设计：年产4万吨三氯化磷及2万吨三氯氧磷生产装置的工艺设计.pdf

学位论文独创性声明学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果.据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含为获得_0大里-或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料.与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意.：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅.本人授权南昌大学 可以格学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编本学位论文,同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录 到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务.（保密的学位论文在解密后适用本授权书）:V!IW摘要.摘要论文进行了年产4万吨三氯化磷及2万吨三氯氧磷生产装置的工艺设计。经国内外各生产工艺的比较，采用了以三氯化磷为溶剂，氯气氯化黄磷生产三 氯化磷工艺，以及氧气氧化法生产三氯氧磷工艺。论文阐述设计的依据及意义。对三氯化磷、三氯氧磷产品进行市场分析与 预测，进行了工艺、三废处理、生产安全的设计和物料衡算，确定了公用工程 设计思路和原则。并绘制了相应的工程图纸。设计结果表明，年产4万吨三氯化磷、2万吨三氯氧磷项目建成后，其主要 技术经济指标达到国内先进水平,项目建设符合国家的产业政策和行业发展规 划，有利于促进当地经济的发展，经济、社会效益显著。关键词：三氯化磷，三氯氧磷，工程设计、氯化、氧化Abstra ctABSTRACTTh esis ca rries on a ch emica l project design of th e process units w h ose a nnua l outputs a re 4 million tons of ph osph orus trich loride a nd 2 million tons of ph osph orus oxych loride.Compa red w ith va rious production processes domestic a nd oversea s,th e th esis introduces th e process ch loridizing yeDow ph osph orus to produce ph osph orus trich loride by ch lorine ga s.oxidizing ph osph orus trich loride to produce ph osph orus oxych loride by oxygen w ith ph osph orus trich loride a s dissolventTh e th esis expounds th e ba sis a nd significa nce of th e ch emica l project design.Th e th esis ma kes ma rket a na lysis a nd estima tes on ph osph orus trich loride a nd ph osph orus oxych loride,ca rries on th e design of process,C4th ree w a stes*trea tment a nd production sa fety a nd ma teria ls ca lcula tion,a nd determines th e utilities idea s a nd principles,a s w ell a s prepa ring th e corresponding engineering dra w ings.Th e design result sh ow s th a t a fter th e completion of th e project w ith a nnua