[三氯化磷生产工艺流程图设计主要安全注意事项] 单晶硅生产工艺流程图

　　摘要：由于三氯化磷生产中存在氯气、黄磷、三氯化磷等有毒、易燃、易爆的危险化学品，因此在工艺流程图设计阶段应充分考虑生产中各种潜在的危险，并提出相应的对策措施。　　关键词：三氯化磷生产 工艺流程图设计 主要安全注意事项
　　一、三氯化磷生产工艺介绍
　　三氯化磷做为一种基础化工原料，使用广泛，需求量大；目前工业上生产三氯化磷主要有3种工艺，第一种是氯气与磷酸盐类（如磷酸钙）反应制得，第二种是氯气与液态黄磷直接反应制得，第三种是以三氯化磷为溶剂，将黄磷溶于其中，再在混合液中通入氯气反应制得，该法简称为溶剂法。第一种方法工艺生产路线复杂，投资大，生产成本高，第二种方法反应剧烈，操控性不强，安全性差，第三种方法生产工艺比较简单，投资小，也比较容易操控，安全系数较高。目前国内主要以第三种方法进行生产，本文也主要介绍以溶剂法生产三氯化磷的工艺在工艺流程图设计过程中主要的安全注意事项。
　　二、溶剂法三氯化磷生产工艺流程图设计主要安全注意事项
　　工艺流程图全称工艺管道及仪表流程图，是化工装置设计中的核心所在，流程图设计的好坏直接关系到整个化工装置的运行是否安全顺畅。因此，在化工设计中，对工艺流程图的设计是极为重视的；溶剂法生产三氯化磷的工艺，其生产步骤主要是：（a）液氯气化（b）黄磷熔解（c）氯化反应（d）成品精馏（e）成品包装（f）尾气处理。
　　1.溶剂法三氯化磷生产工艺流程简图
　　2.各工序流程图设计中的主要安全注意事项
　　2.1液氯气化工序流程图设计中的主要安全注意事项
　　2.1.1三氯化磷生产装置的液氯气化工序设置了3只同规格的液氯贮罐，其中1只为事故罐，平时空着，供紧急情况下倒罐用；
　　2.1.2液氯贮罐上设置安全阀和事故排放口，安全阀放空口、事故排放口和液氯贮罐上的放空口均应接入氯气尾气吸收系统；
　　2.1.3液氯贮罐的进出口以及事故排放口设置气动遥控启闭阀，事故状态下能迅速远程启闭，保证抢险时间；
　　2.1.4液氯贮罐上设置压力报警联锁装置，控制液氯贮罐的压力不操过1.15Mpa；液氯装卸采用万向充装系统，包装装卸安全；
　　2.1.5液氯贮罐上设置液位与进氯阀联锁，控制贮罐液位不超警戒液位；液氯贮罐上面设备碱液喷淋吸收系统，吸收系统和有毒气体报警仪联锁，防止有毒气体超限；
　　2.1.6液氯汽化器采用盘管式汽化器，底部设置排污阀；定期对液氯汽化器进行排污，防止NCl3积聚引发爆炸事故；
　　2.1.7液氯汽化采用热水加热汽化的方式，汽化时将液氯气化器浸入热水中，设置蒸汽调节阀和热水温度联锁，控制热水温度布不超过45℃，能有效防止NCl3产生；
　　2.1.8氯气缓冲罐上设置压力和液氯汽化器液氯进口调节阀联锁，调节液氯的进料量，控制氯气缓冲罐压力不超过0.35Mpa；
　　2.1.9氯气缓冲罐上安全阀，安全阀出口管和氯气缓冲罐排污通入废氯处理池；定期对氯气缓冲罐进行排污，防止NCl3积聚引发爆炸事故；
　　2.110氯气缓冲罐氯气出口设置止回阀，防止三氯化磷反应釜内的黄磷或三氯化磷介质回流到氯气缓冲罐中，引发爆炸事故；
　　2.2黄磷熔解工序流程图设计中的主要安全注意事项
　　2.2.1黄磷熔解工序的黄磷贮罐宜设置在地下， 便于黄磷卸车自流进罐；
　　2.2.2黄磷贮罐设置液位与黄磷进料管切断阀联锁系统，控制黄磷贮罐液位不超警戒液位。
　　2.2.3黄磷贮罐里面黄磷层上部设置水封层，并设置水封层的液位与进水管联锁，控制水封层的液位不低于30cm；
　　2.2.4黄磷贮罐里面设蒸汽盘管加热系统，设置贮罐内温度与蒸汽进汽阀联锁，控制贮罐内黄磷温度在50℃左右；
　　2.2.5输送黄磷的管道采用夹套管，夹套管内的加热热水采用黄磷贮罐内部的水封热水，热水重复使用，不外排；
