本發(fā)明屬于化工設(shè)備領(lǐng)域,具體的涉及一種三氯氧磷的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法。
背景技術(shù):
三氯氧磷在化學(xué)工業(yè)中可用作氧化劑、有機(jī)合成催化劑,用途十分廣泛,是磷酸酯類有機(jī)產(chǎn)品的主要原料之一,主要用于農(nóng)藥、制藥、染料中間體、半導(dǎo)體摻雜源及光導(dǎo)纖維材料等工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。
我國(guó)三氯氧磷的生產(chǎn)始于五十年代,基本上采用三氯化磷滴水通氯法,進(jìn)入九十年代,我國(guó)一些院校開(kāi)始了三氯化磷氧氣氧化法生產(chǎn)三氯氧磷的工藝研究,使我國(guó)三氯氧磷生產(chǎn)水平得到了提高。三氧化磷氧氣氧化法是目前三氯氧磷生產(chǎn)方法中較為先進(jìn)的方法。其反應(yīng)式為:
2PCl3 + 02 -- 2POCl3
三氯氧磷,又名氧氯化磷、氯化磷酰、磷酰氯、三氯氧化磷,分子式為POC13 ,分子量為153.33,室溫下為無(wú)色透明的發(fā)煙液體,有辛辣氣味,它在潮濕空氣中發(fā)煙,在水、乙醇中分解形成磷酸及氯化氫,大量水驟然倒入時(shí)則猛烈分解,產(chǎn)生大量的熱和白煙,甚至爆炸。所以目前制備三氯氧磷的反應(yīng)釜避免直接接觸水,同時(shí)避免間接接觸易漏水裝置,但是,氧化法制備三氯氧磷是放熱反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,反應(yīng)體系溫度過(guò)高易導(dǎo)致原料與產(chǎn)品的揮發(fā),導(dǎo)致原料浪費(fèi),同時(shí)增加尾氣處理,生產(chǎn)效率低,環(huán)境污染嚴(yán)重。目前,大多是通過(guò)在反應(yīng)釜外設(shè)置夾套和冷凝能器進(jìn)行冷卻,同時(shí)通過(guò)控制通入氧氣的量,使反應(yīng)減緩進(jìn)行,產(chǎn)熱降低。采用這種方式必然存在反應(yīng)效率低下、耗時(shí),同時(shí)造成氧氣利用率低,單次吸收效果欠佳,未反應(yīng)的氧氣尾隨空氣放空,造成原料消耗高。此外,外置冷凝裝置冷卻效果不佳,有效成分揮發(fā),產(chǎn)量下降,目前并沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道在反應(yīng)釜中添加制冷裝置的報(bào)道,因?yàn)槿妊趿椎奶匦裕鏊畡×曳磻?yīng)。
關(guān)于三氯氧磷的制備工藝也有很多研究,其中,公開(kāi)號(hào)為CN101254907A的專利中公開(kāi)了制備一種有機(jī)合成催化劑三氯氧磷的方法,采用三個(gè)反應(yīng)釜作為反應(yīng)容器,其中一個(gè)為主反應(yīng)釜,其余為次反應(yīng)釜、二次反應(yīng)釜,在主反應(yīng)釜反應(yīng)完全收料后將次反應(yīng)釜中的物料翻入主反應(yīng)釜,二次反應(yīng)釜中的物料翻入次反應(yīng)釜,再往二次反應(yīng)釜中打入三氯化磷。通入主反應(yīng)釜中的氧氣沒(méi)反應(yīng)完的通入次反應(yīng)釜,次反應(yīng)釜中沒(méi)反應(yīng)完的氧氣通入二次反應(yīng)釜。目的在于使沒(méi)反應(yīng)完的氧氣充分反應(yīng)。本發(fā)明雖然對(duì)原料的利用有一定改善,但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜,生產(chǎn)效率低下,氧氣的利用率并不高。
