五氯化磷合成装置的制作方法

本实用新型涉及一种化学物合成装置，具体涉及一种五氯化磷合成装置，属于化工设备领域。

背景技术：

五氯化磷是一种重要的化工原料，具有中等毒性，在常温下位固态，升温至160℃时升华。目前，其工业上的制备方法多为将液氯汽化，通入氯气干燥塔脱水而成干燥的氯气，把干燥的氯气通入反应器中与三氯化磷液体进行氯化反应，氯气需一直通至由溶液经糊状再转变成完全干燥的结晶产品为止，即得五氯化磷成品。但是这种方法成品率不高，氯气与三氯化磷反应不完全，且得到的五氯化磷纯度不够。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种五氯化磷合成装置，本装置可以有效提高反应效率，提高五氯化磷纯度，提高成品率，降低生产成本。

为实现上述目的，本实用新型采用的五氯化磷合成装置，本装置包括原料供给设备、反应釜、凝华釜、尾气处理设备；

所述反应釜包括罐体、液体喷洒装置、气体喷洒装置、风扇、冷却装置，所述液体喷洒装置及气体喷洒装置位于罐体内顶部；

所述液体喷洒装置包括竖直布置的液体输送管，液体输送管上自上而下安装有多组喷洒管，每组喷洒管包括至少两个喷洒管，喷洒管水平布置、一端与所述液体输送管连通、另一端封闭，每组喷洒管沿着液体输送管中心轴呈中心对称分布，每个喷洒管的一侧设置有多个朝向相同的雾化喷洒头；

所述气体喷洒装置包括竖直布置的气体输送管，气体输送管位于所述液体输送管的一侧，气体输送管内安装有加热装置，每组所述喷洒管上方均设置有一组喷气管，每组喷气管包括至少两个喷气管，所述气体输送管上连接有与每组喷气管配合的环形分流管，环形分流管与所述液体输送管同轴布置、并与所述气体输送管相连通，所述喷气管水平布置、一端与所述环形分流管连通、另一端封闭，每组喷气管沿着环形分流管中心轴呈中心对称分布，每个喷气管的一侧设置有多个朝向相同的气体喷射口；所述雾化喷洒头与所述气体喷射口的朝向相反；

所述风扇位于所述罐体内底部，与该风扇配合设置有电机；

所述冷却装置包括缠绕在所述罐体外部的冷却水管，该冷却水管上设有进水口及出水口；

所述原料供给设备包括三氯化磷储存罐、氮气储存罐、氯气储存罐，三氯化磷储存罐通过设有电磁阀的管路与所述液体输送管连通，所述氮气储存罐及氯气储存罐通过设有电磁阀的管路与所述气体输送管连通；

所述凝华釜通过管路与所述反应釜连通，凝华釜内设有冷却水循环装置；

所述尾气处理设备包括与所述凝华釜连通的过滤水池。

进一步地，所述加热装置为多层电加热网。

优选的，所述过滤水池内为氢氧化钠水溶液。

优选的，每组所述喷气管具有四个喷气管，每组所述喷洒管具有四个喷洒管，喷气管及喷洒管在所述液体输送管轴向上的投影呈45°夹角。

三氯化磷由液体输送管自三氯化磷储存罐进入罐体内，氯气由气体输送管自氯气储存罐进入罐体内，氯气经气体喷射口喷出，三氯化磷经雾化喷洒头向相反的方向喷出，两者在罐体内旋转碰撞接触，反应效果好，同时下部风扇旋转在罐内形成漩涡气流，增加氯气及三氯化磷的滞空时间，使反应更加彻底。反应过程中，会释放大量的热，通过罐体外部的冷却水管的进行水循环，来进行降温处理。反应釜内反应完毕后，关闭氯气及三氯化磷进入反应釜的电磁阀，打开氮气储存罐通往反应釜内的电磁阀，同时打开气体输送管内的加热装置，将氮气加热至160-170℃之间，高温氮气进入反应釜后，反应釜内的五氯化磷升华，随氮气进入凝华釜，凝华釜内的冷却水循环装置打开，进行降温，使五氯化磷凝华，从而提高五氯化磷的纯度；同时氮气的进入带走反应釜未反应完全的氯气，并经过过滤水池将氯气回收。本装置可以有效提高反应效率，提高五氯化磷纯度，提高成品率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中液体喷洒装置及气体喷洒装置A向结构放大示意图；

