三氯化磷生产系统技术方案

本申请提供一种三氯化磷生产系统，通过将合成三氯化磷过程中的一部分底物转入管式反应器中反应，利用管式反应器壳程的低温水将反应中的热量吸收回用，同时设置包括釜体和精馏洗涤区的反应釜，利用氯气与黄磷在釜体内反应时所释放的热量将釜体内的三氯化磷气化后，进行精馏洗涤过程以提高输出的三氯化磷的纯度，本申请的系统通过上述设备的配合使用，将三氯化磷合成中所释放的热量一部分通过管式反应器回收利用，与另一部分用于对三氯化磷的精馏，克服了现有生产三氯化磷时所释放的热量未能充分利用，而造成能量浪费的问题。而造成能量浪费的问题。而造成能量浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
三氯化磷生产系统


[0001]本申请涉及三氯化磷生产
，尤其涉及一种三氯化磷生产系统。

技术介绍

[0002]三氯化磷是一种无色透明、有刺激性气味的发烟液体，有微量黄磷存在时颜色发黄并浑浊，溶有氯气或五氯化磷时呈红黄色；分子式为PCl3，相对分子质量137.33，密度1.574g/L，熔点
‑
112℃，常压下沸点76℃。三氯化磷是生产有机磷的重要原料，广泛用于医药、农药、染料等有机合成领域。
[0003]三氯化磷主要有3种生产工艺。
[0004](1)由磷酸盐类，如磷酸钙Ca3(PO4)2等与氯气反应生产三氯化磷。
[0005](2)用熔融的黄磷直接与氯气进行氯化反应生产三氯化磷：2P+3Cl2→
2PCl3。
[0006](3)以三氯化磷为溶剂，用氯气氯化溶于三氯化磷中的黄磷来生产三氯化磷，反应放出大量的热：2P(l)+3Cl2(g)
→
2PCl3(l)，Δ
r
H
m
＝
‑
314.5kJ/mol。
[0007]这3种生产工艺中，第1种工艺路线较长，设备多，投资大，生产成本高；第2种生产工艺中氯气与黄磷的反应十分剧烈，难以控制，可操作性差，安全系数低；第3种生产工艺相对操作简便，容易控制，经济而且安全。
[0008]国内三氯化磷生产企业采用的一般是第3种工艺。为防止在生产过程中生成五氯化磷，反应釜内的黄磷必须过量；由于黄磷与氯气的反应非常剧烈，为获得较温和的反应条件，反应釜内应保持一定量的三氯化磷母液。
[0009]现有的系统在生产三氯化磷时，将黄磷加入熔磷釜内并用水密封，加热熔化后打入高位槽，继续加热保持一定温度。根据生产需要将计量的黄磷加入氯化釜内，严禁将水带入氯化釜。从液氯贮槽或钢瓶来的液氯经计量、加热汽化、调节压力后，通过缓冲器进入氯化釜与黄磷进行反应。为保证生产的安全、稳定，氯化釜内应保持一定量的底磷和母液。氯化釜内生成的三氯化磷气体经精馏后，得到高纯度的三氯化磷成品。由于黄磷与氯气的反应是剧烈放热反应，该过程中所产生的热量，现有的工艺多是利用这些热量对三氯化磷精馏，但是据统计一当量的三氯化磷生产中所释放的热量约可将10当量的三氯化磷汽化，显然上述的做法，单单利用这些热量精馏三氯化磷，未能充分利用反应中所放出的热量，会造成能量的浪费。

