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文档简介

ICS

13.100CCS

C

60团体标准T/CPEA

001—2026医药行业热不稳定物质风险管控技术规范Technical

specification

for

risk

management

of

thermally

unstablematerials

in

the

pharmaceutical

industry2026-03-06发布2026-03-06实施中国医药企业管理协会发布T/CPEA001—2026I前目

次言..........................................................................................................................................................II范围..................................................................................................................................................................1规范性引用文件..............................................................................................................................................1术语和定义......................................................................................................................................................1热稳定性风险评估..........................................................................................................................................2初步判定...................................................................................................................................................2基础参数测定...........................................................................................................................................2追加测试...................................................................................................................................................3分级标准...................................................................................................................................................3风险值.......................................................................................................................................................4修正系数...................................................................................................................................................5最终风险值计算.......................................................................................................................................5风险等级划分...........................................................................................................................................5管控措施具体建议..........................................................................................................................................6储存建议...................................................................................................................................................6生产使用建议...........................................................................................................................................6实施要求..........................................................................................................................................................6数据保存...................................................................................................................................................6物质储存复核周期...................................................................................................................................6变更...........................................................................................................................................................7附录相关资料(资料性附录)

......................................................................................................................8附录A

不稳定性基团....................................................................................................................................8附录B

测试条件..........................................................................................................................................10附录C

氧平衡(OB%)计算......................................................................................................................11附录D

Yoshida

经验方程.............................................................................................................................12附录E

风险值案例......................................................................................................................................13参考文献............................................................................................................................................................15T/CPEA001—2026医药行业热不稳定物质风险管控技术规范范围本标准规定了医药行业热不稳定物质的风险分级原则和评估方法,针对热不稳定物质的安全风险,提出管控基本原则和要求。本标准适用于医药行业涉及热不稳定物质,含各类原料、辅料、产品、中间产物、催化剂、废弃物等相关的工业化生产、使用、储存等非反应性单元操作、研发阶段涉及热不稳定物质的实验与中试操作,可根据实际情况简化评估流程。本标准不适用于军用和民用爆炸物等其他专项领域有规定的热不稳定物质的风险评估与管控。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T

42300-2022GB/T

13464-2008GB/T

22232-2008GB/T

17802-2011GB/T

21566-2008GB/T

21567-2008GB

30000系列

GB

12463-2009GB

5085.7-2019GB/T

27834-2011GB

15603-2022精细化工反应安全风险评估规范物质热稳定性的热分析试验方法化学物质的热稳定性测定差示扫描量热法热不稳定物质动力学常数的热分析试验方法危险品爆炸品摩擦感度试验方法危险品爆炸品撞击感度试验方法化学品分类和标签规范危险货物运输包装通用技术条件危险废物鉴别标准通则危险化学品自反应物质包装规范危险化学品仓库储存通则T/CCSAS

055-2025

用差示扫描量热法测定化学品热稳定性的标准试验方法T/CCSAS

057-2025

化学品热稳定性的测试方法绝热加速量热法联合国《关于危险货物运输的建议书》规章范本联合国《关于危险货物运输的建议书》试验和标准手册3

术语和定义下列术语和定义适用于本文件。热不稳定物质thermally

unstable

materials指受热条件下易发生放热分解、聚合等显著变化,可能引发火灾或爆炸,需要进行风险评估与管控的物质。部分热不稳定物质还具有对摩擦、撞击等机械激励敏感的特性。12T/CPEA

001—2026分解热(Qd)heat

of

decomposition一定温度和压力下,物质全部分解时放出或吸收的热量。单位为焦耳每克(J·g-1)。[来源:GB/T42300-2022

有部分修改]起始分解温度(Td)decomposition

onset

temperature首次观察到测试样品的放热热流信号偏离既定热流基线时对应的温度,即第一次放热偏离基线的左极限温度。[来源:T/CCSAS

055-20253.4

有部分修改]撞击感度(IS)

impactsensitivity物质在机械撞击力作用下发生化学反应(如燃烧、爆炸或分解等)的敏感程度。单位为焦耳(J)。摩擦感度(FS)

friction

sensitivity物质在机械摩擦力作用下发生化学反应(如燃烧、爆炸或分解等)的敏感程度。单位为牛顿(N)。安全温度裕度(ΔTS)

temperature

safetymargin工艺操作温度范围上限与物质起始分解温度之间的最小差值,该裕度需覆盖温度波动(含工艺及测试)、测量误差(测量延时)及应急响应等需求。传热受限thermalconfinement传热受限也称热累积,主要指非反应性单元操作在相对较低的温度下,反应性物质反应速度很慢、放热速率很小,热量较难移出,导致热量逐步累积,最终导致热失控的现象。一般说来,传热受限不宜按绝热状态进行处理。均质处理homogenization

treatment通过输入机械能(如高压剪切、撞击或空化作用),将药物颗粒细化并均匀分散的过程。4

热稳定性风险评估热稳定性是决定物质日常操作安全性的重要因素之一。在医药行业中,热稳定性风险评估是不可或缺的重要环节,其目的在于确保物质在生产、使用、储存等环节的安全性。初步判定对医药行业使用或生产过程中涉及到的物质,需要进行化学成分分析。如果物质化学结构中含有不稳定基团(参考附录A),或者物质的历史、来源或工艺条件表明存在潜在不稳定性(例如,新合成物质、未知副产物、复杂混合物或其它工艺组分),应进行4.2

