制药过程中氢化反应的安全与环保

1、1，2，药剂中加氢反应的安全性和环保性，药剂生产中的催化加氢反应是在催化作用下将氢分子添加到有机化合物的不饱和组中的反应。在制药生产过程中，加氢是很普遍的，主要包括芳环加氢、氢解氮、氢解氧、烯烃加氢等几种主要反应类型。但是氢气泄漏，压力过重，温度过高会有危险。2，还原方法，Pd，Pt，Ru，Rh，3，1，碳-碳不饱和键的还原2，碳-氧双键的还原3，含氮还原4，含硫基还原5，含卤还原，还原反应类型，催化加氢反应的主要危险工业事故实例(续)，5，氢的理化性质，6，加氢催化剂3354雷尼镍，主要成分：铝，镍混合物外观和特性：灰粉末危险反应的可能性干活性雷尼镍催化剂是自燃材料。如果能在空气中干燥，可以

2、用赤热燃烧，提供其他可燃物的火灾来源。干燥的兰尼镍会引起水和激烈的反应。在40 以上的温度下避免时，可以开始自热和自燃。不允许自然蒸发使雷尼镍干燥。7，氢化反应中的主要危险，火灾危险-氢：与空气混合会导致爆炸性混合物，火星的发生，高烧引起的燃烧。如果在室内使用或储存氢气，氢气泄漏时停留在屋顶，自然排放不容易，接触火星时会发生爆炸。-加氢反应原料和产品：加氢反应的原料和产品大部分是可燃物，是可燃物。示例：苯、萘和其他芳香烃；环戊二烯、环戊烯等不饱和碳氢化合物；硝基苯、亚乙腈等硝基化合物或含氮碳氢化合物；一氧化碳、丁醛、甲醇和其他氧化合物。-催化剂：某些加氢反应催化剂，如雷尼镍，属于易燃固体的自燃

3、。-氢化反应过程中产生的副产品，如硫化氢、氨，大部分是可燃物。8，加氢反应过程中的主要危险(继续)，爆炸危险，-化学爆炸：氢爆炸极限在加氢过程中泄漏为4%-75.6%，或者装置内空气或氧气混合，则容易发生爆炸。在某些加氢过程中，例如将一氧化碳加氢成甲醇，原料一氧化碳是易燃易爆气体，产品甲醇是a型易燃液体，操作温度下甲醇是气体，如果发生泄漏，设备可能会爆炸。在苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、丁醛气相加氢制丁醛等工艺中，原料、产品在常温下是液体，但在工作条件下因气体泄漏而爆炸。另外，硝基苯液相加氢生产苯胺等工艺的反应温度、压力也比较低，因此气液两相反应，其爆炸危险主要发生在氢气中。-物理爆炸：加

4、氢过程大部分是气液或气相反应，整个加氢过程基本上是在高压条件下进行的。运行条件下，氢腐蚀设备在温度超过300，压力超过30MPa的情况下，产生氢脆，降低设备强度。操作不当或发生事故时，会发生物理爆炸。9，加氢反应的主要危险(继续)，氢气泄漏-氢气的密封性差，包括氢火器、管道和阀门，或者由于设备缺陷，氢气泄漏，形成空气和爆炸性混合物。氢检测和报警装置安装位置不当对氢泄漏的延迟响应可能导致泄漏的氢和空气形成爆炸性混合物，并在火源发生爆炸。氢化器搅拌失败-氢化器磁力搅拌，冷却效率下降，加氢化反应生成反应热没有及时消除，引起失控反应。，加氢反应装置的惰性不足，反应装置接地不良引起的静电堆积-增加火灾或

5、爆炸的危险，催化干燥-催化自燃引起的火灾或爆炸，10，加氢反应的主要安全管理措施，加氢装置的惰性低压氮替代加氢装置整个系统具有死角真空波动惰性(密闭容器真空， 然后用惰性气体真空破坏)氮气置换后，使用气体样品氧含量分析，在氧气含量1% (v%)每个停车后(36小时以上)开车，用氮气置换液化气含量，11、加氢反应的主要安全管理措施(继续)，加氢反应器的批加氢反应器在室外(一个在车间外墙，另三个面开放) 尽量远离主生产设备。12、加氢反应的主要安全管理措施(续)，详细的风险和可操作性研究(HAZOP)，在加氢装置初步设计结束后，应选择适用于加氢火器的材料不修钢：304 316L 904L 2205

