次磷酸钠

1黄梅县联兴化工有限责任公司次磷酸钠生产岗位操作手册2009—07—15发布2009—07—20实施2次磷酸钠次磷酸钠生产工艺方案1概述次磷酸钠属于次磷酸盐MH2PO2，由P．L．Dulong在1816年用水分解成碱土金属磷化物而首次制得。此后他和H．Rose以及其他一些学者研究过次磷酸和一系列次磷酸盐，然而在相当长的时间内，由于次磷酸及其盐合成困难，用途有限，所以未大规模生产。美国从本世纪四十年代开始，研究将次磷酸盐用于化学镀镍和镀钴中。五十年代后半期以来，美国、西欧、前苏联相继广泛采用化学镀镍法，因此，次磷酸盐需要量大大增加，同时其工业制法也有了较大发展。次磷酸钠主要用于化学镀层。利用本产品的强还原性使工件表面发生自然催化还原反应，于工件表面镀覆镍一磷非晶态合金。有此镀层后，工件表面硬件可达HV850以上，耐磨性大大提高，又因镀层为非晶态，无孔隙，故化学耐蚀性极佳，且镀层表面有光泽，故可镀在装饰品上。它适于形状复杂的金属镀制，尤其适宜于非金属件镀制，而且使用方便。五十年代以来，许多国家将它用于化学镀镍而引人注目。随着非金属材料器材的发展及普及，次磷酸钠的需要量增加。已发现它在电磁波干扰材料方面有屏蔽作用；在脂肪酸稳定漂白、硫酸盐纸浆的收率增加，质量提高，酸性废水脱砷中均有大的作用；次磷酸钠还可以用于医药，用作一些有机物的稳定剂，用作植物的全株或局部杀菌剂。次磷酸钠为珍珠光泽的晶体或无色粒状粉末，系单斜棱晶（针状晶体）无色、无臭、味咸，潮解性强，从水溶液制得次磷酸钠结晶为一水合物——NaH2PO2·H2O，它易溶于水、甘油、酒精，不溶于乙醚，水溶液呈中性。在25℃时，它在水中、乙二醇中、丙二醇中的溶解度分别为100g/100g水、33.01g/100g乙二醇、9.7g/100g丙二醇，在100℃时在水中溶解度为667g/100g水。在干燥状态下保存时较为稳定，遇强热会爆炸，与氯酸钾或其他氯化剂相混合也会爆炸。加热超过200℃时，它迅速分解，放出可以自然的磷化氢。其分解反应式如下：5NaH2PO2△Na4P2O7＋NaPO3＋2PH3↑＋2H2↑次磷酸钠水溶液，在某些粉末金属（如Pt、Pd、Co、Ni、Cu、Ag等）存在下，可分解而放出氢气。NaH2PO2＋H20＝NaH2PO3＋H2↑在常压下，加热蒸发次磷酸钠溶液（在水浴或沙浴上）会发生爆炸，故蒸发应在减压下进行。次磷酸盐是强还原剂，特别是碱性溶液中，次磷酸盐与过量的碱液共热时，生成亚磷酸盐并放出氢气。3H2PO2－+OH－=HPO32－+H2↑在碱浓度高时，反应生成磷酸盐。次磷酸盐可将Cu、Ag、At、Hg、As、Ni、Cr、Co等的盐还原成金属状态，遇强氧化剂会发生爆炸。次磷酸盐在水溶液中是还原剂，然而在大多数情况下，它们的氧化作用进行得很慢。口服或注射次磷酸盐后，均迅速从尿中排出，小白鼠腹腔注射次磷酸钠，其LD50（30天）为1.6g/Kg，毒性很小，在目前用量水平，按现在使用方法，次磷酸盐（Na、K、Ca、亚锰盐）都是安全的。2次磷酸盐的生产原理次磷酸盐的合成历程比较复杂，一些学者认为主要反应如下：P4+3OH－+3H2O=3H2PO2－+PH3↑P4+8OH－+4H2O=4HPO32－+6H2↑同时，有少量次磷酸盐与碱作用生成亚磷酸盐：H2PO2－+OH－=HPO32－+H2↑有研究表明，合成时气相的组成，取决于合成次磷酸盐的类型（例如次磷酸钙或次磷酸钠），也就是合成的次磷酸盐不同，反应历程不同。3次磷酸钠的生产方法3.1次磷酸钠的工业制法分为一步法和两步法。3.1.1两步法流程概述首先用黄磷在惰性气体中与碱土金属氢氧化物反应或与碱土金属氢氧化物和NaOH的混合物反应（以碱土金属氢氧化物为主）制得碱土金属次磷酸盐，然后使碱土金属次磷酸盐与碳酸钠进行分解而制得次磷酸钠。3.1.2一步法流程概述指用黄磷与下列反应物之一，进行反应而直接制得次磷酸钠的方法：a)NaOH；b)碱土金属氢氧化物和NaOH的混合物；c)碱土金属氢氧化物和Na2CO3的混合物。