專利名稱：高純?nèi)然榈闹苽浞椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機化合物高純?nèi)然榈闹苽浞椒ā?
背景技術(shù)：
三氯化砷屬于無機鹽類產(chǎn)品，高純品三氯化砷可用作半導(dǎo)體原料，可 用于含砷的有機化合物和陶瓷工業(yè)品生產(chǎn)，也可用作摻雜劑氣體。
關(guān)于三氯化砷的制備方法，國內(nèi)外技術(shù)報道不多，主要有以下幾種三 氯化砷的制備方法。
2004年1月化學(xué)工業(yè)出版社出版的《化工產(chǎn)品手冊(第四版)"^無
機化工產(chǎn)品》書中介紹鹽酸法將三氧化二砷加入反應(yīng)器中，再加入濃鹽 酸，在攪拌下緩慢滴加濃硫酸。由于濃硫酸的滴加，使反應(yīng)所產(chǎn)生的水被 除去，生成的三氯化砷發(fā)生兩相分離而沉于反應(yīng)器底部。濃硫酸滴完后，
加熱、蒸餾，收集90 107。C的餾分。將餾出液冷卻，三氯化砷(下層) 和酸層(上層)用分液漏斗將三氯化砷分離，制得三氯化砷產(chǎn)品。此方法 因三氯化砷易水解而收率不高，而且產(chǎn)生大量的廢酸，需用堿進行中和處 理或濃縮，增加生產(chǎn)成本。
1996年6月化學(xué)工業(yè)出版社出版的《無機鹽工業(yè)手冊》書中介紹主 要的生產(chǎn)方法(1)氯氣和三氧化二砷反應(yīng)制得；(2)—氯化硫和三氧化 二砷反應(yīng)制得；(3)濃鹽酸處理三氧化二砷制得。但是，該書中沒有介紹 生產(chǎn)三氯化砷的工藝過程。
1969年，法國專利Fr 1,568,603報道的三氯化砷制備方法，是金屬砷 與氯氣在180 20(TC—步合成，收率僅為31%，且因反應(yīng)纟顯度高，易造成
三氯化砷氣化外泄，不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種高純?nèi)然榈闹苽浞椒?，也是采用金屬砷與氯氣 一步反應(yīng)合成，反應(yīng)式表示如下
2As + 3C12 = 2AsCl3
本發(fā)明的技術(shù)方案是對己有技術(shù)三氯化砷制備方法的工藝技術(shù)進行 以下的改進，以提高三氯化砷的收率和純度。
由于砷與氯極易反應(yīng)生成三氯化砷，是一個放熱反應(yīng)，故將反應(yīng)的開 始溫度控制在80 85匸，通氯氣速度為2.0 5.2mol/min，反應(yīng)在負壓狀態(tài) 下進行，真空度控制在0.085^0.096MPa，反應(yīng)的收率可達到94^95% (以 As計)，三氯化砷產(chǎn)品純度可達99.5-99.8%。
本發(fā)明高純?nèi)然橹苽浞椒ǖ牟襟E
反應(yīng)裝置先通氮氣置換空氣，再用油泵抽真空，使反應(yīng)在負壓狀態(tài)下 進行，真空度控制在0.085~0.096Mpa，最佳真空度控制在0.089~0.093Mpa， 砷與氯的投料摩爾比為1 : 1.5 2.5，最佳投料摩爾比為1 : 1.7-2.2，反應(yīng) 的開始溫度控制在80 85。C，通氯氣速度為2.0 5.2mol/min，最佳速度為 2.40~3.05mol/min，反應(yīng)時間為8~12小時。生成的三氯化砷粗品進入收集 鍋中，觀察收集鍋上的視盅，若視盅內(nèi)基本無液滴流下，則反應(yīng)結(jié)束，將 收集的三氯化砷粗品在常壓下蒸餾，得到純度為99.5~99.8%的三氯化砷 產(chǎn)品，反應(yīng)的收率可達到94~95% (以As計)。
由于本發(fā)明工藝技術(shù)改進采用砷與氯反應(yīng)在負壓狀態(tài)下進行，提高氯 氣利用率，可杜絕氯氣外泄而改善環(huán)境污染，又反應(yīng)的開始溫度控制在 80~85°C，以避免劇毒的三氯化砷氣化外泄而導(dǎo)致的不安全。在采用上述 工藝技術(shù)改進后，使本發(fā)明三氯化砷的收率提高到9^95% (以As計)，三氯化砷產(chǎn)品純度高達99.5-99.8%。本發(fā)明高純?nèi)然橹苽浞椒ň哂猩?產(chǎn)操作簡單，便于控制，減少了三廢(廢水、廢氣等)對環(huán)境的污染，生 產(chǎn)安全等優(yōu)點,是一種具有高收率的適用于工業(yè)化生產(chǎn)高純?nèi)然榈闹?備方法。
