摘 要

亚磷酸二甲酯是生产草甘膦的主要原料，而以甲醇、三氯化磷为原料的无溶剂生产工艺是得到亚磷酸二甲酯的主要方法。对于此法，间歇生产操作频繁，生产效率一般都比较低；并且反应尾气不会回收净化，直接排放到大气中造成的污染十分严重。因此将亚磷酸二甲酯的生产连续化以及设计相应的尾气处理装置就十分关键。

本设计通过查阅相关资料，完成了年产2500吨的亚磷酸二甲酯的连续化生产工艺，选用多级吸收塔串联来回收完成氯化氢回收，获得了具有较高经济效益的高浓度盐酸。吸收氯化氢后的氯甲烷废气通入氯甲烷回收工艺进一步回收。同时副产物亚磷酸与亚磷酸一甲酯也作为塔釜液体回收。既，对于除亚磷酸二甲酯外的副产物都回收成为了具有经济效益的产品。甲醇和三氯化磷原料的原子利用最大化了，并且也没有污染大的三废排出，符合绿色化学化工原则。同时，根据参考资料和相关标准，完成了主要设备（酯化釜）装配图的绘制。

关键词：亚磷酸二甲酯；合成工艺；连续化；氯化氢回收；设备设计

Abstract

Dimethyl phosphite is the main raw material for the production of glyphosate, and the solvent free production process based on methanol and phosphorus trichloride is the main method for the production of dimethyl phosphite. For this method, intermittent production operation is too frequent, the production efficiency is low too; And the reaction tail gas will not be recycled purification, direct emissions into the atmosphere will cause serious pollution. Therefore, it is very important to make the production of dimethyl phosphite continuous and design the corresponding tail gas treatment device.

Through consulting relevant materials, the design has completed the continuous production process of dimethyl phosphite with an annual output of 2500 tons. The multi-stage absorption tower is used in series to complete the recovery of hydrogen chloride, and the high concentration hydrochloric acid with high economic benefits is obtained. The waste gas of chloromethane after absorbing hydrogen chloride is further recovered through the chloromethane recovery process. At the same time, the by-products phosphite and methyl phosphite are also recovered as liquid in the column kettle. With the exception of dimethyl phosphite, all the by-products have been recycled into economically beneficial products. The atomic utilization of methanol and phosphorus trichloride materials is maximized, and there is no big pollution of waste emissions, in line with the principles of green chemistry and chemical engineering. At the same time, according to the reference materials and related standards, the assembly drawing of the main equipment (esterification kettle) was completed.

Key words：Dimethyl phosphite; Synthesis process; Continuous; Hydrogen chloride recovery; Design of equipment

目录

摘 要 3

Abstract 4

第1章 绪论 1

1.1草甘膦介绍 1

1.2亚磷酸二甲酯 1

1.2.1亚磷酸二甲酯的性质 1

1.2.2亚磷酸二甲酯的合成过程 1

1.2.3合成亚磷酸二甲酯的工艺流程 3

1.3小结 5

第2章 亚磷酸二甲酯工艺流程 6

2.1酯化釜 6

2.1.1 连续化生产 6

2.1.2 反应器形式 6

2.1.3反应器参数 6

2.2脱酸 7

2.2.1脱酸设备 7

2.2.2脱酸釜参数 8

2.3精馏 8

2.3.1分离顺序 8

2.3.2进料状态 8

2.3.3操作压力 9

2.3.4塔型选择 9

2.4氯化氢回收 9

2.5工艺流程简述 11

第3章 物料衡算和热量衡算 13

3.1物料衡算 13

3.1.1酯化釜物料衡算 13

3.1.2脱酸釜物料衡算 15

3.1.3甲醇冷凝器物料衡算 16

3.1.4氯化氢回收段物料衡算 16

3.2反应热力学分析 16

3.2.1反应历程 16

3.2.2热力学 17

3.3小结 17

第4章 设备设计 18

4.1酯化釜设计计算 18

4.1.1酯化釜型式 18

4.1.2釜体尺寸计算 18

4.1.3釜夹套几何尺寸计算 19

4.1.4酯化釜壁厚计算 20

4.1.5水压试验应力校核 21

4.2高沸物精馏塔设计 22

5章 安全生产 28

5.1酯化釜安全规范 28

5.1.1准备工作 28

5.1.2操作过程 28

5.2精馏段安全规范 28

5.3氯化氢吸收段安全规范 28

第6章 结论 29

参考文献 30

第1章 绪论

1.1草甘膦介绍

草甘膦，又名镇草宁、农达、农旺，是一种高效、低毒、低残留、广谱、对环境友好的灭生性慢性内吸除草剂。其化学名称为N-（膦酸甲基）甘氨酸，分子式为（HO）₂POCH₂NHCH₂COOH。是在20世纪六十年代于美国孟山都化学公司合成的一种除草剂，具有很多优良的特性。首先从效果上来说，它有着很好的传导性能，能够消灭大多数的农作物杂草，并且对人体和动物低毒，低残留，不积累。而且很快就能够被微生物降解为无毒化合物，这就不会像其他除草剂一样污染水源。其次，就生产过程而言，它的合成方法比较多样且大多都比较简单^[11]。基于上述总总优点，草甘膦是现如今已成为全球销售额最大的农药品种，我国草甘膦年产量也已经达到了近20万吨^[1]。

草甘膦的合成工艺方法根据合成原料及合成途径的不同可分为氯甲基磷酸法和亚磷酸烷基酯法。二者之间，亚磷酸烷基酯法相比于氯甲基磷酸法，有着更多适应于大规模生产的特性，因此是工业上合成草甘膦的主要方法。比如，亚磷酸烷基酯法在生产过程中产生的废水量比较少，并且废水容易处理，产品的纯度也比较高^[2]。现如今是我国生产草甘膦所选用的最为广泛的方法。