技术实现思路

[0010]本申请提供一种三氯化磷生产系统，用以解决上述现有生产三氯化磷时所释放的热量未能充分利用，而造成能量浪费的问题。
[0011]本申请提供一种三氯化磷生产系统，包括依次串联的反应釜、冷凝器、气液分离器和纯品储罐；
[0012]反应釜包括下部的釜体和上部的精馏洗涤区，釜体的侧面自下而上依次设置有氯气入口、循环液入口和反应液入口，反应液入口同一高度处还设置有入磷口；
[0013]氯气入口与氯气储罐连接；
[0014]循环液入口通过循环泵与管式反应器上部的进液口连接；管式反应器底部侧面的进气口还与氯气储罐连接；
[0015]反应液入口与管式反应器底部的排液口连接；氯气入口还与管式反应器顶部的排气口连接；
[0016]入磷口通过阀门与液磷计量罐连接；
[0017]气液分离器还与精馏洗涤区上部的喷淋层连接。
[0018]可选地，釜体内设置有导流筒，导流筒的下端靠近氯气入口，导流筒的上端位于釜体高度的0.55～0.65高度处，导流筒的内径与釜体的内径比为1∶1.5～1∶2。
[0019]可选地，釜体内设置有气体分布器，气体分布器与氯气入口连通，气体分布器的布气范围处于导流筒的横截面的范围内。
[0020]可选地，精馏洗涤区包括顶部的物料出口、上部的喷淋层和下部的填料层，喷淋层和出口之间还设置有塔板层。
[0021]可选地，喷淋层上的多个喷头在水平面上呈同心圆状多层布置，每层的喷头与水平面成一定的角度设置，且相邻层的喷头交错设置。
[0022]可选地，液磷计量罐还连接有补水罐。
[0023]可选地，液磷计量罐顶部设置有液磷管、溢流管和入水管，液磷计量罐外设置有夹套；
[0024]溢流管与补水罐的顶部连接，入水管与补水罐的底部连接。
[0025]本申请的系统通过将合成三氯化磷过程中的一部分底物转入管式反应器中反应，利用管式反应器壳程的低温水将反应中的热量吸收回用，同时设置包括釜体和精馏洗涤区的反应釜，利用氯气与黄磷在釜体内反应时所释放的热量将釜体内的三氯化磷气化后，进行精馏洗涤过程以提高输出的三氯化磷的纯度，本申请的系统通过上述设备的配合使用，将三氯化磷合成中所释放的热量一部分通过管式反应器回收利用，与另一部分用于对三氯化磷的精馏，克服了现有生产三氯化磷时所释放的热量未能充分利用，而造成能量浪费的问题。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请一实施例提供的三氯化磷生产系统的示意图；
[0028]图2为本申请一实施例提供的反应釜的结构示意图；
[0029]图3为本申请一实施例提供的管式反应器的结构示意图；
[0030]图4为本申请一实施例提供的喷头分布方式的仰视结构示意图；
[0031]图5为本申请一实施例提供的喷头分布方式的主视结构示意图；
[0032]图6为本申请另一实施例提供的三氯化磷生产系统的示意图；
[0033]图7为本申请一实施例提供的液磷计量罐的结构示意图。
[0034]附图标记说明：1、反应釜；2、冷凝器；3、气液分离器；4、纯品储罐；5、氯气储罐；6、管式反应器；7、液磷计量罐；11、釜体；12、精馏洗涤区；71、补水罐；100、循环泵；111、导流筒；112、气体分布器；200、阀门；601、进液口；602、进气口；603、排液口；604、排气口；701、液磷管；702、溢流管；703、入水管；704、外夹套；1101、氯气入口；1102、循环液入口；1103、反应液入口；1104、入磷口；1201、喷淋层；1202、物料出口；1203、塔板层；1204、填料层；12011、喷头。
具体实施方式
[0035]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。
[0036]如图1～图3所示，本申请提供一种三氯化磷生产系统，包括依次串联的反应釜1、冷凝器2、气液分离器3和纯品储罐4；
[0037]反应釜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氯化磷生产系统，其特征在于，包括依次串联的反应釜(1)、冷凝器(2)、气液分离器(3)和纯品储罐(4)；所述反应釜(1)包括下部的釜体(11)和上部的精馏洗涤区(12)，所述釜体(11)的侧面自下而上依次设置有氯气入口(1101)、循环液入口(1102)和反应液入口(1103)，所述反应液入口(1103)同一高度处还设置有入磷口(1104)；所述氯气入口(1101)与氯气储罐(5)连接；所述循环液入口(1102)通过循环泵(100)与管式反应器(6)上部的进液口(601)连接；所述管式反应器(6)底部侧面的进气口(602)还与所述氯气储罐(5)连接；所述反应液入口(1103)与所述管式反应器(6)底部的排液口(603)连接；所述氯气入口(1101)还与所述管式反应器(6)顶部的排气口(604)连接；所述入磷口(1104)通过阀门(200)与液磷计量罐(7)连接；所述气液分离器(3)还与所述精馏洗涤区(12)上部的喷淋层(1201)连接。2.根据权利要求1所述的三氯化磷生产系统，其特征在于，所述釜体(11)内设置有导流筒(111)，所述导流筒(111)的下端靠近所述氯气入口(1101)，所述导流筒(111)的上端位于所述釜体(11)高度的0.55～0.65高度处，所述导流筒(111)的内径与所述釜体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦泽全，陈松林，俸忠明，杜军林，张科，唐兴，张正伟，
申请(专利权)人：内蒙古紫光化工有限责任公司，
类型：新型
国别省市：