【正文】 量備 注食品級(jí)磷酸1黃磷P4≥%萬t2硫化鈉萬t3雙氧水H2O2≥%萬t 動(dòng)力供應(yīng)動(dòng)力電本項(xiàng)目年新增用電量為630萬kwh，工廠總變電所現(xiàn)有1000kVA富余容量,能滿足本項(xiàng)目需要。5 原料、輔助材料及動(dòng)力供應(yīng) 主要原料供應(yīng)磷酸，磷酸生產(chǎn)的原料黃磷消耗9520噸/年，為外購。工程師站也可以由操作員站兼用，通過設(shè)置口令來實(shí)現(xiàn)分級(jí)操作?？刂普镜闹骺貑卧㈦娫?、網(wǎng)絡(luò)接口等均可冗余配置，重要控制回路的過程接口也可冗余配置，以提高系統(tǒng)可靠性?？刂普局饕渲酶咝阅芸刂茊卧?，各種過程接口及網(wǎng)絡(luò)接口單元，提供現(xiàn)場儀表的供電和隔離。必要時(shí)還選用后備操作器。DCS具有完善的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及自診斷功能，使設(shè)備的維護(hù)更加容易。 集散控制系統(tǒng)（DCS）DCS采用集中監(jiān)視、分散控制的方式對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理及控制，具有很高的安全性。分析儀器分析儀器選用進(jìn)口或合資的在線式氣體分析儀。液位儀表按被測介質(zhì)選用單/雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器，現(xiàn)場液位采用磁翻板液位計(jì)。關(guān)鍵計(jì)量儀表選用質(zhì)量流量計(jì)。腐蝕性較小、粘度不大的液體測量選取用不銹鋼渦輪流量計(jì)。就地壓力檢測選用彈簧管壓力表、氨用壓力表、膜片壓力表，隔膜壓力表。溫度儀表集中檢測點(diǎn)選用防腐型鎳鉻鎳硅熱電偶、防腐型型Pt100熱電阻，能直接輸入至控制系統(tǒng)的模塊上，現(xiàn)場溫度測量選取用雙金屬溫度計(jì)。 儀表類型的確定DCS系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)采用性能價(jià)格比高的DCS系統(tǒng)。從生產(chǎn)裝置的實(shí)際情況考慮，調(diào)節(jié)系統(tǒng)都由DCS控制系統(tǒng)來完成，對(duì)生產(chǎn)過程的重要控制點(diǎn)及安全設(shè)有報(bào)警系統(tǒng)并與相關(guān)動(dòng)力進(jìn)行聯(lián)鎖。圖41 食品級(jí)磷酸工藝流程圖消耗定額表41 食品級(jí)磷酸消耗定額序號(hào)項(xiàng) 目單位消耗定額備 注一原輔料及輔助材料1黃磷P4≥%t2硫化鈉t3雙氧水H2O2≥%t4包裝桶35Kg/只29只/噸二動(dòng)力1電kwh1802循環(huán)冷卻補(bǔ)充水t3工藝純水t4軟水t5副產(chǎn)蒸汽t1．512 主要設(shè)備表43 主要設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī) 格單位數(shù)量一磷酸裝置主要設(shè)備1熔磷槽臺(tái)12液磷貯槽臺(tái)13司磷釜ф20005000臺(tái)14熱水槽臺(tái)15旋渦泵臺(tái)46特種燃磷爐D均=2700，H=16600臺(tái)17水化塔臺(tái)18循環(huán)酸泵IJ300250400A臺(tái)29板式換熱器BR06（16/150）180MS臺(tái)110空氣壓縮機(jī)臺(tái)111文丘里除霧器ф170臺(tái)112復(fù)檔除霧器ф1200臺(tái)113文丘里酸槽臺(tái)114文丘里酸泵臺(tái)115燃磷尾氣堿洗塔ф160010000臺(tái)116H2S尾氣堿洗塔規(guī)格：φ25006500 材質(zhì)：304臺(tái)117液堿泵材質(zhì)：304臺(tái)118堿液貯槽材質(zhì)：304臺(tái)119風(fēng)機(jī)臺(tái)220硫化鈉溶解槽臺(tái)121除砷釜V＝5m3 材質(zhì)：316L臺(tái)422過濾機(jī)臺(tái)223脫氣塔臺(tái)124脫色釜臺(tái)225磷酸貯槽V=500m3 材質(zhì)：316L臺(tái)226全自動(dòng)軟化水處理設(shè)備套1 