基础参数(分解热和起始分解温度)的测定。基础参数测定4.2.1

分解热(Qd)分解热是评估物质分解过程能量特性的核心参数之一,对易燃易爆化学品的安全管理至关重要。分解热常用差示扫描量热、绝热量热等方法测定。对于采用多种方法测试的物质,分解热取测试结果的最高值。等级Qd(J·g-1)分值RQ1Qd<40012400≤Qd

≤1200231200<Qd

<300033T/CPEA001—2026应选取与工业操作相同规格与品质的代表性物质进行分解热的测试,测试氛围、温升速率、温度范围等实验条件的选择应合理,并结合测试仪器原理与特点、样品实际信息、实验条件对测试曲线进行合理解析,确保测试结果的可靠性。4.2.2

起始分解温度(Td)起始分解温度是评估化学品热稳定性的重要参数,也是制定储存、使用安全规范的关键依据。起始分解温度常用差示扫描量热、绝热量热等方法测定。基于行业现状与实践,差示扫描量热仪(DSC)的应用极为普遍,建议将差示扫描量热方法(测试条件可参考附录B)作为起始分解温度的获取方法。追加测试判定依据考虑到测试成本,根据获取的物质基础参数测定结果进行如下判定:计算氧平衡(可参考附录C),如果物质的氧平衡值大于-200,需要进行撞击感度和摩擦感度测试。分解热Qd≥1200

J·g-1,需要进行撞击感度和摩擦感度测试。起始分解温度Td<160℃且分解热Qd≥800

J·g-1,需要进行撞击感度和摩擦感度测试。不满足以上条件者,可不进行撞击感度和摩擦感度测试,则默认4.4.3撞击感度等级为1级和4.4.4摩擦感度等级为1级。也可以根据Yoshida经验方程(参考附录D)进行筛选。撞击感度撞击感度根据GB/T21567进行测试,通过不同质量的落锤从特定高度下落撞击样品,测定引发反应的临界能量,观察样品是否发生爆炸、燃烧或分解现象。试验结果以发生反应的最低撞击能为判定依据,能量越低,表明被测样品撞击敏感度越高。摩擦感度摩擦感度根据GB/T21566进行测试。将样品置于固定规格的瓷板上,在一定载荷的力将瓷棒压在托架上,使瓷板上的样品与瓷棒下端面进行往复摩擦,观察样品是否发生爆炸、燃烧或分解现象。试验结果以发生反应的最低载荷值为判定依据,载荷值越低,表明被测样品摩擦敏感度越高。分级标准分解热分级利用物质分解热进行分解热分级,分级标准见表1。表1

物质分解热分级标准T/CPEA

001—2026表1

物质分解热分级标准(续)等级Qd(J·g-1)分值RQ4Qd

≥30004说明:物质分解热分级标准引用GB/T

42300-2022《精细化工反应安全风险评估规范》。在测试过程中如存在明显气体释放,即使分解热较低,风险仍然可能较大,可适当提升分值。4.4.2

安全温度裕度分级根据物质起始分解温度(Td以DSC测试数据为准)、工艺最高操作温度(Tp)的温度差(即安全温度裕度ΔTS=Td-Tp)进行安全裕度分级,分级标准见表2。表2

安全温度裕度分级标准等级ΔTS(℃)分值RT1ΔTS≥1001250<ΔTS

<1002325<ΔTS≤5034ΔTS≤2544.4.3

撞击感度分级根据物质撞击感度进行撞击感度分级,分级标准见表3。表3

物质撞击感度分级标准等级IS(J)分值RIS1IS≥1001220<IS<100232<IS≤203说明:如果物质撞击感度IS≤2J,属于太危险,不建议对此物质进行进一步的操作。4.4.4

摩擦感度分级根据物质摩擦感度进行摩擦感度分级,分级标准见表4。表4

物质摩擦感度分级标准等级FS(N)分值RFS1FS≥36012160<FS<3602380<FS≤1603说明:如果物质摩擦感度FS≤80N,属于太危险,不建议对此物质进行进一步的操作。风险值风险值R=分解热分值RQ×安全温度裕度分值RT×max(撞击感度分值RIS、摩擦感度分值RFS)4T/CPEA001—2026修正系数实际生成过程中,不同工艺类型产生的机械应力不同,建议对风险值进行系数修正,具体见表5:表5

