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在测试活动中我们如何处理试剂和分解产物

张贴者 查尔斯·阿索纳斯 于02.27.18

By: 查尔斯·阿索纳斯, Chief 测验 and Safety Engineer at 福斯克& Associates, LLC

二甲基亚砜(DMSO)分解的FAI案例研究

ARCguys测试业务中的一个重要考虑因素是知道我们可以安全地处理初始试剂以及任何燃烧或分解后的测试产物。适当的个人防护设备(PPE)和工程控制的可用性和使用对安全进行测试活动大有帮助。但是,潜在的被忽视但重要的考虑因素是在进行测试之前确定反应产物是什么,以便正确处理它们。大多数时候,分解产物尚不完全清楚。但是,出于人员安全和环境方面的考虑,我们不能冒险运营。当然,人身安全是可以预期的,但是我们独特的环境考虑因素是我们所处的工业园区内的物业线以及住宅区的紧邻。因此,我们对日常安全操作的承诺提供了宝贵的经验,使我们能够评估和应对客户样品带来的新挑战。

安全地(自信地)处理试剂或反应副产物的能力取决于各种特性,包括挥发性(例如,正常沸点),允许的暴露极限,特定的毒性特征以及通过“擦洗”中和或破坏它的能力。使用适当的解决方案。下面将提供一些具体示例。

尽管无水氯化氢是一种有毒气体,但可以使用氢氧化钠溶液轻松中和。如果将其用作试剂,则讲坛必须配备调节器,以将压力降低至接近大气压,以控制添加速度。作为反应产物产生的氯化氢可以在10%的氢氧化钠溶液中完全洗涤。在通风橱中正常工作的工人戴着全面罩滤毒面具要受到充分的保护。 OSHA PEL为5 PPM。

相比之下,具有高蒸气压和高毒性的“缓慢洗涤塔”试剂具有更大的暴露风险,因此在我们的测试机构中通常不将其作为试剂处理。与水反应缓慢的材料很难破坏。此外,对于某些剧毒材料,呼吸器滤芯的吸附效果未知。热危害测试小组可以在以下地点提供现场测试服务: VSP2 / 阿斯特设备 在这种情况下。这种试剂的例子包括光气,氰化氢和异氰酸甲酯。尽管氰化氢可用氢氧化钠洗涤,但其高蒸气压使得在处理过程中发生泄漏时易于实现致命的暴露。已在具有适当PPE(包括所提供的空气呼吸器)的客户设施上成功地提供了现场测试服务,并提供了处理HCN和异氰酸甲酯作为试剂的程序。

但是,我们可以执行产生HCN的测试,因为可以用氢氧化钠对其进行洗涤。在这种情况下,使用提供的空气呼吸器和专用的实验室空间进行清理需要对这些测试进行溢价定价,但仍不到现场进行的价格。

另一方面,由于挥发性极低,因此可以在我们的工厂处理高分子量的二异氰酸酯。尽管甲苯二异氰酸酯的短期暴露极限(例如)为0.02 PPM,但低蒸汽压加上通风柜的使用允许在我们的工厂中处理此材料。在室温下操作时,可以使用常规的全罩式滤芯呼吸器。由于这些物质是强壮的皮肤和呼吸道敏化剂,并且与水的反应速度较慢,因此必须格外小心,避免皮肤接触这些物质。使用在小苏打水溶液中浸泡一整夜的工具/表面进行去污。热分解和与水的反应产生二氧化碳和副产物,预计其毒性低于原始的二异氰酸酯。 (经验表明,这些反应本质上往往是泡沫状的。)但是,燃烧会产生必须适当洗涤的HCN。

挥发性的致癌试剂,例如环氧乙烷,1,3-丁二烯和氯乙烯可以在我们的工厂处理。对于环氧乙烷,OSHA要求使用供应的空气呼吸器。这些材料通常以适当的设备进行少量处理以应对高蒸气压。在1,3-丁二烯的情况下,通过使1,3-丁二烯通过氧化铝柱,然后在干冰和丙酮浴中冷凝未抑制的单体来去除抑制剂。寒冷的温度允许使用注射器快速称出适当的量。

二甲基亚砜(DMSO)分解的案例研究

当我们在1990年代中期开始进行涉及二甲基亚砜的测试时,可用的MSDS将分解产物列为二氧化硫,甲硫醇和甲醛。因此,人们期望产生不凝气体。在封闭系统VSP2测试中,我们观察到分解发生在200°C至240°C的范围内。在封闭的VSP2测试室中,温度升高速率通常接近100°C / min,在300°C下的相关压力升高速率约为1000 psi / min。由于顶空体积小(〜30 ml)以及温度和压力的持续升高,由于标准安全壳压力限制在1300 psi以确保安全运行,因此测试单元破裂。 (当压力达到1300 psi时,将安全壳容器与氮气源隔离,然后使测试池破裂)。冷却后,必须清洗安全壳中的气体以处理气体。

使用MSDS列出的产品作为测试后洗涤的指南,可以使用氢氧化钠溶液处理二氧化硫。为了处理甲硫醇的强烈恶臭,使用了称为Epoleon N-100的专有解决方案。 (此材料可通过McMaster Carr等供应商购买,在该产品中被列为切削液和冷却剂除臭剂。)为了将这两种硫化合物容纳在单级洗涤器中,我们在水中添加了重量百分比的氢氧化钠。尽管分步洗涤是理想的选择,但我们通常使用单步洗涤,然后将气体(使用计量阀)通过Pyrex®管,并在其末端使用40-60微米的玻璃料。由于VSP2测试通常在升高的压力下结束,因此使用多个阶段将需要非常长的洗涤时间。由于分解产物的气味和性质,当客户在活动中需要进行多次测试时,已进行了现场VSP2测试。

最近在测试过程中(在固定资产投资设施)一名员工问我们如何知道我们的洗涤程序和用于处理DMSO分解产物的PPE是安全的。 Ciba-Geigy,Ltd.于1993年提供的关于DMSO危害的备忘录提供了与相关产物发生分解反应的机理(1)。

表1提供了预期的DMSO分解产物的某些特性。在运行正常的通风橱中进行测试操作,并通过Epoleon N-100 /苛性碱洗涤溶液缓慢排放气体,可减轻甲硫醇和二氧化硫的排放。因此,通风橱中的气体浓度应非常低。通常,在最初洗涤气体后,用氮气吹扫安全壳。按照这些操作程序,我们使用配备了多污染物滤筒的全罩式呼吸器。此外,其他列出的分解产物是3M呼吸器指南推荐使用有机蒸气/酸性气体滤筒的液体。通过在工作日(例如,上午和下午)两次更换墨盒,可以解决与甲硫醇有关的“使用寿命短”的问题。使用全罩式滤芯呼吸器与供气呼吸器相比,可方便测试操作员的移动性和效率。

表1:DMSO分解产物和特性

 

参考文献:

(1)“二甲基亚砜(DMSO)的处理和使用中涉及的潜在危害”,Ciba-Geigy Ltd.,公司安全与环境,信息B31,巴塞尔,1993年4月

欲了解更多信息或讨论过程安全测试和工程,请联系Charlie Askonas,网址为: [email protected] 630-323-8750

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话题: 工艺安全, 阿斯特, VSP2, 安全处理

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