西南交通大学：《制药工艺学 Pharmaceutical Technology》课程教学资源（课件讲稿）化学制药工艺安全性（主讲：陆群）

五有久通大学 outhwest Jiaotong University 化学制药工艺学-工艺安全性 1.光气工艺安全性 2.硝化工艺安全性 3.氢化工艺安全性 4.重氮化工艺安全性

化学制药工艺学 –工艺安全性 1.光气工艺安全性 2.硝化工艺安全性 3.氢化工艺安全性 4.重氮化工艺安全性

历有文通大学 Southwest Jiaotong University 1.光气工艺安全性 1.1概述： 光气工艺包括光气制备工艺以及以光气为原料的工艺路线，分为气 相和液相两种。 光气化反应非常危险：光气剧毒、泄露造成危害大，燃爆危险，副 产物氯化氢腐蚀性强 光气试剂 结构 外观 沸点 熔点 蒸汽压 毒性 光气 无色气体 8 -118 1215 剧毒，三 类A级 双光气 无色液体 128 -57 10 剧毒，军 用毒气 三光气 8, 白色固体 203- 81-83 90℃分解 一般毒性 206

1.光气工艺安全性 1.1 概述： ❖ 光气工艺包括光气制备工艺以及以光气为原料的工艺路线，分为气 相和液相两种。 ❖ 光气化反应非常危险：光气剧毒、泄露造成危害大，燃爆危险，副 产物氯化氢腐蚀性强 光气试剂 结构 外观 沸点 熔点 蒸汽压 毒性 光气 COCl2 无色气体 8 -118 1215 剧毒，三 类A级 双光气 无色液体 128 -57 10 剧毒，军 用毒气 三光气 白色固体 203- 206 81-83 90℃分解 一般毒性

历有文通大学 Southwest Jiaotong University 1.光气工艺安全性 1.2光气化反应工艺 冬光气化反应的一个重要用途是制备异氰酸酯类化学品，其中甲苯二 异氰酸酯TDI和二苯基甲烷二异氰酸酯MDI是最重要的有机异氰酸酯。 工艺包括光气制备工艺以及以光气为原料的工艺路线，分为气相和液 相两种。 光气试剂 结构 外观 沸点 熔点 蒸汽压 毒性 光气 coc.。 无色气体 8 -118 1215 剧毒，三 类A级 双光气 无色液体 128 -57 10 剧毒，军 用毒气 三光气 白色固体 203- 81-83 90℃分解 一般毒性 206

1.光气工艺安全性 1.2 光气化反应工艺 ❖ 光气化反应的一个重要用途是制备异氰酸酯类化学品，其中甲苯二 异氰酸酯TDI和二苯基甲烷二异氰酸酯MDI是最重要的有机异氰酸酯。 工艺包括光气制备工艺以及以光气为原料的工艺路线，分为气相和液 相两种。 ❖ 光气化反应非常危险：光气剧毒、泄露造成危害大，燃爆危险，副 产物氯化氢腐蚀性强 光气试剂 结构 外观 沸点 熔点 蒸汽压 毒性 光气 COCl2 无色气体 8 -118 1215 剧毒，三 类A级 双光气 无色液体 128 -57 10 剧毒，军 用毒气 三光气 白色固体 203- 206 81-83 90℃分解 一般毒性

历有文通大学 Southwest Jiaotong University MDI光气化反应机理 主反应：I冷反应器 COCl2 H2N-〈 CICOHN- -NHCOCI 2HC 反应速度快 HCI 淡黄色固体 -CH2〈 -NH2- CICOHN- NCO +2HCI 速度慢 副反应： CICOHN- -CH2〈 -NHCOCI- 0o0足-c4 >t0o402*4

MDI 光气化反应机理 ❖ 主反应：I 冷反应器 ❖ 副反应： 淡黄色固体 反应速度快 速度慢

历有文通大学 Southwest Jiaotong University MDI光气化反应机理 冬主反应：Ⅱ热反应器 -NHCIH COCl2 CICOHN- CH2-NHCOCI 4HCI 速度慢 CICOHN 淡黄色固体 。副反应： aoC-oww00y2-O4

MDI 光气化反应机理 ❖ 主反应：II热反应器 ❖ 副反应： 淡黄色固体 速度慢

历有文通大学 Southwest Jiaotong University 光气化反应工艺流程图 光气循环套用 分离 光气 HC1+光气 HC1+光气 HC1尾气处理 胺+溶剂 光气回流 溶剂回流 冷反应器 分离 热反应器1 热反应器2

