Вы можете открыть актуальную версию документа прямо сейчас.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Раздел 6. Производство хлорида фосфора (III)
6.1 Общая информация
Хлорид фосфора (III) (фосфор треххлористый, фосфора хлорид, фосфора (III) хлорид, фосфора трихлорид, химическая формула ) производится в виде бесцветной прозрачной жидкости, дымящей во влажном воздухе. Согласно [14], продукт должен иметь следующие показатели (см. таблицу 6.1).
Таблица 6.1 - Технические характеристики треххлористого фосфора [14]
Наименование показателя |
Марка А |
Марка Б |
Массовая доля треххлористого фосфора, %, не менее |
98 |
96 |
Массовая доля пятивалентного фосфора, %, не более |
0,4 |
0,8 |
Треххлористый фосфор применяют для производства фосфорной кислоты, органических фосфитов, хлорокиси фосфора, пятихлористого фосфора.
Треххлористый фосфор получают хлорированием желтого фосфора.
6.2 Описание технологических процессов, используемых в производстве треххлористого фосфора
Промышленный способ получения треххлористого фосфора - взаимодействие хлора с желтым фосфором в растворе треххлористого фосфора.
Процесс идет с высокой скоростью и большим выделением тепла, при температуре 76°C - 86°C по следующей реакции:
При наличии в хлоре кислорода происходит частичное окисление треххлористого фосфора с образованием хлорокиси фосфора:
Основные стадии процесса:
- прием, хранение и выдача желтого фосфора;
- хлорирование желтого фосфора;
- перегонка треххлористого фосфора и разложение кубового остатка.
6.2.1 Прием, хранение и выдача желтого фосфора
Желтый фосфор поступает в железнодорожной цистерне, снабженной рубашкой. Фосфор находится в цистернах под слоем воды. Перед началом приема фосфора в приемные емкости его разогревают подачей пара в рубашку железнодорожной цистерны и подачей острого пара вовнутрь цистерны.
Жидкий желтый фосфор из цистерны с помощью азота передавливается в приемные емкости с рубашками змеевикового типа.
Желтый фосфор в емкостях хранится в расплавленном состоянии под слоем воды.
По мере необходимости расплавленный фосфор из емкостей азотом передавливается в приемники фосфора, откуда периодически передавливается азотом в растворитель.
Абгазы из железнодорожной цистерны, приемных емкостей, промежуточных емкостей, емкости надфосфорной воды, приемников направляются в санитарную колонну с насадкой из колец Рашига (50х50), орошаемую водой.
Кислые стоки, содержащие фосфорную кислоту, из санитарной колонны выбрасываются в приямок сточных вод, а затем в минеральную канализацию.
6.2.2 Хлорирование желтого фосфора
Фосфор из приемника поступает в растворитель, где происходит его растворение в треххлористом фосфоре.
Из растворителя раствор фосфора в треххлористом фосфоре непрерывно подается в хлоратор. Избыток реакционной массы из хлоратора по линии перетока возвращается в растворитель.
Хлор из хлорного буфера поступает в хлоратор.
Хлорирование фосфора происходит при давлении не более 0,03 МПа и температуре 76°C - 86°C, которые регулируют подачей оборотной воды в рубашку хлоратора и рубашку растворителя и расходом хлора на хлорирование.
Образующийся в хлораторе треххлористый фосфор испаряется за счет тепла реакции и в виде паров поступает в дистилляционную колонну с насадкой из колец Рашига (50х50). Часть паров треххлористого фосфора, поднимаясь по колонне, конденсируется и стекает обратно в хлоратор, смывая механически унесенный фосфор.
Несконденсировавшиеся пары треххлористого фосфора поступают в кожухотрубный дефлегматор оросительного типа, охлаждаемый оборотной водой. Конденсат поступает из дефлегматора в фазоразделитель. Часть жидкого треххлористого фосфора идет на орошение колонны, а другая отводится в промежуточный сборник готового продукта.
6.2.3 Перегонка треххлористого фосфора и разложение кубового остатка
Перегонка треххлористого фосфора производится в перегонном кубе, представляющем собой вертикальный цилиндрический аппарат со сферическими днищем и сферической крышкой. Пары треххлористого фосфора из перегонного куба поступают в дистилляционную колонну с насадкой из колец Рашига (50х50), где часть их конденсируется и стекает обратно в перегонный куб.
