关于格氏反应中格式试剂制备反应危险和可操作性研究

1、关于格式反应中格式试剂制备反应危险和可操作性研究格氏试剂是一种金属有机化合物，其通式为rmgx(r代表烃基，x代表卤素)。格氏试剂广泛用于有机合成中，是目前有机合成中应用最广泛的试剂之一。利用格氏试剂，可以制取rh、r-cooh、r-cho、r-oh、r-coh-r，、r-co-r，等物质。格氏试剂的制取是将卤代烃（常用氯代烷或溴代烷）乙醚溶液或卤代烃四氢呋喃溶液缓缓加入被乙醚或四氢呋喃浸泡着的镁屑中，直至镁屑消失，即得格氏试剂。格氏试剂极为活泼，能与水、二氧化碳、空气中的氧气反应；能与活泼卤代烃发生偶联反应；与醛、酮的羰基碳原子进行亲核加成反应，再经水解以制取醇。而且在格氏试剂制备反应过程中

2、使用活泼金属元素mg，使用乙醚或四氢呋喃(thf)等易燃、易爆的物质作溶剂；格氏反应为较强的放热反应。格氏反应(格氏反应包括格氏试剂的制备和格氏试剂与其它物质反应二部分)虽然没有被列入危险岗位生产工艺，但其危险性是显而易见的，应该引起我们的重视！为确保格氏试剂制备生产过程安全运行，对其工艺过程发生偏差进行hazop研究。为便于分析研究，首先以甲氧萘丙酸(萘普生、消炎宁)的生产过程中的格氏试剂的制备过程作简单介绍，然后进行hazop研究。(注：甲氧萘丙酸生产过程有溴化、还原、甲基化、格氏反应、水解等，本评价选择格氏反应中的格氏试剂制备作hazop研究)。1、甲氧萘丙酸格氏反应工艺过程(1)甲氧萘

3、丙酸格氏反应过程：(2) 甲氧萘丙酸格氏反应工艺流程方框图：(3)格氏反应生产工艺过程简述：制取格氏试剂：先对格氏釜装置用n2透空，再向格氏釜内投入一定量的金属镁和四氢呋喃，加入少量引发剂(碘或1，2-二溴乙烷)，在搅拌状态下缓慢滴加少量6-甲氧基-2-溴萘溶于四氢呋喃的混合液，严格控制滴加速度和反应温度：然后缓慢滴加剩余的6-甲氧基-2-溴萘溶于四氢呋喃的混合液，保温搅拌一定时间。格氏反应：控制一定温度，向格氏釜内缓慢滴加2-溴丙酸钠的四氢呋喃混合液，保温搅拌；保温搅拌结束后逐渐升温回流一定时间后，冷却。2、甲氧萘丙酸格氏反应主要生产设备(1)主要设备：格氏反应釜；(2)辅助设备：thf溶剂

4、高位槽、6-甲氧基-2-溴萘的thf混合液高位槽、格氏釜釜顶冷凝器、2-溴丙酸钠的thf混合液高位槽；(3)辅助管线：回流、真空、蒸汽、冷冻盐水、冷却水等。3、物质危险辨识物质危险性见表1。表1 物质危险性物质名称危险性类别物质形态闪点/引燃温度/爆炸极限（体积百分数）危险特性四氢呋喃第3.1类 低闪点易燃液体无色易挥发液体，有类似乙醚的气味-202301.512.4 其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热及强氧化剂易引起燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。与酸类接触能发生反应。与氢氧化钾、氢氧化钠反应剧烈。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇

5、明火会引起回燃。镁第4.3类遇湿易燃物品银白色有金属光泽的粉末550 易燃，燃烧时产生强烈的白光并放出高热。遇水或潮气猛烈反应放出氢气。大量放热，引起燃烧或爆炸。遇氯、溴、碘、硫、磷、砷、和氧化剂剧烈反应，有燃烧、爆炸危险。粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定的浓度时，遇火星会发生爆炸。2-溴-6-甲氧基萘固态(熔点105111)可燃、有刺激性4、甲氧萘丙酸生产过程中格氏试剂制备工艺偏差hazop研究格氏试剂制备工艺偏差hazop研究见表2：表2 格氏试剂制备过程hazop研究引导词偏差可 能 原 因后 果建 议 措 施空白槽、釜内无物料1、 中间高位贮槽开裂泄漏；2、 中间高位贮槽阀门关

6、闭或打不开；3、 中间高位贮槽放料管堵塞或泄漏；4、 中间高位贮槽放空管阀门未打开或打不开；5、 格氏釜腐蚀破裂，物料泄漏。1、 无物料空车运行，易造成假象而发生事故；2、 物料泄漏，易发生火灾、爆炸事故。1、 巡回检查输送系统管线、阀门；2、 对中间高位贮槽定期检查，液位计定期检查或更换，确保正确有效；3、 格氏釜定期检测、检验；4、 生产场所安装可燃气体检测报警装置。无n2透空1、 n2瓶阀关闭或打不开；2、 进气管堵塞；3、 进气管破裂泄漏；4、 氮气瓶压力低；5、 未用氮气置换。无n2透空，生成的格氏试剂与釜内空气中的氧发生副反应，而发生火灾、爆炸事故；1、 检查气瓶阀门、压力表，确保

