危险化工工艺中，氟化、硝化、过氧化、重氮化和氯化被定义为高危工艺。因为反应速度快、放热量大、物料易燃爆等特点，相关规范明确要求对高危工艺上下游作业实现自动化，目的是减少现场操作人员。
在石化、有机合成行业，单元操作装备技术成熟，集成度高，物料以气相液相为主，不难实现危险工艺的上下游自动化。但在原料药生产中，经常会有中间原料的合成或配制，使用的一般都是聚合物、缩合物等固相或膏状原料。项目在设计阶段都会考虑固体物料的机械自动进料装置，但是在建设期，会因为装置投资成本高，或者没有安装空间，机械进料装置与反应釜组合困难，甚至投料量小等原因，取消了自动进料装置，变更设计或未按图施工，采用人工投料，进而带来人员操作风险。
人工投料常见弊端包括：
（一）作业现场人员密集。不管是25kg蛇皮口袋，还是100L塑料桶，从卸人孔盖到倒料进釜，一般要两人操作。加上称重和记录人员，往往现场会达到甚至超过3人。
（二）釜内气相空间有毒或可燃气体浓度高，釜内溶剂的气相或反应尾气（以下简称釜气）会无组织排放到投料工位。投溶剂前即使经过氮气置换，打开人孔盖后，空气也会进入釜内；釜内溶剂气相也会扩散到釜外。
（三）人工投料存在提供溶剂与空气混合气相点火能量的风险。例如，氢气与空气的混合物最小点火能为0.017mJ，甲醇与空气混合物最小点火能为0.215mJ，硫化氢与空气混合物最小点火能为0.068mJ，甲苯与空气混合物最小点火能为0.23mJ。投料时，即使是抖动包装袋内膜的操作引发的静电也足以引起爆燃或爆炸。
（四）人体长期接触会产生职业卫生的危害。非极性有机溶剂具脂溶性，能麻醉神经系统，在肺内滞留，导致呼吸抑制甚至脑水肿，损害肝脏；极性有机溶剂具水溶性，会经皮吸收，产生慢性裂纹性湿疹或过敏性接触性皮炎，因呼吸道蛋白质受刺激变性而导致急性肺水肿或慢性支气管炎。
为了降低风险，我公司尝试了几种固体物料投料的改良方式，对其利弊列举如下：
（一）原料替代。采购液体原料替代原来的固体原料，如：用2-（三氯甲基）碳酸酯的二氯甲烷溶液替代三光气结晶体，用甲醇钠的甲醇溶液替代甲醇钠固体等，不仅实现了计量槽自动滴加进料，避免打开人孔盖的人孔投料操作，而且能有效控制进料速度和异常时联锁切断。这一方式涉及重大变更，需重新进行反应安全风险评估甚至LOPA分析和SIL定级。
（二）预配乳液或溶液。使用DMF、DMSO、DCM等高沸点溶剂对固体原料进行乳化或溶解，再通过计量槽滴加进料。该方式的弊端是需配置预混设备。
（三）先液后固改为先固后液。反应体系使用甲苯作为溶剂时，因为套用原因，甲苯中有0.1%以下的含水率。金属钠、2-（三氯甲基）碳酸酯遇水分别会副产氢气、一氧化碳等可燃气体。为避免溶解初期少量固体原料与回收套用的溶剂中所含有的微量水甚至酸的剧烈反应，我们先在釜内氮气保护气氛中投入固体，再投入甲苯。
更改投料顺序前，溶剂中微量但相对于固相物料过量的水快速与物料反应，瞬时产生大量气体，泡沫沸腾、液面快速升高，有冲料风险。更改投料顺序后，因为固相投料结束，人工投料后可以封闭人孔盖，在尾气总管负压或通过一二级冷凝器真空回流状态下滴加或流加溶剂，瞬时产生的少量气体既不会扩散到作业工位，也不会导致液面快速升高，还能通过雷达液位计联锁切断溶剂进料，热媒切换冷媒，可以有效地控制反应速率。
该方式的弊端是因为搅拌效果原因，可能会发生反应釜底阀和放料口处堵料；同时，若产生氢气，需在尾气管路上并接氮气，通过保护氮气高空直排 。
（四）自制机械进料装置。因空间受限，自制液压升降氮封料斗，连接称重模块和切断阀，所有管道接口使用柔性连接和快速接头。该方式的弊端是进料量误差大，增加了中控取样频次；需定期氮气吹扫结合溶剂清洗料斗及管道残料，操作和检测还需要人工完成。
（五）使用调速电机绞龙进料。通过DCS设置进料时间、重量、速度等参数，并与釜内温度压力参数联锁。主要弊端是装备设置空间受限，残料吹扫和清洗难度大；残料滞留，有分解或吸潮的风险。
综上所述，在现有工艺和装备基础上，改变当前人工投料的困境，无论从设计端改变进料状态和参数，还是基于当下提升装备水平，都有很大的提升空间。现场的工艺工程师们，还在积极寻找更加完美的解决方案。