l outputs of 4 million tons of ph osph orus trich loride a nd 2 million tons of ph osph orus oxych loride,th e ma in tech nica l a nd economic indices h a ve rea ch ed a dva nced domestic level.Th e project complies w ith th e sta tes industria l policies a nd th e pla n of industria l development a nd promotes loca l economic development w h ose economic a nd socia l benefit is rema rka ble.Key w ords:ph osph orus trich loride,ph osph orus oxych loride,project design,ch loridize,oxidize目录目录第一章前言.11.1项目概况.11.1.1 拟建地点：江西省某市某工业园.11.1.2 建设规模与目标.11.2项目提出的理由与过程.1L3建设有利条件.1L4设计原则.2L5设计内容.2L6设计项目投入总资金及效益情况.22.1 产品市场需求.42.2 价格确定.42.3 市场风险.4第三章建设规模及产品方案-53.1 建设规模及产品方案.53.2 产品规格及质量要求.53.2.1 三氯化磷.53.2.2 三氯氧磷.63.3 建设工程组成.6第四章 工艺技术方案.84.1 三氯化磷.84.1.1 技术方案.84.1.2 工艺流程简述.84.1.3工艺流程简图.10目录4.1.4 三氯化磷主要原材料消耗.114.1.5 物料平衡（吨产品物料平衡）.114.1.6 污染物的产生情况.114.2 三氯氧磷.124.2.1 技术方案.124.2.2 工艺流程简述.124.2.3 工艺流程简图.134.2.4 三氯氧磷主要原材料消耗.134.2.5 物料平衡（吨产品物料平衡）.134.2.6 污染物的产生情况.144.3 项目涉及主要设备表和主要特种设备.154.4 主要原材料需求.174.5 公用工程规格.18第五章 项目公用工程及辅助设施设计-195.1 供配电.1952供热.1953给排水.205.4 废气处理.215.5 废渣处理.225.6 废水处理.22第六章 建设项目涉及的危险、有害因素和危害程度一一“236.1 危险有害因素.236.1.1 生产过程中使用和产生的物料危险有害性分析.236.1.2 危险化学品储存设施情况.236.1.3 生产过程中的主要危险、有害因素.2462危险有害程度.266.2.1 固有危险程度.266.2.2 风险程度.287.1 预防事故设施.327.1.1 检测报警设施.327.1.2 设备安全防护设施.337.1.3 防爆设施.347.1.4 作业场所防护设施.357.1.5 安全警示标志.367.2 控制事故设施.387.2.1 泄压和止逆设施.387.2.2 紧急处理设施.397.2.3 紧急停车、仪表联锁等设施.397.2.4 液氯储存、汽化及钢瓶泄漏处理安全设施.407.3 减少与消除事故影响设施.417.3.1 防止火灾蔓延设施.417.3.2 灭火设施.427.3.3 紧急个体处置设施.447.3.4 应急救援设施.447.3.5 逃生避难设施.447.3.6 劳动防护用品和装备.447.4 总平面布置安全设施.447.4.1安全距离.457.4.2厂区安全疏散、急救通道.467.4.3布置上采取安全措施.47目录75建筑防火措施.477.5.1 各单项建筑的结构类型、生产类别、耐火等级、卫生等级477.5.2 建筑平面及竖向布置、防火、防烟分区.477.5.3 有爆炸危险的甲、乙类厂房的防爆措施.487.6 防自然灾害措施.487.7 事故预防及应急救援措施.487.7.1 应急救援组织及人员设置情况.487.7.2 应急救援器材配置情况.487.7.3 应急救援措施.48参考文献.52附录.53致谢.53第一章前言第一章前言1.1 项目概况1.1.1 拟建地点：江西省某市某工业园1.1.2 建设规模与目标根据市场预测和经济规模，以及某公司现有经济技术实力和拟建厂地的有利条件,拟定本工程的产品方案及规模为：(1)4万吨/年三氯化磷(2)2万吨/年三氯氧磷1.2 项目提出的理由与过程某公司总公司在某市投资建设的一期2万吨/年草甘瞬原粉项目已于09年8月竣 工投产，该项目采用用甘氨酸-亚磷酸二甲酯工艺生产工艺，三氯化磷是生产草甘麟的 主要原料之一，年需用三氯化磷27000吨，同时某公司总公司的二期年产3万吨草甘 麟原粉项目已启动，达产后三氯化磷需求量将增加到6.75万吨以上，乐平周边三氯化 磷生产企业仅有联合化工和乐丰化工两家，产量仅有4万吨左右，且园区内使用三氯 化磷的企业众多，需求旺盛。