不同工艺类型修正系数工艺类型 修正系数K

说明静态储存

1

静态条件下无机械外力或能量输入,分解风险低。机械传输

2使用泵、管链机等设备输送物质,不可避免引入机械力和热作用,可能增大物质分解风险。转速较低,剪切力对物质稳定性影响有限,但仍可能因局部摩擦或热量积累引入一定风险。低速搅拌(<60rpm)高速搅拌(≥60rpm)1.52转速较高,剪切力和热积累显著,易加剧物质分解反应。均质处理3高机械能量输入和剧烈剪切作用,物质承受极端力-热耦合环境,分解风险高。离心力较小,机械应力相对较低,但仍存在因挤压或摩擦导致分解的可能性。低速离心(<800rpm)高速离心(≥800rpm)低能粉碎(线速度≤10m·s-1)高能粉碎(线速度>10

m·s-1)23高离心力使物质颗粒剧烈挤压和剪切,机械应力显著,分解风险较高。2机械碰撞和摩擦产生有限动能和热能,可能引起物质分解。3高速气流或机械撞击赋予颗粒高动能,碰撞和摩擦产生大量热量,易导致热分解。最终风险值计算最终风险值计算需结合工艺类型对基础风险的放大效应。公式为:最终风险值RR=风险值R×工艺修正系数K(1)风险等级划分表6

风险等级划分最终风险值RR风险等级管控级别1-3可忽略1级4-12低风险2级13-24中风险3级25-36高风险4级>36极高风险5级注意:如果分解热、温度差、摩擦感度及撞击感度任一分级为对应最高级,最终风险值RR取≥25(若最终风险值RR计算结果<25,则最终风险值RR=25,

若最终风险值RR计算结果≥25,则最终风险值RR取计算结果),各等级风险的内涵如下:可忽略等级(1级):几乎无安全威胁或经济损失极低的风险。低风险等级(2级):可能引发轻微事故或有限经济损失,且风险可控的风险。中风险等级(3级):可能引发局部事故或中等经济损失,但可通过控制措施降低影响的风险。高风险等级(4级):可能导致严重安全事故(如爆炸、燃烧)或重大经济损失的风险。5T/CPEA

001—2026极高风险等级(5级):可能导致灾难性事故或极其严重的经济损失的风险。通常情况下,达到此级别风险,不建议进行项目实施。应根据物质所处风险等级采取合理的措施来控制和降低风险。风险控制的核心原则是优先采取本质安全化工艺设计,其次依靠工程控制,最后依靠管理和程序控制。建议采取循序渐进、与风险水平相匹配的控制策略。5

管控措施具体建议企业应根据最终风险等级以及各自生产系统的特点采取相关的管控措施。相关建议见表7、表8。储存建议表7

不同管控级别的储存建议5级 风险高,尽量不储存。注:如果涉及到物质运输,需参考联合国《关于危险货物运输的建议书》的相关规定执行。生产使用建议表8

不同管控级别生产使用建议管控级别生产使用建议1级2级3级4级5级常规的自动控制系统。在1级的基础上,对主要参数进行集中监控及自动调节的基础上,设置偏离正常值的报警和联锁装置。转移时应轻拿轻放,避免强烈撞击。在2级的基础上,基于风险评估结果设置相应的安全仪表系统。设置爆破片和安全阀等泄压设施。严格执行作业流程,如限定物质处理时间、控制单次投料量,尽量减少人员近距离操作,减少使用硬质工具直接撞击。应减少高速搅拌/高速离心/高能粉碎等可能会产生高能的活动。优先开展工艺优化或改变工艺方法降低风险。在3级的基础上,设置必要自动控制系统,报警联锁装置。禁止使用硬质工具直接撞击。转移时应轻拿轻放,避免撞击。应调整生产参数(如温度、压力、转速)远离临界值,降低机械应力。如果是中间态的物质,应避免单独拿出或避免形成绝热环境或形成固态。应禁止高速搅拌/高速离心/高能粉碎等可能会产生高能的活动。风险高,不建议进行进一步的操作。6

实施要求数据保存所有测试数据需长期保存,确保可追溯性。物质储存复核周期如果物质已经稳定性测试与评估,且储存条件符合规定,按照规定时间进行周期性复核。如果该物质无稳定性数据的,可参考如下周期进行安全数据复核,见表9。6管控级别储存建议1级通风阴凉存储,避免高温环境,避免与禁忌物质混放。2级3级4级在1级的基础上,采用温度检测设备(如红外测温仪)定期抽检物质状态,记录温度、湿度等关键参数。实施先进先出原则,缩短库存周期,避免传热受限、物质长期积压导致性质变化。在2级的基础上,定期开展热稳定性测试,建立物质分解动力学模型,量化风险阈值。在3级的基础上,限量储存。高风险物质库房应远离人员聚集区,使用隔爆门,减少单次储存量以限制潜在爆炸能量。T/CPEA001—20267表9

不同管控级别复核周期管控级别复核周期1级大于一年2级每年3级每半年4级每季度5级不建议储存变更相关条件变更,包括但不限于物质组成、工艺参数(如转速、温度)、存储方式、设备类型调整等,均需重新评估,防止引入新风险。T/CPEA

001—20267

附录相关资料(资料性附录)附录A

不稳定性基团表A.1

不稳定性基团8官能团结构式偶氮重氮叠氮叠氮卤、N-卤代化合物、N-卤代酰亚胺肼重氮盐硫化物及其衍生物重氮盐羧酸及其盐多氮类(如四唑、三唑)三嗪等氮氧化物硝基烷烃多硝基芳香化合物同碳多硝基化合物酰基或烷基硝酸酯

