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H.E.L 過(guò)程安全和危害評(píng)估 

從研發(fā)到規(guī)?；a(chǎn) 

過(guò)程安全在化學(xué)和制藥工業(yè)中的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。即使是相對(duì)較小的事故，由于生產(chǎn)損失和產(chǎn)量的降低、損壞設(shè)備的維修和更換、人員傷害、以及事故報(bào)告的監(jiān)管備案，導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失也會(huì)增加。對(duì)于嚴(yán)重的事故，這些經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元，而在最悲慘的事故中，人員的傷亡增加了公司士氣和聲譽(yù)的額外損失，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了財(cái)務(wù)損失。 

H.E.L 致力于通過(guò)早期識(shí)別和充分分析化學(xué)過(guò)程中的熱危害風(fēng)險(xiǎn)來(lái)減少事故。從制藥行業(yè)到精細(xì)化工生產(chǎn)領(lǐng)域，一個(gè)產(chǎn)品的投產(chǎn)需要經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)室小試到工藝放大的生產(chǎn)過(guò)程。所涉及到風(fēng)險(xiǎn)的核心是:隨著反應(yīng)規(guī)模的變化導(dǎo)致的熱散失行為的變化: 

? 很多反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在進(jìn)行反應(yīng)放大時(shí)需要進(jìn)行冷卻來(lái)確保操作安全 

? 在一定的操作條件下，反應(yīng)中的反應(yīng)組分變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致額外的熱危害  

早期熱風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別 

早期識(shí)別熱風(fēng)險(xiǎn)是確保永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生可能導(dǎo)致事故的反應(yīng)的關(guān)鍵。一些高放熱的合成反應(yīng)，如硝化、聚合或涉及有機(jī)金屬試劑的反應(yīng)，是熱危害分析的重點(diǎn)目標(biāo)。其他反應(yīng)可能有與過(guò)程相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在早期研發(fā)階段，處理不熟悉的化學(xué)物質(zhì)或工藝時(shí)，盡早檢測(cè)潛在的熱風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。 

H.E.L 自動(dòng)化合成系統(tǒng)，如 Simular 可提供詳細(xì)和準(zhǔn)確的信息，幫助在化學(xué)品開(kāi)發(fā)的早期階段識(shí)別潛在的危害?？赏ㄟ^(guò)反應(yīng)途徑和不穩(wěn)定中間體的表征，識(shí)別這些中間體在不希望的熱積累的情況下可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的分解風(fēng)險(xiǎn)，盡早了解這些流程限制有助于更好地做出決策。

安全工藝的設(shè)計(jì) 

詳細(xì)的工藝安全調(diào)查是必要的，用以評(píng)估關(guān)鍵放熱過(guò)程的熱風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要解決以下關(guān)鍵問(wèn)題: 

?實(shí)驗(yàn)室或工廠(chǎng)反應(yīng)釜是否能夠在正常操作條件下控制過(guò)程? 

?與異常操作條件相關(guān)的后果是什么? 

?是否有不穩(wěn)定的中間體可能積聚? 

?如何優(yōu)化流程的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)效益之間的平衡? 

1987 年成立以來(lái)，H.E.L 一直從事反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的研究，應(yīng)用的量熱方法包括： 

? 等溫量熱：熱流法 

                 功率補(bǔ)償法 

? 非等溫量熱法：回流量熱法 

                       斜率升溫量熱

可在模擬工廠(chǎng)的工藝條件下精確測(cè)量熱分布和所需反應(yīng)的焓。反應(yīng)過(guò)程的監(jiān)測(cè)，可通過(guò) Process Analytics Technology（PAT）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如濁度Turbidity、紅外 FTIR、拉曼 Raman、激光粒度儀等。 

通過(guò)實(shí)時(shí)識(shí)別反應(yīng)過(guò)程為工藝安全提供進(jìn)一步的保障，包括測(cè)量反應(yīng)的開(kāi)始和完成，不良或危險(xiǎn)副產(chǎn)物的形成，以及可能增加熱失控風(fēng)險(xiǎn)的試劑和中間體的積累。 