为此某公司拟在乐平某工业园新建4万吨/年三氯化磷、2万吨/年三氯氧磷装置。产品大部分供应给总公司2万吨/年草甘麟原粉项目的生产,这样就确保了产品的销售渠道，企业就可以长期稳定地连续运行。同时，三氯化磷用 途较广，可用于制造敌百虫、甲胺磷和乙酰甲胺磷以及稻瘟净等有机磷农药的原料，医药工业用于生产磺胺喀鹿、磺胺五甲氧喀呢、染料工业用于色酚类的缩合剂，为企 业生产产品销售提供了多渠道。经检索，本项目不列入产业结构调整指导目录(2005年本)以及关于加强全 省工业项目新增污染控制的意见中限制类、禁止类。项目的建设符合国家的产业政 策和行业发展规划。1.3 建设有利条件(1)本项目建设在某市某工业园，该园区是江西省化工集中区内，是省、市环保 部门确认的专业化工园区，园区的规划科学合理，环境容量大，水、电、汽、污水治 理等各项配套设施齐全，项目建设的外部环境较好。(2)本项目产品主要为公司已有草甘瞬生产线作原材料配套，生产成本大幅降低，第一章前言销售渠道稳定。（3）本项目的技术投资主体：某公司均长期从事磷类化工产品的生产、销售，且 项目产品均为企业长期生产的主导产品，具备成熟的生产工艺和稳定的技术人员队伍。项目建设的工艺技术有保障。1.4 设计原则（1）采用国内的可靠的工艺生产技术，努力降低产品成本，提高产品质量，使该 项目主要技术经济指标达到国内先进水平.（2）充分利用项目建设单位当地的有利条件，使装置在较短时间内建成，达到投 资省、见效快的目的。（3）本着实事求是的科学态度，客观地分析建设条件和经济效益。（4）严格遵守“环境保护”的原则，环保工程与工艺装置同时设计，同时施工，同时投产，对项目的“三废”进行有效处理，达到国家排放标准。1.5 设计内容1、项目建设方案的选择；2、产品工艺技术方案的选择；3、项目所需资金、原材料、燃料动力来源及可靠性的分析；4、公用工程的建设方案；5、环境保护措施；6、节能措施；7、安全生产、劳动保护措施；8、综合结论与建议。1.6 设计项目投入总资金及效益情况项目总投资245 0.00万元,其中固定资产投资2168.00万元,铺底流动资金282.00 万元，生产年平均营业收入20114.52万元，生产年平均利润总额2809.89万元，生产 年平均税费总额1212.44万元（其中应交增值税287.03万元），生产年平均净利润 15 9 7.46万元。项目投资税后投资回收期1.5 3年。项目产品畅销，经济效益好，抗风 险能力强，社会效益显著，符合国家的产业政策。2第一章前言表1.1主要技术经济指标序号项目名称单位数量备注一建设规模1.1三氯化磷t/a400001.2三氯氧磷t/a200001.3年操作时间天300产品方案2.1三氯化磷t/a400002.2三氯氧磷t/a200002.3盐酸（副产品）t/a5 18.4主要原材料、动力用量3.1黄磷t/a92003.2液氯t/a320003.3液氧t/a23203.4三氯化磷t/a18000四公用工程消耗4.1水；直流水：tW32C,P20.4MPaa3/h16.62年耗水 119 631.6m4.2电：装机容量KT625工作容量KN570年耗电272.7万KWh4.3蒸汽t/a23760五定员人60其中：工人人46管理人员（含销售人员）人14六运输量t/a85520七工程占地m228744A工程总建筑面积m23387九综合能耗总量标煤t/a39 9 5.80十项目总投资万元245 0.00-一年平均销售收入万元/年28214.52十二年平均总成本费用万元/年25 404.63十三年平均销售税金及附加万元/年1212.44十四年平均所得税万元/年5 32.48十五年平均净利润（税后利润）万元/年15 9 7.46十六投资利税率为万元/年49.49%十八项目税后投资回收期年1.5 3不含建设期3第二章市场预测与分析第二章市场预测与分析2.1 产品市场需求三氯化磷、三氯氧磷均是基础化工原料，其用途广泛。