有簽于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠縮短反應(yīng)時(shí)間、提高收率、降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn),增加安全性的三氯氧磷生產(chǎn)裝置,特別適用于大規(guī)模生產(chǎn)三氯氧磷,更好的滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種三氯氧磷的生產(chǎn)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種三氯氧磷的生產(chǎn)裝置,所述的裝置包括液氧貯槽、汽化器、緩沖罐、三氯化磷高位槽、第一反應(yīng)釜、第二反應(yīng)釜、冷凝器,所述的液氧貯槽與汽化器通過(guò)第一管道連接,汽化器的氣體出口與緩沖罐相連,緩沖罐分別通過(guò)第二管道和第三管道與第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜相連,在第二管道、第三管道上均設(shè)置有氧氣流量計(jì)和控制閥;所述第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜通過(guò)管道與冷凝器相連,冷凝器的物料出口通過(guò)第四管道與第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜的物料進(jìn)口相連,形成一個(gè)循環(huán)的反應(yīng)體系;所述第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜釜體外側(cè)設(shè)置有夾套,內(nèi)側(cè)設(shè)置有盤管。
進(jìn)一步,所述釜體內(nèi)設(shè)置有支撐架,盤管和支撐架間采用U型管卡及螺母連接,所述盤管設(shè)置有冷凝水進(jìn)口、冷凝水出口,且均位于釜體頂部。
優(yōu)選的,所述盤管采用鈦鎳不繡鋼材料。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,所述冷凝器為三級(jí)冷凝裝置,包括第一冷凝區(qū)、第二冷凝區(qū)、第三冷凝區(qū),每個(gè)冷凝區(qū)設(shè)置有冷卻液管道以及多個(gè)蒸汽管道,所述蒸汽管道內(nèi)設(shè)置有冷凝擋板,冷凝擋板的面積小于或者等于蒸汽管道的橫截面積,且冷凝擋板上設(shè)置有通孔,相鄰冷凝擋板的通孔交錯(cuò)排列。
進(jìn)一步,所述第一冷凝區(qū)、第二冷凝區(qū),第三冷凝區(qū)依次設(shè)置,蒸汽從蒸汽管道的靠近第一冷凝區(qū)的一端進(jìn)入,向第三冷凝區(qū)運(yùn)送;而冷卻液從第三冷凝區(qū)供入,沿著冷卻通道逐級(jí)向第二冷凝區(qū)及第一冷凝區(qū)運(yùn)送,蒸汽在第三冷凝區(qū)的蒸汽管道被最終冷卻,控制第三冷凝區(qū)的冷卻液溫度在0-10℃。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,所述冷凝器為多級(jí)冷凝裝置,根據(jù)需要自行拼接設(shè)置為多個(gè)冷凝區(qū),冷凝區(qū)之間通過(guò)管道或者法蘭連接。
優(yōu)選的,所述冷凝器為6個(gè)冷凝區(qū),其中三個(gè)為一組形成第一組冷凝器和第二組冷凝器,所述第一組冷凝器用于冷卻第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜中產(chǎn)生的蒸汽,所述第二組冷凝器用于冷卻蒸餾釜中產(chǎn)生的蒸汽。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,所述的汽化器包括汽化器主體以及排風(fēng)裝置,所述汽化器主體包括熱交換管、U型通氣管、支架,換熱管與U型通氣管過(guò)渡連接,構(gòu)成U字環(huán)繞排列的多列熱交換管,支架用于固定熱交換管,所述的排風(fēng)裝置包括抽風(fēng)腔室、空氣透過(guò)膜、電動(dòng)機(jī)、抽風(fēng)機(jī)葉片、排風(fēng)通道。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述緩沖罐殼體包括內(nèi)外兩層,緩沖罐外層開(kāi)設(shè)小孔,通過(guò)小孔于緩沖罐內(nèi)層的外表面上固定一個(gè)壓力傳感器,在壓力傳感器的提示下,通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)通氣量或者調(diào)節(jié)壓力表閾值。
