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电炉法生产黄磷安全风险分析与防范孟昊;陆思伟【摘要】中国的黄磷工业生产主要采用电炉法,近年来黄磷生产企业多次发生火灾、爆炸、中毒、环境污染等生产事故,造成了巨大的经济损失和人员伤亡.根据电炉法生产黄磷的主要物料、工艺及设备情况,对生产过程的安全风险进行分析,并提出相应的防范措施,为黄磷企业减少生产事故的发生提供借鉴和参考.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2014(046)006【总页数】3页(P56-58)【关键词】电炉法;黄磷;安全风险分析【作者】孟昊;陆思伟【作者单位】中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131【正文语种】中文【中图分类】TQ126.3黄磷是一种重要的基础工业原料，在工业上用黄磷生产工业磷酸、食品添加剂磷酸、磷酸盐、磷肥、杀鼠剂、农药等，军事上常用来制烟雾弹［1］。
中国的黄磷工业生产主要采用电炉法，近年来黄磷生产企业多次发生火灾、爆炸、中毒、环境污染等生产事故，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。
笔者对电炉法生产黄磷的安全风险进行了分析和辨识，并提出了相应的防范措施，以期为黄磷生产企业提供借鉴和参考，提高生产的本质安全水平。
1 电炉法生产黄磷工艺流程［1］目前电炉法生产黄磷依然是中国黄磷生产的主流工艺，其生产流程：1）将磷矿石、硅石、焦炭丁破碎后送至烘干炉，烘干后的原料按一定比例均匀混合后提升至料柜，混合料从料柜的下料管进入电炉。
2）电炉将炉料烧成熔融状态并进行反应，原料中的焦炭丁在反应中既充当还原剂也为反应提供一定的热量。
3）反应之后的炉气中含有CO、元素磷和氟化物，进入冷却吸收塔及一级石灰碱液洗涤塔内以两逆流两顺流的方式进行气液接触洗涤。
磷蒸气被不同温度的洗涤水冷凝，形成4个原子的磷分子，聚集于受磷槽内形成粗磷，受磷槽采用蒸汽间接加热保温。
洗磷后的炉气主要含CO，部分点燃放空，部分导除用作原料烘干、泥磷烧制、污水处理站污泥干化的燃料使用。
一、项目背景介绍磷酸一铵是一种主要用于化肥生产的磷肥产品，被广泛应用于农业领域，并且具有市场需求量大、市场稳定等优势。
在当前绿色农业发展的背景下，该项目的建设对于满足农业生产需求、提升农作物产量和质量有着重要的意义。
二、项目概述本项目拟建一个年产15万吨磷酸一铵生产线，主要包括生产车间、原材料储存区、成品储存区、辅助设施等。
三、市场分析1.宏观环境分析：绿色农业的重要性不断凸显，对于化肥领域的需求有所增加。
2.市场需求分析：随着农作物需求的增加，农业用磷酸一铵的需求量也在不断增加。
3.竞争对手分析：目前市场上已经有一定规模的磷酸一铵生产企业存在，并具有一定的市场份额。
四、技术分析1.生产工艺：该项目采用现代化的燃烧结晶法生产工艺，具有生产效率高、产品质量稳定等优点。
2.设备选型：根据生产工艺要求，选用符合技术要求、具有可靠性和耐腐蚀性能的设备。
五、投资分析1.建设投资：项目的建设投资主要包括土地购买和厂房建设、生产设备购置、环保设施建设等方面。
2.运营成本：项目的运营成本主要包括原材料采购、能源消耗、劳动力成本、税费等。
3.收入估算：根据市场需求和产品售价，对项目的年销售收入进行估算。
六、风险分析1.市场风险：市场需求不及预期，市场价格波动等。
2.技术风险：技术设备故障、生产工艺变动等。
3.政策风险：环保政策变化、行业准入政策调整等。