自動(dòng)控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定《自動(dòng)化儀表選型規(guī)定》 HG20507—92《控制室設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20508—92《儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20509—92《儀表供氣設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20510—92《信號(hào)報(bào)警連鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20511—92《石油化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》 CD50A3—81自控技術(shù)方案 自控水平及主要技術(shù)方案根據(jù)所確定的工藝技術(shù)方案和工藝流程，結(jié)合目前國內(nèi)同類裝置的成功經(jīng)驗(yàn)，本著“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、操作方便”的原則，本研究采用DCS系統(tǒng)，以完成整個(gè)生產(chǎn)過程的主要工藝參數(shù)的在線監(jiān)測、分析、顯示、記錄、報(bào)警和實(shí)時(shí)控制，本設(shè)計(jì)設(shè)置兩個(gè)控制室，四個(gè)控制站或工程師站。再經(jīng)硫化鈉除砷和雙氧水脫色后即可得到食品級(jí)磷酸。從燃磷爐出來的含P2O2氣體進(jìn)入水化塔，在塔頂壁淋灑30～40℃的循環(huán)磷酸，使五氧化二磷氣體進(jìn)一步冷卻，同時(shí)水合成磷酸，使循環(huán)磷酸的濃度不斷提高至一定濃度后輸送到后一工序。 工藝流程和消耗定額化學(xué)反應(yīng)式 磷酸磷酸生產(chǎn)工藝的主要化學(xué)反應(yīng)式如下：P4 + 5O2 = 2P2O5P2O5 + 3H2O = 2H3PO4熱法磷酸凈化主要化學(xué)反應(yīng)式如下：2As（OH）3 ＋ 3H2S ＝ As2S3＋ 6H2O工藝流程概述 食品級(jí)磷酸工藝流程說明將黃磷在熔磷槽內(nèi)熔化成液體，經(jīng)磷噴嘴送入特種燃磷爐，同時(shí)用壓縮空氣（一次空氣）將磷霧化，使磷氧化燃燒生成五氧化二磷，同時(shí)放出大量熱量，這些熱能通過輻射換熱的形式被設(shè)置于燃磷爐壁面的一系列上升管內(nèi)的水吸收從而副產(chǎn)蒸汽。為除去這些砷，可在酸中，于60～80℃下用H2S或用Na2S、P2S5處理，生成As2S3再通過過濾除去。因此本可行性研究推薦采用“二步法”?；旧鲜菍⑦@些磷酸少量、逐步地加入循環(huán)酸中，經(jīng)過多次反復(fù)循環(huán)而成為合格的酸，也可加入適量的雙氧水進(jìn)行處理。少數(shù)小型二步法工藝裝置靠燃燒塔、水化塔（水冷）的塔體散熱，配一些不銹鋼蛇管（或排管）冷卻磷酸。③磷燃燒熱的交換。多數(shù)裝置采用文丘里洗滌器，稀酸循環(huán)吸收除霧，并由排風(fēng)機(jī)將尾氣排空。多數(shù)裝置均采用不銹鋼制的燃燒水合塔（水冷卻）的一步法酸冷流程，只有少數(shù)小型裝置采用碳鋼內(nèi)襯耐火材料或石墨板制成的燃燒塔（爐），并且含P2O5的氣體經(jīng)水冷不銹鋼水化塔吸收，即二步法。整個(gè)生產(chǎn)過程需要控制燃燒、水合、熱交換和除霧四個(gè)環(huán)節(jié)。而熱法較濕法具有流程短、收率高、磷酸產(chǎn)品質(zhì)量較好、污染小的特點(diǎn)，所以選擇采用熱法磷酸工藝。即：①磷礦用硫酸分解制取磷酸的濕法磷酸工藝；②將磷礦轉(zhuǎn)化成黃磷然后生產(chǎn)磷酸的熱法磷酸工藝。可在60～80℃下用H2S或用Na2S、P2S5處理，生成As2S3再通過過濾除去。熱法磷酸的凈化主要是除去磷酸中砷、鉛等金屬離子。過濾酸用有機(jī)溶劑萃取。由濕法磷酸制取食品級(jí)磷酸的典型流程有：以色列IMI開發(fā)的鹽酸法精制磷酸和日本開發(fā)的兩次化學(xué)精制、一次有機(jī)溶劑萃取精制制食品磷酸的P－4流程。