀態(tài)可能會不同。例如在主反應(yīng)中，主反應(yīng)釜會處于空釜，物料接收，反應(yīng)以及出料等環(huán)節(jié)。所以在應(yīng)用危險與可操作性分析方法分析原料藥合成工藝時，必須對不同狀態(tài)下設(shè)備異常運行狀態(tài)進行分析，這樣才能夠確保分析結(jié)果的準確性。

2.3 風(fēng)險等級評估步驟

在危險與可操作性分析方法中，風(fēng)險等級評估步驟具有重要作用，通過分析偏離情況能夠評估引發(fā)結(jié)果的風(fēng)險等級，之后對不同結(jié)果的安全設(shè)備和措施進行評估，確保其能夠?qū)L(fēng)險值降到可接受范圍內(nèi)?，F(xiàn)階段，主要應(yīng)用二維平面矩陣法評估風(fēng)險等級。當風(fēng)險比較高時，則需要聯(lián)合保護層分析法提供解決措施。

3 原料藥合成工藝中的重要步驟案例分析

在某原料藥合成工藝中，首先混合水相液體和固體得到中間產(chǎn)物1，之后將中間產(chǎn)物1與油相液體混合得到中間產(chǎn)物2，基于均質(zhì)機作用，獲取水、油液體顆粒分布的單體，基于低濃度引發(fā)劑和高濃度引發(fā)劑獲取中間產(chǎn)物3，之后混合消泡劑，輸送到儲物罐中進行過濾和灌裝處理，之后包裝為成品。

3.1 合成過程中的節(jié)點劃分

通過上述工藝流程可以看出，原料藥合成工藝具有間歇性特點，所以在劃分節(jié)點時需要按照合成工藝當中的相關(guān)工序進行，比如水相液體與固體之間的混合反應(yīng)的節(jié)點，油相液體與中間產(chǎn)物的節(jié)點。在均質(zhì)機作用下，水液體和油液體會分布在均質(zhì)節(jié)點中，引發(fā)劑在不同濃度下的主反應(yīng)節(jié)點，還包含較多小型節(jié)點，例如包裝、過濾以及消泡等。此處劃分的依據(jù)主要是均質(zhì)和混合的操作工藝間歇時間以及過程相似性，可以將均質(zhì)和混合化分在一起，將若干個小型節(jié)點聯(lián)合為大型節(jié)點。

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3.2 產(chǎn)生偏離

通過危險與可操作性分析方法分析工藝節(jié)點，能夠明確工藝參數(shù)和引導(dǎo)詞，二者之間存在交叉時，則表示存在偏離現(xiàn)象，反之則無偏離。引導(dǎo)詞與工藝參數(shù)中的“濃度”組合所導(dǎo)致的偏差主要為雜質(zhì)、濃度不當以及無添加劑等;與“引發(fā)劑”組合所導(dǎo)致的偏差主要為未加入或加入量不當;與“人工操作”組合所導(dǎo)致的偏差主要為操作不當以及缺失步驟等。

合成原料藥偏離包含操作、配方錯誤、過早進料以及濃度/流量不當?shù)取Ｆ渲信浞藉e誤主要是人工誤操作引發(fā)，會導(dǎo)致控制溫度壓力與反應(yīng)物種類不適應(yīng)，不能獲取期望產(chǎn)品。因此要求操作人員嚴格按照相關(guān)標準實施操作，避免在清潔過程中接觸有害物料。此時就需要注重員工教育，建立監(jiān)督管理機制。濃度/流量不當主要是引發(fā)劑濃度過高，導(dǎo)致反應(yīng)結(jié)果劇烈。此時就要求控制引發(fā)劑濃度。

正是由于原料藥合成工藝存在間歇性特點，因此在不同時間段內(nèi)合成設(shè)備的工作狀態(tài)也不一樣，此時在分析合成設(shè)備時，即使由于故障問題引發(fā)偏離，在運行期間也會通過現(xiàn)場儀表報警，然而不能作為應(yīng)對事故的安全措施。在主反應(yīng)狀態(tài)下，反應(yīng)釜在無物料狀態(tài)下、有物料狀態(tài)下以及出料狀態(tài)下時，均必須詳細分析異常情況，確保系統(tǒng)始終處于可控制范圍內(nèi)。

3.3 風(fēng)險等級評估

在危險與可操作分析法中，風(fēng)險等級評估具有重要作用，即可以對偏離引發(fā)的可能結(jié)果實施風(fēng)險等級評估，之后對每一種結(jié)果下的安全設(shè)備和措施進行評估，確保其可以將風(fēng)險降低到工藝可控范圍內(nèi)。當前所采用的風(fēng)險等級評估方法主要為二維平面矩陣法，風(fēng)險矩陣縱軸為結(jié)果嚴重性，橫軸為工況發(fā)生率。通過數(shù)據(jù)庫以及設(shè)備儀表中的數(shù)據(jù)能夠得知事件發(fā)生頻率。

4 結(jié)束語

綜上所述，在分析原料合成工藝安全性時可以采用危險與可操作性分析法，故障假設(shè)分析法，保護層分析法。此次研究重點探討了危險與可操作性分析法及其在原料物合成工藝安全性分析中的應(yīng)用。通過對不同原料藥合成工藝案例進行分析，得出偏離原因，聯(lián)合保護層分析法定量分析火災(zāi)事故，對原料藥合成系統(tǒng)，外部火災(zāi)，以及反應(yīng)失控頻率等進行風(fēng)險評估。

參考文獻

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