CN202246070U - 一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工领域，公开了一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统。一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，包括水解反应系统、降膜盐酸吸收系统、产品蒸馏浓缩系统组成，所述的三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统还包括设置于水解反应釜与降膜吸收塔之间的鼓泡吸收槽。本实用新型在水解反应降膜盐酸吸收系统之前，增加一台鼓泡吸收槽，使得反应产生的氯化氢气体较快排出，极大程度减轻了对水解反应三氯化磷滴加的量和速度的影响。

Description

一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统

技术领域

本实用新型属于化工领域，涉及一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统。 

背景技术

亚磷酸是磷系列品种之一，是主要的化工生产原料，常用来制造亚磷酸盐、农药中间体、聚酯稳定剂、涤纶树脂、水处理剂等产品。 

目前，国内亚磷酸生产方法多数都是以三氯化磷为原料，通过水解制备亚磷酸。其生产工艺通常是在水解反应釜中按比例加入一定量的水或少量亚磷酸饱和溶液，向其中缓慢滴加三氯化磷溶液，严格控制三氯化磷溶液的滴加速度和反应温度，反应所产生的氯化氢气体经几级用水鼓泡吸收装置吸收成25％～30％的副产盐酸。水解反应三氯化磷滴加完，再反应一小时后，将水解反应合成的亚磷酸混合物用泵打入蒸馏脱酸釜中，进行负压蒸馏浓缩，直至把亚磷酸混合物中的氯化氢和水蒸干后，放入结晶釜中冷却结晶，再经过离心分离，把未结晶的母液分离出来，从而得到合格的晶体亚磷酸。该工艺不足之处如下：(1)三氯化磷滴加到水解反应釜中与水反应，反应初期，反应物大量放热，温度瞬间剧烈上升，对温度的控制要求较高。(2)生成的氯化氢气体要通过几级串联用水鼓泡吸收装置，制取副产盐酸，吸收系统阻力大。使得反应产生的氯化氢气体难以立即排出，严重的制约了水解反应三氯化磷滴加的量和速度。(3)蒸馏脱酸釜不带搅拌，单靠夹套加热，通过釜壁缓慢传导热量至物料，脱酸用时长，影响产能的提高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的，提供一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统。 

本实用新型的目的可通过如下技术方案实现： 

一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，包括水解反应系统、盐酸膜式吸收系统、产品蒸馏浓缩系统组成，所述的水解反应系统包括三氯化磷计量槽、水解反应釜，所述的产品蒸馏浓缩系统包括蒸馏脱酸釜、冷凝器、结晶釜、离心机、尾气吸收机组，所述的盐酸膜式吸收系统包括降膜吸收塔、浓酸槽、稀酸槽、水循环槽、循环泵，所述的水解反应系统与盐酸膜式吸收系统之间还设有一鼓泡吸收槽；三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统各装置间的连接关系为三氯化磷计量槽的出料口与水解反应釜的三氯化磷进料口相连，水解反应釜的盐酸进料口与盐 酸供应设备相连，出气口与鼓泡吸收槽进气口相连，盐酸补料口与鼓泡吸收槽的第一盐酸出口相连；鼓泡吸收槽的出气口与第一降膜吸收塔的进气口相连，第一降膜吸收塔的出液口与浓酸槽的进酸口相连，浓酸槽的第一出酸口通过第一循环泵分别与浓盐酸储槽的进料口、鼓泡吸收槽的补酸口相连，鼓泡吸收槽的第二盐酸出口通过第一循环泵与浓盐酸储槽的进料口相连，浓酸槽的尾气出口与第二降膜吸收塔的进气口相连，第二降膜吸收塔的出液口与稀酸槽的进酸口相连，稀酸槽的第一出酸口、浓酸槽的第二出酸口均通过第二循环泵分别与第一降膜吸收塔的补液口相连，稀酸槽的出气口与水循环槽的进气口相连，水循环槽的第一出酸口、稀酸槽的第二出酸口均通过第三循环泵与第二降膜吸收塔的补液口相连；水解反应釜的出料口与蒸馏脱酸釜的进料口相连，蒸馏脱酸釜的出料口与结晶釜的进料口相连，结晶釜的结晶通过离心机离心，沉淀为成品亚磷酸结晶，离心上清液通入母液池，母液池的出液口与蒸馏脱酸釜的补料口相连。 

