徐 健

（江蘇正大天晴藥業(yè)股份有限公司，江蘇連云港 222006）

1 問(wèn)題的提出

當(dāng)前，我國(guó)藥品生產(chǎn)企業(yè)非常重視各種制劑藥品的上游產(chǎn)品——特色、創(chuàng)新原料藥的生產(chǎn)，紛紛建設(shè)較大規(guī)模的原料藥生產(chǎn)基地，以提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力?；瘜W(xué)合成原料藥由于廣泛使用有機(jī)溶劑及酸堿等物料，具有易燃易爆、易腐蝕中毒、易產(chǎn)生怪異氣味等特點(diǎn)。在原料藥合成車(chē)間的設(shè)計(jì)方面應(yīng)本著安全、環(huán)保、符合GMP規(guī)范、節(jié)能的原則，注重操作的安全環(huán)?；?、密閉管道化、精細(xì)集約化?，F(xiàn)就原料藥合成車(chē)間的設(shè)計(jì)事項(xiàng)作以下分析，以探討其中內(nèi)在規(guī)律。

2 問(wèn)題討論

2.1 車(chē)間建筑外形

由于原料藥合成車(chē)間通常使用和產(chǎn)生閃點(diǎn)較低的液體物料、爆炸下限較小的氣體物料，因此其火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別非常嚴(yán)格，對(duì)其建筑各構(gòu)件的耐火等級(jí)、每個(gè)防火分區(qū)的最大允許面積、防火間距等均有嚴(yán)格的要求。原料藥合成車(chē)間考慮到易燃易爆等特點(diǎn)，應(yīng)采取安全可靠的防爆、泄爆、通風(fēng)、安全疏散等設(shè)施[1]。在車(chē)間建筑外形方面，宜選擇長(zhǎng)條形狀。利用進(jìn)深較小的建筑易于實(shí)現(xiàn)有效泄爆及較短逃生路線，并可盡量利用自然通風(fēng)和采光，從而達(dá)到安全、節(jié)能的目的。將易潮濕機(jī)組，如：水環(huán)式真空機(jī)組、熱水循環(huán)機(jī)組等布置在條形車(chē)間后側(cè)，縮短此類(lèi)機(jī)組與使用點(diǎn)之間的距離，實(shí)現(xiàn)干濕區(qū)域既有效分隔又間距較短，便于互動(dòng)操作并減少管道阻力。另外，考慮到在車(chē)間內(nèi)部要設(shè)置若干非防爆功能間，如：人員進(jìn)出通道、更衣、洗手等房間，以及分析檢驗(yàn)、空調(diào)動(dòng)力等房間。采用條形車(chē)間外形就可靈活采用縱向防爆墻分隔防爆區(qū)與非防爆區(qū)。

在化學(xué)合成工藝中，有些特殊操作如：?；?、投加氫化鈉等反應(yīng)，具有特別易腐蝕、導(dǎo)致中毒及爆燃等特點(diǎn)，對(duì)此類(lèi)工藝操作應(yīng)予以重點(diǎn)防控。針對(duì)此類(lèi)操作一般采用單獨(dú)設(shè)置小合成間，將其與常規(guī)化學(xué)合成操作間分開(kāi)，并采用各自獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，縮小相對(duì)重點(diǎn)防控操作區(qū)域的面積大小，靈活有效地實(shí)現(xiàn)分區(qū)管理。圖1為原料藥化學(xué)合成車(chē)間工藝平面示意圖。

圖1 原料藥化學(xué)合成車(chē)間工藝平面示意圖

2.2 刺鼻腐蝕液體物料投加

在化學(xué)合成反應(yīng)中，經(jīng)常會(huì)往反應(yīng)釜中投加若干易腐蝕、刺鼻、導(dǎo)致中毒等特點(diǎn)的液體物料，特別是有些反應(yīng)要求慢速滴加，整個(gè)加料過(guò)程會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。如果采用敞口方式投加，對(duì)操作人員及環(huán)境都會(huì)造成有害影響，而且會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)[2]。在此類(lèi)液體投料過(guò)程中，為了保護(hù)人員、環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量，有效降低操作區(qū)域內(nèi)的刺鼻氣味，一般可采用高位罐密閉投料系統(tǒng)。此高位罐一般為耐腐蝕的PP塑料材質(zhì)，頂部有2個(gè)接口：分別為進(jìn)料口以及平衡通氣口，罐底為出料口。高位罐進(jìn)料口采用管道及閥門(mén)連接至室外或通風(fēng)良好處，用于從大宗液體儲(chǔ)罐中吸取料液至高位罐。高位罐出料口通過(guò)閥門(mén)及視鏡連接至反應(yīng)釜液體進(jìn)料口。高位罐平衡通氣口通過(guò)平衡氣管連接至反應(yīng)釜通氣口，在連接管道上采用三通形式，接入真空、氮?dú)?、放空、安全閥、真空壓力表，即可用于高位罐及反應(yīng)釜之間平衡通氣實(shí)現(xiàn)密閉管道加料，又可現(xiàn)實(shí)真空、氮?dú)?、放空的共享，減少不必要的管道敷設(shè)。圖2為刺鼻腐蝕液體物料高位罐密閉投料示意圖。

