1、收 稿 日 期 ： 2012-03-08作 者 简 介 ： 殷 鉴 强（1960），男，高 级 工 程 师，主 要 从 事 化 学 工程 设 计 和 研 究 工 作。Tel ： 18706298866 E-mail：氢化单元反应生产场所安全设计要点殷鉴强（江苏领航干细胞再生医学工程有限公司，江苏南通 226009）氢 化 反 应 是 一 种 常 用 的 化 学 单 元 反 应 ， 许 多 药 品 和 化 工 产 品 的 生 产 工 艺 过 程 中 都 会 应 用 到 这 一 反 应 。 由 于 使 用的 原 料 为 氢 气 ， 故 这 一 反 应 过 程 具 有 一 定 的 危 险 性 存 在
2、 。 但 只 要 我 们 安 全 预 防 措 施 规 范 到 位 了 ， 完 全 可 以 控 制 在 安全 生 产 范 围 之 内 的 。 文 章 全 方 位 地 阐 述 了 氢 化 反 应 生 产 场 所 安 全 措 施 要 点 。工 艺 设 计 ； 氢 化 反 应 ； 安 全 措 施中 图 分 类 号 ： TU731.6 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： 1008-455X(2012) 04-0013-02Highlights of Safety Design for Hydrogenation Process FacilityYin Jianqiang（ Jiangsu L
3、ing Hang Stem Cell Regeneration Pharmaceutical Engineering Co., Ltd Nantong, 226009）Abstract: Hydrogenation reaction in one of commonly used chemical unit reactions, and in many pharmaceutical and chemical productions it will be used. Because the raw material applied is hydrogen, there exists risk i
4、n this reaction. However, the risk can be controlled within safety extent only if protection measures are applied. In this article, the highlights in protection measures for hydrogenation reaction were described.Keywords: process design, hydrogenation reaction, safety measure关键词摘要在 医 药 化 工 产 品 生 产 过
5、 程 中，氢 化 反 应 是 经 常被 用 到 的 一 种 化 学 单 元 反 应。根 据 反 应 条 件 要 求，可 分 为 常 压 氢 化 反 应、低 压 氢 化 反 应 和 中 高 压 氢化 反 应。正 如 大 家 知 道 的，氢 气 是 一 种 目 前 世 界 上已 发 现 的 最 轻 的 气 体 物 质，它 在 常 温 下 无 色 无 味 无毒，易 燃 烧。当 空 气 中 所 含 氢 气 的 体 积 占 混 合 体 积的 4.0%74.2% 时，就 能 形 成 爆 炸 性 混 合 物。遇 热或 明 火 即 会 发 生 爆 炸。从 数 据 上 看，爆 炸 极 限 极 宽。它 的 易 燃
6、 性 级 别 为 4，易 爆 性 级 别 为 1。由 于 它 本 身的 这 些 物 理 特 性，在 进 行 氢 化 反 应 操 作 时，安 全 性因 素 考 虑 就 显 的 极 为 重 要。以 下 我 将 总 结 实 践 中 的一 些 经 验 就 氢 化 单 元 反 应 场 所 及 设 施 设 计 时 应 考 虑采 取 的 安 全 措 施 作 一 概 述。1 生 产 场 所氢 化 单 元 反 应 的 场 所 应 按 甲 类 建 筑 要 求 设 计1。结 构 设 计 上 要 求：（1）操 作 室 与 反 应 釜 要 用 防 爆 墙 隔 离 开，通 过 在隔 墙 上 设 置 防 爆 玻 璃 观 察
7、 窗 来 观 察 反 应 釜 运 行 情 况。（2）反 应 釜 车 间 屋 顶 面 应 有 一 定 的 倾 斜 度，在靠 近 倾 斜 屋 面 的 高 端 处 的 侧 立 面 墙 上 布 置 侧 排 风 百叶 窗 和 排 风 扇，以 利 于 泄 漏 的 少 量 氢 气 能 随 时 自 然排 出，而 不 至 于 积 聚 在 屋 顶 下 与 空 气 形 成 爆 炸 混 合物。（3）地 面 水 泥 面 上 应 再 做 一 层 不 发 火 地 坪，防止 铁 器 掉 落 地 面 时 产 生 火 花 而 引 起 事 故。（4）屋 顶 应 为 轻 质 材 料，以 便 万 一 事 故 发 生 时可 以 瞬 间