所述的盐酸膜式吸收系统还包括填料塔，水循环槽的第二出酸口通过第四循环泵与填料塔的进液口相连，水循环槽的进水口与填料塔的出水口相连。水循环槽还设置补水口与自来水供应设备相连。 

所述的蒸馏脱酸釜优选带搅拌装置的蒸馏脱酸釜。 

蒸馏脱酸釜的第一尾气出口通过冷凝器与尾气吸收机组的第一进气口相连，蒸馏脱酸釜的第二尾气出口与尾气吸收机组的第二进气口相连，尾气吸收机组的淡酸出口通过第五循环泵与水循环槽的淡酸入口相连。 

所述的尾气吸收机组还设有进水口与自来水供应设备相连。 

所述的尾气吸收机组优选尾气吸收真空机组。 

有益效果： 

本实用新型在水解反应釜之后、盐酸膜式吸收系统之前，增设一台鼓泡吸收槽作为保护槽，使未参加水解反应的少量三氯化磷及氯化氢气体夹带的少量亚磷酸迅速进入鼓泡吸收槽与水进行反应和吸收，少量未被吸收的HCL进一步被盐酸膜式吸收系统吸收，减小了吸收系统阻力，使得反应产生的氯化氢气体能够较快排出，极大程度减轻了对水解反应三氯化磷滴加的量和速度的影响。当鼓泡吸收槽吸收液酸浓达到28％～30％后即可回用于水解合成反应，做为酸性介质使用。 

蒸馏脱酸釜采用机械搅拌器，实行机械传动搅拌，降压蒸馏，增强热传递，提高传热效率，加快脱酸速度，以此缩短脱酸时间，提高产能。 

附图说明

图1、亚磷酸生产系统示意图。 

其中，1为三氯化磷计量槽，2为水解反应釜，3为鼓泡吸收槽，4为浓酸槽，5为稀酸槽，6为水循环槽，7为第一降膜吸收塔，8为第二降膜吸收塔，9为填料塔，10为蒸馏脱酸釜，11为冷凝器，12为尾气吸收机组，13为结晶釜，14为离心机，15为母液池，16为第一循环泵，17为第二循环泵，18为第三循环泵，19为第四循环泵，20为第五循环泵，21为鼓泡吸收槽的第一盐酸出口，22为鼓泡吸收槽的第二盐酸出口，23为浓酸槽的第一出酸口，24为浓酸槽的第二出酸口，25为稀酸槽的第一出酸口，26为稀酸槽的第二出酸口，27为水循环槽的第一出酸口，28为水循环槽的第二出酸口，29为蒸馏脱酸釜的第一尾气出口，30为蒸馏脱酸釜的第二尾气出口，31为尾气吸收机组的第一进气口，32为尾气吸收机组的第二进气口。 

具体实施方式

实施例1 

一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统见图1，该系统包括水解反应系统、盐酸膜式吸收系统、产品蒸馏浓缩系统组成，水解反应系统包括三氯化磷计量槽1、水解反应釜2，产品蒸馏浓缩系统包括带机械搅拌器的蒸馏脱酸釜10、冷凝器11、结晶釜13、离心机14、尾气吸收机组12，所述的盐酸膜式吸收系统包括鼓泡吸收槽3、降膜吸收塔7～9、浓酸槽4、稀酸槽5、水循环槽6、循环泵16～19；水解反应系统与盐酸膜式吸收系统之间还设有一鼓泡吸收槽3。 