2.3 合成間雙路排風(fēng)

化學(xué)合成車(chē)間由于合成操作區(qū)易燃易爆的特點(diǎn)，雖然正常操作時(shí)房間換氣次數(shù)未作強(qiáng)規(guī)限制，但是發(fā)生事故等緊急情況時(shí)，在通風(fēng)方面需要不低于12次/h的換氣次數(shù)。在合成車(chē)間由于人員的現(xiàn)場(chǎng)操作頻繁，在正常情況下的排風(fēng)應(yīng)以有效排除合成操作產(chǎn)生的異味為目的，最大限度地降低異味對(duì)人員的影響。所以，在合成車(chē)間設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能采用密閉化設(shè)備及操作，減少敞口式或打開(kāi)設(shè)備進(jìn)行操作的方式，以便降低異味排放點(diǎn)的數(shù)量，并且可以有效避免人員操作及環(huán)境對(duì)產(chǎn)品造成的污染。

圖2 刺鼻腐蝕液體物料高位罐密閉投料示意圖

在難以避免的異味排放點(diǎn)采用近距離局部強(qiáng)效排風(fēng)形式，將異味消滅在產(chǎn)生的初期階段，杜絕異味的擴(kuò)散、彌漫。這樣才能有效保護(hù)操作人員的健康安全，并可對(duì)異味集中收集處理，如：采用酸霧吸收塔、碳纖維廢氣吸收塔等裝置，防止異味在未經(jīng)處理的情況下就釋放大氣，降低其對(duì)大氣環(huán)境的污染影響。這種排風(fēng)系統(tǒng)，本文將其命名為設(shè)備有機(jī)排風(fēng)，需要較高的風(fēng)壓，但其風(fēng)量一般不用達(dá)到12次/h的換氣次數(shù)[3]。為了滿足事故排風(fēng)的強(qiáng)規(guī)要求，故需另外增設(shè)1套排風(fēng)系統(tǒng)，用于發(fā)生事故時(shí)的房間通風(fēng)，本文將其命名為房間事故通風(fēng)系統(tǒng)。房間事故通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)口一般在合成車(chē)間均勻布置即可，不需要高風(fēng)壓，但其風(fēng)量應(yīng)滿足與設(shè)備有機(jī)排風(fēng)系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)換氣次數(shù)不低于12次/h的強(qiáng)規(guī)要求。

2.4 反應(yīng)釜釜頂接口分配

在化學(xué)合成車(chē)間通常需要使用搪玻璃反應(yīng)釜，這種反應(yīng)釜按照國(guó)標(biāo)在小容積規(guī)格下，釜蓋上可用的開(kāi)孔接口較少。如50 L、100 L搪玻璃反應(yīng)釜，如按照國(guó)標(biāo)制造，釜蓋上僅有3個(gè)可用開(kāi)孔接口（不含測(cè)溫接口及中央攪拌接口）。在合成反應(yīng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)釜較小但操作功能較多的情況，如：回流、濃縮、液體進(jìn)料、固體投料、測(cè)溫，真空吸料、氮?dú)鈮毫系裙δ?，這樣出現(xiàn)釜頂開(kāi)孔接口不足的情況。在反應(yīng)釜釜頂接口分配及管道連接方面，應(yīng)本著緊湊集約，小功能讓大功能，盡量不重復(fù)功能的原則。一般可將真空、氮?dú)狻⒎趴?、安全閥、真空壓力表通過(guò)四通連接只占用1個(gè)接口。如果反應(yīng)釜已接有濃縮真空功能，則在釜頂上就不必再接真空管道。如果反應(yīng)釜已接有回流放空功能，在釜頂上就不必再接放空管道。一般可將回流、濃縮合并占用1個(gè)接口，觀察視鏡及固體投料合并占用1個(gè)接口。搪玻璃反應(yīng)釜由于釜內(nèi)較暗，為了便于觀察釜內(nèi)情況，一般需要將視燈和觀察視鏡分開(kāi)對(duì)角放置，在釜頂接口實(shí)在不足的情況下，為保證其它重要功能能夠?qū)崿F(xiàn)，可取消固定的視燈口，將其改用手持式，或采用防爆手電，通過(guò)觀察視鏡口即采光又觀察。另外，在釜頂接口分配中，宜將真空放空氮?dú)獾乳y門(mén)盡量靠近觀察視鏡一側(cè)，以便于在真空、放空、氮?dú)鈮毫蠒r(shí)觀察釜內(nèi)物料情況。圖3為搪玻璃反應(yīng)釜釜頂接口分配示意圖。