七、社会效益分析1.就业机会：项目建设和运营过程中将带动就业，增加就业人数和居民收入。
2.经济效益：项目建设和运营将带动相关产业链的发展，促进地方经济增长。
3.环境效益：项目建设过程中将注意环保要求，减少对环境的污染。
八、可行性分析结论根据以上市场分析、技术分析、投资分析、风险分析和社会效益分析，本项目具有建设的可行性。
但在项目实施过程中，需要高度关注市场需求和价格变化、技术设备的稳定性和可靠性，并合理应对市场风险、技术风险和政策风险。
同时项目建设过程中要注重环保要求，努力达到经济效益和环境效益的良性平衡。
化肥行业安全隐患分析报告1.引言1.1 概述化肥是农业生产中必不可少的物质，它能够有效地提高土壤肥力，促进作物生长，从而保障粮食生产。
然而，化肥生产和使用过程中存在着诸多安全隐患，例如化肥生产过程中可能会发生爆炸事故，化肥运输和使用过程中也存在着安全风险。
本报告旨在对化肥行业的安全隐患进行深入分析，探讨风险防范措施，并提出建议，以期为化肥行业的安全生产和管理提供参考，确保化肥的生产、运输和使用过程中的安全。
1.2 文章结构文章结构部分应该是对整篇文章的结构进行简要介绍，包括各个部分的主要内容和相互之间的关系。
这部分可以包括以下内容：文章结构部分的内容：在文章结构部分，我们将首先对化肥行业的概况进行概述，包括化肥行业的发展历程、规模和特点等方面的介绍。
然后，我们将对化肥行业存在的安全隐患进行分析，包括生产过程中可能存在的安全隐患和造成的影响。
接着，我们将提出一些针对化肥行业安全隐患的风险防范措施，以减少事故发生的可能性和减轻事故的影响。
最后，我们将对整篇报告进行总结，提出一些建议，并展望未来化肥行业安全管理的发展方向。
通过对这些内容的分析和讨论，我们将为化肥行业安全管理提供一定的参考和借鉴。
1.3 目的本报告旨在分析化肥行业存在的安全隐患问题，提出解决方案和预防措施，以确保生产安全和环境保护，并为相关企业和政府部门提供参考。
通过深入分析行业现状和存在的问题，为化肥行业的安全生产提供一些建议和建议，促进行业的良性发展。
同时，本报告也旨在引起社会各界对化肥行业安全隐患问题的关注，共同致力于化肥行业的安全生产和可持续发展。
2.正文2.1 化肥行业概况化肥是农业生产中不可缺少的一种重要物质，它能够提高土壤的肥力，促进植物生长，从而增加作物的产量。
随着农业现代化进程的加快，化肥行业也逐渐成为了一个重要的产业。
在中国，化肥行业已经发展成为一个拥有较为完善产业链的行业。
化肥行业涉及到磷肥、氮肥、钾肥等各类肥料，这些肥料的生产和销售均构成了庞大的企业集团。
一、总则1. 编制目的为有效预防和减少磷肥生产过程中可能发生的安全事故，提高应对和处置突发性安全事故的能力，保障员工的生命安全和企业财产安全，维护社会稳定，特制定本预案。
2. 编制依据《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》、《企业安全生产事故应急预案编制导则》等相关法律法规。
3. 适用范围本预案适用于磷肥生产企业内部各类生产安全事故的应急救援工作。
二、组织机构及职责1. 应急领导小组应急领导小组负责制定、修订和实施本预案，协调、指导、监督应急救援工作的开展。
2. 应急指挥部应急指挥部负责组织、指挥和协调应急救援行动，下设以下几个工作组：（1）现场指挥组：负责现场救援、事故调查、信息报告等工作。
（2）医疗救护组：负责伤员的救治、转运和救护工作。
（3）物资保障组：负责应急救援物资的调配、供应和管理工作。
（4）交通保障组：负责应急救援车辆的调度、交通管制和保障工作。
（5）信息宣传组：负责应急救援信息的收集、整理、发布和宣传报道工作。