具體實施例方式
實施例l高純?nèi)然榈闹苽?br> 在反應(yīng)釜內(nèi)，加入100公斤碎塊狀的金屬砷。反應(yīng)裝置先通氮氣置換 空氣，再用油泵抽真空，真空度控制在0.09(K0.092Mpa，使反應(yīng)在負壓 狀態(tài)下進行，加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)的開始溫度控制在83 85。C，通氯過程中 控制通氯速度在2.40^2. 50mol/min,生成的三氯化砷粗品進入收集鍋中， 觀察收集鍋上的視盅，若視盅內(nèi)基本無液滴流下，則反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)時間 為10小時。
收集的三氯化砷粗品在常壓下130 13rC蒸餾，得到純度為99.8%的 三氯化砷黃色油狀液體產(chǎn)品230公斤，收率94.78%。
實施例2高純?nèi)然榈闹苽?br> 在反應(yīng)釜內(nèi)，加入100公斤碎塊狀的金屬砷。反應(yīng)裝置先通氮氣置換 空氣，再用油泵抽真空，真空度控制在0.092~0.093Mpa，使反應(yīng)在負壓 狀態(tài)下進行，加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)的開始^g控審依80 82"C，通氯過程中 控制通氯速度在3.45~3.47mol/min，生成的三氯化砷粗品進入收集鍋中， 觀察收集鍋上的視盅，若視盅內(nèi)基本無液滴流下，則反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)時間 為8.5小時。
收集的三氯化砷粗品在常壓下130-13rC蒸餾，得到純度為99.5%的 三氯化砷黃色油狀液體產(chǎn)品228公斤，收率94.13%。
權(quán)利要求
1.一種高純?nèi)然榈闹苽浞椒ǎ峭ㄟ^金屬砷和氯氣一步反應(yīng)合成，其特征在于反應(yīng)在負壓狀態(tài)下進行，真空度為0.085～0.096Mpa，砷與氯的投料摩爾比為1∶1.5～2.5，反應(yīng)的開始溫度控制為80～85℃，通氯氣速度為2.0～5.2mol/min，反應(yīng)時間為8-12小時。
2. 按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)在負壓狀態(tài) 下的真空度為0.089 0.093Mpa。
3. 按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述砷與氯的投料摩 爾比為1 : 1.7~2.2。
4. 按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述通氯氣速度為 2.40~3.05mol/min。
全文摘要
一種高純?nèi)然榈闹苽浞椒?，是對金屬砷和氯氣一步反?yīng)合成方法的改進，使反應(yīng)在負壓狀態(tài)下進行，真空度控制為0.085～0.096MPa，反應(yīng)的開始溫度為80～85℃，通氯氣速度為2.0～5.2mol/min。在采用工藝改進后，三氯化砷的收率提高為94～95％(以As計)，純度高達99.5-99.8％，且避免了氯氣和三氯化砷氣化外泄而導(dǎo)致的環(huán)境污染和不安全。因此本發(fā)明制備方法具有生產(chǎn)操作簡單，便于控制，改善環(huán)境污染，生產(chǎn)安全等優(yōu)點，是一種適用于工業(yè)化生產(chǎn)的高純?nèi)然榈闹苽浞椒ā?br> 文檔編號C01G28/00GK101172651SQ200710047450
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者琴 周, 沈忠華, 陸鴻良 申請人:上海試四赫維化工有限公司