ICS 71.020
GB
G 01
中华人民共和国国家标准
GB/T33321—2016
黄磷生产技术规范
Production technical regulation for yellow phosphorus
2017-07-01实施
2016-12-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T33321—2016
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
.. *
4 基本生产要求： 5 设计要求 6 生产过程控制 7 生产设备维护和保养. 8 产品品质要求
11 12 12 12 13
生产工艺安全 10污染物控制附录A（规范性附录） 原始开车、化工投料、升负荷操作
9 GB/T 33321—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国化学标准化技术委员会无机化工分技术委员会（SAC/TC63/SC1)归口。 本标准起草单位：中海油天津化工研究设计院、贵州省惠水川东化工有限公司、贵州省产品质量监
督检验院、开阳质量计量检验检测中心有限责任公司、中国无机盐工业协会。
本标准主要起草人：陆思伟、邹志华、张建刚、顾晓桐、孙志立、张宜辉、冯永渝、陈泉。
一 GB/T33321—2016
黄磷生产技术规范
1范围
本标准规定了黄磷生产技术的术语和定义、基本生产要求、设计要求、生产过程控制、生产设备维护和保养、产品品质要求、生产工艺安全、污染物控制。
本标准适用于现有、新建（含改、扩建）的采用电炉法生产黄磷装置。
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB4053.1 固定式钢梯及平台安全要求第1部分：钢直梯 GB4053.2固定式钢梯及平台安全要求第2部分：钢斜梯 GB4053.3 固定式钢梯及平台安全要求第3部分：工业防护栏杆和钢平台 GB 7816 工业黄磷 GB 8978 污水综合排放标准 GB 9078 工业炉窑大气污染物排放标准 GB12348 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB16297 大气污染物综合排放标准 GB18071.7一2012基础化学原料制造业卫生防护距离第7部分：黄磷制造业 GB21345黄磷单位产品能源消耗限额 GB/Z24784—2009黄磷安全规程 GB50016 建筑设计防火规范 GB 50187 工业企业平面设计规范 GB50483 化工建设项目环境保护设计规范 GB50489 化工企业总图运输设计规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
黄磷生产系统 theproductionsystemofyellowphosphorus 从磷矿石、炭质还原剂（焦丁或煤丁）、硅石经预处理后计量并进入其仓库的输送设备、外供电经计
量进入电炉变压器及动力变压器开始，到黄磷尾气、各种废气、废水及固体废物经处理后送出和成品黄磷包装人库为止的相关工序组成完整的工艺过程、设施及设备。 3.2
混合炉料matchedfurnacecharge 进入黄磷电炉的磷矿石、炭质还原剂（焦丁或煤丁）和硅石混合物，混合料中的P.Os称入炉料品
位，它的含量高低直接影响制磷电炉操作和经济技术指标。
1 GB/T33321—2016
3.3
磷矿石品位组分thecompositionofmatchedfurnacecharge 主要成分为五氧化二磷、二氧化硅、三氧化二铁、氧化钙、二氧化碳等。
3.4
黄磷尾气exhaustinggasofyellowphosphorus 黄磷生产过程中，用冷凝方法从磷炉气中分离出磷后的气体。
3.5
泥磷sludgephosphorus 黄磷生产过程中产生的含有固体杂质等与磷粘附在一起的无定形乳胶状混合物。
3.6
酸度slagacidity MK 只考虑炉料中氧化钙、二氧化硅含量的为二元酸度，表达式为MK=n（SiO2/CaO)；同时考虑三氧
化二铝、氧化镁含量的为四元酸度，表达式为MK=n[(SiO2十AlzO:)/(CaO十MgO)]。 3.7
炉渣残磷slagresidualphosphorus 炉渣中残余的五氧化二磷含量。
3.8
多电极制磷电炉multielectrodephosphorusfurnace 采用三相6根、7根或三相多根石墨电极降低电极电流密度、达到增大电炉容量、满足和适应黄磷