本發(fā)明還提供了一種三氯氧磷的生產(chǎn)方法,所述的方法采用上述生產(chǎn)三氯氧磷的裝置,具體反應(yīng)過(guò)程為:首先第一反應(yīng)釜通入氧氣和三氯化磷進(jìn)行反應(yīng),僅向第二反應(yīng)釜中緩慢添加三氯化磷,不通入氧氣,此時(shí)第一反應(yīng)釜為主反應(yīng)釜,第二反應(yīng)釜為副反應(yīng)釜,第一反應(yīng)釜中未參與反應(yīng)的氧氣通過(guò)管道進(jìn)入第二反應(yīng)釜與三氯化磷反應(yīng);當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜反應(yīng)結(jié)束后,關(guān)閉第一反應(yīng)釜的氧氣閥門,打開(kāi)第二反應(yīng)釜的氧氣閥門,使第二反應(yīng)釜作為主反應(yīng)釜開(kāi)始進(jìn)行反應(yīng),此時(shí)第一反應(yīng)釜未副反應(yīng)釜,兩個(gè)反應(yīng)釜交替反應(yīng),使未反應(yīng)的氧氣充分反應(yīng)。
本發(fā)明的有益效果:
1.首先本發(fā)明的反應(yīng)釜內(nèi)增加盤管,反應(yīng)釜外層設(shè)置冷凝水夾套層,雙重冷凝反應(yīng)釜,大量吸收了反應(yīng)所放的熱,反應(yīng)溫度控制較低,通氧速率加快,反應(yīng)進(jìn)行快,相同產(chǎn)量反應(yīng),時(shí)間能夠縮短一半,提高工作效率,同時(shí)溫度控制合理,增避免了三氯化磷的揮發(fā),提高原料的利用率,減少?gòu)U氣處理。且反應(yīng)釜中添加的盤管為耐腐蝕性材料,降低了盤管腐蝕率,并且一體成型,沒(méi)有焊接點(diǎn),降低了漏水的風(fēng)險(xiǎn),提高了生產(chǎn)的安全性。
2.本發(fā)明中通過(guò)調(diào)控實(shí)現(xiàn)主次反應(yīng)釜交替進(jìn)行,同時(shí)設(shè)置多級(jí)壓力冷凝器,聯(lián)合調(diào)控,使原料反應(yīng)更加充分,利用率提高,同時(shí)減少?gòu)U氣的排放,環(huán)境污染小,且生產(chǎn)安全性高,特別適合于大規(guī)模生產(chǎn)三氯氧磷。
3.本發(fā)明中采用了特殊的冷凝裝置,所述的冷凝裝置包括三級(jí)壓力冷凝器,其中第一冷凝區(qū)為高壓冷凝區(qū),配合第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜提高氧氣的利用率,同時(shí)冷凝器中設(shè)置了多個(gè)蒸汽管道,蒸汽與冷卻液的接觸面積大,冷凝效果更好。另外,冷凝器下側(cè)設(shè)有應(yīng)急排水口以防列管發(fā)生泄漏時(shí)能得到及時(shí)處理,極大的提高了設(shè)備使用的安全可靠性。
4.本發(fā)明的生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、效果優(yōu)越。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明制備三氯氧磷的工藝流程圖;
圖2是本發(fā)明反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明盤管俯視圖;
圖4是本發(fā)明盤管固定管卡圖;
圖5是本發(fā)明三級(jí)冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明四級(jí)冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明汽化器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是本發(fā)明緩沖罐剖視簡(jiǎn)圖;