三氯化磷可与烷基醇、基 卤化物反应制造有机磷农药（如敌百虫、稻瘟净等），也可与水、甘氨酸、甲醛等反应 制成除草剂、草甘磷等。同时也是制造五氯化磷、三氯氧磷、三氯硫磷、亚磷酸二甲 酯及其酯类的原料。它与脂肪醇制成烷基亚磷酸酯或烷基磷酸酯常用作表面活性剂、水处理剂、阻燃剂、增塑剂等；与芳香醇反应生成芳基亚磷酸酯，用作稳定剂；与格 利亚试剂反应制成三烷基瞬或三芳基瞬，用作催化剂；与磷化氢反应制成三辛基瞬氧 化物，用作溶剂、萃取剂；也用于制造染料纳夫妥AS、缩合剂、医药氯化剂、磺胺啸 娓、磺胺五甲氧嗑咤、雷米邦A等。由三氯化磷制得的烷基磷酸酯，还可作用重金属 萃取剂、汽油预燃料添加剂、抗泡剂、纤维处理剂、润滑油添加剂、低温液压液体和 溶剂等；也可用于珠光金属的垫层。三氯化磷全国需求超过一百万吨，而且每年以8%的速度递增。三氯氧磷用于制药、染料中间体、塑料增塑剂和磷酸酯；亦用作氯化剂及有机合 成催化剂、阻燃剂、表面活性剂、多价鳌合剂、农药中间品等；近年来高纯P0CL3用 于光纤制造也有很快发展。三氯化磷、三氮氧磷为有机合成化工中极重要的氯化、酰氯化剂，全国需求超过 一百万吨，而且每年以8%的速度递增。我省合成有机磷农药三哇磷吨位将近5000吨/年能力，需要大量的二乙基硫化磷酰氯，我省还有选矿用的磷酸酯的生产，也增大了 对三氯化磷的需求。2.2 价格确定三氯化磷、三氯氧磷作为是基础化工原料，其需求量不断增加，并且其价格近年 也一直稳步增长。现阶段三氯化磷的市场价格（含税价）45 00.00元/吨，三氯氧磷（含 税价）5 100.00元/吨，其定位适中合理，故不会出现销路问题。2.3市场风险随着近年来草甘瞬生产线的大规模建设，作为生产草甘瞬的主要原料之一的三氯 化磷目前市场上行情看好，特别作为江西金龙化工有限公司草甘瞬装置配套项目，产 品销售渠道稳定，市场前景看好。故此本项目市场风险较低。4第三章建设规模及产品方案第三章建设规模及产品方案3.1 建设规模及产品方案根据市场预测和经济规模，以及公司现有经济技术实力和拟建厂地的有利条件,拟定本工程的产品方案及规模见下表：表3.1产品方案及生产规模一鉴表序号产品名称产量(t/a)备注三氯化磷40000二三氯氧磷20000三副产品盐酸(30%)5 18.4副产品3.2 产品规格及质量要求3.2.1 三氯化磷执行国家标准HG/T 29 70-19 9 9外观与性状：三氯化磷是一种无色透明、有刺激性气味的发烟液体。在潮湿空气 中剧烈发烟，能迅速分解，如混有微量游离黄磷时，则颜色带黄而且浑浊；溶有氯气 或五氯化磷时呈红黄色。分子式为PCL,相对分子质量137.33,密度1.5 74 g/L,熔 点-112 C,常压下沸点76-Co易溶于苯、氯仿、酸、二磷化碳、四氯化碳等；接触 潮湿空气时水解成亚磷酸和氯化氢，放出白烟，所以必须密封贮藏；遇氯气能生成五 氯化磷，遇氧气生成氧氯化磷，遇硫生成硫氯化磷,与有机物接触时反应剧烈，甚至会 燃烧爆炸，遇乙醇和水起分解反应并放出大量的热和氯化氢，特别是与水的反应非常 剧烈，能在瞬间着火甚至爆炸。表3.2三氯化磷产品质量标准序号名称指 标优级品一级品合格品1三氯化磷29 9.09 8.09 5.02游离磷%W0.0010.0080.03包装、运输及储存产品的标志、标签、包装、运输应符合化学危险安全管理条例、危险化学品安 全管理条例实施细则等国家有关法律法规及GB1269 0-9 2的规定。包装方法：本产品可用清洁干燥的玻璃瓶、铁桶、槽车包装，瓶装每瓶净重25 kg,5第三章建设规模及产品方案铁桶装净重25 0kg,包装必须密封，切勿受潮。储存及运输：储存于阴凉干燥清洁的仓库内，不准堆放，远离火种、热源。应与 易燃、可燃物、碱类、氧化剂、金属粉末等分开存放、不可混储混运。不宜久存，以 免变质。搬运要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。运输按规定路线行驶，中途不得停 留，雨天不宜运输。3.2.2 三氯氧磷产品技术指标：本品为无色透明的带刺激性臭味的液体，在潮湿空气中剧烈发烟，潮解成磷酸和 氯化氧。凝固点：L25 C,沸点：1O5.3C,液相相对密度（水=1）1.68（15.5 0,气 相相对密度（空气=1）5.3,饱和蒸气压：5.33（27.3*0,燃烧性：助燃。本品溶于醇、溶于水。