　　2.2.6黄磷输送泵选用带夹套加热的磁力泵，夹套内通热水，该泵密封效果好，不易泄露；
　　2.2.7黄磷计量采用高位黄磷计量罐，电子秤称重计量；黄磷计量罐上设置氮气密封和安全阀；
　　2.2.8黄磷计量罐上设置压力与氮气进气阀联锁装置，控制计量罐压力在0.3Mpa；计量罐不采用水密封，能有效的防止水加入到反应釜中，引起事故；
　　2.2.9黄磷计量电子秤设置重量与黄磷进出料阀门联锁装置，确保黄磷计量罐中的黄磷在规定重量要求内；
　　2.2.10黄磷计量罐上与贮罐连接处采用软管连接，确保称重计量准确；
　　2.3氯化反应工序流程图设计中的主要安全注意事项
　　2.3.1氯化反应工序采用夹套釜式反应器，夹套中通入蒸汽和循环冷却水，控制好初始物料温度在50℃左右；
　　2.3.2氯化反应釜上的通氯管和通磷管应插入反应釜的底部；
　　2.3.3设置氯化反应釜的液位与氯化反应釜黄磷进料管调节阀联锁，设置黄磷计量罐重量与氯化反应釜黄磷进料管调节阀联锁，确保加入反应釜中的黄磷准确无误；
　　2.3.4设置氯化反应釜的液位与三氯化磷出料管调节阀联锁，控制好三氯化磷出料速度，确保三氯化磷质量；
　　2.3.5设置通氯管调节阀与氯气流量计联锁，控制好氯气氯气进料速度，确保反应质量，以免生产五氯化磷；
　　2.3.6反应釜内为氯气与黄磷反应，生成三氯化磷和五氯化磷，属于典型的氯化反应工艺，根据国家安监总局2009年第116号文《首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》的精神要求，该氯化反应釜设置自动控制的紧急停车系统，反应釜上设置压力与氯气进料条件阀和紧急放空启闭阀联锁，当反应釜超过规定压力后紧急切断氯气进料，打开反应釜紧急放空阀，对反应釜进行泄压；设置温度与循环冷却水联锁，当温度超温时，紧急打开循环水进料阀，对反应釜进行降温；
　　2.3.7反应釜上部置爆破片，反应釜底部设施事故池，当事故发生时，对反应釜进行放料处理，确保反应釜安全； 　　2.3.8反应装置设防爆缓冲罐，事故状态下的放空物料全部收集到缓冲罐中，防爆缓冲罐出口接入到尾气吸收系统，有效防止二次是事故的发生；
　　2.3.9防爆缓冲罐上设爆破片，设压力与放空启闭阀联锁，当压力超标时，放空阀自动打开，有效保护防爆缓冲罐的安全；
　　2.4精馏工序流程图设计中的主要安全注意事项
　　2.4.1精馏工序使用填料塔进行精馏，塔顶设置液下浸入式冷凝器，能有效的防止冷凝器穿孔，阻止水进入冷凝器内部，产生事故。
　　2.4.2塔顶三氯分配器出口控制控制阀与氯化反应釜设置液位联锁装置，有效的控制产品质量。
　　2.5成品包装工序流程图设计中的主要安全注意事项
　　2.5.1成品包装工序的三氯化磷贮罐进料阀与液位设置联锁装置，保证三氯化磷贮罐不超警戒液位。
　　2.5.2贮罐上设置氮封系统，设置贮罐压力与氮气进料阀联锁，保持贮罐压力在0.01Mpa，能有效的阻止空气中的水分进入贮罐，引发事故。
　　2.5.3三氯化磷装车采用磁力泵万向充装系统，能有效的保证充装安全。
　　2.6尾气处理工序流程图设计中的主要安全注意事项
　　2.6.1尾气处理工序设置三级降膜吸收塔，最后串联使用碱液吸收，充分处理生产过程中产生的尾气，保证安全。
　　三、小结
　　三氯化磷生产工艺流程图的设计是一项复杂、繁琐的工作，设计过程中除了上述主要安全注意事项外，还需要考虑管道、管道附件和设备的选型以及其材质；需要根据工艺参数确定管道的压力等级；需要根据操作温度确定设备、管道的绝热设计；当然，工艺流程图的设计也不仅仅是设计单位事，它需要技术方、投资建设方、设计单位甚至相关主管部门和专家的相互配合，尽量做到尽善尽美，把安全隐患消除再设计阶段，为以后的安全生产打下坚实的基础。
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