附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
1、釜體;2、盤管 ;2A、盤管冷凝水進(jìn)口;2B、盤管冷凝水出口;3、支撐架;4、盤管固定管卡;5、腳墊 ;6、夾套 ;6A、夾套冷凝水進(jìn)口;6B、夾套冷凝水出口;10、三氯化磷高位槽;11、液氧貯藏;12、汽化器;13、緩沖罐;141、第一反應(yīng)釜;142、第二反應(yīng)釜;15、冷凝器;16、尾氣吸收塔;17、廢水處理池;18、成品貯藏罐;19、蒸餾器;20、穩(wěn)壓器;21、氧氣流量計(jì);22、循環(huán)泵;23、第一管道;24、第二管道;25、第三管道;26、第四管道;121、熱交換管;122、U型通氣管;123、支架;124、抽風(fēng)腔室;125、空氣透過(guò)膜;126、電動(dòng)機(jī);127、抽風(fēng)機(jī)葉片;128、排風(fēng)通道;131、緩沖罐內(nèi)層;132、緩沖罐外層;133、壓力傳感器;151、第一冷凝區(qū);152、第二冷凝區(qū);153、第三冷凝區(qū);154、冷卻液通道;155、蒸汽通道;156、冷凝擋板;157、第一組冷凝器;158、第二組冷凝器。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種三氯氧磷的生產(chǎn)裝置,包括液氧貯槽11、汽化器12、緩沖罐13、三氯化磷高位槽10、第一反應(yīng)釜141、第二反應(yīng)釜142、冷凝器15、成品貯藏罐18、尾氣吸收塔16以及廢水處理裝池17。
如圖1所示,所述的液氧貯槽11與汽化器12通過(guò)第一管道連接,在第一管道上設(shè)置有穩(wěn)壓器20,汽化器12的氣體出口與緩沖罐13相連通,緩沖罐13分別通過(guò)第二管道和第三管道與第一反應(yīng)釜141和第二反應(yīng)釜142相連接,第二管道、第三管道上均設(shè)置有氧氣流量計(jì)21和控制閥;第一反應(yīng)釜141和第二反應(yīng)釜142上設(shè)置物進(jìn)料口、成品出料口以及夾套的進(jìn)水口6A和出水口6B;第一反應(yīng)釜141和第二反應(yīng)釜142分別與冷凝器15通過(guò)管道連接,冷凝器15的物料出口通過(guò)第四管道與第一反應(yīng)釜141和第二反應(yīng)釜142的物料進(jìn)口相連,形成一個(gè)循環(huán)的反應(yīng)體系;第一反應(yīng)釜141和第二反應(yīng)釜142釜體外側(cè)設(shè)有夾套,內(nèi)側(cè)設(shè)置有盤管2;
如圖2所示,采用鈦鎳不銹鋼制作一個(gè)和反應(yīng)釜尺寸相對(duì)應(yīng)的盤管2,盤管2通過(guò)三個(gè)沿周向均布的支撐架3設(shè)置于釜體1 內(nèi),支撐架3采用四氟腳墊5。盤管2冷凝水進(jìn)、出口2A、2B均位釜體1 頂部外,盤管冷凝水進(jìn)口2A、出口2B 間隙為45°。盤管2主體浸入物料中,盤管2 內(nèi)走30℃以下的水,保持水壓0.15MPa 以上。盤管2和支撐架3可采用U型管卡4及螺母連接。盤管2 總數(shù)為30根,每根間隙為100mm 溫度控制在76-85℃,反應(yīng)釜壓力控制在0-300mmHg。
本發(fā)明所述盤管管徑范圍16mm -108mm,對(duì)應(yīng)厚度為4mm-5mm 。根據(jù)反應(yīng)釜的大小,盤管根數(shù)、間隙及大小的尺寸可適當(dāng)調(diào)整。
本發(fā)明中反應(yīng)釜中的盤管2一體成型,并且采用U型管卡4或者螺母的方式與釜體1固定,并沒(méi)有采用焊接的方式,避免了多個(gè)焊接點(diǎn)易腐蝕開(kāi)裂,增加冷卻水泄漏的風(fēng)險(xiǎn),因此,采用本發(fā)明所述的附體1內(nèi)置盤管2的方式在保證了反應(yīng)安全的前提下,提高了冷卻效果。
