通過在線氧氣測量提高制藥過程中氧化反應(yīng)的安全性

一家總部位于瑞士的的制藥企業(yè)決定利用現(xiàn)有的設(shè)備，滿足市場對藥品產(chǎn)量的需求。因此對生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢溶劑、母液進行精餾回收，技改項目的工藝流程涉及高危工藝-氧化反應(yīng)。

氧化反應(yīng)為化工工藝生產(chǎn)過程中的一種重要反應(yīng)類型，是制備許多化工原料產(chǎn)品及中間體必須經(jīng)過的一道生產(chǎn)工序。氧化反應(yīng)為有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)中失電子的過程，即氧化數(shù)值升高的過程。多數(shù)有機化合物的氧化反應(yīng)表現(xiàn)為反應(yīng)原料得到氧或失去氫。

氧化反應(yīng)是一種危險的放熱反應(yīng)類型，如果在反應(yīng)過程中氣相氧含量過高，容易引起爆燃造成工藝反應(yīng)失控，輕則造成設(shè)備損毀、環(huán)境污染、物料經(jīng)濟損失，重則可能造成人身傷亡安全事故。因此，根據(jù)國家安監(jiān)總局的要求，氧化反應(yīng)釜必須設(shè)置氣相氧含量檢測儀器。

為安全生產(chǎn)，防止發(fā)生生產(chǎn)安全事故，除了反應(yīng)釜溫度和壓力的報警和聯(lián)鎖、反應(yīng)物料的比例控制和聯(lián)鎖及緊急切斷動力系統(tǒng)、緊急斷料系統(tǒng)、緊急冷卻系統(tǒng)、緊急充氮系統(tǒng)，氣相氧含量監(jiān)測、報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)也是安全控制的基本要求，氣相氧含量是工藝重點監(jiān)控的工藝參數(shù)之一。

客戶在為氧化反應(yīng)釜選擇氣相氧分析儀過程中，充分考慮了工藝的特殊性和危險性。

• 工藝危險特點

• 反應(yīng)原料及產(chǎn)品具有燃爆危險性，反應(yīng)原料含有酯類、醇類有機物、催化氧化劑、次氯酸鈉強氧化劑等，反應(yīng)氣相組成容易達到爆炸極限，具有閃爆危險；

• 反應(yīng)過程物料具有強腐蝕性，由于加入物料中有溴化鈉和次氯酸鈉，導(dǎo)致反應(yīng)氣相中含有腐蝕性溴化氫氣體。

• 傳統(tǒng)解決方案

傳統(tǒng)的分析方法是采用電化學(xué)氧分析儀或磁氧分析儀配套預(yù)處理系統(tǒng)進行分析，由于反應(yīng)物料中含有酯類、醇類有機物、溴化氫等物質(zhì)，氧氣分析儀表本身及預(yù)處理系統(tǒng)使用效果并不是特別理想。

• 電化學(xué)氧分析儀燃料電池更換頻繁

由于其生產(chǎn)產(chǎn)品和流程工藝物料組成成分的特殊性，電化學(xué)氧分析儀燃料電池非常容易失效，需要頻繁更換燃料電池才能正常分析，儀表備件成本高，儀表運行維護費用很大。

• 磁氧分析儀氧傳感器部件容易出現(xiàn)故障

磁氧分析儀的氧傳感器部件非常精密，容易受到粉塵、水汽和腐蝕性氣體的影響，容易出現(xiàn)故障，氧傳感器經(jīng)常維護同樣增加了用戶儀表的運行維護費用。

• 預(yù)處理系統(tǒng)樣品傳輸不銹鋼管線及部件的腐蝕問題

由于氧化反應(yīng)釜氣相物料中含有微量溴化氫和水，勢必會對預(yù)處理系統(tǒng)樣品傳輸不銹鋼管線及相關(guān)附屬部件造成腐蝕，預(yù)處理系統(tǒng)的正常安全運行存在隱患。

• 維護和標(biāo)定困難, 工作量大

由于樣氣背景中含有容易損傷磁氧和電化學(xué)傳感器的介質(zhì)組分，及含有溴化氫容易腐蝕樣品不銹鋼傳輸管線等原因, 因此造成系統(tǒng)維護和標(biāo)定工作量大, 加之故障后如果備件不能及時供應(yīng)上，很難在較短時間內(nèi)修好，系統(tǒng)常常處于半癱瘓狀態(tài)。

• 測量不, 數(shù)據(jù)可靠性差

系統(tǒng)故障率高，氧化釜氣相含氧量測量不, 測量數(shù)據(jù)可靠性差, 不能作為有關(guān)工藝操作安全監(jiān)控措施的依據(jù)。

• TDL氣體分析解決方案及優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的磁氧或電化學(xué)氧分析儀系統(tǒng)中，采樣預(yù)處理系統(tǒng)的日常維護是其中的主要工作。激光氧氣分析儀TDL能夠原位安裝，取消了采樣系統(tǒng)，無樣品傳輸管線、無傳動部件、無消耗性部件，避免了眾多可能影響測量的故障點，大大降低了系統(tǒng)維護工作量, 運行費用低。

梅特勒托利多所設(shè)計的GPro500氣體分析儀

• • 具有原位安裝的特點而且采用探頭式設(shè)計，易于安裝與調(diào)節(jié)光路，消耗氮氣量少。

  • 對于氧化釜氣相介質(zhì)內(nèi)含有微量溴化氫腐蝕性介質(zhì)的特點，與物料接觸部分采用耐腐蝕的金屬材質(zhì)，有效解決了微量腐蝕性氣體對儀表的腐蝕問題。

  • 采用探頭式設(shè)計，激光源發(fā)射的激光被探頭頭部的直角棱鏡平行反射回與激光源位于同側(cè)的激光接收器，形成折疊式光程，此設(shè)計在實際使用中具有一些技術(shù)特點：

• 單個法蘭安裝, 無需兩側(cè)對焦

• 降低吹掃氣體消耗量,只需3L/min

• 激光穿過氣體兩次,有效光程翻倍,性更高

• 尺寸小，易于安裝在狹小空間內(nèi)

• 采用多點譜線鎖定和內(nèi)置一致性檢查技術(shù)，避免溫度、壓力、信號波動造成的測量誤差，進一步提高了測量的性，維護周期預(yù)測性提示功能改被動性維護為主動性維護，有效確保了生產(chǎn)過程安全性和可靠性。