摘 要

三氯化磷是精细磷产品合成的重要原料，合理的三氯化磷生产方法有利于行业的快速发展。本设计为年产3000吨三氯化磷的生产装置的工艺设计，以黄磷和液氯为原料，通过氯气氯化三氯化磷母液中的黄磷得到产品。与传统的生产工艺相比，该工艺可操作性强，自动化程度高，安全系数高且容易控制。

除此之外，本设计采取了更加高效的提纯精制的方法，在反应设备和条件上也进行了优化，产品收率比起传统工艺也更高。在三废处理方面，也采用了更加合理的方法，能够做到减少污染，同时也减少了生产成本，对于以三氯化磷为原料的精细磷产品的生产合成也有很大的帮助。

关键词：三氯化磷 生产装置 氯化 工艺设计

Abstract

Phosphorus trichloride is an important raw material for the synthesis of fine phosphorus products, and a reasonable production method of phosphorus trichloride is conducive to the rapid development of the industry. This design is the process design of a production plant with an annual output of 3,000 tons of phosphorus trichloride. It takes yellow phosphorus and liquid chlorine as raw materials, and chlorinates the yellow phosphorus in the mother liquor of phosphorus trichloride with chlorine gas to obtain products. Compared with the traditional production process, the process has strong operability, high degree of automation, high safety factor and easy control.

In addition, this design adopts a more efficient method of purification and refinement, and also optimizes the reaction equipment and conditions, and the product yield is higher than the traditional process. In terms of three-waste treatment, a more reasonable method has also been adopted, which can reduce pollution and reduce production costs. It is also very helpful for the production and synthesis of fine phosphorus products using phosphorus trichloride as raw materials.

Keywords: phosphorus trichloride， production plant ，chlorination ，process design

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1.设计的目的及意义 1

1.2.国内外的研究现状 1

1.2.1国内研究现状 1

1.2.2国外研究现状 2

1.3.磷精细化工及三氯化磷发展前景 2

1.4.设计原则 2

第二章 原料及产品的概况及特点 4

2.1.原料及产品的基本性质 4

2.2.原料及产品的储存注意事项 5

2.3.原料及产品的运输注意事项 5

2.4.原料及产品的泄露应急处理 6

2.5.原料及产品的质量指标 6

第三章 设计内容 8

3.1.生产工艺的选择 8

3.2.生产方式的选择 8

3.3.生产工艺流程设计 9

3.4.各工段设计 9

3.4.1.黄磷熔融工段 9

3.4.2.氯气气化工段 10

3.4.3.氯化工段 11

3.4.4.精馏工段 12

3.5.三废处理 12

3.5.1.三废治理原则及措施 12

3.5.2.废气处理 13

3.5.3.废水处理 13

3.5.4.废渣及固体废物 14

第四章 工艺计算 15

4.1.设计要求 15

4.2.物料衡算 15

4.3.能量衡算 16

第五章 设备计算及选型 18

5.1.氯化釜的设计 18

5.2.夹套的设计 19

5.3.氯化釜水压试验校核 20

5.3.1.氯化釜筒体水压试验校核 20

5.3.2.氯化釜夹套水压试验校核 21

5.4.搅拌器的选型 21

5.5.支座的选型 21

5.6.洗磷塔的选取 22

第六章 车间布局 23

6.1.车间设备布置的内容 23

6.2.车间设备布置的要求 23

6.3.具体车间设备布置 23

第七章 结论 25

参考文献 26

致谢 28

第一章 绪论

1.1.设计的目的及意义

磷化工是一种新兴精细化工，近年来发展迅速，精细磷化工产品应用广泛，如在抗菌抗病毒方面有重要应用的含磷药物，具有良好阻燃性能并且污染较小的磷系阻燃剂，高效低毒性的含磷农药，用于化工行业的磷系水处理剂和磷系催化剂等等。精细磷产品具有广阔的发展前景，以及较大的市场需求。以三氯化磷为例，在有机磷农药的生产中，三氯化磷是重要原料，我国国土辽阔，各种农作物种植量巨大，每年由于农药的使用能够减少大量的农作物损失，但是使用农药会带来相关的环境问题。因此，发展具有高效低毒等优点的有机磷农药对农业生产来说具有重要的意义。目前，市面上多种杀虫剂及除草剂，如草甘膦，都是以三氯化磷为原料。

三氯化磷的生产具有较高的危险性，生产过程中容易出现各方面的安全问题，目前已经有多家企业生产三氯化磷时发生氯化釜爆炸、储罐爆炸等安全事故，造成了人员伤亡的同时也对环境造成了污染。因此，设计出自动化程度较高，生产安全性高，生产路线合理的三氯化磷生产工艺是至关重要的。

1.2国内外的研究现状

1.2.1国内研究现状

我国是磷资源大国，拥有很多优质的磷矿资源，也是磷化工生产大国。近年来，我国经过不断地发展，磷化工生产体系越来越完善，拥有一大批优秀的企业，我国的磷化工产品也有较大的出口量，在世界磷化工行业有着重要地位。

我国磷化工整体上比较完善，但是在生产上还存在一些问题。以三氯化磷为例，相比于其他的磷产品，三氯化磷的生产原理简单，生产控制也相对容易。但在其生产过程中，原料和产品都有较强的腐蚀性，设备腐蚀相对严重，所以生产时多用小型且简单的设备，这不仅会增加成本，也限制了产品的产量。除此之外，还有一些其他的问题，比如滴磷泵中由于输送黄磷而沉积下来的杂质不易处理，会造成泵体磨损，从而出现故障，影响生产。还有通氯伸长管使用寿命短，容易发生穿孔等比较严重的腐蚀现象等，这些都是生产工艺相对落后的结果。再就是近年来国内的黄磷品质有所下降，也会影响到三氯化磷的生产。