表3.3三氯氧磷产品质量标准名称指标名称指标含量299%沸程V/V 98%105 C-109 c三氯化磷：W0.2%苯中溶解状况合格灼烧残渣：W0.05%硫酸盐：W0.003%铁：W0.001%铅：W0.001%包装、运输及储存:产品的标志、标签、包装、运输应符合化学危险安全管理条例、危险化学品 安全管理条例实施细则等国家有关法律法规及GB1269 0-9 2的规定。包装方法：本产品可用清洁干燥的塑料桶、衬塑铁桶或槽车包装，塑料桶每桶净 重5 0kg,铁桶装净重300kg,包装必须密封，切勿受潮。储存及运输：储存于阴凉干燥清洁的仓库内，不准堆放，远离火种、热源。应与 易燃、可燃物、碱类、氧化剂、金属粉末等分开存放、不可混储混运。不宜久存，以 免变质。搬运要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。运输按规定路线行驶，中途不得停 留，雨天不宜运输。3.3 建设工程组成本项目新增建设子项见下表：6第三章建设规模及产品方案表3.4项目新增建设子项序号子项号工程名称序号子项号工程名称1101三氯化磷厂房7107液氧罐区2102A-B液氯罐区及汽化间8201变配电间3103三氯化磷罐区9202消防、循环水池4104A-B黄磷罐区及装卸台10203事故池5105三氯氧磷厂房11204污水处理6106三氯氧磷仓库12205门卫及机修车间7第四章 工艺技术方案第四章工艺技术方案4.1三氯化磷工业上生产三氯化磷主要有3种生产工艺。(1)由磷酸盐类，如磷酸钙Ca3(P04)2等与氯气反应生产三氯化磷。(2)用熔融的黄磷直接与氯气进行氯化反应生产三氯化磷：2P+3cL-*2PCL(3)以三氯化磷为溶剂，用氯气氯化溶于三氯化磷中的黄磷来生产三氯化磷，反 应放出大量的热：2P+3cb-2PC1,这3种生产工艺中，第1种工艺路线较长，设备多，投资大，生产成本高；第2 种生产工艺中氯气与黄磷的反应十分剧烈，难以控制，可操作性差，安全系数低；第3 种生产工艺相对操作简便，容易控制，经济而且安全。国内三氯化磷生产企业采用的一般是第3种工艺。为防止在生产过程中生成五氯 化磷，反应釜内的黄磷必须过量;由于黄磷与氯气的反应非常剧烈，为获得较温和的反 应条件，反应釜内应保持一定量的三氯化磷母液。生产可分为连续工艺和间歇工艺，连续工艺就是每天24小时连续通氯，不间断的生产方式，传统上仍采用釜式反应器，产品含量可控制在99%至9 9.5%之间。高纯工艺产品质量达到9 9.9-9 9.99%,完全兼容 自动化控制生产。由于工艺设计的非常合理，产品的质量易于控制，对工人素质的相 应要求较低，操作人员易于上手，而且安全系数大大提高.4.1.1 技术方案三氯化磷的制备工艺过程中具有以下步骤：(1)液氯汽化(2)熔磷；(3)氯化；(4)精储；(5)尾气处理。步骤3氯化中的氯气、黄磷、三氯化磷的投料比例为1:0.29：1.28,步骤5尾气处理中反应气体通入吸收塔，经三级水吸收一级碱液吸收，解决了现有三氯化磷制备的安全隐患大、尾气处理麻烦的问题，生产工艺的安全系数 高，可实现大规模生产，三氯化磷的纯度高。生产过程及控制均采用计算机集中管理.4.1.2 工艺流程简述(1)液氯汽化工序本工序将液氯贮槽的液氯汽化为压力约为0.6MPa的氯气。本项目液氯拟采用储罐 贮存，贮罐区按液氯三天的用量设置，即2000 x3/(330X1.47X0.85)=232m3液氯,考虑储 运安全液氯不宜太大，设置40m3储罐6只，并考虑一台空罐用于液氯倒罐，即罐区共设 置40nf储罐7只。液氯罐区设置汽化间一座，碎结构，二层,布置有液氯中间罐、液氯 8第四章工艺技术方案液下泵、液氯汽化器、氯气缓冲罐、热水槽、热水泵、氯气分配器。由液氯储罐利用位差将液氯放入液氯中间罐，再通过液氯液下泵打入液氯汽化器 内，液氯汽化器内由热水泵通入热水将液氯汽化后通入氯气缓冲罐，经氯气分配器分 配后送三氯化磷车间。用于液氯汽化的热水来自热水槽。往热水槽通入低压蒸汽直接 加热槽内的水。出槽的热水用循环泵送入液氯汽化器加热汽化液氯。出液氯汽化器的 水返回热水槽。热水的温度靠调节阀调节低压蒸汽的流量进行控制；汽化氯的压力和 流量通过调节进入液氯汽化器的热水量和液氯的流量进行控制。液氯汽化器为一开一 备。随着汽化器工作时间的增加，液氯中的NCL浓度会升高，当达到一定浓度时，会 导致爆炸。因此须定期分析汽化器中NCL的浓度，当NC13浓度达到40g/L,必须切换汽 化器，将汽化器中NCb浓度较高的残液放入排污槽，再自流进入中和槽。在中和槽中含 NCL的液氯与碱液发生反应，NC13被碱液分解吸收，液氯被碱液吸收。