全面和準(zhǔn)確的熱危害評(píng)估提供了對(duì)所需反應(yīng)所涉及的能量的理解，并能夠有效地重新設(shè)計(jì)工藝條件，以消除經(jīng)歷不受控制的失控反應(yīng)的固有風(fēng)險(xiǎn)。

安全工作條件的保證

理解整個(gè)過(guò)程的復(fù)雜性需要使用正確的工具組合。為了評(píng)估與之相關(guān)的熱風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)做出正確的解釋至關(guān)重要。

H.E.L 全自動(dòng)化學(xué)反應(yīng)量熱系統(tǒng)采用 WinISO 及 IQ 軟件： 

? 可在準(zhǔn)確的測(cè)量間歇或半間歇反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱 W，放熱速率 Qr 和反應(yīng)焓△Hr； 

? 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)類(lèi)型（動(dòng)力學(xué)控制型或者熱力學(xué)控制型）給出絕熱溫升△Tad 、MTSR、熱累積，比熱 Cp 和熱傳遞系數(shù) UA 等重要參數(shù)等； 

? 及工藝優(yōu)化數(shù)據(jù)包含批處理時(shí)間，產(chǎn)率，批處理及循環(huán)時(shí)間等； 

? 充分了解整個(gè)反應(yīng)的放熱過(guò)程，為工程設(shè)計(jì)、化工工藝安全評(píng)估以及化工工藝的安全放大提供必要的熱力學(xué)參數(shù)，保證放熱和移熱間的平衡，避免反應(yīng)物或能量累積，確保安全有效地設(shè)計(jì)和放大工藝過(guò)程。

通過(guò)使用旨在確保安全操作的全自動(dòng)反應(yīng)釜，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段充分考慮實(shí)驗(yàn)及人員的安全，從實(shí)驗(yàn)室到制造的安全工作條件得到了加強(qiáng)。此外，過(guò)程分析工具(PAT)的使用提供了現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)時(shí)的關(guān)鍵信息，消除了在危險(xiǎn)反應(yīng)期間與采樣相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)這些措施從而確保安全的工作條件。 

過(guò)程安全可以節(jié)約成本和避免人員傷亡 

熱風(fēng)險(xiǎn)的早期識(shí)別 我們無(wú)法預(yù)測(cè)事故或其結(jié)果，但我們可以降低事故發(fā)生的可能性: 

? 必須全面了解整個(gè)過(guò)程的復(fù)雜性 

安全工藝的設(shè)計(jì) 平衡風(fēng)險(xiǎn)、危害和操作效率是一項(xiàng)技能: 

? 技能和知識(shí)的轉(zhuǎn)移對(duì)安全操作至關(guān)重要 

安全工作條件的保證 重大事故可能引起政府層面的關(guān)注和采取行動(dòng): 

? 流程安全對(duì)業(yè)務(wù)可持續(xù)性至關(guān)重要 

案例 

格試劑的合成 

? 歐洲和北美自由貿(mào)易協(xié)定區(qū)的格氏試劑市場(chǎng)在 2022 年估計(jì)為 43.5 億美元（復(fù)合年增長(zhǎng)率為4.2%，2016-2026）* 

? 格氏試劑合成的危害包括： 

--高的放熱反應(yīng) 

--誘導(dǎo)期長(zhǎng)** (隨后熱釋放，熱失控) 

--合成所需的溶劑是易燃易爆的 

? 商業(yè)規(guī)模的合成需要在保持可行的產(chǎn)量基礎(chǔ)上界定和管理風(fēng)險(xiǎn) 

研究目的： 

? 研究使用 Simular 反應(yīng)量熱儀來(lái)確定可接受的風(fēng)險(xiǎn)和產(chǎn)量的進(jìn)料速率。 

了解工藝過(guò)程—熱動(dòng)力學(xué) 

了解化學(xué)過(guò)程的熱力學(xué)是每項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵目標(biāo)之一。潛在的危險(xiǎn)與反應(yīng)的能量和試劑的積累直接相關(guān)。 