酰基或烷基亚硝酸酯

N-亚硝基化合物亚硝基化合物羟胺(硝基还原中间体)肟羟胺的盐T/CPEA001—20269表A.1

不稳定性基团(续)官能团结构式偶氮离子的硝基亚胺化合物酸式硝基化合物的盐炔烃化合物卤代炔烃化合物炔基金属盐

芳烃重氮酯共轭烯烃二芳基重氮氧化物

芳基重氮与芳基的硫化物二芳基重氮硫化物金属雷酸盐

氨基金属的盐

N-金属衍生物芳基金属卤化物氨基与过氧化铬的络合物1,2-环氧化合物四环内酰胺烷基过氧化氢、过氧酸过氧化物金属过氧化物、过氧化络合物磺酸酯(如甲磺酸酯、对甲苯磺酸酯等)卤酰基环丙二氮烯氟二硝基甲烷化合物N-硝基化合物二氟胺基化合物T/CPEA

001—2026附录B

测试条件DSC测试条件样品量:0.5~5mg,对于特性未知的样品,先用不超过1mg的样品,如果放热量不大,再增加测试量;升温速率:2~10K·min-1(推荐5K·min-1);样品来源:样品应有代表性;制样气氛:应根据生产过程的实际情况决定(空气、氮气、氩气等氛围);坩埚类型:封闭高压坩埚;测试氛围:氮气;气体吹扫速率:45~55

ml·min-1。ARC测试条件样品量:对于特性未知的样品,根据DSC测试结果,选择合适的样品量进行测试;样品来源:样品应有代表性;测试池类型:应根据化学品性质,选择高温高压条件下具有化学兼容性的测试池;制样气氛:应根据生产过程的实际情况决定(空气、氮气、氩气等氛围);检测限:一般为0.02

K·min-1。10T/CPEA001—202611附录C

氧平衡(OB%)计算假设物质分子式是CXHYOZ,该化合物与氧气的反应式如下:CXHYOZ

+(2X+

𝑌/2

-Z)O

=

XCO2

+

𝑌/2

H2O氧平衡值计算公式如下:OB%=−16/𝑀

×(2X+

𝑌/2

-Z)

×

100

=−1600/𝑀

×(2X+

𝑌/2

-Z)式中:(C.1)X——物质中碳原子数目;Y——物质中氢原子数目;

Z——物质中氧原子数目;

M——物质的摩尔质量,g/mol;

16——氧的摩尔质量,g/mol;(2X+𝑌/2

)——可燃元素碳、氢完全氧化所需要的氧原子数。例如:计算三硝基甲苯(TNT)的氧平衡值(OB%)三硝基甲苯结构、分子式、摩尔质量如下:OB%

=

-16/𝑀

×

(2X+

𝑌/2

-Z)×

100=-

1600/𝑀

×(2X+

𝑌/2

-Z)=

-

1600/227.13

×

(2×7+

5/2

-6)=

-74.0T/CPEA

001—2026附录D

Yoshida

经验方程12SS=log(QDSC)-

0.72

log(TDSC-25)–0.98(D.1)式中:SS——冲击敏感性(Shock

Sensitivity);QDSC——表示放热反应的能量,cal/g;TDSC——表示以DSC方法检测放热反应的外推起始温度,℃。如果根据该经验方程得出物质的冲击敏感性大于0,也应进行撞击感度与摩擦感度测试。注1:公式中的TDSC指热流曲线上升段最大斜率处的切线与基线的交点对应的温度。注2:Yoshida经验方程(也称为“Yoshida相关性”)是一种用于风险初步筛查和优先级排序的辅助量化工具,存在一定局限性。近年来,已有文献对此进行修正。企业可根据自身实际,自主决定采用原方程或修正方程。T/CPEA001—2026附录E

风险值案例案例1:2-碘酰基苯甲酸(IBX)干燥工序风险评估基础参数2-碘酰基苯甲酸(主要成分含量≥98%)的基础参数,见表E.1。表E.1

基础参数参数分解热QdJ.g-1安全温度裕度ΔTS℃撞击感度ISJ摩擦感度FSN测试值1358160a10≥360分值3131a干燥温度40℃,Td=200℃风险值R=3×1×3=9。工艺修正若采用带搅拌的单锥干燥器,低速搅拌(修正系数K=1.5),则最终风险值RR=9×1.5=13.5(3级中风险);因为撞击感度为3级最高风险,则应按照4级(高风险)措施来控制。E.1.3

管控措施应禁止高速搅拌/高速离心/高能粉碎等可能会产生高能的活动,建议尽可能不进行干燥或者采取烘箱等不带搅拌的固定式干燥器进行低温干燥。案例2:间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)蒸馏工序风险评估基础参数间氯过氧苯甲酸(主要成分含量≥85%)的基础参数,见表E.2。表E.2

基础参数参数

分解热Qd安全温度裕度ΔTS撞击感度IS摩擦感度FSJ·g-1℃JN测试值

170047a25≥360分值

3321a蒸馏温度40℃,Td=87℃。风险值R=3×3×2=18。工艺修正若采用反应釜进行搅拌真空蒸馏,取低速搅拌(修正系数K=1.5),则最终风险值RR=18×1.5=27(4级高风险)。E.2.3

管控措施13T/CPEA

001—2026应优先开展工艺优化或改变工艺方法降低风险,考虑到间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)不是目标产物,最终建议在进行蒸馏操作前采用化学方法对该物质进行去除氧化性处理。14T/CPEA001—202615参考文献ISPE.