6、双相合金氢火器搅拌器选择磁力搅拌器，确保所附人员，13、加氢反应的主要安全管理措施(续)释压管道尽可能直线减少紧急偏转。紧急接收罐应用微正压氮气惰性。14、加氢反应的主要安全管理措施(续)，加氢反应结束的防空洞必须将适当的金属管延伸到屋顶，适当的位置防空石油化工企业建筑设计防火规格/氢使用安全技术规定(GB4962-2008)可能的话，安装氢气放流缓冲罐，用氮气稀释后，放气反应结束的催化剂必须是完全独立于DCS系统的独立系统(检测、携带、逻辑处理、执行等)，16、(1)加氢反应过程1、芳环加氢反应芳环加氢反应芳环加氢反应主要包括单环加氢和多环加氢，其基本反应过程是苯环加氢，其加氢反应过程广泛用

7、于医药、农药的重要中间体的制造。例如，4异丙基苯甲酸用二氧化铂催化剂加氢合成糖尿病治疗剂纳格列奈中间体4异丙基环己烷。17，2，氢解氮反应氢解氮反应主要包含吡咯和吡啶的氮杂环化合物以及少量的胺和腈，用于石油馏分中的氮化合物，在加氢脱氮后生成碳氢和氨。石油产品脱氮对环境保护有重要意义。(1)吡啶的氢解氮反应，18，2，氢解氧反应克莱m门森反应是典型的氢解氧反应，在酸性条件下用锌汞合金或锌粉将醛基、酮基还原为甲基和甲苯。沃尔夫f-kiss hner黄龙反应也是制约过程中常见的氢解氧反应。例如，在合成抗凝剂吲哚丁烯(indobtlfen)的过程中，可以用无水有机溶剂(醚、四氢呋喃、乙酸酐)干燥氯化氢

8、和锌，在0 左右反应，还原羰基，扩大了该反应的应用范围。19，4，烯烃加氢饱和烯键和烷基键键键是容易加氢的官能团、催化剂、钯、铂、Raney镍等。例如，心血管药物esmolol的中间体的制备，通过催化加氢选择性还原炔键或烯键，得到了产物。，20，2，加氢反应过程安全分析，加氢反应在制药过程中应用很广，以o-羟基苯乙酸合成农药镍中重要的中间体o-羟基苯乙酸的合成过程为例，进行加氢过程的安全分析。通常用于O-羟基苯乙酸的还原法(1)磷酸还原将o-羟基杏仁钠还原为o-羟基苯乙酸，21、(2)将氯化亚锡还原为o-羟基苯乙酸的过程中，原料被自身氧化为四氯化锡，但金属锡化合物容易引起环境污染，后处理过程复

9、杂，工业品价格高，(3)钯碳(Pd/C)加氢制o-羟基扁桃酸或其钠盐人钯碳的催化加氢还原o-羟基苯乙酸，22，(4)以Raney加氢还原Raney为催化剂，以o-羟基杏仁钠为常压或，23，A反应物的特性Raney加氢还原反应中使用的反应物是o-羟基扁桃酸单钠盐和氢的反应，o-羟基扁桃酸单钠盐相对稳定。氢的化学性质具有很活跃、容易扩散、易燃烧、易爆炸的特性。空气中遇到微小的火焰或猛烈的冲击就会爆炸。空气爆炸的极限是4.0%到75%。所以氢用于加氢的氢可能很危险。b、考虑压力对反应压力加氢反应过程的影响，主要是催化寿命和还原反应过程。反应压力实际上意味着氢分压，这是总反应压力和氢-油比率的函数。增

10、加了氢的浓度，带来了副产品的生成。建设投资和运营费用将增加。c，反应温度反应温度通常表示催化剂床平均温度。O-羟杏仁钠加氢反应是放热反应。提高反应温度对化学平衡不利，但能明显提高反应速度。反应温度过高可以促进副作用的发生。d，在催化加氢反应过程中使用的催化剂是雷尼镍，使用的原料镍是国际癌症研究机构致癌物质和致畸物质，吸入人的微量氧化铝颗粒会导致铝土矿尘肺，因此制造雷尼镍时要小心。因此，莱尼尼克参加的反应必须在惰性气体环境下处理。24，3，加氢反应安全和环境技术药物合成过程中加氢催化反应是常见的反应类型，通常适用于双键低压加氢。高压加氢适合于苯环、杂环等加氢和羧酸衍生物的还原。实验室里的加氢反应