值得關(guān)注的是,由于三氧化磷沸點(diǎn)在76℃,反應(yīng)釜控制在80℃,三氧化磷易揮發(fā),反應(yīng)時(shí)間越短,揮發(fā)量越少,三氧化磷單耗越低,尾氣產(chǎn)生量越小,安全、環(huán)保更有保障。本發(fā)明采用盤管2和外置冷卻夾套6的方式進(jìn)行雙重冷卻,且盤管2體積較小,散熱面積大,加快散熱,提高反應(yīng)效率,本發(fā)明可有效的縮短生產(chǎn)反應(yīng)時(shí)間,提高功效。反應(yīng)時(shí)間由原反應(yīng)時(shí)間為26小時(shí)左右減少為12小時(shí)左右。所以本發(fā)明設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜更適合大規(guī)模,大產(chǎn)量、快速生產(chǎn)三氯氧磷。
如圖5所示,本發(fā)明中所述的冷凝器15為三級(jí)冷凝裝置,包括第一冷凝區(qū)151、第二冷凝區(qū)152、第三冷凝區(qū)153;每個(gè)冷凝區(qū)設(shè)置有多個(gè)蒸汽管道155,蒸汽管道155內(nèi)設(shè)置有冷凝擋板156,冷凝擋板156的面積小于或者等于蒸汽管道155的橫截面積,冷凝擋板156還上設(shè)置有通孔(圖中未顯示),蒸汽穿過(guò)通孔逐級(jí)冷卻,通孔的設(shè)置減緩了蒸汽的流速,有效的提高了冷凝效果。在冷凝過(guò)程中,蒸汽從蒸汽管道155的靠近第一冷凝區(qū)151的一端進(jìn)入,向第三冷凝區(qū)153運(yùn)送;而冷卻液從第三冷凝區(qū)153供入,逐級(jí)向第二冷凝區(qū)152及第一冷凝區(qū)151運(yùn)送,蒸汽在第三冷凝區(qū)153區(qū)域的蒸汽管道155被最終冷卻,由于此區(qū)域的冷凝液剛被送入第三冷凝區(qū)153,溫度可控,控制第三冷凝區(qū)(153)的冷卻液溫度在0-10℃。因此,從第三冷凝區(qū)153的蒸汽管道155物料被冷卻為低溫液體,而且第一冷凝區(qū)151區(qū)域,盡管此時(shí)冷凝液溫度因熱交換而增加,但此時(shí)冷凝液仍與蒸汽物料有較大的溫差,可以達(dá)到第一次熱交換的目的。本發(fā)明采用三級(jí)冷凝,冷凝效果好,并且冷蒸汽管道155 為多個(gè),蒸汽與冷卻通道的接觸面積大,有效地提高了換熱系數(shù);其次,合理優(yōu)化設(shè)置冷凝擋板156,使換熱管維持較高的換熱系數(shù),調(diào)節(jié)冷凝擋板156之間的間隔,可以靈活控制氣體流速,有效地提高換熱效率,減少了尾氣的排放量,同時(shí)提高了原料的利用率。并且所述的蒸汽處于蒸汽管道內(nèi),采用非接觸式冷卻,提高了生產(chǎn)過(guò)程中的安全性。
進(jìn)一步,本發(fā)明中相鄰冷凝擋板156的通孔交錯(cuò)排列,可增加氣體流動(dòng)的紊亂性,使其整體溫度較為均勻。
如圖5所示,每個(gè)冷凝區(qū)設(shè)置了三個(gè)蒸汽管道155,需要說(shuō)明的是,為了擴(kuò)大冷凝范圍,還可以增加蒸汽管道155的數(shù)量,可以設(shè)置4個(gè)或5個(gè)蒸汽管道155或者更多個(gè)蒸汽管道155。
需要說(shuō)明的是冷凝區(qū)的設(shè)置也可以為多個(gè),如圖6所示,包括6個(gè)冷凝區(qū),其中三個(gè)為一組,形成第一組冷凝器157和第二組冷凝器158,每組冷凝器之間可以通過(guò)管道或者法蘭與其他冷凝器連接。其中第二組冷凝器158的第一冷凝區(qū)端與蒸餾釜19相連,第三冷凝區(qū)端與成品貯藏罐18連接,用于三氯氧磷的冷卻。通過(guò)本發(fā)明的設(shè)置實(shí)現(xiàn)一體多氣體、多級(jí)、多管道冷凝,節(jié)約空間,同時(shí)解決用水,冷凝效果好。
另外,冷凝器的下側(cè)設(shè)有應(yīng)急排水口(圖中未顯示)以防列管發(fā)生泄漏時(shí)能得到及時(shí)處理,極大的提高了設(shè)備使用的安全可靠性。
