H.E.L 精细化学品的过程开发—Simular 自动反应量热仪

精细化学品的过程开发是一个复杂且多学科交叉的领域，旨在将实验室规模的化学合成转化为工业生产规模的过程。在保持产品质量和纯度的同时，实现化学合成的规模化生产，降低成本，提高生产效率和可持续性。精细化学品通常具有复杂的化学结构和特定的物理化学性质，其合成过程可能涉及多种反应类型、催化剂、溶剂和操作条件，且对反应条件的控制要求严格，放大过程中容易出现各种问题，如反应选择性降低、副产物增多、催化剂失活、溶剂回收困难等。
过程开发中的关键因素：
反应动力学和热力学：深入理解反应的动力学和热力学特性，掌握反应速率、反应机理、平衡常数等关键参数，为过程设计和优化提供理论依据。
设备和工程设计：合理设计反应设备、分离设备、精制设备等，考虑设备的材质、结构、性能和操作要求，确保设备能够满足生产过程的需要，实现高效的物料处理和能量利用。
过程控制和自动化：采用先进的过程控制和自动化技术，实现对生产过程的实时监控和精确控制，提高生产的稳定性和可靠性，降低人为因素的影响.
安全和环保：高度重视生产过程的安全和环保问题，采取有效的安全防护措施和环保处理技术实现安全、绿色可持续生产。

案例：迈向信息丰富的过程开发  第一部分：将实验与定性/半定量建模相结合
Obenndip, D. A., & Sharratt, P. N. (2006). Towards an Information-Rich Process Development. Part I: Interfacing Experimentation with Qualitative/Semiquantitative Modelling. Organic Process Research & Development, 10(3), 430-440.  
背景: 在当今竞争激烈的环境中，低吨位化学品行业（精细化学品和特效化学品）面临着将更多产品更快、更经济地推向市场的压力.过程开发是将精细化学品产品从发现推向市场的一个关键阶段，需要提供一个高效的框架来捕获过程知识和理解。传统的方法要么通过在个人中构建理解，要么通过构建过程的数学或物理模型来实现，但这些方法存在两个缺陷：一是没有以易于所有技术人员共享的形式收集理解，二是没有在设计早期收集理解。

研究方法：实验与建模结合：本文展示了目标实验与定性/半定量反应评估的相互作用，以允许在设计早期捕获、测试和共享理解.定性预测与实验观察进行对比，以识别定性模型需要改进的方面，并建议使用更严格的过程分析工具来解释这些所谓的异常观察。
反应系统选择：研究了一个工业相关的双相反应体系，该体系表现出精细化学品过程开发中常见的问题，如非均相催化、竞争反应、混合、质量传递和溶解度限制、离子平衡、溶剂挥发、气体产生、催化剂耗竭和热量释放等。

定性评估：通过应用一定数量的基本公理来推导定性方法，使用BRITEST工具包中的过程结构分析（PSA）工具来表示化学和过程进行的相，开发化学和物理转化图，记录已知或预期的化学路径数据，并进行驱动力分析（DFA）以识别改进过程结果的策略。

结论：定性/半定量建模：简单的模型无法解释所有观察到的动力学效应，表明存在更复杂的反应方案.通过考虑这些“异常”行为并基于表1，开发了一个详细的定性/半定量模型，以更全面地理解过程化学，并识别反应系统的可行操作策略。

产品选择性：通过控制催化剂浓度和有机相中胺的浓度，可以抑制平行竞争的Boc2O水解方案，从而提高对所需N-Boc碳酸酯产品的选择性。接触模式：选择适当的接触策略可以操纵反应结果，例如在单相反应中，将碱半批式添加到预混合的反应物中，以最小化催化剂的浓度过剩，从而减少反应3和4的程度。
过程开发方法：本文提出了一种基于BRITEST方法论的方法，将实验室实验与新颖的定性建模工具相结合，强调过程开发不仅应专注于开发过程，还应利用可用的过程知识，以便在关键的早期阶段提供对过程化学的全面理解，从而减少放大过程中过程失败的可能性。
量热动力学研究：实验室H.E.L Simular 自动反应量热仪，采用功率补偿量热法，研究了搅拌速度、催化剂浓度、进料摩尔比、水相体积和温度等五个变量对反应动力学的影响。

Hazard Evaluation Laboratories 

成立于1987年，总部设在伦敦，在中国、美国、德国、意大利、印度拥有分公司。全资的赫伊尔商贸（北京）有限公司于 2020年在北京设立。H.E.L最初是一家过程工艺优化及反应危害评估的专业咨询机构，对研究机构和生产企业承接工艺过程研发项目；同时提供安全咨询，包括事故调查、HAZOP研究、安全设施的设计及制度管理等。目前，H.E.L是全球首屈一指的过程工艺及安全专业咨询机构，同时已经发展成为一家致力于为客户提供专业的过程工艺优化及反应危害评估设备的国际集团企业。

关于绿绵科技

　　2001年成立的北京绿绵科技有限公司(简称：绿绵科技)以体现客户服务价值为宗旨，以专业精神和技能为广大实验室分析工作者提供样品前处理、样品制备及分析、实验数据精确分析和管理的全面解决方案，致力于协助客户提高分析检测的效率和水平。

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