Riel Chemical zrealizował proces termiczny kwasu fosforanowego w 2005 roku, z czystością produktu do 85%.który rozwiązuje problem produkcji do 65% czystościW 2010 roku Riel Chemical ogłosi ten nowy proces bez zastrzeżeń, mając na celu ochronę środowiska poprzez poprawę wykorzystania fosforu,i w ten sposób utrzymać reputację Made in China, poprawy warunków rynkowych i poprawy jakości chińskich produktów chemicznych.
Metoda termiczna: fosfor w piecu elektrycznym → spalanie żółtego fosforu → wchłanianie i hydroliza → kwas fosforanowy
Metoda mokra:
Rozkład kwasu nieorganicznego w skałach fosforanowych: powszechnie stosowany kwas azotowy, kwas solny, kwas siarkowy, kwas fluorosilickowy
Ca5 ((PO4) 3F+10HNO==3H3PO4+HF+5Ca(NO3) 2
Ca5(PO4)3F+10HCl ==3H3PO4+HF+5CaCl2
Ca5(PO4)3F+5H2SO4==3H3PO4+HF+5CaSO4.nH2O
Ca5 (PO4) 3 f + 5 h2sif6 h3po4 = = 3 + HF + 5 casif6. 2 h2o
Ponieważ rozpuszczalność siarczanu wapnia jest bardzo mała, łatwo jest go oddzielić od kwasu fosforanowego,Więc mokry kwas fosforanowy odnosi się do kwasu fosforanowego otrzymanego przez rozkład kwasu siarkowego fosforowej skały..
Po pierwsze, proces wytwarzania kwasu fosforanowego
1.Metoda całkowitego spalania: (metoda jednoetapowa), gaz piecowy zawierający fosfor z pieca elektrycznego jest bezpośrednio spalany, a CO w gazie piecowym jest również spalany razem:
P4+10CO+10O2==2P2O5+10CO2+△
2P2O5+2H2O == 4HPO3
HPO3+H2O == H3PO4
Metoda ta nie była stosowana w przemyśle ze względu na słabe wykorzystanie ciepła (silna korozja bezwodoru fosforanu, nie można wykorzystać dużej ilości ciepła reakcji).
2. metoda spalania ciekłego fosforu (dwuetapowa metoda),
- Powszechny proces przemysłowy, pierwszy: spalanie żółtego fosforu → dwutlenek fosforu → chłodzenie wodą, absorpcja → kwas fosforanowy, znany również jako proces chłodzenia wodą.
- Drugi: spalanie żółtego fosforu → dwutlenek fosforu → zimne chłodzenie kwasem fosforowym, wchłanianie → kwas fosforowy, znany również jako proces chłodzenia kwasem.
- kwas fosforanowy termiczny zawiera zazwyczaj > 85% kwasu fosforanowego, wysoki stężenie, jakość czysta, jest głównym surowcem kwasu fosforanowego dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego.
- Produkcja fosforu cieplnego za pomocą fosforu elementarnego, 1 tona fosforu elementarnego może wytworzyć 1,38 tony 100% kwasu fosforu, wymagając zużycia energii elektrycznej 12 500 ~ 15 000 kWh,jest przemysłem o wysokim zużyciu energii.
Odkładanie pyłu z gazu piecowego
Zawartość pyłu w gazie piecowym po opuszczeniu pieca elektrycznego jest ogólna: 50 ~ 150 g/m3.ale kondensacji pary fosforu należy zapobiegać podczas usuwania pyłu.
Zgodnie z równaniem reakcji chemicznej, powstawanie jednej cząsteczki fosforu (P4) jednocześnie generuje 10 cząsteczek CO i 0,33 cząsteczki SiF4,a para fosforu stanowi 1/11.33 całkowitej objętości gazu; jeżeli układ działa pod ciśnieniem ujemnym (< 90 KPa), ciśnienie częściowe pary fosforu wynosi < 8 KPa, a odpowiednia temperatura wynosi 175,7 °C.
W procesie usuwania pyłu, w celu zapewnienia, że fosfor w gazie piecowym występuje w stanie gazowym i uniknięcia utraty fosforu,temperatura pracy nie powinna być niższa niż temperatura punktu rosy (160°C) (gdy zawartość pary fosforu wynosi 300 ~ 350 g/m3), punkt rosy wynosi 160 ~ 170°C)
Wspólne urządzenia do usuwania pyłu: zbieracz pyłu typu fazowego, wysokonapięciowy precipitator elektrostatyczny (temperatura pracy > 200°C)
Kondensacja pary fosforu w gazie piecowym
Zazwyczaj do kondensacji pary fosforu przy odpowiedniej nadnasyceniu stosuje się dwie lub więcej kolumn.
Prędkość gazu w wieży jest ogólna: 0,1 ~ 0,2 m/s i trudno jest oddzielić płyn przez atmosferę.
Czas pobytu gazu w wieży: >100 min
Temperatura spalania z wyjścia wieży: < 35°C, tak aby współczynnik kondensacji fosforu > 99%
Rafinacja fosforu
W skondensowanym ciekłym fosforze rozprasza się niewielką ilość pyłu, który musi być dalej rafinowany, aby spełnić normy jakości produktów z żółtego fosforu.
Gęstość fosforu w cieczy wynosi 1,75 g/cm3, co jest większe niż gęstość zanieczyszczeń.i odpowiednie dodatki mogą być również dodawane w celu poprawy wydajności rafinacji. (np. ziemia diatomowa)
Podczas rafinacji temperaturę na ogół kontroluje się w celu zniszczenia struktury koloidalnej fosforu i zanieczyszczeń.
Do rafinacji często stosuje się pośrednie ogrzewanie parą i mieszanie gorącej wody (60~70 °C)
Czas rafinacji: 60 ~ 80°C, zazwyczaj potrzeba więcej niż 16 godzin.
Autor: RIel Chemical. Data wydania: kwietnia 2010.