Очищенные от примесей пары с температурой 76°C - 86°C конденсируются и охлаждаются в кожухотрубном дефлегматоре, орошаемом оборотной водой.
Сконденсировавшийся треххлористый фосфор из холодильника-конденсатора через фазоразделитель возвращается в растворитель или направляется в емкость готового продукта.
Конец отгонки треххлористого фосфора определяется по падению температуры паровой фазы. Затем остатки треххлористого фосфора разлагаются горячей водой, подаваемой вовнутрь аппарата по сифону и зачищают оборудование.
Отходы зачистки оборудования при производстве фосфорной кислоты и прочих фосфорных неорганических соединений выгружаются из аппарата на поддон, загружаются в бочки и вывозятся на полигон захоронения промышленных отходов.
Осадок, содержащий желтый фосфор, из реакторов хлорирования накапливается в емкостях хранения желтого фосфора в количестве не более 1 загрузки, затем возвращается в хлораторы на дохлорирование. После срабатывания желтого фосфора мехпримеси со стадии дохлорирования выгружаются и обрабатываются известняком. Отходы синтеза треххлористого фосфора, обработанные известняком, направляются на полигон захоронения промышленных отходов.
Абгазы после холодильника через фазоразделитель отводятся в нижнюю часть графитовых колонн с насадкой из фторопластовых колец (50х50), орошаемых оборотной водой. Сюда же поступают абгазы при разложении остатков треххлористого фосфора из перегонного куба.
Сточные воды из санитарных колонн сбрасываются в минеральную канализацию.
Технологическая схема производства приведена на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1 - Принципиальная схема получения треххлористого фосфора
Описание технологического процесса приведено в таблице 6.2, перечень основного оборудования - в таблице 6.3.
Таблица 6.2 - Описание технологического процесса производства треххлористого фосфора
Входной поток |
Подпроцесс |
Выходной поток |
Основное технологическое оборудование |
Фосфор Азот |
Прием, хранение и выдача желтого фосфора |
Фосфор Абгазы |
Емкости |
Хлор |
Прием хлора в хлорный буфер |
Хлор |
Хлорный буфер |
Фосфор Хлор Вода |
Растворение фосфора |
Раствор фосфора в треххлористом фосфоре |
Растворитель |
Раствор фосфора в треххлористом фосфоре |
Хлорирование фосфора |
Треххлористый фосфор Кубовый остаток Нерастворенный остаток с примесями желтого фосфора |
Хлоратор |
Нерастворенный осадок с примесями желтого фосфора |
Дохлорирование желтого фосфора |
Мехпримеси |
Хлоратор |
Кубовый остаток Вода |
Перегонка и разложение кубового остатка |
Треххлористый фосфор Абгазы Отходы зачистки оборудования Сточные воды |
Перегонный куб, дистилляционная колонна, холодильник-конденсатор, фазоразделитель |
Треххлористый фосфор |
Конденсация треххлористого фосфора |
Треххлористый фосфор на хранение Абгазы |
Дистилляционная колонна, фазоразделитель |
Треххлористый фосфор со стадии конденсации Треххлористый фосфор со стадии перегонки |
Хранение треххлористого фосфора |
Треххлористый фосфор потребителю Абгазы |
Емкости |
Абгазы Вода |
Очистка абгазов |
Сточные воды |
Санитарные колонны |
Раствор едкого натра Азот Хлор |
Нейтрализация хлора с хлорного буфера и коммуникаций |
Отработанный раствор щелочи |
- |
Известняк |
Возврат осадка содержащего желтый фосфор в производство до полного срабатывания желтого фосфора. После повторной выгрузки обрабатывается известняком |
Отходы синтеза треххлористого фосфора, обработанные известняком |
- |
Таблица 6.3 - Перечень основного оборудования производства треххлористого фосфора
Наименование оборудования |
Назначение оборудования |
Существенные характеристики технологического оборудования |
Емкости |
Прием, хранение сырья и продуктов |
- |
Хлорный буфер |
Прием хлора |
- |
Растворитель |
Растворение фосфора |
- |
Хлоратор |
Хлорирование фосфора |
- |
Перегонный куб |
Перегонка треххлористого фосфора |
Вертикальный цилиндрический аппарат со сферическими днищем и сферической крышкой |
Дистилляционные колонны |
- |
Насадка из колец Рашига 50х50 |
Холодильник-конденсатор |
Конденсация треххлористого фосфора |
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.