8、泄 压。（5）所 有 电 器 按 甲 类 厂 房 要 求 设 计2。2 工 艺 操 作 系 统 应 配 套 自 动 控 制 系 统（1）氢 化 反 应 釜 加 热 介 质（如：蒸 汽、导 热 油医 药 工 程 设 计2012年 第 33卷 第 4期 8月 20日 出 版Pharmaceutical & Engineering Design 2012， 33(4)工厂设计等）和 氢 气 进 气 的 管 道 上 应 安 装 气 动 型 自 动 控 制 阀。根 据 工 艺 条 件 设 定 的 温 度、压 力 和 通 气 量 来 控 制 阀门 的 开 启、关 闭。（2）氢 化 反 应 釜 内 应 安
9、装 温 度、压 力 传 感 器。一 旦 反 应 发 生 异 常，如：反 应 釜 内 的 温 度、压 力 超过 了 设 定 值 的 上 限，温 度、压 力 传 感 器 将 信 号 反 馈给 自 动 控 制 系 统，系 统 可 即 时 关 闭 加 热 介 质 的 气 动阀 门，停 止 加 热，同 时 打 开 冷 却 介 质 的 气 动 阀 门，进 行 冷 却，控 制 住 反 应 釜 内 的 温 度 和 压 力。在 以 上动 作 的 同 时，氢 气 通 气 阀 门 自 动 关 闭，暂 停 通 气，（3）反 应 发 生 异 常，温 度、压 力 超 过 设 定 值 时，传 感 器 同 时 将 信 号 传
10、 至 报 警 器，引 发 声 光 报 警。（4）管 道 介 质 控 制、氢 气 通 气 控 制、自 控 系 统控 制、声 光 报 警 等 都 应 集 中 在 操 作 室 内。3 车 间 空 间 环 境 及 设 备 安 全 预 防 措 施3（1）在 车 间 内 安 装 氢 气 浓 度 报 警 器，与 控 制 系统 配 合，一 旦 检 测 到 氢 气 浓 度 超 标，启 动 声 光 报 警，同 时，自 动 打 开 强 制 排 风 系 统，稀 释 室 内 氢 气 浓 度，使 之 降 至 安 全 浓 度 之 内。（2）操 作 钢 平 台 上 应 铺 设 胶 垫 或 涂 上 防 静 电 涂层，杜 绝 火
11、 花 的 产 生。（3）氢 化 反 应 釜 上 应 安 装 压 力 安 全 阀，以 便 釜内 氢 化 过 压 时 可 以 立 即 泄 压。（4）氢 化 反 应 釜 上 应 安 装 防 爆 膜，当 釜 内 压 力骤 升 时，可 以 优 先 爆 破 泄 压，同 时，应 安 装 事 故 罐与 之 配 套，事 故 罐 的 容 积 不 小 于 氢 化 反 应 釜 的 容 积，当 防 爆 膜 破 裂，釜 内 的 气、液 混 合 体 有 可 能 瞬 间 喷出 时，可 由 连 接 防 爆 膜 的 管 道 连 接 到 事 故 罐 中，不造 成 二 次 危 险 源。通 过 以 上 这 些 安 全 方 面 措 施
12、的 实 施，可 以 大 大减 少 事 故 发 生 的 条 件，及 时、正 确、合 理 地 处 置 异常 情 况，最 大 可 能 地 保 证 人 身 和 财 产 安 全，使 我 们的 生 产 处 于 一 种 安 全 可 控 的 环 境 之 中。我 希 望 此 文能 给 新 设 计 氢 化 车 间 提 供 一 些 安 全 措 施 的 考 虑 元 素，也 可 以 给 老 的 氢 化 车 间 安 全 措 施 考 量 提 供 一 些 参 考。参 考 文 献 ：1 GB50016-2010.建 筑 设 计 防 火 规 范S.2 GB50058-92.爆 炸 和 火 灾 危 险 环 境 电 力 装 置 设
13、计 规 范S. 3 王 涛，冯 利 平 . 制 药 企 业 反 应 釜 操 作 过 程 的 安 全 评 价 模 型 分 析 J. 黑 龙 江 科 技 信 息，2010,17(5):58-60.消息与 老 式 离 心 机 说 再 见在 美 国 很 多 化 学 工 业 工 程 采 用 的 离 心 机 起 源 于 1950 年代 到 1980 年 代 。 所 以 ， 现 在 一 般 已 经 过 时 了 。 在 全 球 经 济中 起 的 作 用 越 来 越 弱 。 同 时 在 这 个 时 期 ， 法 规 和 环 境 要 求 越来 越 严 格 ， 很 多 符 合 新 的 需 求 的 新 的 设 备 不