图中：1.原料供给设备、11.三氯化磷储存罐、12.氮气储存罐、13.氯气储存罐、14. 电磁阀，2.罐体、21.冷却水管、211.进水口、212.出水口，3.液体输送管、31.喷洒管、 32.雾化喷洒头，4.气体输送管、41.环形分流管、42.喷气管、43.气体喷射口、44.加热装置，5.风扇、51.电机，6.凝华釜、61.冷却水循环装置，7.过滤水池。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图2所示，五氯化磷合成装置，本装置包括原料供给设备1、反应釜、凝华釜 6、尾气处理设备；

反应釜包括罐体2、液体喷洒装置、气体喷洒装置、风扇5、冷却装置，液体喷洒装置及气体喷洒装置位于罐体2内顶部；

液体喷洒装置包括竖直布置的液体输送管3，液体输送管3上自上而下安装有多组喷洒管31，每组喷洒管31包括至少两个喷洒管31，喷洒管31水平布置、一端与液体输送管3 连通、另一端封闭，每组喷洒管31沿着液体输送管3中心轴呈中心对称分布，每个喷洒管 31的一侧设置有多个朝向相同的雾化喷洒头32；

气体喷洒装置包括竖直布置的气体输送管4，气体输送管4位于液体输送管3的一侧，气体输送管4内安装有加热装置44，可以加热气体输送管4内的气体；每组喷洒管31上方均设置有一组喷气管42，每组喷气管42包括至少两个喷气管42，气体输送管4上连接有与每组喷气管42配合的环形分流管41，环形分流管41与液体输送管3同轴布置、并与气体输送管4相连通，喷气管42水平布置、一端与环形分流管41连通、另一端封闭，每组喷气管42沿着环形分流管41中心轴呈中心对称分布，每个喷气管42的一侧设置有多个朝向相同的气体喷射口43；雾化喷洒头32与气体喷射口43的朝向相反；即雾化喷洒头32喷出的雾状三氯化磷在罐体2内沿着一个方向旋转，气体喷射口43喷出的气体沿着相反方向旋转；

风扇5位于罐体2内底部，与该风扇5配合设置有电机51；

冷却装置包括缠绕在罐体2外部的冷却水管21，该冷却水管21上设有进水口211及出水口212；

原料供给设备1包括三氯化磷储存罐11、氮气储存罐12、氯气储存罐13，三氯化磷储存罐11通过设有电磁阀14的管路与液体输送管3连通，氮气储存罐12及氯气储存罐13 通过设有电磁阀14的管路与气体输送管4连通；

凝华釜6通过管路与反应釜连通，凝华釜6内设有冷却水循环装置61；该冷却水循环装置61可以为回形管路；尾气处理设备包括与凝华釜6连通的过滤水池7。

如图1及图2所示，三氯化磷由液体输送管3自三氯化磷储存罐11进入罐体2内，氯气由气体输送管4自氯气储存罐13进入罐体2内，氯气经气体喷射口43喷出，三氯化磷经雾化喷洒头32向相反的方向喷出，两者在罐体2内旋转碰撞接触，反应效果好，同时下部风扇5旋转在罐内形成漩涡气流，增加氯气及三氯化磷的滞空时间，使反应更加彻底。反应过程中，会释放大量的热，通过罐体2外部的冷却水管21的进行水循环，来进行降温处理。反应釜内反应完毕后，关闭氯气及三氯化磷进入反应釜的电磁阀14，打开氮气储存罐12通往反应釜内的电磁阀14，同时打开气体输送管4内的加热装置44，将氮气加热至 160-170℃之间，高温氮气进入反应釜后，反应釜内的五氯化磷升华，随氮气进入凝华釜6，凝华釜6内的冷却水循环装置61打开，进行降温，使五氯化磷凝华，从而提高五氯化磷的纯度；同时氮气的进入带走反应釜未反应完全的氯气，并经过过滤水池7将氯气回收。本装置可以有效提高反应效率，提高五氯化磷纯度，提高成品率。

为了提高加热效果，进一步地，加热装置44为多层电加热网，氮气依次经过电加热网加热，可迅速达到所需温度。

为了提高尾气吸收效果，优选的，过滤水池7内为氢氧化钠水溶液，可以较好的吸收尾气中的氯气。

为了提高氯气与三氯化磷的反应效果，优选的，如图2所示，每组喷气管42具有四个喷气管42，每组喷洒管31具有四个喷洒管31，喷气管42及喷洒管31在液体输送管3轴向上的投影呈45°夹角。