三、事故风险分析1. 磷肥生产过程中可能发生的事故类型：（1）火灾：磷肥生产过程中，易燃易爆物质较多，一旦发生火灾，可能造成严重的人员伤亡和财产损失。
（2）爆炸：磷肥生产过程中，部分设备、管道存在爆炸风险。
（3）中毒：磷肥生产过程中，部分原料、产品具有毒性，可能对人体造成伤害。
（4）机械伤害：磷肥生产过程中，机械设备较多，存在机械伤害风险。
2. 事故风险等级：根据事故类型、影响范围和严重程度，将事故风险分为一般、较大、重大、特别重大四个等级。
四、应急响应1. 预警（1）企业应建立健全预警机制，对可能发生的事故风险进行监测、评估和预警。
（2）当发生事故风险时，企业应及时启动预警，并采取相应措施降低事故风险。
2. 应急响应（1）事故发生后，现场指挥组应立即组织人员进行救援，同时向应急指挥部报告事故情况。
（2）应急指挥部接到报告后，应立即启动应急预案，组织应急救援行动。
磷肥市场前景分析1. 引言磷肥是一种重要的农业投入品，对农业生产起着至关重要的作用。
本文将分析当前磷肥市场的发展趋势和前景，并对未来的发展进行展望。
2. 磷肥市场的现状目前，全球磷肥市场正处于稳定增长的阶段。
磷肥的需求量随着全球农业生产的增加而逐渐增长。
特别是在发展中国家，由于人口增长和提高粮食自给率的需求，磷肥的需求量更是呈现出快速增长的趋势。
3. 市场驱动因素磷肥市场的增长受到多个因素的驱动。
3.1 农业生产需求全球农业生产的增加是磷肥市场增长的主要驱动因素。
随着全球人口的增加，粮食需求不断攀升，农业生产面临着更大的压力。
而磷肥作为促进植物生长的重要肥料，得到了广泛的应用，并在提高农作物产量和品质方面发挥了重要作用。
3.2 进口需求增加一些发展中国家的农业生产还依赖于进口磷肥。
由于国内磷肥产能有限，这些国家需要大量的磷肥进口来满足本国的农业需求。
因此，全球磷肥市场的需求也受到这些国家的进口需求的推动。
3.3 增加农业可持续性随着环境保护意识的增强，越来越多的农业生产者开始关注农业的可持续性。
磷肥作为一种环境友好型的肥料，其需求随着可持续农业的普及而增加。
同时，不断推出的环保政策和规定也为磷肥市场的发展创造了良好的环境。
4. 市场挑战和风险磷肥市场也面临着一些挑战和风险。
4.1 磷资源短缺磷肥的生产依赖于磷矿资源，然而全球磷矿资源面临着消耗和枯竭的风险。
磷资源的短缺将对磷肥市场的供应和价格造成不利影响。
4.2 环境污染问题磷肥的生产和使用会带来一定程度的环境污染。
在日益严格的环境法规和监管下，磷肥生产者需要采取措施来减少污染物排放，这可能会增加磷肥生产的成本。
4.3 激烈的市场竞争全球磷肥市场竞争激烈。
当前，全球磷肥市场存在着一些主要的生产和出口国。
这些国家在生产能力、技术水平和市场份额等方面具有一定的竞争优势，这给其他国家的磷肥生产者带来了一定的竞争压力。
5. 发展前景和趋势展望尽管磷肥市场面临一些挑战，但仍然呈现出积极的发展前景。
磷铵生产工艺过程风险分析
磷肥车间工艺过程风险分析
工艺原理
1.磷酸二铵
用氨将酸中和到PH=8制得磷酸二铵，它的稳定性较磷酸一铵差。
当温度90℃时就有明
显的氨分解出来。
随温度的升高分解剧烈增加。
磷酸二铵在不同温度下的氨压如下表4所示。
表4
从上表4中可看出磷酸二铵如果在高于80℃进行干燥作业,就会明显增加氨损失。
磷酸二铵也同样易溶于水,其大水中溶解度如下表5所示。
表5磷酸二铵在水中的溶解度表5
温度(℃) O 10 20 30 40 50 60 70 160 250 溶解度(%) 30 38.6 40.8 42.9 45.0 47.2 49.3 51.4 74.8 100.0 磷酸二铵在很大程度上水解,水解率取决于它在水中的浓度,尤其在稀溶液中,水解率超