(2) 物理凈化精制法：離子交換法、離子交換膜電滲析法，電化學(xué)沉淀法、磷酸濃縮結(jié)晶法或復(fù)鹽結(jié)晶法、有機(jī)溶劑萃取法等。熱法磷酸精制食品磷酸的工藝簡單，但成本較高。其中濕法磷酸得精致難度較大，但因其成本低、耗能少，仍被采用。 熱法食品磷酸質(zhì)量指標(biāo)（添加劑GB/T31492004）項(xiàng) 目指 標(biāo)色度 ≤20磷酸（H3PO4），% ≥砷（As），% ≤氟（F），% ≤重金屬（以Pb計(jì)）% ≤氯化物（以Cl計(jì)），% ≤硫酸鹽（以SO4計(jì)），% ≤易氧化物（以H3PO4計(jì)），% ≤4 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案選擇工藝技術(shù)概況 磷酸食品磷酸作為酸味劑、酵母的營養(yǎng)劑，廣泛用于食品工業(yè)，同時(shí)作為食品級(jí)磷酸鹽原料具有廣泛的用途。 產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格產(chǎn)品及中間產(chǎn)品質(zhì)量符合以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)采用云南化工研究院黃磷燃燒制磷酸余熱回收裝置，（）。目前國際市場為1550美元/噸。若，勢必會(huì)對(duì)市場造成沖擊，價(jià)格回落，影響經(jīng)濟(jì)效益，且食品級(jí)磷酸的出口退稅率若進(jìn)一步降低，也會(huì)造成同樣影響。因此為滿足客戶的要求和市場需求量，生產(chǎn)食品級(jí)磷酸，調(diào)整磷化工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)技術(shù)更新，開發(fā)高附加值、高技術(shù)含量的磷化工產(chǎn)品，產(chǎn)品在國際、國內(nèi)市場將具有較強(qiáng)競爭實(shí)力?；び邢挢?zé)任公司以磷深加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，并形成一定規(guī)模。為此，公司決定新建磷酸生產(chǎn)能力，加速磷酸的開發(fā)，盡快占領(lǐng)國際、國內(nèi)市場，是當(dāng)前磷化工發(fā)展的迫切任務(wù)。表22 未來五年我國熱法磷酸消費(fèi)比例預(yù)測值項(xiàng) 目消費(fèi)比例 %項(xiàng) 目消費(fèi)比例 %飼料添加劑1012阻燃劑1洗滌劑及水處理劑3035金屬表面處理劑46食品及飲料添加劑510耐火材料1113農(nóng)藥68其它2230市場預(yù)測國內(nèi)小磷酸生產(chǎn)裝置，由于受本身規(guī)模效應(yīng)和市場限制而紛紛關(guān)閉，國內(nèi)大型熱法磷酸生產(chǎn)企業(yè)主要用于加工生產(chǎn)下游磷酸鹽類，近年來由于磷酸和磷酸鹽出口量迅速上升，許多東南亞國家、日本、歐美、中東及港、澳、臺(tái)等國家和地區(qū)間接或直接要求供應(yīng)不同規(guī)格品種的磷酸和磷酸鹽，為此國內(nèi)各大公司壓縮了國內(nèi)磷酸銷售份額，提高了磷酸鹽產(chǎn)量并增加出口銷售量，但仍滿足不了外商的需要，同時(shí)造成國內(nèi)磷酸的緊張。以2000年為例，、%、%%。其中，三聚磷酸鈉又是熱法磷酸的主要用戶，約50％以上的熱法磷酸用于生產(chǎn)三聚磷酸鈉。表21 我國熱法磷酸生產(chǎn)企業(yè)一覽表企業(yè)名稱生產(chǎn)能力（kt/a）云南磷肥工業(yè)有限公司225中輕依蘭集團(tuán)公司140澄江磷化學(xué)工業(yè)公司40澄江華業(yè)有限公司60昆陽磷肥廠20云南滇東磷化工公司18云南曲靖磷酸鹽廠10貴州劍峰化工股份有限公司90貴州磷酸鹽廠15貴州黔南州五鈉廠33四川綿陽華豐磷化工有限公司30川西磷化工集團(tuán)公司20重慶川東化工集團(tuán)20國投原宜實(shí)業(yè)股份公司60湖北興發(fā)化工集團(tuán)股份公司150合肥四方化工集團(tuán)公司70廣西三柳化工有限責(zé)任公司35廣西欽州港明鑫食用磷化工有限公司40山西春泉化學(xué)工業(yè)有限公司40山東騰州市化工二廠20江蘇澄星磷化工集團(tuán)200陜西寶嘉應(yīng)用化學(xué)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司25注：大部分企業(yè)的生產(chǎn)能力以85%H3PO4計(jì)。