三氯化磷高位计量槽1的出料口与水解反应釜2的三氯化磷进料口相连，水解反应釜2的盐酸进料口与盐酸供应设备相连，出气口与鼓泡吸收槽3进气口相连，盐酸补料口与鼓泡吸收槽的第一盐酸出口21相连；鼓泡吸收槽3的出气口与第一降膜吸收塔7的进气口相连，第一降膜吸收塔7的出液口与浓酸槽4的进酸口相连，浓酸槽的第一出酸口23通过第一循环泵16分别与浓盐酸储槽的进料口、鼓泡吸收槽3的补酸口相连，鼓泡吸收槽的第二盐酸出口22通过第一循环泵16与浓盐酸储槽的进料口相连，浓酸槽4的尾气出口与第二降膜吸收塔8的进气口相连，第二降膜吸收塔8的出液口与稀酸槽5的进酸口相连，稀酸槽的第一出酸口25、浓酸槽的第二出酸口24均通过第二循环泵18分别与第一降膜吸收塔7的补液口相连，稀酸槽5的出气口与水循环槽6的进气口相连，水循环槽的第一出酸口27、稀酸槽的第二出酸口26均通过第三循环泵18与第二降膜吸收塔8的补液口相连，水循环槽的第二出酸口28通过第四循环泵19与填料塔9的进液口相连，水循环槽6的进水口与填料塔9的出水口相连，水循环槽6还设置补水口与自来水供应设备相连。 

水解反应釜2的出料口与带搅拌器的蒸馏脱酸釜10的进料口相连，蒸馏脱酸釜10的出 料口与结晶釜13的进料口相连，结晶釜13的结晶通过离心机14离心，沉淀为成品亚磷酸结晶，离心上清液通入母液池15，母液池15的出液口与蒸馏脱酸釜10的补料口相连。蒸馏脱酸釜的第一尾气出口29通过冷凝器11与尾气吸收机组(尾气吸收真空机组)的第一进气口31相连，蒸馏脱酸釜的第二尾气出口30与尾气吸收机组的第二进气口32相连，尾气吸收机组的淡酸出口通过第五循环泵20与水循环槽6的淡酸入口相连。尾气吸收机组还设有进水口与自来水供应设备相连。 

本系统所涉及的主要设备见表1。 

表1 

按盐酸与三氯化磷的投料重量比为1∶1.4计量好盐酸，加入到水解反应釜内，同时将三氯化磷由三氯化磷成品储槽打入三氯化磷高位计量槽，并向盐酸吸收系统中各槽加入适量的水，开启盐酸吸收系统循环泵，使之循环，打开水解反应釜的蒸汽阀门徐徐加热，缓慢升温至40-60℃之间关闭蒸汽阀门，然后开启三氯化磷滴加阀门开始滴加，缓慢滴加到水解反应釜内，控制三氯化磷滴加速度300-350kg/h，反应温度控制在60-65℃，压力在50mmHg。反应生成的HCL气体依次通过鼓泡吸收槽(鼓泡吸收槽)、盐酸膜式吸收系统进行吸收成副产盐酸。其盐酸吸收系统压力控制在40mmHg，鼓泡吸收槽、浓酸槽、稀酸槽、水循环槽温度小于50℃，当浓酸槽中酸浓度达到31％时，可以做为成品浓盐酸打入到浓盐酸储槽中，同时，根据需要可以随时打入到鼓泡吸收槽进行补充，回用到水解反应釜。当稀酸槽中酸度达到25％时， 可以将一定量的稀酸打入到浓酸槽中，然后通过水循环槽对稀酸槽补充一定量的水，当水循环槽液位过低时，可由蒸馏脱酸釜尾气吸收机组所稀释的淡酸水进行补充或直接补充新鲜水。 

水解反应三氯化磷滴加完后，打开蒸汽阀门，徐徐加热至85℃关闭蒸汽阀，时间控制在一小时之内，关闭盐酸吸收系统的循环泵。水解反应的亚磷酸混合物供蒸馏脱酸釜使用。 

开启蒸馏脱酸尾气吸收真空机组，使真空度为0.09MPa，打开进料阀将水解反应釜内的亚磷酸混合物用真空吸入蒸馏脱酸釜中后关闭进料阀，启动蒸馏脱酸釜搅拌器，设置转速为33r/min，打开蒸汽阀徐徐加热125-130℃，维持真空度0.09MPa，加热3小时后，随时观察冷凝器液相出口玻璃视筒的水量情况，当视筒基本没有水珠时视为蒸馏脱酸结束，停止加热，同时打开蒸馏脱酸釜进出口冷却水阀门，将蒸馏脱酸浓缩液进行冷却，冷却至90℃，停止蒸馏脱酸尾气真空机组和关闭进出口冷却水阀门，打开排空阀，将蒸馏脱酸浓缩液放入至结晶釜内后，停止搅拌。蒸馏脱酸尾气真空机组吸收液酸浓度达到15-20％时，供水解反应盐酸膜式吸收系统水循环槽使用。 