过20%。
磷酸二铵水溶液中水解数据表6
磷酸二铵容易形成稳定的过饱和溶液。
空气中的水份含量（P H2O），对磷酸二铵分解速度有
影响,水蒸汽从空气中冷凝到固体颗粒表面,冷凝的水分量与P H2O成正比,与温度成反比。
在冷
凝到固体颗粒表面的水膜中发生了磷酸二铵的水解。
(NH4)2HP04+H2O NH4H2P04 +[NH4OH]
NH40H NNH3+H2O
2、湿法磷酸的氨化
磷酸有三个氢离子,它们可以依次被氨中和,生成磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)及磷酸三铵
H3P04 (液) +NH3 (气) === NH4H2P04(固)+热量
H3P04 (液) +2NH3 (气)===(NH4)2HP04(固)+热量
H3P04 (液)+3NH3 (气) === (NH4)3P04(固)+热量
纯的磷酸氨盐都是白色晶体,其中磷酸一铵最稳定、磷酸二铵次之,磷酸三铵最不稳定，不宜作肥料使用。
工业生产中,因磷酸中所含有的杂质不同,产品颜色并不都是白色,在磷酸中和过程中，并不都是生产单一的磷酸一铵和磷酸二铵产品,而是两种物质同时存在,具体化学反应方程式: 3H20+P205+2mNH3===2(m-1)(NH4)2HP04+2(2-m)NH4H2P04+Q
m：N/P摩尔比
纯磷酸和氨中和是瞬间即可完成的快速反应,过程的总速度只取决于气氮分子扩散进入磷酸的传质速度。
因此,凡是能够强化这一传质过程的手段,均可加快中和过程的速度,如提高原料温度、增大压力等。
工业生产磷铵肥料通常都用湿法磷酸,湿法磷酸中经常含有铁、铝、镁、钙、氟、硫和硅等杂质,在氨中和过程中这些杂质将生成各种复杂化合物,它们将严重影响料浆的物性及磷铵产品的组成和性质。
中和过程放出的热量很大, 生产中利用反应热蒸发除去溶液中的一部份水份。
2.1中和过程中还可能生成的沉淀物
由于湿法磷酸含有较多杂质,因此它的中和反应要比纯磷酸复杂得多,酸中的杂质将在中
和过程中生成一系列复杂化合物,而影响到料浆的物性和产品组成,这些复杂化合物是随氨化料浆PH 值的升高而分别析出的,如表10所示。
表10
从表10可以看出，PH=2时形成复合物(Fe ·Al)NH 4(P04)2·6H 2O ，它不溶于水,但属有效磷；氨化到PH=2.3时形成复合物(Fe ·Al)NH 4(HP04)2·0.5H 2O 、(Fe ·Al)NH 4(HP04)2·H 2O 及(Fe ·Al) NH 4HP04F 2，化合物中磷都属于有效磷;氨化到PH=4.3-5.6则生含镁化合物,它们溶于中性柠檬酸盐溶液, PH>6则生成枸不溶物,此外,溶于酸中的硅在中和过程中可能形成氧化硅凝胶。
湿法磷酸中杂质的存在不仅影响料浆的粘度和产品中P 2O 5的溶解性,同时对产品组成也有很大的影响。
S02-
4、SiF 2-
6等会使产品N ：P 2O 5比值增高; Ca 2+、Fe 3+、Al 3+、Mg 2+、SiF 2-
6等会使比值降低,镁含量高还会增加产品吸湿性及增白性。
2.3中和过程操作条件和选择 2.3.1中和度
中和度直铵影响到磷铵产品的组成, P 2O 5的水溶率,生产过程的氮损失,氟逸出率和料浆粘度等,它是中和过程重要的控制指标。
造粒机内中和度:生产DAP时控制在1.7-2.0;生成MAP控制O.95-1.15;生产NPK时控制为1.2-1.75。
2.3.2料浆温度
磷酸与氨中和的反应热,除了把料浆温度升高到沸点以外,同时还可以蒸发掉相当一部分水份,允许中和料浆有相当高的温度,既可防止固体磷铵析出,保持料浆有良好的流动性，又可使干燥过程节省燃料。