(2019).

Containment

for

Potent

Compounds.CCPS,Guidelines

for

Safe

Storage

and

Handling

of

Reactive

Materials;

AICHE,

1995.NFPA

69.

(2024).

Standard

on

Explosion

Prevention

Systems.OSHA

Accident

Report,2020.NFPA

484(2022):

Standard

for

Combustible

Metals.ICH

Q3C

Guideline:

Impurities:

Guideline

for

Residual

Solvents.OSHA

1910.119:

Process

Safety

Management

of

Highly

Hazardous

Chemicals.IEC

61511:

Functional

safety

Safety

instrumented

systems

for

the

process

industry

sector,2016.ECHA

Risk

Assessment

Report,

2022.刘荣海,陈网桦,胡毅亭.安全原理与危险化学品测评技术.北京:化学工业出版社,2004.Yoshida,

T.;

Yoshizawa,

F.;

Itoh,

M.;

Matsunaga,

T.;

Watanabe,M.;

Tamura,

M.

Prediction

of

Fireand

Explosion

Hazards

of

Reactive

Chemicals.

I.

Estimation

of

Explosive

Properties

of

Self-ReactiveChemicals

from

SC-DSC

Data.

Kogyo

Kayaku

1987,

48,

311−316.程春生,秦福涛,魏振云.化工安全生产与反应风险评估.北京:化学工业出版社,2011.弗朗西斯.施特塞尔.化工工艺的热安全--风险评估与工艺设计(原著第二版).陈网桦,何旭斌,陈利平,肖秋平,郭子超.译.北京:科学出版社,2024.Jeffrey

B.

Sperry,

Christopher

J.

Minteer,

JingYa

Tao,

Rebecca

Johnson,

Remzi

Duzguner,MichaelHawksworth,

Samantha

Oke,

Paul

F.

Richardson,

Richard

Barnhart,

David

R.

Bill,Robert

A.

Giusto,

andJohnD.

Weaver

III

.Thermal

Stability

Assessment

of

Peptide

Coupling

Reagents

Commonly

Used

inPharmaceutical

Manufacturing;

Org.

Process

Res.

Dev.

2018,

22,1262−1275Bretherick’s

Handbook

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Reactive

Chemical

Hazards,

8thed.;Edited

by

P

G

Urben;Elsevier:Amsterdam,

2017丁延伟,郑康,钱义祥.热分析实验方案设计与曲线解析概论.北京:化学工业出版社,2020.陈网桦,陈利平,郭子超.化工过程热风险.北京:化学工业出版社,2020.1《医药行业热不稳定物料风险管控技术规范》团体标准编制说明一、工作简况(一)编制背景随着医药产业的快速发展,尤其是热不稳定物质应用的增多,企业在生产、使用、储存等非反应性单元操作中,面临由热不稳定物质引发的安全风险日益凸显。近年来,行业内外发生的一系列由热不稳定性物质(如过氧化物、叠氮化合物、亚硝基类化合物等)引发的火灾、爆炸事故,造成了严重的人员伤亡和财产损失,暴露出在现有国家标准和行业标准体系中,缺乏专门针对医药行业热不稳定物质在非反应工况下进行系统性风险评估与管控的技术规范。这一技术空白使得企业在实际操作中无章可循,难以对热不稳定物质进行精准识别和有效分级,已成为制约医药行业安全高质量发展的瓶颈问题。基于此浙江九洲药业股份有限公司等公司于2025

年自主发起并确立了《医药行业热不稳定物质风险管控技术规范》的制定任务。本项目旨在通过制定一部科学、实用、具有行业特色的团体标准,为医药行业提供从物质识别、测试评估、风险分级到管控措施的全链条技术指导,填补现有标准体系的空白,切实提升企业本质安全水平。(二)编制必要性与意义医药行业生产过程中涉及的热不稳定物质(如原料、辅料、产品、中间产物、催化剂和废弃物)在受热、摩擦或撞击条件下易发生分解、燃烧或爆炸,是重大安全事故的潜在诱因之一。近年来,国内外因热不稳定物质引发的安全事故频发,暴露出行业在非反应性单元操作(如蒸馏、干燥、粉碎、储存等)风险管控方面的缺失。2精细化工反应安全风险评估的成效:自《国家安全监管总局关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》(安监总管三〔2017〕1

号)发布,及GB/T

42300-2022《精细化工反应安全风险评估规范》

实施,企业对化学反应过程(如硝化、重氮化等)的风险管控显著加强,相关事故大幅减少。医药行业的管控盲区:医药行业大量操作属于非反应性单元(如蒸馏、干燥、粉碎、储存),但现有标准未覆盖此类场景。(三)本团标的技术创新与意义本标准任务为自选。本团标填补非反应性单元风险管控空白。国内外现有标准(如GB/T