将蒸馏脱酸浓缩液放入结晶釜时，开启搅拌器，打开冷却水阀门对浓缩液进行冷却结晶，温度控制在35-40℃，观察，当浓缩液成糊状大量结晶时，打开放料阀将结晶料放入离心机，进行固液分离，从而得到晶体亚磷酸产品。第一框离心出的成品须通知化验室抽样检验，凭检验结果通知进行包装、入库。离心分离出的上清液排入母液池，再打回蒸馏脱酸釜中，与水解反应的亚磷酸混合物并合使用。 

Claims (6)

1.一种三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，包括水解反应系统、盐酸膜式吸收系统、产品蒸馏浓缩系统组成，所述的水解反应系统包括三氯化磷计量槽(1)、水解反应釜(2)，所述的产品蒸馏浓缩系统包括蒸馏脱酸釜(10)、冷凝器(11)、结晶釜(13)、离心机(14)、尾气吸收机组(12)，所述的盐酸膜式吸收系统包括降膜吸收塔(7～9)、浓酸槽(4)、稀酸槽(5)、水循环槽(6)、循环泵(16～19)，其特征在于所述的水解反应系统与盐酸膜式吸收系统之间还设有一鼓泡吸收槽(3)；三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统各装置间的连接关系为三氯化磷计量槽(1)的出料口与水解反应釜(2)的三氯化磷进料口相连，水解反应釜(2)的盐酸进料口与盐酸供应设备相连，出气口与鼓泡吸收槽(3)进气口相连，盐酸补料口与鼓泡吸收槽的第一盐酸出口(21)相连；鼓泡吸收槽(3)的出气口与第一降膜吸收塔(7)的进气口相连，第一降膜吸收塔(7)的出液口与浓酸槽(4)的进酸口相连，浓酸槽的第一出酸口(23)通过第一循环泵(16)分别与浓盐酸储槽的进料口、鼓泡吸收槽(3)的补酸口相连，鼓泡吸收槽的第二盐酸出口(22)通过第一循环泵(16)与浓盐酸储槽的进料口相连，浓酸槽(4)的尾气出口与第二降膜吸收塔(8)的进气口相连，第二降膜吸收塔(8)的出液口与稀酸槽(5)的进酸口相连，稀酸槽的第一出酸口(25)、浓酸槽的第二出酸口(24)均通过第二循环泵(17)分别与第一降膜吸收塔(7)的补液口相连，稀酸槽(5)的出气口与水循环槽(6)的进气口相连，水循环槽的第一出酸口(27)、稀酸槽的第二出酸口(26)均通过第三循环泵(18)与第二降膜吸收塔(8)的补液口相连；水解反应釜(2)的出料口与蒸馏脱酸釜(10)的进料口相连，蒸馏脱酸釜(10)的出料口与结晶釜(13)的进料口相连，结晶釜(13)的结晶通过离心机(14)离心，沉淀为成品亚磷酸结晶，离心上清液通入母液池(15)，母液池(15)的出液口与蒸馏脱酸釜(10)的补料口相连。

2.根据权利要求1所述的三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，其特征在于所述的蒸馏脱酸釜(10)为带搅拌装置的蒸馏脱酸釜。

3.根据权利要求1所述的三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，其特征在于蒸馏脱酸釜的第一尾气出口(29)通过冷凝器(11)与尾气吸收机组的第一进气口(31)相连，蒸馏脱酸釜的第二尾气出口(30)与尾气吸收机组的第二进气口(32)相连，尾气吸收机组(12)的稀酸出口通过第五循环泵(20)与水循环槽(6)的稀酸入口相连。

4.根据权利要求1所述的三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，其特征在于所述的盐酸膜式吸收系统还包括填料塔(9)，水循环槽的第二出酸口(28)通过第四循环泵(19)与填料塔(9)的进液口相连，水循环槽(6)的进水口与填料塔(9)的出水口相连。 

5.根据权利要求1所述的三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，其特征在于所述的尾气吸收机组(12)还设有进水口与自来水供应设备相连。

6.根据权利要求1或5所述的三氯化磷水解合成亚磷酸的生产系统，其特征在于所述的尾气吸收机组(12)为尾气吸收真空机组。 

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