光气化反应工艺流程图

历有文通大学 Southwest Jiaotong University 1.光气工艺安全性 1.3光气化工艺危险性分析及控制 1.3.1国家技术安全措施规范要求： ①事故紧急切断阀 ② 紧急冷却系统 ③ 反应釜温度、压力报警连锁 ④ 局部排风设施 ⑤ 毒气回收处理系统 ⑥ 自动泄压装置 ⑦ 自动氨或碱液喷淋装置 ⑧ 光气监测及超限报警 ⑨ 双电源供电

1.光气工艺安全性 1.3 光气化工艺危险性分析及控制 1.3.1国家技术安全措施规范要求 ： ① 事故紧急切断阀 ② 紧急冷却系统 ③ 反应釜温度、压力报警连锁 ④ 局部排风设施 ⑤ 毒气回收处理系统 ⑥ 自动泄压装置 ⑦ 自动氨或碱液喷淋装置 ⑧ 光气监测及超限报警 ⑨ 双电源供电

西有文通大学 Southwest Jiaotong University 1.光气工艺安全性 1.3光气化工艺危险性分析及控制 1.3.2光气化反应控制： ①光气化反应为放热反应，比如MDI反应中，冷反应速度 很快，如果光气量通入不足，很快生成副产物脲，固化， 堵塞后续工序的设备和管道，产生安全隐患 反应速度的控制，反应原料比的控制 1.3.3尾气回收： ① 反应产生大量尾气，光气一旦泄露，很快气化形成白色 烟雾，在地面漂浮，危害严重。 尾气部分经冷凝回收套用，余下尾气进行高压光气吸收 塔，逐步吸收

1.光气工艺安全性 1.3 光气化工艺危险性分析及控制 1.3.2光气化反应控制： ① 光气化反应为放热反应，比如MDI 反应中，冷反应速度 很快，如果光气量通入不足，很快生成副产物脲，固化， 堵塞后续工序的设备和管道，产生安全隐患 ② 反应速度的控制，反应原料比的控制 1.3.3尾气回收： ① 反应产生大量尾气，光气一旦泄露，很快气化形成白色 烟雾，在地面漂浮，危害严重。 ② 尾气部分经冷凝回收套用，余下尾气进行高压光气吸收 塔，逐步吸收

五有气通大学 outhwest Jiaotong University 1.光气工艺安全性 1.4固体光气的替代工艺 制药工业中，光气通常采用二光气和三光气来代替。特别是 三光气，即固体光气BTC参与的化学药物合成反应非常广泛。 ① BTC易于计量、反应条件温和、选择性强、收率高，使 用安全。 在许多反应中，还可代替氯化亚砜、草酰氯、三氯氧磷、 三氯化磷等剧毒化工试剂进行氯代反应。 催化剂：吡啶、三乙胺等辅助亲核试剂，光气的反应速 度是TCF的18.7倍，BTC的170倍，所以使用BTC易于控 制反应速度 COCl2 HN reflux NCO rt 2h, BTC NCO t20h

1.光气工艺安全性 1.4 固体光气的替代工艺 制药工业中，光气通常采用二光气和三光气来代替。特别是 三光气，即固体光气BTC参与的化学药物合成反应非常广泛。 ① BTC易于计量、反应条件温和、选择性强、收率高，使 用安全。 ② 在许多反应中，还可代替氯化亚砜、草酰氯、三氯氧磷、 三氯化磷等剧毒化工试剂进行氯代反应。 ③ 催化剂：吡啶、三乙胺等辅助亲核试剂，光气的反应速 度是TCF的18.7倍，BTC的170倍，所以使用BTC易于控 制反应速度

五有文通大学 outhwest Jiaotong University 2.硝化工艺安全性 2.1硝化反应工艺物料安全性 制药工业中，硝化反应通常采用直接硝化，也可以通过卤素 取代、肟的氧化，其中芳烃或脂肪烃的直接硝化是制备硝基 化合物的工业化方法。 ① 常用试剂是硝酸、硝酸盐、硝酸酯、硝酰或硝基烷烃 一般使用发烟硝酸与硫酸的混酸 硝化试剂普遍具有刺激性和挥发性，需要封闭反应和尾 气处理

2.硝化工艺安全性 2.1 硝化反应工艺物料安全性 制药工业中，硝化反应通常采用直接硝化，也可以通过卤素 取代、肟的氧化，其中芳烃或脂肪烃的直接硝化是制备硝基 化合物的工业化方法。 ① 常用试剂是硝酸、硝酸盐、硝酸酯、硝酰或硝基烷烃 ② 一般使用发烟硝酸与硫酸的混酸 ③ 硝化试剂普遍具有刺激性和挥发性，需要封闭反应和尾 气处理