11、控制得比较好，工业里的加氢反应有各种安全上的危险。1，事故案例：a feiwen b氢气泄漏c高温，高压设备故障，25，2，加氢催化剂安全催化加氢的核心是催化剂。主要分为高活性兰尼镍、铂、钯、铑两类：低压加氢催化剂，低压加氢可在0.10.4MPa和低温下进行。高压加氢催化剂，主要是普通活性兰尼镍和铬酸盐等。高压加氢通常在1030MPa和高温下进行。镍催化剂最广泛地应用于雷尼镍、硼化镍等多种类型。贵金属铂和钯催化剂的特点是催化活性高，其含量远低于镍催化剂。如果使用铂作为催化剂，大部分日元键可以在100 和大气压力下还原。26，(1)与催化燃烧危险金属催化剂等有机溶剂蒸汽的空气摩擦时，火星很容易引

12、起有机溶剂燃烧，因此在加氢反应中使用催化剂应注意以下问题。容器中已经含有酒精、醚、碳氢化合物等有机溶剂的时候，这种有机溶剂的蒸汽充满了液体水平，当添加的催化剂下降时，与含有有机蒸汽的空气发生摩擦，开始产生火花，如果不小心，就会点燃下面的有机溶剂或反应液，造成火灾的危险。，27，雷尼镍具有很多微孔，在催化剂表面吸附了很多活性氢，Ni本身的活动也很强，容易氧化，这样的催化剂很容易燃烧。一般使用前，放在乙醇等有机溶剂中。以钝化方式降低催化活性，形成保护膜层等直稀溶液在骨架镍表面形成非常薄的氧化膜，钝化后骨架镍催化剂与空气接触使用前还可以还原为氢。加氢使用的钯碳应迅速添加在反应器的溶液水平下。催化钯炭

13、的反应端也应特别注意。加氢反应器反应结束后，冷却钯碳，释放氢，充氮，排气后加压过滤。需要热萃取时，必须将氢气排出干净，进行压滤机。使用的催化剂用溶剂冲洗，密封保管。加氢反应应检查装置的密封，阀门开关和安全阀，是否有泄漏，是否有液体泄漏，还应检查水壶的压力表和温度计，并定期校准。28、工艺操作注意以下几个解决方案：先加入催化剂，再加入溶剂和反应基质。如果添加了有机溶剂，不避水的话，掺入湿催化剂添加人是安全的。用该溶剂混合湿催化剂后，还可以添加人。添加溶剂后，在容器中加入氮、氩等惰性气体，然后立即添加。用橡胶管或玻璃管从蒸压中提取反应液，在干燥即将发生时提前解除真空。否则，含有有机蒸汽的空气可能与

14、管道壁上残留的催化剂发生摩擦，从而燃烧火星。也可以立即添加适当的溶剂清洗机内壁，将水壶内壁和管子内壁上的旧催化剂都拖到接收器上。(2)催化剂停用，29，3，加氢工艺设备安全控制(1)阀门(2)传感器(3)警报(4)防爆膜，投入前，包括在高压釜中各管、阀门压力泄漏检测操作。密封氢气器，打开连接的管道阀门(氢气吸入管必须打开)，按照工艺要求将氮气充电到一定压力，在混合开放状态下按1h，压力下降时，要用肥皂水检查泄漏，直到注入器密封良好为止。投入前，准备半桶水和干净的抹布，以便催化剂分散在地面或水壶上时及时清洗。催化剂溅到壶壁或刀片上时，使用溶剂冲洗。投入溶剂和原料后不搅拌，更换氮气三次，在氮气保护

15、下迅速投入催化剂。催化剂投入方式、催化剂投入前，根据投入量预先计量，投入用漏斗(不锈钢)或塑料袋(袋子翻转到投入口)，漏斗(或塑料袋)下尽可能达到反应水平，从漏斗(或袋子)快速投出催化剂，然后漏斗(或然后盖上水壶盖，真空，氮气置换，搅拌停车位。氮取代3次，测量系统内氧含量(0.5%)合格后，更换氢两次，打开搅拌反应。在反应中每15 30分钟记录反应的压力和温度。反应结束后，氮取代水壶中的氢，过滤氮。4，加氢工艺操作安全控制，30，加氢处理装置具有高温，高压含氢装置，工艺比较先进，加氢处理装置工艺操作条件，控制复杂，危险点，确保设备安全开放停机时间和长期运行的方法有多种因素，主要包括：保证设备的制造质量和安装质量。装置的大部分设备在氢、高压下容易发生氢腐蚀氢脆，因此高压换热器、重整器、反应器、加热炉管对材料有特殊要求，使用高温耐氢奥氏体钢、高压原料泵、高压注入泵、循环氢压缩机等，具有重要意义。每个制造质量和安装质量设置都会影响设备的长期安全运行。加强设备和管线的在线状态检查，检查各腐蚀和磨损。保证原料的性质以满足要求。31、严格按照运行停止安全守则和事故应急计划运行，