42300-2022)聚焦反应工艺危险度评估,而本团标首次针对医

药行业非反应性操作,建立以热不稳定性物质为核心的风险评估框架。多参数耦合风险评估模型、热学与力学指标结合、通过模型预判,可避免类似悲剧重演。行业引领性与国际参考价值。目前尚无国际标准专门针对医药行业热不稳定物质的非反应性操作风险,本团标通过热-力耦合模型,为全球提供了"医药工艺本质安全"的中国方案。本团标构建了首个针对医药行业非反应性操作单元的风险评估体系。医药行业热不稳定物质事故的频发,暴露了非反应性单元风险管控的缺失。本团标通过整合热力学参数与机械感度数据,构建了首个针对医药行业非反应性操作单元的风险评估体系,弥补了GB/T42300-2022等标准的局限性,对遏制重大事故、提升行业本质安全水平具有里程碑意义。二、标准编制原则和主要内容(一)标准编制原则本标准遵循以下原则编制:3科学性与先进性原则:以热力学、燃烧与爆炸理论为基础,借鉴国内外化工过程安全的最新研究成果,确保评估方法的科学性和技术内容的先进性。实用性与可操作性原则:紧密结合医药行业生产实际,选取的评估参数(如分解热、起始分解温度)可测可控,流程清晰,分级明确,便于企业技术人员理解和应用。系统性与耦合性原则:创新性地将物质本身的热稳定性(分解热、分解温度)与对机械刺激的敏感性(摩擦感度、撞击感度)进行耦合评估,并引入工艺修正系数,构建了一个多维度、系统性的风险评价模型。预防性与分级管控原则:贯彻“安全第一,预防为主”的方针,通过对风险进行量化分级,引导企业针对不同风险等级采取与之相匹配的、逐级加强的管控措施,实现资源的优化配置和风险的有效遏制。(二)标准主要内容1

标准框架本标准内容涵盖了从术语定义、风险评估流程、风险值计算、等级划分到具体管控措施的全过程,结构完整,逻辑严密。特别需要说明的是,文中分解热的概念不仅仅是物质分解放热,也包含了聚合放热等其他类型的显著热量变化。2

核心内容说明1)热稳定性风险评估流程本标准确立了“初步判定→基础参数测定→追加测试→风险分级”的四步评估法。此流程设计旨在由简到繁,成本可控。首先通过化学结构快速筛查潜在风险物质,避免对所有物料进行昂贵测试。本标准在追加测试(4.3)中引入了氧平衡(OB%)作为判定依4据之一,其计算公式(附录C)基于物质完全燃烧生成CO₂和H₂O

的经典模型,主要考虑C、H、O

三种元素。这一选择基于以下考虑:适用性聚焦:医药行业绝大多数热不稳定物质为有机化合物,其分子主体由C、H、O构成。该模型已长期广泛应用于炸药、推进剂及化工领域的热风险评估,技术成熟、计算简便。保守性原则:对于含卤素、S、P

等元素的物质,其燃烧或分解

产物可能不同(如生成HCl、SO₂等),放热量及气态产物体积可能发生变化。在实际应用中,若物质含有这些元素,建议直接参考其分解热与起始分解温度进行判定,或通过实验测定其热稳定性与机械感度,不以氧平衡值为唯一依据。本标准在条款4.3.1

中已将分解热与起始分解温度作为核心判定依据,氧平衡仅作为一项辅助筛选工具。与国际接轨:当前联合国《关于危险货物运输的建议书》及多数国际风险评估指南中,氧平衡计算仍普遍采用C-H-O

模型。本标准保持一致,便于数据比对与国际化衔接。本文件附录D

中引用的Yoshida

经验方程为学术界与工业界长期

沿用的经典形式。编制工作组注意到,包括辉瑞在内的国际领先制药企业已基于其内部安全数据,开发了更为保守的修正公式或改进模型。同时,前沿研究也表明,结合氧平衡及分子结构信息可提升模型的预测性能。本文件未直接采用上述特定改进版本,主要基于以下考虑:普适性:经典方程公开、透明、计算简便,已成为行业进行初步风险沟通的共同语言,有利于本标准的广泛推广和实施。稳定性:经典方程经过了更长时间、更广泛物质种类的间接验证,作为标准文本的技术内容更为稳定。工具定位:本文件中该方程明确作为“辅助量化工具”和“初步筛5查”手段,其目的并非精确量化风险,而是高效识别出必须进行标准机械感度测试(第4.3.2及4.3.3条)的高优先级物质。在此定位下,一个保守的经典工具已能满足需求。鼓励具备条件的企业(如拥有充分物质历史安全数据、与跨国企业进行技术接轨或有内部研发能力),在参考本标准的同时,积极研究、验证或采用更先进的预测模型(如辉瑞修正公式、结合氧平衡的结构化模型等),作为内部风险管控的增强工具。这体现了本标准“开放性与灵活性”的原则,并有助于推动行业整体安全评估技术的进步。基础参数对风险进行初步量化;再根据特定判据决定是否需要进行更专业、成本更高的机械感度测试,从而在确保安全的前提下提高评估效率。2)分级标准的设定依据分级标准是量化的核心,其阈值设定主要参考国内外相关标准、文献数据及行业实践。表1

