三氯化磷的精制设备及其工艺的制作方法

本发明涉及一种化工原料的精制技术。

背景技术：

通常化工原料的精致分馏需要用到精馏塔，过滤提纯需要用到薄膜过滤器等化工设备。

三氯化磷是一种重要的化工中间体，广泛应用于有机磷农药、医药、电子、染料行业，是不可多得的催化剂和磷溶剂。

生产上要制备含量≥99.9%的精制三氯化磷，同时还要保证其中杂质离子铁、砷、铅、硫低于1ppm，能耗低，是很难实现的。

技术实现要素：

发明目的：

提供一种单吨能耗低、杂质离子低于1ppm、含量≥99.9%的三氯化磷的精制设备及其生产工艺。

技术方案：

本发明采用的三氯化磷的精制设备按照原料的进料顺序，具有管路依次连接的薄膜蒸发器进料口、薄膜蒸发器出气口、精馏塔、一级冷凝装置、二级冷凝装置、高沸点收料罐。

一级冷凝装置的底部也有收料管路直接连接高沸点收料罐；二级冷凝装置的具有出气口，联通尾气缓冲罐，尾气缓冲罐底部具有收料管路连接高沸点收料塔。

精馏塔的塔底具有返流口联通薄膜蒸发器回流口。薄膜蒸发器的底部具有出料口，联通塔釜出料槽。

一级冷凝装置采用循环水冷却；二级冷凝装置采用﹣10℃盐水冷却（能够降低更多温度至-10℃，而不发生凝结，使得三氯化磷几乎完全冷凝下来，提高后期收率）把关，收料管路有管路联通精馏塔的回流口，冷凝液一部分流至高沸点收料槽，洗去三氯化磷气相夹带的高沸杂质，包括三氯氧磷、五氯化磷、磷酸、亚磷酸、游离磷。另一部份从顶回流至精馏塔，然后从精馏塔的塔底流至薄膜蒸发器；收料调节阀控制收料，前馏分全收，将产出三氯化磷收至精制三氯化磷的塔釜出料槽。精馏塔保持一定的回流比（优选1/2-2/3，此时高沸杂质几乎全部收于高沸点收料槽，精制三氯化磷收至塔釜出料槽）。

一级冷凝装置的底部也有收料管路直接连接收料罐；二级冷凝装置的具有出气口，联通尾气缓冲罐，尾气缓冲罐底部具有收料管路连接收料塔，将其中的高沸点杂质进一步收集，避免排放导致环境问题，节约有用资源。

精馏塔的塔底具有返流口联通薄膜蒸发器回流口。薄膜蒸发器的底部具有出料口，将精致三氯氧磷联通输出至塔釜出料槽。

对三氯化磷蒸馏使用的是薄膜蒸发器，该蒸发器使用效率高，蒸出效果好，快速成膜蒸发，内表是搪瓷涂层，降低其中金属离子含量。

根据相关计算，设计精馏塔，该塔内部是陶瓷填料，降低金属离子含量。同时通过塔式精馏，将高低沸分离，达到提高含量的效果。同时精馏过程中有部分冷凝液回流至塔顶，可将气相中部分高沸杂质洗下，这样产出的三氯化磷沸程高于98.5%。

此工艺的有益效果如下：

本发明通过对原料黄磷的源头品质控制，选择品质好的黄磷，同时对其进行特殊精加工处理，使其含量达到99.9%以上。使用这种黄磷生产出的三氯化磷本身品质不错，再通过使用薄膜蒸发器进行三氯化磷精制，控制回流量，使用最新的陶瓷填料塔，这样精制出的三氯化磷成本低，杂质离子含量少，品质高。

与其他公司生产的出的三氯化磷对比，本发明生产出的精制三氯化磷含量达到国内先进水平，同时其中杂质离子铁、砷、铅、硫低于1ppm能满足很多高端客户要求，能很好地应用于电子产品，这是其他公司产品无法达到的。同时本发明使用的蒸馏装置成本低，主要体现在使公司其他装置热水回用到蒸馏装置，大大降低了使用蒸汽的成本。

表一精制后三氯化磷与普通三氯化磷品质对比

（1）本发明采用普通三氯化磷进料，薄膜蒸发器的温度40~50℃即可，也可节约部分能源；

（2）薄膜蒸发器加热回用其他装置产生热水，降低蒸馏能耗；

（3）使用的薄膜蒸发器内部是德国进口搪瓷涂层，釉面平整，微孔分布均匀，孔径极小；精馏塔填料使用进口陶瓷填料，这样可以大大降低三氯化磷中杂质金属离子含量；

（4）对外购回来的黄磷进行特殊精加工处理，使其含量高于99.9%，特殊的关键离子砷含量降至4ppm，这样产出的普通三氯化磷品质好，方便后续处理；

（5）由于该薄膜蒸发器为连续化工艺，故薄膜蒸发器蒸发效率高，快速成膜蒸发效果好；

（6）由于薄膜蒸发器分离效果好，可减少精制三氯化磷中三氯氧磷、五氯化磷、磷酸、亚磷酸、游离磷等高沸物含量，提高产品沸程。

附图说明

图1，三氯化磷精制工艺流程示意图。

1-薄膜蒸发器进料口、2-薄膜蒸发器出气口、3-精馏塔、4-一级冷凝装置、5-二级冷凝装置、6-高沸点收料罐、7-塔釜收料槽。

具体实施方式

如图1所示的三氯化磷的精制设备，具有管路依次连接的薄膜蒸发器进料口、薄膜蒸发器出气口、精馏塔、一级冷凝装置、二级冷凝装置、高沸点收料罐；

一级冷凝装置的底部也有收料管路直接连接高沸点收料罐；二级冷凝装置具有出气口；二级冷凝装置的出气口联通尾气缓冲罐，尾气缓冲罐底部具有收料管路连接高沸点收料塔。

收料管路另有管路联通精馏塔的回流口，精馏塔的塔底具有返流口联通薄膜蒸发器回流口，薄膜蒸发器的底部具有出料口，联通塔釜出料槽。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种三氯化磷的精制设备，具有用管路依次连接的薄膜蒸发器、精馏塔、一级冷凝装置、二级冷凝装置、高沸点收料罐。一级和二级冷凝装置的底部有收料管路直接连接高沸点收料塔，另有支路连接薄膜蒸发器；二级冷凝装置具有出气口，联通尾气缓冲罐。精馏塔的塔底具有返流口联通薄膜蒸发器回流口，薄膜蒸发器的底部具有出料口联通塔釜出料槽。二级冷凝装置采用‑10℃的盐水做冷凝液。本发明对外购回来的黄磷进行特殊精加工处理，使其含量高于99.9%，特殊的关键离子砷含量降至4ppm，这样产出的三氯化磷品质很高。

技术研发人员：孟长春;吉伟;蒋俊;沈康;刘晨晨
受保护的技术使用者：南通江山农药化工股份有限公司
技术研发日：2019.03.08
技术公布日：2019.05.21