液氯卸车(氯气加压卸车)加压气化器入口快开式调节阀，用调节阀调节液氯进料量控制加压气化器出口压 力在0.75 MPa以上。连接好槽车液氯出口与储罐入口管线及卸车U形弯并试漏合格；连 接好槽车气氯加压口与卸车台加压口U形弯并试漏合格。开启槽车液氯出口至储罐液氯 入口管线上所有的阀门开始接收液氯；开启加压管线上的手动阀门缓慢加压，接收液 氯期间，调整液氯槽车内的压力比接收储罐的压力大0.2MPa,并始终保持0.2MPa以上 压差。观察接收储罐液位和压力的变化，随时调整压差；当液位达到80%时，及时切换 储罐，避免液位超限。确认槽车内液氯卸完时，首先关闭槽车加压阀，再关闭槽车液 氯出口阀，然后关闭接收储罐液氯入口阀。对卸车U形弯管道抽空后拆除，撤出槽车。卸车采用万向接头.液氯罐区上方设置碱液喷淋管道，32%NaOH溶液来自外管。当有毒气体检测报警仪 检测有毒气体超限时，连锁喷淋头碱液喷出，同时罐区围堰设置吸收液收集池，将吸 收液循环喷淋。罐区还设置了一给备用储罐用于事故储罐倒料用。(2)黄磷储存与熔磷工序本项目黄磷用量为9 200t/a,考虑到黄磷的原料来源较远，设计储运周期为一个月 左右，设置lOOOm，液黄磷储槽一台，备用一台。采用半地下式结构，槽内设置水封保 护，储槽分隔为若干单元并通入蒸汽盘管加热用于熔磷。槽车运至罐区后采用热水将 黄磷压入黄磷储罐，储罐内水至少高于黄磷20 cm,水温控制在6080C,至黄磷全 部熔成液态沉于水底，再由专用的黄磷液下往复泵将送至三氯化磷车间.(3)三氯化磷合成工序三氯化磷车间二层、碎结构，布置有黄磷计量槽、氯化釜、洗磷塔、冷凝器、防 爆帽等设备。来自罐区的液态黄磷在磷静置槽暂存后放入黄磷计量罐，用热水将黄磷 压入送入氯化釜，釜内通入氯气，黄磷与氯气在氮化釜中反应，生成三氯化磷，反应 9第四章工艺技术方案迅速，并放出大量的热，及时采用循环水进行冷却，氯化釜中液相温度控制在7885 C,气相温渡7678C,压力2040nmHg,通氯压力180220mmHg,通氯速度350 400kg/小时。氯化通过氯化釜温度连锁调节通氯速度，温度高限报警后自动切断氯气 和黄磷供应。同时氯化釜上方还设置了防爆帽以防止氯化釜压力超高后有毒气体无组 织排放.三氯化磷合成反应为放热反应，其反应式为：2P+3CL-2叫+313.9 5 kJ/mol副反应：PCI,+Ch+H2 0f P0C1,+2HC1（4）精储及尾气处理工序从氯化釜出来的三氯化磷气体在合成填料塔进一步反应精储后，经冷凝后得三氯 化磷冷凝液，制备得到三氯化磷液体，进入成品贮槽。冷凝分离后产生的气体通入溶 有15%液碱的吸收塔中进行三级吸收处理。4.1.3 工艺流程简图图4.1三氯化磷工艺流程示意图10第四章 工艺技术方案4.1.4 三氯化磷主要原材料消耗表4.1三氯化磷主要原材料消耗序号项目名称单位数量来源1液氯(9 9.6*)t/a31200江西电化厂2黄磷(9 9.9%)t/a9200湖北、贵州等地4.1.5 物料平衡（吨产品物料平衡）主反应：P4+6C12-4PCL副反应：PCL+Cb+H&-P0C1,+2HC1物料平衡（吨产品物料平衡）主反应：P4+6C1,*4PC1,.本生产线年产量为400003采用连续生产工艺，年生产300d,总计7200h。废气经 降膜吸收+水吸收处理，吸收率本评价以95%计，共产生30%副产盐酸316.7t/a.氮化合成反应a固废6.0t（黄碎4.0t，1 杂物R.Ot）60418t合成精储塔回流物料20000t 60236t产品(含量99.0%)40000t图4.2三氯化磷的物料平衡图4.1.6 污染物的产生情况（1）废气氯化反应釜反应后，未冷凝的尾气，主要有反应生成的氯化氢、过量的氯气，形 成以氯化氢为主的工艺废气，产生量236t/a,即0.787t/d。拟采取尾气吸收处理装11第四章工艺技术方案置（降膜吸收+水吸收+碱液吸收三级处理装置）处理后，经至少25 m高排气筒排放。（2）废水废水主要有废气吸收废水、地面冲洗废水，具体如下：废气吸收废水：少量尾气主要为碱液吸收后产生的废水，该股废水显碱性，主 要污染物为氯化钠，产生量约为6m7d,1800m7a.降膜吸收、水吸收产生的废水主要 含盐酸，可做副产品综合利用。本项目地面冲洗水用量约为0.304/d,产污系数按0.8进行核算，则地面冲洗废 水产生量为0.243n/d,即为72.9 t/a.地面冲洗水水质为：pH 6.57.5,SS 300 500 mg/L,C0Df t 400600mg/L.