通過(guò)反應(yīng)量熱法提供數(shù)據(jù)，了解工藝在等溫或非等溫條件下的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，以便安全地進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。 

--構(gòu)建基于濃度的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型； 

--模擬均勻體系下的間歇，半間歇，連續(xù)反應(yīng)； 

--獲得控制變量的影響，計(jì)算熱爆炸臨界條件； 

--絕熱條件下最高反應(yīng)溫度 MTSR 

--內(nèi)置物質(zhì)性數(shù)據(jù)庫(kù)或者連接到 MIXTURE 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊 

高效化學(xué)合成研究 

Simualr 專(zhuān)為化學(xué)開(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)，將易用性和靈活性與精度、再現(xiàn)性和信息獲取相結(jié)合： 

? 模塊化的配置 

? 材質(zhì)：不銹鋼或哈式合金可選 

? 自動(dòng)加液高壓泵 

? 氣體加樣 MFC 控制 

? 集成的反饋天平 

? 多功能升級(jí)組件 

? 濁度 

? FTIR 

? Raman 

? BlazeMetrics 

監(jiān)測(cè)化學(xué)反應(yīng) 

Dual Simular： 

? 兼容常壓與高壓反應(yīng)釜，滿(mǎn)足不同反應(yīng)體系的需求 

? 兼具等溫量熱法：熱流法和功率補(bǔ)償法 

? 兼具非等溫量熱法：回流量熱法和斜率升溫量熱法 

? 材質(zhì)：玻璃、不銹鋼、哈式合金 

? 150W 校準(zhǔn)加熱器，用于功率補(bǔ)償法量熱

綜合安全信息： 

將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息，快速了解風(fēng)險(xiǎn)，第一時(shí)間獲得安全的工藝流程。它是評(píng)估工業(yè)規(guī)?；瘜W(xué)反應(yīng)熱風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵工具，適用于新手和高級(jí)用戶(hù)。

獲取、理解和報(bào)告信息 

Dual Simular 結(jié)合了精確和準(zhǔn)確的反應(yīng)控制，PAT 實(shí)時(shí)在線(xiàn)對(duì)反應(yīng)過(guò)程監(jiān)控，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可得精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果。

在反應(yīng)放大中識(shí)別和降低風(fēng)險(xiǎn)源是非常必要的，H.E.L 公司能夠提供一套安全放大評(píng)估工具幫助您實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。 

H.E.L致力于工藝篩選優(yōu)化、反應(yīng)量熱和絕熱加速量熱

在反應(yīng)過(guò)程安全和反應(yīng)放大中的解決方案

過(guò)程安全與反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)｜電池絕熱量熱儀

化學(xué)合成與高壓催化｜生物反應(yīng)器系統(tǒng)

　　H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年，總部設(shè)在倫敦，在中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于2020年在北京設(shè)立。

　　關(guān)于綠綿科技

　　2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶(hù)服務(wù)價(jià)值為宗旨，以專(zhuān)業(yè)精神和技能為廣大實(shí)驗(yàn)室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶(hù)提高分析檢測(cè)的效率和水平。

　　主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機(jī)租賃業(yè)務(wù)/LUMTECH循環(huán)制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/Knauer研發(fā)，中試和生產(chǎn)脂質(zhì)納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統(tǒng)/冰點(diǎn)滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀、在線(xiàn)SPE液相色譜儀/法國(guó)F-DGSi氮?dú)?，超高純氫氣氣體發(fā)生器，液氮發(fā)生器/Cytiva生命科學(xué)設(shè)備/LabOS實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)/MassWorks準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)測(cè)定及分子式識(shí)別系統(tǒng)/MsMetrix氣質(zhì)香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農(nóng)殘凈化柱/制藥企業(yè)質(zhì)量回顧性報(bào)告系統(tǒng)（QRS)/英國(guó)赫伊爾生物反應(yīng)器，電池絕熱量熱、催化劑合成。