目前采取的主要方法是：将黄磷与石灰乳和NaOH溶液的混合物加热反应，生成NaH2PO2，Na2HPO3，Ca(H2PO2)2、CaHPO3等的混合物，放出磷化氢和氢气，主要反应如下：P4＋3NaOH＋3H2O=3NaH2PO2＋PH3↑2P4＋3Ca(OH)2＋6H2O=3Ca(H2PO2)2+2PH3↑P4+4NaOH+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑P4+2Ca(OH)2+2H2O=2CaHPO3↓+2PH3↑同时，有少量次磷酸盐与碱作用生成亚磷酸盐：H2PO2－+OH－=HPO32－+H2↑4将磷化氢和少量氢气引去燃烧，再以水吸收制得磷酸：2PH3+4O2=P2O5+3H2OP2O5+3H2O=2H3PO4反应物进行两次过滤，分离反应物，滤液为次磷酸钠与次磷酸钙的混合物，滤饼主要由亚磷酸钙和未反应的石灰乳等组成，滤饼经洗渣再处理后排除。过滤除去沉淀物，过滤后的料液检测硫酸盐合格直接放入大贮槽静置，不合格加入次磷酸钡，以除去料液中的硫酸根离子：Ba2＋＋SO42－=BaSO4↓将含有不易过滤的BaSO4的料液放入大贮槽静置，使BaSO4沉淀下来与料液分离。在滤液内进行一次调整（碳化），加入CO2和NaOH溶液，使其中的大部分钙离子在碱性条件下沉淀下来：Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓同时在这一步控制Ba2+试验，使料液中Ba2+含量不过量。把澄清的料液浓缩至20—30Be°时，经过滤后料液进行酸调，加入次磷酸中和料液中碱性物质使料液pH值在6.0—9.5，然后进行精滤以除去不溶物。经过处理好的料液进行再次浓缩至46—49Be°时，送入结晶釜进行冷却结晶，结晶好的次磷酸钠经离心机分离除去母液即得到成品并包装，有的客户要求烘干成流泵状等，因此，脱去母液后的结晶次磷酸钠须经烘干达到要求后包装，母液回到反应工序处理后循环利用。3.2影响因素3.2.1主要原材料：黄磷、液碱、石灰、碳酸钡。黄磷质量符合国标一级品标准。液碱中NaOH含量≥32%，氯化物含量≤0.0015%（国家优级品）石灰中CaO含量≥92%，硫酸盐含量≤0.02%碳酸钡质量达到国标一级品标准。3.2.2次磷酸钠主要副反应P4+4NaOH+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑P4+2Ca(OH)2+2H2O=2CaHPO3+2PH3↑黄磷不溶水和碱的水溶液，合成反应是多相反应，如果黄磷分散得不细，则反应时间会很长，反应时间长，副反应增加，为了使反应快速进行，减少副反应，采用高速的布氏搅拌。反应温度越高，反应速度越快，但是次磷酸盐转化为亚磷酸盐的副反应速度越快，较低的温度虽然可以发生反应，但反应慢，时间长，反应物不易过滤，而且还生成固态的聚磷化氢（PH3）X，它将残留在次磷酸盐产品中，并在空气中慢慢分解为单体PH3，使产品具有极大毒性，因此生产中温度在20℃—120℃，但最佳反应温度应控制在85℃—95℃。采用热风沸腾烘干机，通过加热空气，把经离心分离脱去母液后的结晶次磷酸钠烘干，材料为不锈钢。5配料岗位1岗位职责1.1班长1.1.1严格遵守公司、厂、车间相关制度。1.1.2负责本班的安全生产，人员管理和环境保护。1.1.3严格执行交接班制度，巡检设备运转状况。1.1.4熟悉掌握本班所属岗位的操作规程和工艺指标并认真督查。1.1.5认真组织本班人员进行生产，严守操作规程，严守工艺纪律。1.1.6巡检发现问题，及时处理，并汇报值班长。1.1.7认真组织搞好转班学习，提高班员操作水平和业务素质。1.1.8督促搞好设备、现场卫生，严禁污水下河。1.1.9具体负责整个系统的开停车。并能迅速处理紧急情况，确保生产有序、无安全环保事故。1.1.10服从调度，及时完成车间管理人员交付的其它临时性任务。1.2操作工1.2.1严格遵守公司、厂、车间相关制度。1.2.2配料岗位人员负责与反应岗位、打料岗位协调，确保生产过程的顺利运行。