分解热分级等级Qd(J·g-1)分值RQ1Qd<40012400≤Qd

≤1200231200<Qd

<300034Qd

≥30004依据:主要引用GB/T

42300-2022。该标准将Qd

≥1200

J·g-1作为高能量的界限。本标准在此基础上进行了扩展和细化:Qd

<400J·g-1通常认为能量释放有限;400~1200

J·g-1具有明显放热性;

1200~3000

J·g-1则具有高能性,风险显著增加;≥3000

J·g-1已接近某些炸药的级别,故设为最高等级。6表2安全温度裕度分级等级ΔTS(℃)分值RT1ΔTS≥1001250<ΔTS

<1002325<ΔTS≤5034ΔTS≤254依据:ΔTS=Td-Tp

是防止热失控的关键工程参数。分级参考了过程安全中常见的温度裕度经验值。ΔTS

≥100℃:通常认为有足够的安全缓冲。

ΔTS

介于50-100℃:需加强监控。ΔTS

介于25-50℃:风险较高,需精确控制工艺温度。ΔTS≤25℃:裕度很小,极易因温度波动或传热受限引发事故,风险极高。说明:考虑到物质起始分解温度可能会受到pH值、杂质、金属离子等的影响而变化,建议根据实际生产过程中可能遇到的场景进行条件模拟,选择各条件下的最低起始分解温度作为Td。如果该物质储存和使用过程中存在传热受限或绝热环境,也可通过绝热量热测试(测试条件参考附录B)获取诱导期,并保证工艺过程中物质的暴露时间显著短于绝热诱导期。在实际的生产过程中,如干燥或蒸馏等存在传热受限风险过程中,若使用到的加热热源温度高于物质工艺温度(这是通常存在的),应测试物质可能达到的最高温度(通常进行绝热量热测试获得),应取加热热源温度和物质工艺温度的高值为TP,并以此设定合理的安全温度裕度。表3

物质撞击感度分级标准等级IS(J)分值RIS1IS≥1001220<IS<100232<IS≤203表4

物质摩擦感度分级标准等级FS(N)分值RFS1FS≥36012160<FS<36023

80<FS≤160

3依据:参考GB/T21566-2008、GB/T21567-2008等测试方法及联合国《关于危险货物运输的建议书》中对敏感物质的界定。例如,将撞击感度IS≤2J、摩擦感度FS≤80N的物质直接列为“太危险”,是因其对日常操作中的微小机械刺激都极为敏感,本质上不具备安全操作的条件。3)风险值R的公式来源与设计逻辑公式:风险值R=分解热分值RQ×安全温度裕度分值RT×max(撞击感度分值RIS、摩擦感度分值RFS)设计逻辑:该公式体现了风险耦合与放大效应。采用乘法而非加法:意味着任一参数风险等级的升高,都会对总风险产生成倍放大影响。例如,一个高分解热物质(RQ=4),即使温度裕度尚可(RT=1),其风险值也已达到4,这符合“高能量物质本身即构成重大风险源”的安全理念。取max(RIS、RFS):表示物质对撞击或摩擦这两种机械刺激,只要有一种高度敏感,就足以构成重大风险。评估时取其最高分值,是基于“最短板原则”,抓住了主要矛盾。78修正系数K的引入与设定公式:RR=R×K引入目的:将静态的物质风险与动态的工艺条件相结合。同一物质在不同操作单元中风险是不同的,修正系数K量化了不同工艺对风险的“放大”效应。设定依据:K值的大小取决于工艺过程中的机械能输入、剪切力、热量积累等因素。静态储存(K=1):无额外能量输入,风险不放大。机械传输、高速搅拌(K=2):引入了额外的摩擦力、剪切热和碰撞风险。均质处理、高速离心、高能粉碎(K=3):这些过程输入的能量最高,局部可能产生高温高压,极大增加了引发热分解的几率,因此赋予最高的修正系数。危险等级划分将风险值RR的范围划分为5个等级,是基于对风险矩阵的简化应用。RR介于1-3(可忽略/低风险):通常为低能量、高裕度、对机械不敏感的物质,常规管理即可。RR介于4-12(低风险/中风险):风险开始显现,需要程序控制和工程控制。RR介于13-24(中风险/高风险):风险较高,需要更严格的工程控制和主动防护措施。RR介于25-36(高风险):风险很高,必须采取本质安全优化或高级别的防护措施。RR>36(极高风险):风险极高,通常不建议进行工业化操作。特殊条款(任一分级为最高级则默认为4级):此为“一票否决”逻9辑。例如,即使RR计算值不高,但只要分解热达到4级(≥3000J·g-1),说明其蕴含的能量已极具破坏性,必须按照高管控级别(高风险)来对待,避免了因其他参数分值低而低估极端风险的可能。6)管控措施的对应关系管控措施与最终风险等级(RR)严格对应,体现了“分级管控、逐级加强”的原则。级:侧重于管理措施,如通风、避光、避免混放。级:在1级基础上,增加定期检查与监测,如温度检测、先进先出。级:在2级基础上,强调工程控制,如设置安全仪表系统、泄压设施,并开始限制高能操作。级:在3级基础上,强制要求工艺优化以降低风险,并禁止高能操作。措施指向本质安全和隔离,如限量储存、远离人员区、使用隔爆设施。这种设计确保了安全投入的精准性,使企业能将有限资源集中于风险最高的环节,实现安全与效率的平衡。三、主要试验(或验证)情况分析工作组选取了医药行业中已知的多个典型热不稳定物质,依据本规范规定的流程进行了验证。(一)验证案例一:2-碘酰基苯甲酸(IBX)干燥工序试验/验证过程:收集了IBX的实测数据(Qd=1358

