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制药过程中氢化反应的安全和环保;还原方法;1、 碳-碳不饱和键的还原 2、 碳-氧双键的还原 3、 含氮基的还原 4、 含硫基的还原 5、 含卤基的还原 ; 2015年12月18日上午，清华大学一化学实验室突发爆炸火灾事故，造成一博士后实验人员死亡。;氢气的物化性质;加氢催化剂——雷尼镍;加氢反应过程中的主要危险;加氢反应过程中的主要危险(续);加氢反应过程中的主要危险(续);加氢反应主要安全控制措施;加氢反应主要安全控制措施(续) ;加氢反应主要安全控制措施(续);加氢反应主要安全控制措施(续);加氢反应主要安全控制措施(续);加氢反应主要安全控制措施(续);（一）氢化反应过程 1、 芳环加氢反应 芳环加氢反应主要包括单环加氢和多环加氢,其基本反应过程都为苯环的加氢,其加氢反应过程被广泛用作医药、农药的重要中间体的制备。例如:4异丙基苯甲酸在二氧化铂催化下,加氢生成治疗糖尿病药物的那格列奈(nateghnide)中间体——4异丙基环己甲烷。 ;;2、氢解脱氧反应 Clemmensen反应是典型的氢解脱氧反应,反应在酸性条件下用锌汞齐或锌粉把醛基、酮基还原成甲基和亚甲基。Wolff-Kishner黄鸣龙反应也是制药过程中常见的氢解脱氧反应。例如:在合成抗凝血药吲哚布芬(indobtlfen)过程中用无水有机溶剂(醚、四氢呋喃、乙酸酐)中,用干燥氯化氢与锌,于0℃左右反应,可还原羰基,扩大了该反应的应用范围。;4、烯烃加氢饱和 烯键和炔键都为易于氢化的官能团,催化剂，钯、铂、Raney镍等。 例如:心血管系统药物艾司洛尔(esmolol的中间体的制备,用催化氢化法选择性地还原炔键和烯键,得到产物。;二、氢化反应过程安全分析;（2）氯化亚锡还原 氯化亚锡将原料还原为邻羟基苯乙酸的过程中,本身被氧化为四氯化锡, 但是金属锡化合物容易造成环境污染,后处理过程较复杂,且工业品的价格较高。;;;三、氢化反应安全与环保技术 在药物合成过程中加氢催化反应是常见的反应类型,一般说来,低压氢化适用于双键。高压氢化适用于苯环、杂环等的加氢和羧酸衍生物的还原。实验室中的氢化反应相对来说还比较好控制,工业中的氢化反应存在各种安全隐患。 1、事故案例： a飞温 b氢气泄漏 c高温、高??设备缺陷 ;;(1)催化剂的燃烧危险性 金属催化剂等与有有机溶剂蒸气的空气摩擦时极容易引起火星,进而引发有机溶剂燃烧,所以在氢化反应时催化剂的使用要注意以下问题。 ① 当容器内已盛有醇、醚、烃等有机溶剂时,这些有机溶剂的蒸气就弥漫在液面上方,当加入的催化剂下落时,在空中同含有有机蒸气的空气摩擦,就会产生火星,开始在瓶口闪烁,如再不小心会引燃下面的有机溶剂或反应液,造成发生火灾的危险。;② 雷尼镍具有很多微孔, 在催化剂的表面吸附有大量的活化氢,并且Ni本身的活性也很强,容易氧化,因此该类催化剂非常容易引起燃烧。一般在使用之前均放在有机溶剂中,如乙醇等。也可以采用钝化的方法,降低催化剂活性和形成一层保护膜等,如使用NaOH稀溶液,使骨架镍表面形成很薄的氧化膜,钝化后的骨架镍催化剂可以与空气接触,在使用前需先用氢气将其还原。 ③ 加氢反应使用的钯碳,要快速加入到反应釜中的溶液液面下。反应结束对催化剂钯炭的处理也要特别小心。加氢反应釜反应结束后先冷却、放氢气、充氮气、排气,然后加压过滤掉钯炭。如若热抽滤需将氢气排净再进行压滤。所用催化剂用溶剂冲洗,密封保存。氢化反应需检查好装置的密封性,阀门开关和安全阀,确保不漏气,不漏液,还要检查釜上的压力表和温度计,需要定期矫正。;工艺操作方面注意以下几种解决方法。 ① 先加催化剂,再加溶剂和反应底物。 ② 如果已加了有机溶剂,要是反应不忌水,可用水拌湿催化剂再加人,比较安全。也可以用相应的溶剂拌湿催化剂后再加人。 ③ 如果已加了溶剂,可以向容器放人氮气或氩气等惰性气体后马上加人。 ④ 用橡皮管或玻璃管从高压釜内抽取反应液,在快要抽干时,提前解除真空,否则,含有有机蒸气的空气同管壁上的遗留催化剂摩擦,也会起火星,引起燃烧。也可以在快要抽干时,立即加人相应溶剂冲洗釜内壁,把釜内壁和管内壁的遗留催化剂全部抽到接收器中。 (2)催化剂失活;3、加氢工艺设备安全控制 (1)阀门 (2)传感器(3)报警器(4)防爆膜;加氢处理装置为高温、高压含氢装置,工艺比较先进,加氢处理装置工艺运行条件苛刻,控制复杂,危险点多,如何保证装置的安全开停工和长周期运行,因素有很多,关键有以下几点。 ① 保证设备的制造质量和安装质量。装置的大部分设备在临氢、高压下,容易发生氢腐蚀氢脆,因此高压换热器、转化炉、反应器、加热炉炉管对材质有特殊要求 ,须使用高温抗氢类型的奥氏体钢,高压原料油泵、高压注水泵、循环氢压缩机等是

工业技术 齐Q1鲁LU石P油ET化R工OC，H2E0M10ICA，3L8(T3E)C：H2N2O8L—O2G3Y0 加氢反应器焊接热裂纹原 因分析及修复 王保兴 刘克强 徐长业 (山东省特种设备检验研究院淄博分院，山东淄博，255030) 摘要 在对某炼油厂加氢反应器进行首次检验时，发现其简体环焊缝外部出现裂纹，通过化学成分、金相、硬度分 析等方法确定裂纹的性质是焊接热裂纹，对裂纹进行修复处理。 关键词 加氢反应器 焊接热裂纹 修复 中图分类号：TQo52．5 文献标识码：B 文章编号：1009——0228—03 1 前言 2010年3月，首次对 RIOI进行全面检验：对 加氢反应器是加氢装置的关键设备，一般在 R101进行 内外部宏观检查、壁厚测定 、硬度测定、 高压 10．0～25．0MPa、高温400～480℃、临氢及 内壁堆焊层渗透检测、超声波检测时，均未发现缺 硫化氢等条件下工作。为防止氢脆、氢腐蚀、硫化 陷；对 R101焊接接头外部 (焊缝余高出厂前已打 物腐蚀，Cr—Mo钢回火脆化及堆焊层的剥离等严 磨)进行 100％磁粉检测，在第一筒节与第二简节 重损伤，对加氢反应器的设计、制造工艺、材料、焊 对接环焊缝的熔合线部位，发现了沿熔合线开裂 接技术及焊接质量都有很高的要求。 的表面裂纹，具体情况如图1所示。 某炼油厂加氢反应器(R101)，2006年 1月由 从图1可知：裂纹边缘呈锯齿状，具有焊接热 国内某重型机械制造厂设计制造完成，主体材质： 裂纹的宏观特征。裂纹长400mm，深约3mm。 2．25Cr一1Mo一0．25V，设备 内壁 ：带极堆焊。 2008年3月投入使用，其工作参数列于表 1。 2 裂纹部位金相分析 采用现场金相分析仪，观察裂纹处的金相组 表 1 R101工作参数 织，金相照片见图2。 设计压力／MPa 9．8 最高／最低工作温度／~C 420／350 介质 H2，油 规格／mm 4,×125／80 图2 裂纹处的金相组织(放大 250倍) 从图2可看出，裂纹尖端沿晶界走 向是焊接 热裂纹的特征。金相组织：回火贝氏体，晶粒细而 收稿 日期：2010—07一】3；修回日期：2010一O8—2O。 作者简介 ：王保兴 (1965一)，男，工程师。主要从事特种设备 图1 裂纹宏观照片 检验工作 。电话 第3期 王保兴等 ．加氢反应器焊接热裂纹原因分析及修复 ．229． 从表 2可知 ，裂纹处和裂纹 附近 的P、Sn、Sb 裂纹面积所需要的能量，若每个裂端的裂纹扩展 含量比母材高，其他化学元素含量属于正常值范 量为