全國熱法磷酸裝置生產(chǎn)能力估計(jì)超過1300kt/a，2001年產(chǎn)量約975kt/a，占熱法磷酸生產(chǎn)裝置能力的75%。這些都成為公司發(fā)展食品級(jí)磷酸鹽的良好契機(jī)。（Innophos 和 Astaris. Brenntag收購Alchol）導(dǎo)致業(yè)務(wù)供應(yīng)鏈波動(dòng)變化，同時(shí)我國食品磷酸鹽和各方面環(huán)境因素的長足發(fā)展，使我國及以色列的產(chǎn)品成為了客戶新的選擇。現(xiàn)有工業(yè)級(jí)、食品級(jí)、牙膏級(jí)、醫(yī)藥級(jí)四大系列的鈉鹽、鈣鹽、鉀鹽、鋁鹽、鐵鹽及復(fù)合磷酸鹽等近五十余個(gè)品種的磷酸鹽產(chǎn)品，年綜合產(chǎn)能為 萬噸左右。主要應(yīng)用于海產(chǎn)品保鮮保水，肉類防腐保鮮，烘培，飲料等范圍。徐州天富已經(jīng)開始運(yùn)營的食品級(jí)磷酸鹽新車間所生產(chǎn)食品級(jí)復(fù)合磷酸鹽及特種磷酸鹽。荷蘭天富國際事業(yè)股份有限公司其基礎(chǔ)由世界500強(qiáng)—德國跨國公司赫斯特奠定，總部位于荷蘭符利辛根。除了外銷全球之外，國內(nèi)的主要客戶包括寶潔(Pamp。所以，目前國內(nèi)一些知名廠商紛紛在近兩年制定了食品級(jí)磷酸戰(zhàn)略計(jì)劃，江蘇澄星、四川成洪等均有著上5萬噸級(jí)的食品級(jí)磷酸計(jì)劃。而這些廠商的生產(chǎn)能力仍不能滿足國內(nèi)需求，國內(nèi)舟山地區(qū)高檔魚蝦的處理仍使用歐洲進(jìn)口產(chǎn)品。而食品級(jí)磷酸的主要市場亦分布在北美， 拉美， 歐洲， 澳洲及東南亞富足國家這些高利潤的市場。所以，目前國內(nèi)號(hào)稱能有5萬噸產(chǎn)量以上的數(shù)字，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足國內(nèi)需求，更無法節(jié)余用于出口。食品級(jí)磷酸是重要的食品添加劑系列品種之一，在肉類制品、面食制品、水產(chǎn)制品等加工中，性能非常優(yōu)越。隨著我國人民生活水平的提高，對(duì)食品質(zhì)量的要求也越來越高。市場年消費(fèi)量在5萬噸以上，雖然增量較大，但比發(fā)達(dá)國家的差距還很大，人均五氧化二磷消耗量只有美國的1/英國的1/4。二十世紀(jì)六、七十年代，只有個(gè)別食品添加磷酸鹽，八十年代食品磷酸鹽才得到廣泛的開發(fā)。在北美洲，食品級(jí)磷酸鹽市還相對(duì)比較穩(wěn)定，同時(shí)相對(duì)于整個(gè)消費(fèi)領(lǐng)域而言，象營養(yǎng)品、烘烤食品業(yè)和飲料業(yè)的發(fā)展速度是比較快的，所以說在以后的幾年中，這一行業(yè)還是有一定的發(fā)展空間。此外，Paryon公司還準(zhǔn)備在Augusta的工廠生產(chǎn)食品級(jí)和工業(yè)級(jí)鈉、鉀和鈣的磷酸鹽，其最大年生產(chǎn)能力為5萬噸磷酸鹽。此裝置將利用Astaris位于印第安納州Dry Valley外的磷礦石原料，并在2001年7月正式開工，此外，Astaris還在2001年擴(kuò)大用于烘烤食品加工業(yè)的食品級(jí)磷酸鹽供應(yīng)量，這是因?yàn)橐恍┐砑皬墓局苯佑嗀浀念A(yù)售訂單數(shù)量已經(jīng)超過了其現(xiàn)有生產(chǎn)能力。中心的任務(wù)就是研究怎樣能夠更好地對(duì)公司現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置進(jìn)行改造或升級(jí)，以及解決產(chǎn)品在應(yīng)用中存在一些問題并使之更緊密地與生產(chǎn)相結(jié)合。同時(shí)，Rhodia公司還將擴(kuò)大其位于墨西哥Coatzaeoalcos的高純濕法磷酸生產(chǎn)能力，由原來的年生產(chǎn)15萬噸擴(kuò)大到22萬噸；將位于美國田納西州Nashvile的亞磷酸鹽裝置改造轉(zhuǎn)產(chǎn)為生產(chǎn)高純濕法磷酸；而且公司還在研