本發(fā)明所述的汽化器12采用如圖7所示的汽化器12,包括汽化器主體以及排風(fēng)裝置。所述汽化器主體包括熱交換管121、U型通氣管122、支架123,換熱管121與U型通氣管122過(guò)渡連接,構(gòu)成U字環(huán)繞排列的多列熱交換管,支架123用于固定熱交換管122。所述的排風(fēng)裝置包括抽風(fēng)腔室124、空氣透過(guò)膜125、電動(dòng)機(jī)126、抽風(fēng)機(jī)葉片127、排風(fēng)通道128。當(dāng)汽化器12開(kāi)始工作時(shí),打開(kāi)抽風(fēng)裝置中的電動(dòng)機(jī)126,帶動(dòng)抽風(fēng)機(jī)葉片127旋轉(zhuǎn),抽風(fēng)腔室124的熱空氣將被抽走,沿著抽風(fēng)通道128排出環(huán)境中,抽風(fēng)腔室124中的熱空氣被抽走,周圍較冷的空氣將會(huì)沿著空氣透過(guò)膜125進(jìn)入抽風(fēng)腔室124,進(jìn)行下一步汽化液氧的循環(huán)過(guò)程。
所述汽化器12與緩沖罐13的連接管道上設(shè)置有壓力表、以及控制閥門,正常運(yùn)行情況下,壓力表指示緩沖罐13中的壓力,通過(guò)設(shè)定閾值,在壓力超過(guò)閾值時(shí),通過(guò)控制器調(diào)控關(guān)閉閥門,避免壓力過(guò)大引起危害。
所述緩沖罐13殼體包括內(nèi)外兩層,外層為鋼制,內(nèi)層為樹(shù)脂層。正常情況下,一般通過(guò)汽化器12與緩沖罐13之間的壓力表測(cè)定緩沖罐13內(nèi)的壓力,但是當(dāng)緩沖罐內(nèi)層131樹(shù)脂老化程度嚴(yán)重時(shí),雖然壓力表監(jiān)測(cè)壓力不變,但是緩沖罐12承壓能力變?nèi)?,易產(chǎn)生危險(xiǎn)。如圖8所示,因此本發(fā)明采用在緩沖罐外層132開(kāi)設(shè)小孔,通過(guò)小孔于緩沖罐內(nèi)層131的外表面上固定一個(gè)壓力傳感器133。所述的壓力傳感器133與控制系統(tǒng)相連接。由于壓力傳感器133能夠感知緩沖罐內(nèi)層131的老化程度,在緩沖罐內(nèi)壓力不變的情況下,當(dāng)緩沖罐內(nèi)層131老化嚴(yán)重時(shí),在壓力傳感器133的提示下,通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)低壓力表的閾值或者調(diào)控通氣量,從而避免壓力過(guò)大引起危害,本發(fā)明采用上述緩沖罐以及配合控制系統(tǒng),提高了操作安全。
系統(tǒng)工作狀態(tài):
首先,打開(kāi)第一反應(yīng)釜141夾套6冷卻水、三氧化磷進(jìn)口閥門,把已計(jì)量好的三氧化磷放入反應(yīng)釜內(nèi),關(guān)閉三氧化磷進(jìn)料閥。
打開(kāi)第二反應(yīng)釜142與冷凝器15連接的閥門,此時(shí)第一反應(yīng)釜141與冷凝器15連接的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。開(kāi)啟汽化器12,進(jìn)行液氧汽化處理,同時(shí)僅打開(kāi)第一反應(yīng)器141氧氣流量計(jì)21和控制閥,使第一反應(yīng)釜141中的反應(yīng)進(jìn)行(此時(shí)第一反應(yīng)釜141為主反應(yīng)釜,第二反應(yīng)釜142為副反應(yīng)釜),此時(shí)緩慢向第二反應(yīng)釜142添加三氯化磷,第一反應(yīng)釜141中為未反應(yīng)的氧氣進(jìn)入第二反應(yīng)釜142參加反應(yīng)。當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜中物料溫度上升到70 ℃時(shí),打開(kāi)盤管2冷卻水,然后加大通氧量,其通氧量視要根據(jù)氧氣流量計(jì)內(nèi)壓力進(jìn)行控制。使第一反應(yīng)釜141內(nèi)壓力控制在0-300mmHg、溫度控制在70 ℃-80 ℃。當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜141內(nèi)壓力開(kāi)始上升、溫度開(kāi)始下降時(shí),減少通氧量,同時(shí)每半小時(shí)進(jìn)行取樣分析至產(chǎn)品合格后,出料至成品貯藏罐18,針對(duì)純度不高的產(chǎn)物,可以通入蒸餾釜19中,進(jìn)行蒸餾,冷卻,回收冷凝液,即得成品。