（3）固体废物（废渣、废液）固体废物主要是氯化釜产生的含磷残渣S”产生量6t/a,即0.02t/d.属危险废 物，须送往有资质的危险废物处置中心处理。4.2三氯氧磷工业上生产三氯氧磷的方法主要有氯化水解法和氧气氧化法等两种。（1）氯化水解法：将三氯化磷加入反应器中，通入氯气，同时滴加水，控制氯水 比在3.94左右,通入氯气和滴水速度分别为2535 kg/h和6.258.8kg/h。用夹 套蒸气加热至105109 C,使反应器内反应物汽化，经冷凝器冷凝后，再回流入反应 器中。二次通入氯气，继续氯化残留的三氯化磷。回流至反应物色泽洁白，分析三氯 化磷残存量在0.5%以下时，可由冷凝器导出作为三氯氧磷成品。其反应方程式如下：PC1,+C1,+H/）=POC13+2HC1（2）氧气氧化法：将三氯化磷加入反应器中，通入氧气，用夹套冷却水冷却反应物 料，尾气经冷凝器冷凝后，再回流入反应器中。待反应温度稳定并有下降时，分析三 氯化磷残存量，合格后打入蒸储釜进行蒸储，由冷凝器导出作为三氯氧磷成品。其反 应方程式如下：2PC13+O2=2POC134.2.1技术方案氯化水解法工艺过程复杂，副产品盐酸量大。生产过程中，“三废”问题突出，属于淘汰的工艺路线。近几年，开发了先进的氧气氧化法生产三氯氧磷工艺技术，该 工艺路线是目前三氯氧磷生产的主要方法，具有较长时期的发展前景。故本装置拟选 用氧气氧化法生产三氯氧磷的工艺路线。该工艺路线生产的三氯氧磷技术先进，工艺 成熟，能耗较低，经济上较合理。4.2.2工艺流程简述第四章工艺技术方案三氯化磷打入三氯氧磷车间三化计量罐计量后放入反应釜中，加入引发剂，然后 在搅拌下开始通入氧气，用夹套冷却水冷却反应物料，控制反应温度小于6570C,反应周期约40h,待反应温度稳定并有下降时，打入蒸储釜进行蒸储去除低沸物，蒸 馆产生的尾气经冷凝器冷凝后，在回流入反应釜中反应，少量不凝气体经尾气吸收塔,采取水吸收+降膜吸收副产盐酸+碱液吸收三级处理装置处理后，经25 nl高排气筒排放，并得副产品盐酸。剩余物料经检验合格后，得成品三氯氧磷。蒸像釜产生的蒸用残渣 产生量40t/a（主要含亚磷酸、杂质以及低沸物），即133.3kg/d,属危险废物，须 送往有资质的危险废物处置中心处理。反应化学方程式：2pci3+a f 2poeb4.2.3 工艺流程简图图4.3三氯氧磷工艺流程示意图4.2.4 三氯氧磷主要原材料消耗主反应：2PCLj+O2=2P0CL3本生产线年产量为20000吨，采用连续生产工艺，年生产300天，共计7200h.产品纯度99.0%。废气经水吸收+降膜吸收处理，吸收率以95%计，共产生30%副产盐 酸 201.7t/a04.2.5物料平衡（吨产品物料平衡）第四章工艺技术方案表4.2三氯氧磷物料平衡表图4.4吨三氯氧磷产品物料平衡见图4.2.6污染物的产生情况(1)废气未完全反应或过量的三氯化磷尾气.三氯化磷尾气：主要含有三氯化磷，产生量80t/a,即0.267t/d。拟采取水吸收+降膜吸收副产盐酸+碱液吸收三级处理装置处理后，经25 nl高排气筒 排放。(注：三氯化磷遇水反应生成氯化氢，根据物料衡算，氯化氢产生量为8.8kg/h,212.3kg/d,63.7t/a.)(2)废水废水主要有废气吸收废水、地面冲洗废水，具体如下：废气吸收废水主要为碱液吸收后产生的废水，该股废水呈碱性，主要污染物为氯14第四章工艺技术方案化钠，产生量约为2.0m7d,600m7ao降膜吸收、水吸收产生的废水主要含盐酸，可 做副产品综合利用。生产车间地面一般每天冲洗一次，冲洗水用量约为2L/m，本项目地面冲洗水用量 约为0.768J/d,产污系数按0.8进行核算，则地面冲洗废水”?产生量为0.614m/d,即为 184.3t/a.地面冲洗水水质为：pH 6.57.5,SS 300500 mg/L,CODo 400600mg/L（3）固体废物（废渣、废液）项目二固体废物主要是蒸储釜产生的蒸馅残渣，产生量40t/a（主要含亚磷酸、杂质以及低沸物），即133.3kg/d,属危险废物，须 送往有资质的危险废物处置中心处理。4.3项目涉及主要设备表和主要特种设备表4.3年产4万吨三氯化磷装置设备一览表序号设备名称规格型号材质数量备注1熔磷池8000 x2000 x210016MnR22污水循环池25 00 x200020002内防腐3熔磷尾气塔4)800 x2000PP44黄磷液下泵40FY-3230425熔磷槽风机FIZ23-I-C!Crl8Ni9 T i46液氯贮槽4)2400 x800016MnR77液氯中间槽01400 x800016MnR38氯气缓冲罐。