亚磷酸生产设计2.docVIP

亚磷酸生产设计 用水与三氯化磷反应时，氯化氢开始排出反应体系的三氯化磷滴加量计算： 三氯化磷水解反应方程式中PCl3 与H2O的摩尔比以按1：4（实际1：3）计算。设PCl3滴加至Xg时反应体系中盐酸浓度达25%，氯化氢开始排出，加水量为Y PCl3 + 4H2O = H3PO3 + 3HCl↑ +H2O 137.5 72 82 109.5 x 72x/137.5 109.5x/137.5 18x/137.5 HCl%==25% X=Y 即当PCl3滴加到加水量的1/2.8时，氯化氢基本不再溶于反应体系，此时生成的氯化氢才参与酸解反应，以后滴加的三氯化磷才是酸解反应需要的。 亚磷酸反应物料投料量计算： 在正常生产情况下，经过酯化、重排反应，最后进入一个酸解锅进行酸解反应的物料大约有2800kg（含正酯及其它杂质），现假设全部是正酯，根据酸解化学方程式，算出理论上反应所需的氯化氢质量，再联系现乙烯利酸解装置实际生产，总结生产上所需的氯化氢质量。见表一 名称 乙烯利 氯化氢 乙烯利 二氯乙烷 化学 式 ClCH2CH2P O(OCH2CH2Cl)2 +2 HCl =ClCH2CH2P O(OH)2 +2ClCH2CH2Cl 分子量 269.5 73 144.5 198 理论用量 2800kg 759 kg 1502 kg 2957 kg 目前实际用量 2800kg 1500kg 根据酸解需要氯化氢的量及三氯化磷水解反应方程式（PCl3 ：H2O=1：4），反推出理论及实际上亚磷酸反应所需用水及PCl3的量。见表二 名称 三氯化磷 水 亚磷酸 氯化氢 水 化学式 PCl3 + 4H2O = H3PO3 + 3HCl↑ +H2O 分子量 137.5 72 82 109.5 理论用量 954 kg 500 kg 759kg 实际用量 1884kg 987kg 1500kg 所以，一锅正酯酸解至少需要亚磷酸装置1884kg的三氯化磷。 由于，目前是利用磷酰氯装置3000L的反应釜，所以为提高设备利用率，按最大投料量计算。在3000L反应釜中，加入2500kg水（1/4水不参与反应），滴加PCl3，各物料用量见表三。。 PCl3 + 4H2O = H3PO3 + 3HCl↑ +H2O 137.5 72 82 109.5 18 3820 kg 2000 kg 2278 kg 3042 kg 500kg 4775kg 2500kg 2848kg 3803kg 625kg PCl3滴加速度计算： 假设酸解时间为30h，根据表一中酸解所需氯化氢的量，算出氯化氢通入速度为：26kg/h（理论）, 50 kg/h(实际)，代入方程式，算出亚磷反应中PCl3滴加速度为66kg/h：PCl3 + 4H2O = H3PO3 + 3HCl↑ +H2O 137.5 72 82 109.5 18 33kg/h 26kg/h 66kg/h 50 kg/h 亚磷酸（3000L反应锅）一锅产生的氯化氢能供乙烯利酸解的锅数n： 算出用水反应时，氯化氢开始排出的PCl3滴加量： PCl3 + 4H2O = H3PO3 + 3HCl↑ +H2O 137.5 72 82 109.5 x 72x/137.5 109.5x/137.5 18x/137.5 HCl%==25% X= X=893kg 检验： PCl3 + 4H2O = H3PO3 + 3HCl↑ +H2O 137.5 72 82 109.5 18 893kg 351kg 533kg 712kg 117kg 4775-893=3882kg 3092kg HCl%=25% 所以，理论上，当三氯化磷滴加至893kg时，反应釜中的盐酸浓度大约达到25%，此后生成的氯化氢基本不再溶解于反应体系中。余下的氯化氢几乎全部经过管道用于酸解反应。 （锅）以三氯化磷算 锅）以氯化氢算 　PCl3 + Cl2 +H2O =POCl3 + 2HCl + 176.02 kJ·mol-1 137.5 71 18 153.5 73 3750kg 1800kg 450kg 1763kg 亚磷酸与乙烯利装置生产设计 Ncs 第 3 页 2009-8-4 表一为一锅正酯料完全被酸解理论及实际所需氯化氢的量 表二为一锅酸解反应对应的亚磷酸生产中所需PCl3及水的量 表三