需要說(shuō)明的是,上述反應(yīng)過(guò)程中第二反應(yīng)釜142并未開(kāi)啟氧氣流量計(jì)21和控制閥,利用第二反應(yīng)釜142中未反應(yīng)的氧氣以及不斷添加的三氯化磷進(jìn)行反應(yīng)。本發(fā)明中的冷凝器15為三級(jí)冷凝,包括第一冷凝區(qū)151,第二冷凝區(qū)152和第三冷凝區(qū),其中第一冷凝區(qū)151為高壓冷凝區(qū),第二冷凝區(qū)152為中壓冷凝區(qū),第三冷區(qū)153為低級(jí)冷凝區(qū)。由于第一冷凝區(qū)151的高壓作用,第一反應(yīng)釜中未反應(yīng)的大量氧氣更多的保留在第二反應(yīng)釜142中進(jìn)行反應(yīng),減少了原料的損失以及尾氣的排放。
進(jìn)一步需要說(shuō)明的是,當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜141反應(yīng)完全后,關(guān)閉第一反應(yīng)釜141中氧氣流量計(jì)21、控制閥以及第二反應(yīng)釜142與冷凝器15管道上的閥門,打開(kāi)第二反應(yīng)釜142中的氧氣流量計(jì)21、控制閥以及第一反應(yīng)釜141與冷凝器15管道上的閥門,第二反應(yīng)釜142進(jìn)行反應(yīng),此時(shí)第二反應(yīng)釜142作為主反應(yīng)釜,第一反應(yīng)釜141作為副反應(yīng)釜。進(jìn)行過(guò)程及原理同上述反應(yīng)過(guò)程,采用本發(fā)明中的主次反應(yīng)釜交替的方式進(jìn)行操作,一則充分利用了未反應(yīng)的氧氣,提高原料利用率;二則在一個(gè)反應(yīng)釜進(jìn)行的同時(shí),另一個(gè)反應(yīng)釜緩慢添加三氯化磷,邊添加邊有效地利用氧氣進(jìn)行反應(yīng),節(jié)省時(shí)間,提高工作效率。
本發(fā)明中為了對(duì)反應(yīng)釜的溫度進(jìn)行控制,采用外層夾套冷卻降溫,內(nèi)置盤管2冷卻降溫,雙重降溫效果良好,較現(xiàn)有技術(shù)相比,在保證安全以及良好降溫的前提下,可以大大增加氧氣通入量,從而加快反應(yīng)效率,使反應(yīng)時(shí)間縮短一倍。本發(fā)明中制備系統(tǒng)中的緩沖罐采用內(nèi)外層中添加壓力傳感器,用于感應(yīng)緩沖罐內(nèi)層老化程度;冷凝器為多級(jí)冷凝,其中第一冷凝區(qū)為高壓冷凝區(qū),配合第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜提高氧氣的利用率,同時(shí)冷凝器中設(shè)置了多個(gè)蒸汽管道,蒸汽管道與冷卻液管道分離設(shè)置,另外,冷凝器下側(cè)設(shè)有應(yīng)急排水口以防列管發(fā)生泄漏時(shí)能得到及時(shí)處理,極大的提高了設(shè)備使用的安全可靠性。此外,通過(guò)調(diào)控實(shí)現(xiàn)主次反應(yīng)釜交替進(jìn)行,同時(shí)設(shè)置多級(jí)壓力冷凝器聯(lián)合調(diào)控,使原料反應(yīng)更加充分,利用率提高,同時(shí)減少?gòu)U氣的排放,環(huán)境污染小,且生產(chǎn)安全性高,特別適合于大規(guī)模生產(chǎn)三氯氧磷。
最后需要說(shuō)明,以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而并非限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)中。