生产特殊工艺技术要求的独创炉型。 3.9
电炉熔池electricfurnacemoltenpool 炉内磷酸盐化学还原反应的熔融物料含炭层，电能转换成热能，电流和热量流动、产生的主要的
区域。 3.10
大型磷炉largephosphorusfurnaces 设计产能20000t/a(含）以上的黄磷电炉。
3.11
中型磷炉mediumphosphorusfurnace 设计产能为10000t/a(含）～20000t/a的黄磷电炉。
3.12
小型磷炉smallphosphorusfurnace 设计产能小于10000t/a的黄磷电炉。
4基本生产要求
4.1装置规模
新建、改建、扩建的黄磷生产装置规模应符合黄磷行业准人条件的规定。 4.2工艺装备
新建黄磷装置相关配套设施应符合黄磷行业准人条件的要求。现有黄磷装置，单台装置在10000kVA 及以上的，需在原料粉尘回收、能耗、尾气综合利用、泥磷回收、污水处理、安全保障和磷渣综合利用等方 2 GB/T 33321—2016
面达到黄磷行业准入条件的要求。 4.3环保和资源节约综合利用要求
黄磷生产企业的大气污染物、黄磷尾气、含磷废水、泥磷回收装置，泥磷处理处置、黄磷废渣的排放、 处置及综合利用应符合GB8978、GB16297和黄磷行业准人条件的要求。 4.4经济技术指标
新建、在建和现有黄磷装置经济技术指标应符合GB21345及黄磷行业准入条件的要求。
5设计要求
5.1一般规定
新建和改建、扩建黄磷生产企业厂址宜靠近磷矿资源所在地和电力生产中心；选址应符合当地工业总体规划或黄磷、磷酸盐(磷化工)等相关行业发展规划、环境保护规划或污染防治规划。
黄磷生产企业与敏感区之间所需卫生防护距离应符合GB18071.7一2012第4章的规定。 5.2总体布置 5.2.1新建和改建、扩建黄磷生产企业总体布置应符合GB50187、GB50489、GB50016、GB/Z24784- 2009的相关规定。 5.2.2黄磷生产企业应按功能分区。在符合生产流程、操作要求和使用功能的前提下，充分利用土地、 交通走向，做到建筑物构型、朝向、布局、空间组合、采光和绿化布置合理，并与周围环境协调统一，生产区应设在全年最小频率风向的上风侧。其中，污水处理场、物料堆场、仓库区分别集中布置在厂区边缘地带。 5.2.3合理确定通道宽度，主干道宽度不小于8m，辅道宽度不小于6m，道路上空净高度主道不小于 5m，辅道不小于4m，满足交通运输要求。全厂各装置区之间应设环形消防通道，消防车道宽度、坡度、 转弯半径应符合GB50016的规定。 5.2.4在满足工艺条件要求前提下，功能分区内各项设施应联合多层布置，力求紧凑、经济、合理、路线短捷通畅，建（构）筑物的外形宜规整。 5.2.5总降压变电所的布置，宜靠近厂区边缘地势较高处，靠近负荷中心，便于高压线的进线和出线，应避免设在有强烈振动的设施附近，避免布置在多尘、有腐蚀性气体和有水雾的场所，并应位于多尘、有腐蚀性气体场所全年最小频率风向的下风侧和有水雾场所冬季盛行风向的上风侧。室外总变电所的最外构架边缘与易泄漏、散发腐蚀性气体和粉尘的设施边缘之间的距离宜大于50m。 5.2.6在总图布置中应设置高位安全水池或水塔。受磷槽、预沉槽、精制槽、泥磷池、泥磷回收装置厂房、产品储存区应设置消防栓或消防水池，并保证即使停电时消防水源亦能抵达。 5.2.7受磷槽、预沉槽、精制槽、泥磷池、泥磷回收装置厂房、产品储存区应设置消防沙池或沙堆，作为受磷槽、预沉槽、精制槽、泥磷池、泥磷回收装置、产品储存区设备发生泄漏时的应急处理。 5.2.8受磷槽、预沉槽、精制槽、泥磷池、泥磷回收装置厂房、产品储存区为甲类火灾危险区域，甲类火灾危险区域建筑物之间的防火间距、甲类火灾危险区域与民用建筑物之间的防火间距及与其他各装置、 建筑物之间的防火间距应符合GB50016的规定。 5.2.9黄磷生产企业应设置应急事故处理池，应急事故处理池的设置应符合GB50016、GB50483的规定。 5.2.10黄磷生产企业应设有专用渣场，并按相关规定进行规范设计。
3 GB/T33321—2016
5.3工艺设计 5.3.1劳动安全卫生防护设施、环境保护设施和消防设施应做到与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。 5.3.2工艺设计应优化工艺流程，合理优化设备配置，充分考虑安全设施、环保设施和消防设施与工艺装置的结合。 5.3.3工艺设计应采用先进的工艺、设备，生产过程自动化，宜采用DCS集中控制系统。生产企业，应
.