十字管反应器料浆温度: 110-150℃
2.3.3 磷酸浓度
在条件允许的情况下,一般来说,磷酸浓度愈高,所得中和料浆的含水率愈低,系统生产能力愈大能耗愈低,但这受到磷酸浓缩系统的制约,有一个系统工程的最佳状态,一直生产DAP 时磷酸浓度在43%P205以上为益。
（PCR）十字管反应器只要1-2秒钟,必须严格控制操作条件。
2.4 氨化粒化及干燥过程
达到一定指标要求的磷铵料浆,被喷射到造粒机物料床上,在这里与循环返料充分混合，借涂布、粘结及自成粒作用,在物料床上滚动成一定粒度的颗粒物料,同时继续通过氨中和到产品所需要的品位,并借助反应热进一步蒸发掉一部分水份,然后通过溜槽落入干燥机中。
当生产NPK时，钾盐、硝铵(或尿素)及填料直接加入返料系统然后再进入造粒机与料浆混合造粒。
在干燥机内,固体物料与热气流并流干燥,达到水份含量要求的物料自干燥机排出，一部分经筛分、冷却(包裹)、包装出厂,另一部分(大部分)经破碎,返回造粒机作为返料循环使用。
3、磷酸会对操作人员造成危害,详见下表：
品名：磷酸
物质的理化性质
4、氨的危害：
4.1氨的性质：
氨在常温常压下为具有特殊性恶臭的无色有毒气体，比空气轻。
氨在常温下稳定，但是在高温下可分解成氢和氮。
一般在一个大气压下450-500℃时分解，如果有铁、镍等催化剂存在，可在300℃时分解。
在空气中可燃，但一般难以着火，如果连续接触火源就燃烧，有时也能引起爆炸。
如果有油脂或其它可燃物质，则更容易着火。
在氧中燃烧时发出黄色火焰，并生成氮和水。
氨在一氧化二氮中也能发生爆炸，爆炸浓度极限为2.2%-72%。
4.2危险性
4.3毒性
4.3.1最高允许浓度：25ppm(18mg/m³)
4.3.2氨主要是通过呼吸道吸入，此外，也可以通过皮肤吸收。
吸入高浓度氨气引起喷嚏、流延、咳嗽、恶心、头痛、出汗、脸面充血、胸疼、呼吸急促、尿频、眩晕、窒息感、不安感、胃疼、闭尿等症状。
刺激眼睛引起流泪、眼疼、视觉障碍。
皮肤接触后引起皮肤刺激、皮肤发红、可导致灼伤和糜烂。
慢性中毒时患者出现头痛、噩梦、食欲不振、易于激动、慢性结膜炎、慢性支气管炎、血痰、耳鸣等。
吸入氨气的患者应立即转移到安全区安置休息并保暖。
咳嗽时可服可待因。
呼吸微弱或停止时立即进行输氧或人工呼吸。
并速叫医生来诊治。
皮肤接触时，立刻用水冲洗后再用肥皂水洗净，然后盖上用5%醋酸、柠檬酸、酒石酸或盐酸浸湿的敷料，也可用2%以上的硼酸水湿敷。
被液氨冻伤时，首先要适当解冻后脱下冻结的衣服。
脱衣时要注意不要扯破皮肤，特别要注意腋窝及会阴等潮湿部位。
眼睛受伤时，先用水清洗，或用0.5%-1%明矾溶液洗涤，然后滴入凡士林油或橄榄油。
剧烈疼痛时，可滴入大约1-2滴1%的奴佛卡因或滴入1滴0.5%的地卡因肾上腺素(1:1000)溶液。
4.4安全防护
4.4.1接触低浓度氨时，要戴氨用防毒口罩，接触高浓度氨时要用供气面罩。
处理水溶液时，要穿高腰胶鞋、防护眼镜、戴胶手套等。
瓶装氨要存放在室外阴凉干燥通风良好处，避免阳光直射，避免一切可能的撞击。
如在室外存放，一定要与其它化学药品，特别是氧化性气体、卤素及酸类隔离，设备管道要严格密封，可用肥皂水、浸过盐酸的布(遇氯生成氯化铵白烟)或靠其臭味探漏。
4.4.2氨在室温或高温，水解或不水解，都腐蚀一些金属材料，所以有必要选择适当的材料，。
在干燥的氨气中，可以使用奥氏体不锈钢，铁硅合金、铜和锌合金、镁合金、镍、梦乃尔、耐蚀镍基合金、银和银合金、钽。
但是在潮湿的氨气中不能使用铜和铜锌合金、镍、蒙乃尔、银和银合金，可以使用碳钢。
可以使用聚四佛乙烯、聚三佛氯化乙烯聚合体，聚乙。