14、断 的 产 生 ， 到 21世 纪 ， 一 些 新 的 利 用 这 些 过 时 设 备 的 新 设 备 产 生 了 。 新 设 备的 特 点 是 提 高 设 备 的 产 量 ， 收 率 ， 效 率 以 及 节 约 能 耗 。 特 别在 下 游 的 热 力 干 燥 器 中 ， 如 果 将 固 体 物 料 的 含 湿 量 降 低 1%，将 大 大 降 低 干 燥 时 的 能 耗 。 也 可 以 提 高 生 产 过 程 的 产 量 。在 新 的 设 备 中 自 动 化 程 度 得 到 了 提 高 ， 需 要 的 人 工 大 幅度 减 少 ， 减 少 了 人 员 的 干 扰 ， 最 大 程 度 的 提
15、 高 单 位 时 间 的 生产 能 力 。 有 时 减 少 工 作 人 员 的 目 的 是 出 于 环 境 要 求 。 总 之 ，新 设 备 的 要 求 是 高 效 ， 富 有 弹 性 ， 安 全 和 自 动 化 程 度 更 高 。提 高 效 率 具 体 表 现 在 提 高 回 收 率 ， 减 少 在 离 心 分 离 后 ，固 体 物 中 的 水 分 含 量 ， 以 降 低 后 续 工 序 中 干 燥 需 要 的 能 力 和能 耗 。 这 需 要 改 善 离 心 机 的 内 部 结 构 。典 型 的 脱 水 离 心 机 有 一 个 机 身 ， 机 身 内 有 可 以 传 送 沉 淀固 体 的
16、卷 帘 或 者 传 送 带 。 传 送 带 的 刮 刀 间 距 和 数 量 不 同 ， 可以 一 个 ， 二 个 ， 三 个 ， 甚 至 更 多 。 主 要 的 进 步 在 于 生 产 能 力的 提 高 。 过 去 可 以 每 小 时 处 理 7 t PVC 的 离 心 机 ， 同 样 尺 寸目 前 已 经 可 以 处 理 15-20 t 了 ， 主 要 的 进 步 在 于 速 度 的 提 高 和传 送 带 设 计 的 改 善 。 离 心 机 的 材 质 ， 过 去 都 采 用 不 锈 钢 ， 现在 使 用 高 强 度 合 金 ， 例 如 复 合 钢 板 ， 即 防 腐 ， 有 具 有 强 度
17、 。现 在 技 术 上 采 用 了 变 频 电 机 （ VFDs） 启 动 时 比 较 柔 和 系 软 启动 ， 不 需 要 很 大 的 马 力 ， 进 行 跨 线 启 动 （ Across-the-line） ,物 料 移 动 速 度 快 ， 速 度 能 够 持 续 。 由 于 控 制 作 用 ， 加 料 比 较均 匀 ， 离 心 后 得 到 的 固 体 也 更 均 匀 ， 新 设 备 还 有 反 转 系 统 ，可 以 传 输 物 料 ； 同 时 可 以 承 受 比 较 大 的 扭 距 。 从 而 可 以 增 加设 备 的 负 荷 和 生 产 能 力 。 THK 公 司 的 水 力 助 动
18、技 术 ， 其 特 点是 降 低 成 本 ， 减 少 体 积 ， 增 加 处 理 能 力 。提 高 设 备 的 灵 活 性新 的 离 心 机 减 少 循 环 时 间 和 待 机 时 间 ， 在 多 功 能 方 面 除了 用 作 脱 水 之 外 ， 还 具 有 分 离 和 干 燥 功 能 。 Heinkel 公 司 的 离心 机 称 为 加 压 离 心 机 （ PAC） 。 设 备 使 用 高 压 空 气 或 者 氮 气 ，温 度 采 用 环 境 温 度 或 者 比 较 高 的 温 度 ， 进 一 步 减 少 物 料 的 水分 。 设 备 还 采 用 了 薄 层 滤 饼 过 滤 技 术 将 难
19、以 过 滤 的 物 料 变 成干 燥 的 固 体 粉 末 。 结 构 材 料 采 用 复 合 钢 板 或 者 Hastelloy 等 新材 料 。 多 用 途 设 备 可 以 处 理 腐 蚀 性 ， 高 温 ， 低 PH 值 等 物 料 。多 用 途 的 Turbo Screen 干 燥 离 心 机 。 其 机 身 带 有 筛 网 。在 脱 水 部 分 可 以 减 少 离 心 力 ， 在 有 限 的 体 积 内 ， 增 加 比 较 厚的 固 体 层 ， 提 高 了 工 作 效 率 。 新 技 术 包 括 预 增 厚 滤 饼 和 残 留水 分 去 除 的 最 佳 化 。其 他 特 点 还 包 括
20、 提 高 设 备 的 安 全 性 以 及 提 高 设 备 的 自 动化 程 度 。目 前 主 要 的 离 心 机 供 应 商 有 ：AndritaCeleros 分 离 设 备 公 司CentrisysGEA Westfalia 分 离 设 备 公 司Heinkel USATEMA SystemsThe Western States Machine Co.（ 摘 译 自 Chemical Enginering 2012(1):120-121） 医 药 工 程 设 计2012年 第 33卷 第 4期 8月 20日 出 版Pharmaceutical & Engineering Design 2012， 33(4)
