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中试放大实验是什么?一个人做很危险吗?来自:果壳网/HYPERLINK\o"馒头老妖"馒头老妖(有机化学博士,法学学士)——中试放大实验是什么?新闻报道:华东理工研二学生命丧导师参股工厂或因高危实验】5月23日,华东理工大学研二学生李鹏,在上海一家工厂的爆炸事故中不幸遇难,此事故共造成3人死亡。调查发现z李鹏的导师张建雨持有事发工厂的股份。李鹏的家人及同学质疑,张建雨涉嫌安排李鹏进行中试放大实验,这或是导致事发的原因。目前张建雨已被刑拘。1.中试放大,是所有新开发出来的化工产品,从实验室走向工厂的必经之路。具体而言,实验室用的反应器皿,1L的已经算很大的了,通常就是100-500mL的容积。这样的容积,注定只能做一些小规模的试验,摸索反应条件,验证反应结果。但是,研究的目的如果是为了实际生产,则生产和实验室之间存在着巨大的区别,最直观的就是:工厂里用的都是巨大的反应器,比如说1~3立方米的。这个时候,实验室摸索出来的工艺条件,究竟能不能适用于工厂的大规模生产,谁说了都不算,必须经过中试放大,也就是说,把每一步反应的投料量,从g级提高到kg级的水平。简单来说,中试放大,就是介于实验室研究和实际工厂生产的中间阶段。2.然而,中试放大中有非常多的不可控因素,这就意味着带有不可避免的风险。有些反应,在实验室里做的时候好好的,一旦放大就见鬼了,常见的原因大致包括:实验室里的传热很容易做到(通常是指反应本身放热,靠外头的冷却剂将反应产生的热量带走,比如说外头加个冰水浴),但车间里的大罐子就不很容易做到,毕竟罐子大了,换热的接触面积有限;烧瓶里的搅拌相对来说比较轻松,因为量少;而反应罐里的东西则要考虑液体的粘度和搅拌器的类型、电机可以承受的转速与扭矩,一旦没有考虑好,很可能就是搅拌不到位,罐子里的组分不均匀,反应不充分,甚至可能出现局部过热、反应液体凝固等事故。此外,有些操作在实验室里容易做到,比如说,用滴液漏斗,缓慢滴加反应物A到反应物B中,控制温度不超过20℃。然而,工厂里的都是大罐子,没法做到那么缓慢、仔细的滴加,只能是阀门开小一点慢慢流进去;而罐体内的温度不均匀,又可能让温度计探头不能真实的反映罐子里的局部温度。(

如果从1L规模的成功案例直接放大到几立方米、上百立方米,最容易出现的问题就是搅不匀、加热不均匀、放热不彻底,这三者带来的直接问题分别是浓度不均、温度不均、热量积聚偏离理想反应温度,甚至引起起火、爆炸。可见三者最终都会影响产品质量、甚至引起安全事故。这也就是化工行业常说的“三传一反”是化工关键——传质(物质)传热传动量(流体输送)控制反应过程。)因此,从实验室到工厂,要逐级放大,有小的不对劲就叫停,这就有了小试、中试,便于减小生产事故风险和原料浪费。)再者,工业用的化工原料,除非是特别贵的那种,否则纯度往往都比实验室里的药品差很多。一般而言,这些微量的杂质不会影响到最终的产品质量,但万一运气不好,某个微量的杂质,恰好是促发某个副反应的催化剂,就可能出现和实验室中不一样的结果。这些问题,运气不好就可能引发副反应,万一遇到的是链式反应,温度过热后反应加速,反应加速大量放热,俗称自催化反应,恶性循环之下就是轰隆一声巨响。本案中,具体做的啥反应没有公开,但提到了“聚合物”,可能做的就是聚合反应。就我所知,聚合反应属于危险反应的一种,条件一旦越过某个临界点(比如说温度超了),聚合速度就会在一瞬间提高数十倍,产生巨大的热量,让其中的溶剂全部气化,从而造成爆炸的危险。3.为了避免上述问题发生,通常在中试放大之前,需要全面论证反应路线。并在实验室中,以较小的量测试极端状况下的现象(比如,上面那个反应,我们说温度不能超过20℃,反过来就要试试看,人为的让温度达到40℃甚至更高,看看会有什么后果发生?),做到心中有数。此外,还必须做好事故预案,比如说,冲料了怎么办(行话,意思是反应容器里的液体体积膨胀或者产生大量泡沫,容器里装不下了,从开口喷出来的事故),是用什么管子接到什么贮槽里?还是立即往夹套里通冰盐水强制降温?温度高了,有红色烟雾冒出来,该怎么办?(硝化反应可能遇到的危险之一,硝酸直接分解为二氧化氮,一种红色的有毒气体)考虑得越周全,遇到事故就越不害怕。需要强调的是,中试放大的风险是不可能完全避免的,只能说尽量降低,以及出了事故之后减少损失。这有点像是战斗机试飞,无论如何严谨、认真的设计,如何在电脑里做模拟测试,第一次试飞时,试飞员都不可能完全不承担风险,或许,这就是科学的彼岸性吧。4.还有一个不成文的原则,中试放大,至少必须有2~3个人在场。万一出了事故,还有人把伤者拖出来。而且,通常包括设计工艺的那个负责人,理由很简单,你挖的坑,你自己来填,你都不敢去,鬼才敢去试车啊(意思就是第一次在工厂里启动反应路线)。5.本案中,这个老师的做法非常不厚道,让一个没有足够经验的人去做这么危险的事情。从法律的角度说,尽管两人不存在劳动雇佣关系,但还是可能构成【强令违章冒险作业罪】或【重大责任事故罪】(《刑法》第一百三十四条.在生产、作业中违反有关安全管

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