CN103303883A - 一种三氯氧磷的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三氯化磷先精制后氧化生产三氯氧磷的技术。具体将精制的三氯化磷作为氧化反应的原料，与高纯氧气直接氧化反应，通过对反应液进行强制外循环降温和对未反应的氧气进行多次吸收利用，提高反应速度和原料利用率，最终将三氯化磷全部氧化，得到高纯三氯氧磷成品。本三氯氧磷生产工艺可有效降低产品杂质含量，达到提高产品质量和经济效益的目标，同时也比原有的精馏三氯氧磷节约蒸汽，达到节约能源，降低能耗的目标。
Description
技术领域
本发明涉及一种三氯氧磷生产工艺，具体涉及到一种三氯化磷先精制后氧化生产三氯氧磷的技术。
技术背景
三氯氧磷作为一种重要化工产品，是生产无卤化塑料阻燃剂和增塑剂（如磷酸三乙酯）、农药杀虫剂（如杀虫脒）、除草剂（如乙草胺、喹禾灵）的主要原料。含铁、砷量极低的电子级三氯氧磷还是太阳能行业，集成电路，分离器件，光线预制棒生产中必不可少的重要原料，具有广阔的市场前景。
目前国内外三氯氧磷生产采用的主要工艺有PC13氯化水解法、PC15合成法和较先进的三氯化磷直接氧化法，但三种方法在产品质量和原料消耗，能耗上都存在一定的工艺缺陷，限制了三氯氧磷行业的健康发展。
①PC13氯化水解法
反应方程式：PC13+H2O+Cl2＝POC13+2HCl
向三氯化磷中缓慢滴加事先计量过的水，边滴加边通入氯气，反应中生成氯化氢，经冷却回收夹带的三氯化磷及三氯氧磷后进行吸收，操作繁琐，且容易生成副产物磷酸，设备腐蚀较重。
②PC15合成法
反应方程式：3PC15+P2O5＝5POC13
PC15和P2O5固体混合，慢加热，间歇法中固体完全转变成液体，以纯POC13形式蒸馏，在实际生产中一般是用PC13和Cl2的混合物与P2O5反应，可避免使用大量的PC15，但该反应为气固液三相反应，反应较难控制。
③三氯化磷直接氧化法
反应方程式：2PC13+O2＝2POC13
先将氧气直接通入液态三氯化磷中，氧化生成POC13，再通过精馏去除产品中含有的未反应的三氯化磷。该工艺反应条件温和，易于控制，收率较高且无副产，是目前国内外使用最广泛的工艺路线。但该工艺也存在两个明显的缺陷，一是产品中杂质多，质量不高。由于原料三氯化磷是由黄磷与氯气直接反应获得的，受黄磷质量和生产工艺所限，不可避免的会有少量铁、砷等杂质存在。导致在最终产品三氯氧磷中也存在少量铁、砷等杂质，对产品质量和使用范围造成不利影响；二是能耗高，经济效益差。由于三氯氧磷的沸点高于三氯化磷的沸点，因此在后期精馏操作必然会耗用较多的蒸汽，造成产品能耗高，增加产品成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三氯氧磷的生产工艺，采用先对原料三氯化磷精制除杂再进行三氯氧磷氧化合成，去除其中含有的铁、砷等杂质，再用精制好的三氯化磷与氧气反应得到成品三氯氧磷。
具体工艺为将原料三氯化磷先打入精馏釜，通过精馏釜夹套内的蒸汽加热气化为三氯化磷蒸汽，再经填料塔内的陶瓷波纹填料的吸附分离作用，除去其中的游离磷、铁、砷等杂质，通过冷凝器冷凝重新变为液态三氯化磷控制蒸汽流量和精馏回流比，得到高质量的精品三氯化磷，洗脱出来的杂质和釜底剩余的高沸点物质，作为釜残液定期排除。
精品三氯化磷作为氧化反应的原料，与高纯氧气直接氧化反应，通过对反应液进行强制外循环降温和对未反应的氧气进行多次吸收利用，提高反应速度和原料利用率，最终将三氯化磷全部氧化，得到高纯三氯氧磷成品。