圖3 搪玻璃反應(yīng)釜釜頂接口分配示意圖

2.5 冷卻水系統(tǒng)及冷凍水系統(tǒng)

在化學(xué)合成車(chē)間，通常會(huì)用到冷卻水和冷凍水介質(zhì)。在回流、以及反應(yīng)釜需要降至常溫的情況下，需要冷卻水介質(zhì)，在采用制冷機(jī)組制備冷凍水時(shí)一般也會(huì)用冷卻水，這樣冷卻水就產(chǎn)生了2種用途，工藝用以及冷機(jī)用。在合成車(chē)間的冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，如果只采用1套冷卻水系統(tǒng)，共同給工藝以及冷機(jī)用，易造成工藝用冷卻水與冷機(jī)用冷卻水之間的相互搶水干擾。一般可采用2套冷卻水系統(tǒng)，1套給冷機(jī)用，1套給工藝用。在選擇冷卻塔時(shí)，采用整體雙組合形式，以便于安裝及日常維護(hù)管理。在使用冷凍水介質(zhì)時(shí)，有些工序需要的冷凍水溫度較低，有些工序則不需要太低溫度的冷凍水，故經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)2種溫度的冷凍水系統(tǒng)。另外，由于反應(yīng)釜夾套經(jīng)常會(huì)通入多種介質(zhì)實(shí)現(xiàn)升溫及降溫的目的，考慮到一些冷凍水介質(zhì)如乙二醇在反應(yīng)釜夾套使用時(shí)，如果遇到反應(yīng)釜調(diào)整釜內(nèi)溫度更換夾套介質(zhì)時(shí)，需要回收乙二醇冷凍液，以節(jié)約成本、減少浪費(fèi)。為了便于回收冷凍水以及降低冷機(jī)的啟停頻率，需要在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置冷凍水儲(chǔ)存緩沖水箱。在選擇冷凍水箱時(shí)，也可參照冷卻塔模式選擇整體雙組合式，分別給2種不同溫度的冷凍水系統(tǒng)使用，以便于安裝及日常維護(hù)管理。圖4為冷卻水與冷凍水系統(tǒng)示意圖。

2.6 離心甩濾

在化學(xué)合成工序中，通常會(huì)出現(xiàn)采用有機(jī)溶媒結(jié)晶，然后離心機(jī)甩濾及甩濾后物料干燥等操作。在離心機(jī)甩濾過(guò)程中，由于采用有機(jī)溶媒，經(jīng)常會(huì)散發(fā)異味，特別是有腐蝕刺鼻物料的離心甩濾，雖然采用襯四氟離心機(jī)防止腐蝕，但是刺鼻異味會(huì)嚴(yán)重影響離心機(jī)操作人員的健康。并且離心甩濾的過(guò)程中，經(jīng)常需要收集母液再回收利用。為了防止異味蔓延，以及便于母液回收，一般可采用離心機(jī)密閉化甩濾裝置。將母液接料罐安裝在離心機(jī)下側(cè)，可采用母液罐半地埋或其它方式，使得離心機(jī)排母液口高于接料罐母液進(jìn)口，盡量依靠母液自身重力順利流入接料罐，以防母液排放不暢導(dǎo)致離心機(jī)甩濾異味加重。在母液罐頂密閉連接有廢氣抽氣口，將離心甩濾的廢氣抽走。當(dāng)母液接料罐與離心機(jī)相距較遠(yuǎn)時(shí)，宜在離心機(jī)與母液罐之間的連接管道上增設(shè)三通，采用一個(gè)類(lèi)似旋風(fēng)除塵器的抽氣緩沖罐，將離心機(jī)甩濾時(shí)的異味盡可能抽走，最大限度地減少離心甩濾現(xiàn)場(chǎng)的異味，減少對(duì)操作人員及環(huán)境的不良影響。圖5為離心機(jī)密閉化甩濾示意圖。

圖4 冷卻水與冷凍水系統(tǒng)示意圖

圖5 離心機(jī)密閉化甩濾示意圖

3 結(jié)束語(yǔ)

在原料藥合成車(chē)間工藝設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合原料藥合成工藝，將安全、環(huán)保、GMP規(guī)范、節(jié)能等法規(guī)嚴(yán)格、靈活地運(yùn)用，做到不違反強(qiáng)規(guī)，最大限度地減少化工異味，避免對(duì)操作員工及環(huán)境造成不良影響，真正做到原料藥合成的清潔生產(chǎn)。這就要求在原料藥合成車(chē)間工藝設(shè)計(jì)中，盡量采取密閉化、管道化的操作措施，做到精工細(xì)作，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)與員工健康及環(huán)境保護(hù)和諧一致的原料藥合成車(chē)間。

[1] GB50016-2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2] 中國(guó)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范[S]（2010版）.北京：國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局，2011.3.1.

[3] GB50019-2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].