1.2.3配料岗位配碱人员负责完成本岗位所有放水、放碱及配碱工作。投灰工负责完成本岗位的投石灰和放料工作。1.2.4负责本岗位的安全巡检、发现隐患，及时上报班长或找相关人员及时处理。1.2.5负责本岗位的设备巡检、发现问题，及时上报班长或找相关人员维修。1.2.6负责本岗位的现场管理，做到当班现场无杂物、清洁、工具摆放整齐，废袋堆放在指定地点，设备见本色。1.2.7严格执行本岗位的工艺控制指标1.2.8服从调度，及时完成班长或车间管理人员交付的其它临时性任务。2操作规程2.1危险告之本岗位使用液碱具有强腐蚀性，防直接接触皮肤灼伤，使用石灰具有灼伤性，防皮肤直接接触石灰灼伤，防石灰粉尘直接进入呼吸道，造成吸肺病，防机械伤害和意外高处坠落2.2上岗准备上岗前必须先穿戴好工作服、工作鞋、持证上岗。2.3操作步骤，2.3.1检查机泵运行是否正常，管道是否泄漏，2.3.2将投料水.液碱分别向计量槽加至正常液位，待用。2.3.3待合成岗位通知开车后分别将计量槽的水和液碱放入投料釜，启动搅拌，加入定量6的石灰，搅拌十分钟后通知合成岗位，启动液下泵打开出料阀将混合好的料液送往合成反应釜。待料抽完后关泵出口阀停泵，准备下一釜投料的工作。2.3.4溶磷2.3.4.1向溶磷槽加满水并打开蒸汽阀加热。2.3.4.2启用电动葫芦将黄磷桶底盖吊起放入溶磷槽，依次将黄磷槽放滿，待溶化起出空桶。2.3.4.3溶磷槽黄磷温度应控制在65-80℃。2.3.5岗位无浮灰、搅拌无积灰，平台上无浮灰及附属设备无积灰。3设备操作3.1设备操作规程3.1.1搅拌器操作规程3.1.1.1运行前，应做好以下准备工作：a)认真检查各部的润滑情况。b)检查减速机有无漏油、差油现象。c)检查连轴器是否同心或传动带是否良好。d)检查电气控制部分是否良好。3.1.1.2完成上述各项准备工作，确认无误后，方可启动电机。3.1.1.3运行中，应注意电机、减速器有无其它异常情况。3.1.1.4保持设备及周围的环境卫生。3.1.2液下泵操作规程3.1.2.1水泵启动前，详细检查各润滑部位润滑状况是否良好，手动盘车检查是否有卡阻现象，确认无误后方可启动。3.1.2.2新安装的水泵和检修后的水泵应先试开电机，检查电机旋转方向，若旋转方向不符合或电机不转，应马上停机，请电工处理，以免损坏水泵和电机，液下泵严禁反转。3.1.2.3启动电机当水泵的额定转速运转后，打开排水管路上的阀门。3.1.2.4水泵在运转过程中，如发现有异常响声，应及时切断电源通知维修人员处理。3.1.2.5水泵停机前，应先慢慢关闭排水管上的阀门，然后停机并切断电源。3.1.2.6保持水泵及周围环境整洁。3.1.2.6保持设备及周围环境卫生，做到沟见底、轴见光、设备见本色。3.2设备维护、润滑保养3.2.1设备维护、润滑保养一览表设备、设施名称型号数量清洁润滑周期润滑剂润滑维修水计量槽￠1000×1400×61台操作工机修工液碱储槽￠6000*4500200T2台操作工机修工碱计量槽Φ700×14501台操作工机修工搅拌器BLY27-35-5.5KW1台操作工1次/月机油润滑工机修工耐腐蚀液下泵DB65YB-401台操作工1次/月ZG-3脂润滑工机修工73.2.2岗位操作人员必须对设备现场做到整洁、有序，定型设备见本色、非定型设备无灰尘，无油污，无泄漏，无锈蚀，标识完好；3.3设备点检3.3.1岗位设备点检一览表3.3.2岗位设备操作人员和运行维护人员必须对分管的设备的运行控制点检周期的要求严格进行定期检查，并将故障现象在《岗位运行记录》认真填写。3.4设备的常见故障3.4.1泵的常见故障故障现象故障原因解决方法流量不足1.泵体密封环磨损严重；2.泵进口阀门或叶轮被堵；3.叶轮腐蚀、磨损；4.管路中有堵塞。1.更换密封环；2.检查水泵，清除杂物；3.更换叶轮；4.清除堵物。轴承过热1.润滑油过多过少，或变质；2.机组不同心、轴偏心；3.轴承安装不当、轴承有故障。1.加注、减少、更换；2.重新调整、校正；3.检查、修理或更换。泵发生振动