本三氯氧磷生产工艺可有效降低产品杂质含量，达到提高产品质量和经济效益的目标，同时也比原有的精馏三氯氧磷节约蒸汽，达到节约能源，降低能耗的目标。
附图说明
图1为三氯氧磷生产工艺流程图
具体实施方式
实施例1
1）原料三氯化磷精馏：原料三氯化磷从三氯化磷车间输送至罐区粗品三氯化磷储罐。用泵送至三氯化磷精制釜，每批次三氯化磷加入量约10.2吨，开启精馏釜夹套蒸汽阀及冷凝器循环水进出阀，控制精馏釜内温度为78±1℃、压力为0.016MPa。液态三氯化磷经蒸汽加热气化，气体经精馏塔分离除杂，再经精馏冷凝器冷凝为精品三氯化磷。取样检测，合格后放入精品三氯化磷接收罐，再用泵打入精品三氯化磷储罐。
2）三氯氧磷氧化合成：来自罐区的精品三氯化磷，通过泵输送至氧化釜，每批次加入量约11吨。开启氧化釜夹套及氧化冷却器循环水进出阀，液氧经气化后经氧气缓冲罐进入氧化釜内进行反应。启动氧化循环泵，通过氧化釜夹套及氧化冷却器将反应产生的热量移除。以通氧速度调节反应温度和反应压力，控制氧化釜压力为0.073MPa，温度为72±1℃。在反应6.5h后，将氧化釜温度下降至50℃。取样，分析反应物，当达到所需产品质量后，停止反应，开始出料至成品储罐。
实施例2
1）原料三氯化磷精馏：原料三氯化磷从三氯化磷车间输送至罐区粗品三氯化磷储罐。用泵送至三氯化磷精制釜，每批次三氯化磷加入量约10.8吨，开启精馏釜夹套蒸汽阀及冷凝器循环水进出阀，控制精馏釜内温度为82±1℃、压力为0.028MPa。液态三氯化磷经蒸汽加热气化，气体经精馏塔分离除杂，再经精馏冷凝器冷凝为精品三氯化磷。取样检测，合格后放入精品三氯化磷接收罐，再用泵打入精品三氯化磷储罐。
2）三氯氧磷氧化合成：来自罐区的精品三氯化磷，通过泵输送至氧化釜，每批次加入量约11吨。开启氧化釜夹套及氧化冷却器循环水进出阀，液氧经气化后经氧气缓冲罐进入氧化釜内进行反应。启动氧化循环泵，通过氧化釜夹套及氧化冷却器将反应产生的热量移除。以通氧速度调节反应温度和反应压力，控制氧化釜压力为0.078MPa，温度为77±1℃。在反应8.5h后，氧化釜温度下降至50℃。取样，分析反应物，当达到所需产品质量后，停止反应，开始出料至成品储罐。
Claims (7)
1.一种三氯氧磷的生产工艺，采用精馏的三氯化磷直接氧化合成法，其特征在于：（1）三氯化磷在精制反应釜中经蒸汽加热气化，精馏冷凝器冷凝得到精品三氯化磷，并输送至氧化釜；（2）液氧经气化后经氧气输送罐进入氧化釜进行三氯化磷的氧化反应。
2.根据权利要求1所述的三氯氧磷的生产工艺，其特征在于：精致三氯化磷过程中，同时开启开启精馏釜夹套蒸汽阀及冷凝器循环水进出阀，控制精馏釜内温度为75-85℃、压力为0.01-0.03MPa。
3.根据权利要求1所述的三氯氧磷的生产工艺，其特征在于：液氧经气化后经氧气输送罐进入氧化釜时，同时开启氧化釜夹套及氧化冷却器循环水进出阀，控制氧化釜压力为0.07-0.08MPa，温度为70-80℃。
4.根据权利要求1所述的三氯氧磷的生产工艺，其特征在于：精制三氯化磷与液氧反应6-9h后，降温至50±2℃，即可取样分析。
5.根据权利要求1所述的三氯氧磷的生产工艺，其特征在于：三氯化磷与液氧的投料质量比为1-1.1:1。
6.根据权利要求1所述的三氯氧磷的生产工艺，其特征在于：精制三氯化磷的纯度≥99.99%，铁离子≤5ppm，砷离子≤1ppm。
7.根据权利要求1所述的三氯氧磷的生产工艺生产的三氯氧磷，其特征在于：三氯氧磷产品品质可达99.9%。
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