H.E.L過程安全和危害評估-從研發(fā)到規(guī)?；a(chǎn)
H.E.L 過程安全和危害評估
從研發(fā)到規(guī)?；a(chǎn)
過程安全在化學和制藥工業(yè)中的重要性怎么強調(diào)都不為過。即使是相對較小的事故,，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,、以及事故報告的監(jiān)管備案,，導致的經(jīng)濟損失也會增加。對于嚴重的事故,，這些經(jīng)濟損失高達數(shù)百萬美元，而在最悲慘的事故中,，人員的傷亡增加了公司士氣和聲譽的額外損失,，這遠遠超出了財務損失。
H.E.L 致力于通過早期識別和充分分析化學過程中的熱危害風險來減少事故,。從制藥行業(yè)到精細化工生產(chǎn)領(lǐng)域,，一個產(chǎn)品的投產(chǎn)需要經(jīng)歷實驗室小試到工藝放大的生產(chǎn)過程。所涉及到風險的核心是:隨著反應規(guī)模的變化導致的熱散失行為的變化:
? 很多反應是放熱反應,，在進行反應放大時需要進行冷卻來確保操作安全
? 在一定的操作條件下,，反應中的反應組分變得不穩(wěn)定，導致額外的熱危害
早期熱風險的識別
早期識別熱風險是確保永遠不會發(fā)生可能導致事故的反應的關(guān)鍵,。一些高放熱的合成反應,，如硝化、聚合或涉及有機金屬試劑的反應,，是熱危害分析的重點目標,。其他反應可能有與過程相關(guān)的風險，特別是在早期研發(fā)階段,，處理不熟悉的化學物質(zhì)或工藝時,，盡早檢測潛在的熱風險至關(guān)重要。
H.E.L 自動化合成系統(tǒng),，如 Simular 可提供詳細和準確的信息,，幫助在化學品開發(fā)的早期階段識別潛在的危害?？赏ㄟ^反應途徑和不穩(wěn)定中間體的表征,，識別這些中間體在不希望的熱積累的情況下可能會出現(xiàn)嚴重的分解風險，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
詳細的工藝安全調(diào)查是必要的,，用以評估關(guān)鍵放熱過程的熱風險。因此，需要解決以下關(guān)鍵問題:
?實驗室或工廠反應釜是否能夠在正常操作條件下控制過程?
?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)在風險和經(jīng)濟效益之間的平衡?
1987 年成立以來,，H.E.L 一直從事反應風險相關(guān)的研究,，應用的量熱方法包括：
? 等溫量熱：熱流法
功率補償法
? 非等溫量熱法：回流量熱法
斜率升溫量熱
可在模擬工廠的工藝條件下精確測量熱分布和所需反應的焓。反應過程的監(jiān)測,，可通過 Process Analytics Technology（PAT）進行實時監(jiān)控,，如濁度Turbidity、紅外 FTIR,、拉曼 Raman,、激光粒度儀等。
通過實時識別反應過程為工藝安全提供進一步的保障,，包括測量反應的開始和完成,，不良或危險副產(chǎn)物的形成，以及可能增加熱失控風險的試劑和中間體的積累,。
全面和準確的熱危害評估提供了對所需反應所涉及的能量的理解,，并能夠有效地重新設(shè)計工藝條件，以消除經(jīng)歷不受控制的失控反應的固有風險,。
安全工作條件的保證
理解整個過程的復雜性需要使用正確的工具組合,。為了評估與之相關(guān)的熱風險，對數(shù)據(jù)做出正確的解釋至關(guān)重要,。
H.E.L 全自動化學反應量熱系統(tǒng)采用 WinISO 及 IQ 軟件：
? 可在準確的測量間歇或半間歇反應過程中的反應熱 W,，放熱速率 Qr 和反應焓△Hr；
? 反應動力學類型（動力學控制型或者熱力學控制型）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)包含批處理時間,，產(chǎn)率，批處理及循環(huán)時間等,；
? 充分了解整個反應的放熱過程,，為工程設(shè)計、化工工藝安全評估以及化工工藝的安全放大提供必要的熱力學參數(shù),，保證放熱和移熱間的平衡,，避免反應物或能量累積，確保安全有效地設(shè)計和放大工藝過程,。
通過使用旨在確保安全操作的全自動反應釜,，在整個實驗階段充分考慮實驗及人員的安全，從實驗室到制造的安全工作條件得到了加強,。此外,，過程分析工具(PAT)的使用提供了現(xiàn)場和實時的關(guān)鍵信息,，消除了在危險反應期間與采樣相關(guān)的風險。通過這些措施從而確保安全的工作條件,。
過程安全可以節(jié)約成本和避免人員傷亡
熱風險的早期識別 我們無法預測事故或其結(jié)果,，但我們可以降低事故發(fā)生的可能性:
? 必須全面了解整個過程的復雜性
安全工藝的設(shè)計 平衡風險、危害和操作效率是一項技能:
? 技能和知識的轉(zhuǎn)移對安全操作至關(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:
? 流程安全對業(yè)務可持續(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)的格氏試劑市場在 2022 年估計為 43.5 億美元（復合年增長率為4.2%,，2016-2026）*