J·g-1,Td=200℃,FS≥360N,IS=10J),干燥工艺温度Tp=40℃。按照本规范流程进行计算。结果与分析:风险值R=3(Qd

)×1(ΔTS)×max(3,1)(撞击感度)=9(对应2级,低风险)。引入低速搅拌工艺修正(K=1.5),10最终风险值RR=9×1.5=13.5(对应3级,中风险)。但由于其中撞击感度分值已达最高级(3级),根据规范中的“特殊条款”,最终风险管控级别应判定为4级(高风险)。3.验证结论:此验证结果与现实案例较为吻合,证明了本规范中“一票否决”条款的必要性和前瞻性。模型准确识别出该物质在特定操作下的极高风险,若企业提前应用本规范,应能采取4级管控措施(如改用非搅拌式干燥、禁止此操作等),从而避免事故。(二)验证案例二:间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)蒸馏工序1.试验/验证过程:采用其典型数据(Qd

=1700

J·g-1,

Td=87

℃,FS≥360

N,

IS=25

J),蒸馏温度

Tp=40℃。2.结果与分析:风险值R=3(Qd)×3(ΔTS)×max(2,1)(撞击感度)=18(对应3级,中风险)。引入低速搅拌蒸馏修正(K=1.5),最终风险值RR=18×1.5=27(对应4级,高风险)。3.验证结论:模型准确反映出该过氧化物在蒸馏过程中的高风险。规范建议的管控措施“优先开展工艺优化(如去除氧化性)”为该类高风险物质的操作提供了明确的安全导向,验证了管控措施的有效性。四、标准中的知识产权说明标准中未涉及专利五、产业化情况无六、采用国际标准和国外先进标准情况(一)本标准主要参考国际和国外标准及技术文件1.联合国《关于危险货物运输的建议书规章范本》及《试验和标准手册》参考情况:本标准在摩擦感度和撞击感度的测试方法(参照GB/T1121566-2008,GB/T

21567-2008,这些国家标准等效采用了联合国的相关测试方法)以及分级阈值的设定上,充分借鉴了该国际规章中对爆炸品和敏感危险物质的分类、包装和运输要求,确保了在机械感度评估方面与国际要求的一致性。国际标准化组织(ISO)标准ISO80079-20-3《爆炸性环境第20-3部分:材料特性可燃性粉尘的试验方法》:参考了其对粉尘热稳定性和点火敏感性的评估思路,为本标准中涉及粉体物料的评估提供了背景支持。美国材料与试验协会(ASTM)标准ASTME537《差示扫描量热法测定化学品热稳定性的标准试验方法》ASTM

E1981《用加速量热法评估材料热稳定性的标准指南》参考情况:本标准在附录B(测试条件)中关于差示扫描量热法(DSC)和绝热加速量热法(ARC)的测试参数设置(如样品量、升温速率、气氛等),参考并融合了上述ASTM标准中的推荐做法,确保了热分析数据的国际可比性和可靠性。 美国国家标准协会/美国消防协会(NFPA)标准

NFPA

30《易燃和可燃液体标准》NFPA

484《可燃金属标准》

NFPA

69《抑爆系统标准》参考情况:在制定储存要求和工程控制措施(如泄压、隔爆)时,参考了NFPA标准中关于危险物质储存、防火防爆的先进理念和具体技术要求,提升了本标准在安全设施配置方面的先进性和实用性。欧洲化学品管理局(ECHA)指南参考情况:借鉴了ECHA对于化学品物理危险性评估和分类的逻辑,特别是在识别不稳定物质和评估其反应危险性方面的系统化方法。(二)采用原则与方式本标准对国际标准和国外先进标准的采用,遵循了“实质采用,非等同引用”的原则,具体方式如下:整合与转化:并非直接翻译或等同采用某个单一国际标准,而是将多个国际标准和国外先进技术文件中普适、先进的安全理念、测试方法和评估逻辑进行消化、吸收和整合,并将其转化为适合中国医药行业特点和管理需求的具体条款。补充与细化:针对国际标准中未专门针对“医药行业非反应单元操作”的空白,本标准以国际通用的热稳定性数据与机械感度测试数据为基础,创建了专门的风险评估模型和分级管控体系,是对国际标准体系在特定领域的有效补充和细化。协调与提升:在测试方法上,确保与ASTM、ISO等通用方法协调,保证数据基础的科学性;在安全要求上,对标NFPA等标准中的

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