7、完好无损；2、 检查进气管安装、使用是否正确；3、 用n2置换，不得用co2置换。无引发剂1、 未添加引发剂；2、 添加的引发剂错误。无引发剂，反应迟滞，造成大量物料积聚，一旦反应，因反应剧烈而发生火灾、爆炸事故；1、 添加引发剂可去除镁表面钝化层来加快反应；2、 添加前认真检查、确认。多滴加物料过快1、 投料阀门失灵，不能调控；2、 投料阀门开度过大，违反工艺规程；3、 中间贮槽液位计失灵或不清；4、 加料管视镜模糊不清。格氏试剂制备反应为放热反应，滴加过快会造成反应温度失控，温度过高导致反应釜内压增大而引发冲料或火灾、爆炸事故。1、 生产前检查投料阀门、液位计、视镜，确保有效；2、 安装自

8、控阀门或双阀门控制；3、 加强工艺纪律安全教育。流量过大或物料过多1、 泵机选择不当，输送物料速度太快；2、 贮槽液位计失灵或模糊不清，造成超装溢料；3、 工人责任性不强，误操作造成溢料。1、物料流速过快，对管线造成冲击，有可能造成管线破裂； 2、流速过快，易产生静电积聚，有可能引起火灾、爆炸； 3、易燃物质泄漏，遇明火发生火灾爆炸事故。1、 选择合适泵机输送物料；2、 生产系统装设防静电跨接、接地装置；3、 检修维护液位计，确保清楚、有效；4、 贮槽应装设溢流管或高液位报警装置；5、 教育工人，加强责任性。升温速度过快1、 蒸汽阀门未关闭或泄漏；2、 投料速度过快；3、 冷却系统故障；4、

9、冷却介质温度高；温升速度过快，会使反应剧烈，釜内压增大而发生冲料或火灾、爆炸事故。1、 关严阀门；检查、维护阀门，确保其完好；2、 按工艺规程要求控制投料速度；3、 检查、维护冷却装置，确保冷却系统完好、有效。保温阶段温度高1、 蒸汽压力控制不好，压力大；2、 蒸汽阀门泄漏。温度高，釜内压大，有引发冲料、火灾的危险。1、 严格控制蒸汽压力，控制好保温温度；2、 维修或更换阀门，确保蒸汽阀门完好；3、 安装超温报警装置。存放时间长1、 未按工艺要求操作；2、 转移路径太长。1、格氏试剂存放时间长，引起变化，产生副反应而发生事故。；2、格氏试剂在转移过程中接触空气或水引起变化。1、 格氏试剂必须现

10、用现制。2、 在同一釜内制取格氏试剂和进行格氏反应。3、 格氏试剂尽可能不转移，在同一釜内生产使用；少起始温度过低1、 蒸汽阀门未打开；2、 蒸汽阀门损坏，不能开启；3、 蒸汽压力太小；4、 釜夹套开裂泄漏。起始温度过低，导致大量反应物积聚，一旦反应温度适宜，引发剧烈反应而发生火灾、爆炸事故。1、 检查、打开蒸汽阀门；2、 维护或更换蒸汽阀门；3、 检查蒸汽管道系统，排除故障，确保蒸汽供给；4、 反应釜定期检测，确保反应釜完好。保温阶段保温时间不足1、 违反工艺操作规程。制取格氏试剂的反应不完全。1、 对工人进行安全教育，要求严格按工艺规程操作。伴随釜内物料有水1、 格氏釜内有水；2、 格氏釜

11、夹套开裂泄漏；3、 冷凝器泄漏；4、 物料中含有水份。水与镁或格氏试剂反应发生火灾、爆炸事故；1、 投料前对釜烘干；2、 釜定期检测检验；3、 冷凝器定期检查，防穿孔，防结圬；4、 投料前对溶剂、原料进行分析。惰性气体透空选择错误1、 选用情性气体co2透空；2、 错用co2气瓶。格氏试剂与二氧化碳发生副反应而发生事故；1、 严禁使用二氧化碳透空；2、 加强管理，加强对工人安全教育。异常溶剂选择错误1、 选择的溶剂错误。(选择的溶剂与格氏试剂不能形成比较稳定的络合物)。导致格氏试剂不稳定，发生其他反应而发生火灾、爆炸事故。1、 应选择乙醚或四氢呋喃等与格氏试剂能形成比较稳定络合物的溶剂。其他原

12、辅材料不纯1、 原辅材料含量低；2、 投料或输送物料过程中混入其它物质。反应过程中产生副产物，由于副产物增多，有可能形成爆炸性物质而发生事故。1、 按工艺指标要求采购原辅材料；2、 投料前检验原辅材料是否合格；3、 加强操作，防止混入其它原辅材料。冷凝器失效1、 冷凝面积不足；2、 冷却水不足；3、 冷却水水温过高；4、 冷凝器结垢严重。引发冲料，高温易燃气体逸出，有发生火灾、爆炸的危险。1、 更换冷凝器；2、 确保冷却水的供给和冷却水温度；3、 定期清除冷凝器污垢，并确保冷却水质量。搅拌器失灵1、 搅拌器卡死；2、 搅拌器损坏；3、 搅拌器脱落。1、搅拌器电机温升过高而起火；2、导致反应物接，造成物料触面不够，产生局部过热而引发冲料或爆炸事故。3、由于物料混合不匀，当搅拌恢复时，大量未反应的物料迅速混合，反应剧烈而发生冲料、火灾、爆炸事故。1、 搅拌器应有足