? 格氏試劑合成的危害包括：
--高的放熱反應
--誘導期長** (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)上界定和管理風險
研究目的：
? 研究使用 Simular 反應量熱儀來確定可接受的風險和產(chǎn)量的進料速率。
了解工藝過程—熱動力學
了解化學過程的熱力學是每項風險評估的關(guān)鍵目標之一,。潛在的危險與反應的能量和試劑的積累直接相關(guān),。
通過反應量熱法提供數(shù)據(jù)，了解工藝在等溫或非等溫條件下的熱力學和動力學,，以便安全地進行大規(guī)模生產(chǎn),。
--構(gòu)建基于濃度的反應動力學模型；
--模擬均勻體系下的間歇,，半間歇,，連續(xù)反應；
--獲得控制變量的影響,，計算熱爆炸臨界條件；
--絕熱條件下最高反應溫度 MTSR
--內(nèi)置物質(zhì)性數(shù)據(jù)庫或者連接到 MIXTURE 數(shù)據(jù)庫模塊
高效化學合成研究
Simualr 專為化學開發(fā)而設(shè)計,，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
? 自動加液高壓泵
? 氣體加樣 MFC 控制
? 集成的反饋天平
? 多功能升級組件
? 濁度
? FTIR
? Raman
? BlazeMetrics
監(jiān)測化學反應
Dual Simular：
? 兼容常壓與高壓反應釜，滿足不同反應體系的需求
? 兼具等溫量熱法：熱流法和功率補償法
? 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 校準加熱器，用于功率補償法量熱
綜合安全信息：
將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息,，快速了解風險,，第一時間獲得安全的工藝流程。它是評估工業(yè)規(guī)?；瘜W反應熱風險的關(guān)鍵工具,，適用于新手和高級用戶。
獲取,、理解和報告信息
Dual Simular 結(jié)合了精確和準確的反應控制,，PAT 實時在線對反應過程監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)分析可得精準的測試結(jié)果,。
在反應放大中識別和降低風險源是非常必要的,，H.E.L 公司能夠提供一套安全放大評估工具幫助您實現(xiàn)這一點。
H.E.L致力于工藝篩選優(yōu)化,、反應量熱和絕熱加速量熱
在反應過程安全和反應放大中的解決方案
過程安全與反應風險｜電池絕熱量熱儀
化學合成與高壓催化｜生物反應器系統(tǒng)
H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年,，總部設(shè)在倫敦,，在中國、美國,、德國,、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(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理,、樣品制備及分析,、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平,。
主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機租賃業(yè)務/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)/冰點滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀,、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣,，超高純氫氣氣體發(fā)生器，液氮發(fā)生器/Cytiva生命科學設(shè)備/LabOS實驗室運營系統(tǒng)/MassWorks準確質(zhì)量數(shù)測定及分子式識別系統(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)量回顧性報告系統(tǒng)（QRS)/英國赫伊爾生物反應器,，電池絕熱量熱,、催化劑合成。
關(guān)于綠綿科技
北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務價值為宗旨,，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理,、樣品制備及分析、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案,，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平,。主要代理產(chǎn)品聯(lián)系電話：010-82676061/2/3/4/5/6/7/8
E-mail：[email protected]。