根据本企业工艺特点，装备功能完善的自动化控制系统，严格工艺、设备管理。对使用重点监管的危险化学品数量构成重大危险源的生产、储存装置，应装备自动化控制系统，实现对温度、压力、液位等重要参数的实时监测。 5.3.4对易燃、易爆的工艺、作业和施工过程，应采取防火防爆措施。对产生危险和有害因素的过程，应配置监控检测仪器、仪表，必要时配置自动联锁、自动报警装置。 5.3.5同一性质的生产工艺设备宜集中布置，并充分考操作、检修、安全通道等的间距要求。 5.4建（构)筑物 5.4.1厂房建（构）筑物应符合GB/Z24784—2009第6章的规定。 5.4.2生产厂房等建（构)筑物的地面、墙体、梁、柱等应采取有效的防腐蚀措施。 5.4.3 生产车间地面应平整，易于清扫，清污分流。 5.4.4 固定式钢梯及平台的安全要求应符合GB4053.1、GB4053.2、GB4053.3的规定。
6生产过程控制
6.1电炉法制磷方法
磷矿石、硅石和炭质还原剂（焦丁或煤丁）三种原料在高温下熔融发生化学还原反应，使其中的磷升华，经除尘、冷凝洗涤、精制分离得到成品磷。同时，副产磷铁和炉渣，尾气可作燃料和下游化工产品的原料。
电炉法制磷主要生产工艺包括原料制备、电炉制磷、磷炉气除尘收磷、精制成品包装和污水处理五个部分。 6.2电炉法制磷原理
主要化学反应为：
4CagF(PO.): +21SiO:+30c 1300 ~1 50~3P. + +30CO + +SiF. + +20CasiO. 碳酸盐的热分解:CaCO,加热CaO+CO,个
副反应为：
MgCO, 加热MgO+CO2 个
生成的二氧化碳被还原成一氧化碳：CO2十C=CO个
生成的氧化铁被还原为铁:FezO:+3C 730~-2Fe+3CO 个生成的铁又与磷化合生成磷铁：8Fe十P4=4FezP 6.3工艺流程概述
磷矿石、炭质还原剂（焦丁或煤丁）和硅石进人原料仓，经称量、配料后送到磷炉顶部混合料仓，从下料管进入炉内，在电热作用下发生化学还原反应，产生的磷炉气从炉盖上的导气管进人冷凝塔，气态磷 4 GB/T33321—2016
蒸气被喷淋水冷凝为液态粗磷，进人受磷槽，定期将粗磷虹吸到精制槽漂洗沉降获得黄磷。尾气经尾气总水封放空燃烧及综合利用。
炉渣、磷铁定期从炉体下部渣、铁口排出，磷铁沉降在渣道上的铁坑内，熔融炉渣流人渣池骤冷成颗粒状，取出外运；磷铁自然冷却后回收。
磷精制产生的泥磷通过制取黄磷或制磷酸等方法回收磷；系统中产生的含磷废水送到污水处理站，经中和处理循环使用，含磷废水零排放。 6.4工序过程控制 6.4.1原料制备工序 6.4.1.1工序任务
磷矿石、炭质还原剂（焦丁或煤丁）、硅石三种物料经加工处理，达到黄磷生产要求的规格、质量，根据原料工艺计算要求配料，确保所需的备料和供给。 6.4.1.2工艺方法
根据入炉原料的物化特性与经济性，大型制磷电炉的原料不直接使用块矿人炉，采用球团、瘤结、烧结等热处理；中小型制磷电炉直接进合格磷矿、炭质还原剂（焦丁或煤丁）、硅石，块矿烘干人炉。 6.4.1.3工艺流程
磷矿石、炭质还原剂（焦丁或煤丁）、硅石三种原料分别用装载机送人进料漏斗、皮运机，经分料机落人转筒干燥机，干燥后的物料冷却筛分送入备料仓；按炉料组分配比经电子称重配料后由皮带输送（或大倾角皮带）至炉顶混料仓。 6.4.1.4工艺过程控制 6.4.1.4.1工艺指标
原料制备工序工艺控制指标应符合表1要求。
表1原料制备工序工艺控制指标
指标水分
原料
粒度
含量
占比/%
炉型大型磷炉
水分/% <1
项目
含量/%
粒度/mm 4~50 30~50 15~30 4~15 <4 3~16 <3 >20
>50 >30 ≤15 中、小型磷炉 ≤5 一
磷矿石
>22
五氧化二磷（POs）
<1.5
固定碳挥发分(焦丁) 挥发分(煤丁) 灰分
>75 0.5~2 <8 <15
≤1.5
大型磷炉
炭质还原剂（焦丁或煤丁)
≤5
≤5
中、小型磷炉
<2
5