1600 x2000Q 345 R29热水槽。1800 x2000Q 235 A210液氯汽化器4 15 00 x4000Q 345 R211液氯输送泵40FY-32304312热水泵ISWR5 0-125CS213氯气分配台600 x2300Q 345 R114三氯化磷贮槽4 3200 x11500Q 235 A615成品槽尾气缓冲罐搪玻璃116成品槽尾气吸收塔4)300 x1000PP117三氯化磷输送泵65 FY-40304618黄磷贮槽4 15 000 x45 00Q 235 A219黄磷液下泵65 FY-40304420热水槽01800 x2000Q 235 A121热水泵ISWR5 0-125CS222三化备用槽4)1400X160016MnR123磷计量槽4 1200X19 00Q 235 B424冷凝器4 800X3000 F=89.15 m3双管板双程20425氯化釜4 2200X280016MnR/Q 235 B415第四章工艺技术方案表4.4年产2万吨三氯氧磷装置设备一览表序号设备名称规格型号材质数量备注26防爆帽1200X200016MnR427合成填料塔。1200X9 60016MnR428气液分离器4*5 00X100016MnR429成品计量罐。1400X160016MnR430尾气分离罐4 800X165 0Q 235 B431高位水槽4)1100X1600Q 235 B432尾气缓冲罐4 800X5 00Q 235 B833合成尾气塔200X800Q 235 B834水喷射真空泵组RPP-5 4-15 0RPP2序号设备名称规格型号材质数量备注1液氧低温贮槽20m内容器 0Crl8Ni9 外壳16MnR22液氧泵单缸可调往复活塞式低温泵进 液压力0.020.8MPa(表压)抹液 压力 16.5 MPa 0=100 600L/hN=7.5 KV r=260 9 00r.p.mBP100-600/165 型组合件23液氧汽化器空温式汽化器气化能力400Nm/h 使用温度-19 6最大工作压力 16MPa试验压力24MPa设备外形 1116x1818x225 0材料:管子 0Crl8Ni9 T i 翅管 6063-T 5 充填金属 308L24分气缸0800X2200组合件25三氯化磷计量槽019 00X2000 V=5.5；Q 235 B46氧化锅0175 0/019 00X2410,总高 4855 V=5 000L附：框式搅拌，搅拌转速80转/分，减速机型号CWS160-400 附：防爆电机N=5.5 Kw搪玻璃327反应冷凝器石墨凝器01000X1800,F=10n,冷 却介质循环水石墨/Q-235 B168氧磷中间泵Q=15 m 7h H=20a 附防爆电机 N=3Kw n=29 00r/min FS-5 0-40组合件89氧磷蒸惚釜0175 0/019 00X2410,总高 485 5V=5 000L搪玻璃810蒸惚冷凝器搪玻璃片式冷凝器。1200X2100,F=20m，,冷却介质循环 水搪玻璃811氧磷低沸釜01200/01300X800,V=1.0n)3,搪玻璃816第四章工艺技术方案表4.5主要特种设备一览表座号设备名称规格型号材质数量备注12氧磷低沸泵Q=15/h H=20mN=3Kw n=29 00r/min组合件813氧磷成品锅0175 0/019 00X2410,总高 485 5 V=5 000L搪玻璃814氧磷成品泵Q=15 n/h H=20m N=3Kw n=29 00r/min组合件415三氯氧磷中间槽01700X4400,V=10m，Q 235 B216氧磷充装泵Q=15id，/h H=20mN=3Kw n=29 00r/min组合件217尾气缓冲器01200X1800,V=2.4mJQ 235 B118尾气吸收塔0400X3000,不锈钢填料，填料高15 00/节，共2节FRP4序号名称单位数量操作 压力 MPa作度c 操温,c力器别 压容类令全附件（相关的安全附件设计设置于设备本 体或相关的进出管线上，详细的设置 情况见于“工艺及仪表控制流程图”）生产场所压力容 器设备 部分1液氯储 槽Zx70.8常温I类磁性液位计、液位报警、气相平衡管、压力表、有压力表、毒气体泄漏报警液氯罐区2液氯中 间罐台30.8常温m类磁性液位计、液位报警、气相平衡管、压力