专利名称：高纯三氯化砷的制备方法
技术领域：
本发明涉及无机化合物高纯三氯化砷的制备方法。
背景技术：
三氯化砷属于无机盐类产品，高纯品三氯化砷可用作半导体原料，可 用于含砷的有机化合物和陶瓷工业品生产，也可用作掺杂剂气体。
关于三氯化砷的制备方法，国内外技术报道不多，主要有以下几种三 氯化砷的制备方法。
2004年1月化学工业出版社出版的《化工产品手册(第四版)"^无
机化工产品》书中介绍盐酸法将三氧化二砷加入反应器中，再加入浓盐 酸，在搅拌下缓慢滴加浓硫酸。由于浓硫酸的滴加，使反应所产生的水被 除去，生成的三氯化砷发生两相分离而沉于反应器底部。浓硫酸滴完后，
加热、蒸馏，收集90 107。C的馏分。将馏出液冷却，三氯化砷(下层) 和酸层(上层)用分液漏斗将三氯化砷分离，制得三氯化砷产品。此方法 因三氯化砷易水解而收率不高，而且产生大量的废酸，需用碱进行中和处 理或浓縮，增加生产成本。
1996年6月化学工业出版社出版的《无机盐工业手册》书中介绍主 要的生产方法(1)氯气和三氧化二砷反应制得；(2)—氯化硫和三氧化 二砷反应制得；(3)浓盐酸处理三氧化二砷制得。但是，该书中没有介绍 生产三氯化砷的工艺过程。
1969年，法国专利Fr 1,568,603报道的三氯化砷制备方法，是金属砷 与氯气在180 20(TC—步合成，收率仅为31%，且因反应纟显度高，易造成
三氯化砷气化外泄，不安全。
发明内容
本发明提供的一种高纯三氯化砷的制备方法，也是采用金属砷与氯气 一步反应合成，反应式表示如下
2As + 3C12 = 2AsCl3
本发明的技术方案是对己有技术三氯化砷制备方法的工艺技术进行 以下的改进，以提高三氯化砷的收率和纯度。
由于砷与氯极易反应生成三氯化砷，是一个放热反应，故将反应的开 始温度控制在80 85匸，通氯气速度为2.0 5.2mol/min，反应在负压状态 下进行，真空度控制在0.085^0.096MPa，反应的收率可达到94^95% (以 As计)，三氯化砷产品纯度可达99.5-99.8%。
本发明高纯三氯化砷制备方法的步骤
反应装置先通氮气置换空气，再用油泵抽真空，使反应在负压状态下 进行，真空度控制在0.085~0.096Mpa，最佳真空度控制在0.089~0.093Mpa， 砷与氯的投料摩尔比为1 : 1.5 2.5，最佳投料摩尔比为1 : 1.7-2.2，反应 的开始温度控制在80 85。C，通氯气速度为2.0 5.2mol/min，最佳速度为 2.40~3.05mol/min，反应时间为8~12小时。生成的三氯化砷粗品进入收集 锅中，观察收集锅上的视盅，若视盅内基本无液滴流下，则反应结束，将 收集的三氯化砷粗品在常压下蒸馏，得到纯度为99.5~99.8%的三氯化砷 产品，反应的收率可达到94~95% (以As计)。
由于本发明工艺技术改进采用砷与氯反应在负压状态下进行，提高氯 气利用率，可杜绝氯气外泄而改善环境污染，又反应的开始温度控制在 80~85°C，以避免剧毒的三氯化砷气化外泄而导致的不安全。在采用上述 工艺技术改进后，使本发明三氯化砷的收率提高到9^95% (以As计)，三氯化砷产品纯度高达99.5-99.8%。本发明高纯三氯化砷制备方法具有生 产操作简单，便于控制，减少了三废(废水、废气等)对环境的污染，生 产安全等优点,是一种具有高收率的适用于工业化生产高纯三氯化砷的制 备方法。
具体实施例方式
实施例l高纯三氯化砷的制备
在反应釜内，加入100公斤碎块状的金属砷。反应装置先通氮气置换 空气，再用油泵抽真空，真空度控制在0.09(K0.092Mpa，使反应在负压 状态下进行，加热反应釜，反应的开始温度控制在83 85。C，通氯过程中 控制通氯速度在2.40^2. 50mol/min,生成的三氯化砷粗品进入收集锅中， 观察收集锅上的视盅，若视盅内基本无液滴流下，则反应结束，反应时间 为10小时。
收集的三氯化砷粗品在常压下130 13rC蒸馏，得到纯度为99.8%的 三氯化砷黄色油状液体产品230公斤，收率94.78%。
实施例2高纯三氯化砷的制备
在反应釜内，加入100公斤碎块状的金属砷。反应装置先通氮气置换 空气，再用油泵抽真空，真空度控制在0.092~0.093Mpa，使反应在负压 状态下进行，加热反应釜，反应的开始^g控审依80 82"C，通氯过程中 控制通氯速度在3.45~3.47mol/min，生成的三氯化砷粗品进入收集锅中， 观察收集锅上的视盅，若视盅内基本无液滴流下，则反应结束，反应时间 为8.5小时。
收集的三氯化砷粗品在常压下130-13rC蒸馏，得到纯度为99.5%的 三氯化砷黄色油状液体产品228公斤，收率94.13%。
权利要求
1.一种高纯三氯化砷的制备方法，是通过金属砷和氯气一步反应合成，其特征在于反应在负压状态下进行，真空度为0.085～0.096Mpa，砷与氯的投料摩尔比为1∶1.5～2.5，反应的开始温度控制为80～85℃，通氯气速度为2.0～5.2mol/min，反应时间为8-12小时。
2. 按权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述反应在负压状态 下的真空度为0.089 0.093Mpa。
3. 按权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述砷与氯的投料摩 尔比为1 : 1.7~2.2。
4. 按权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述通氯气速度为 2.40~3.05mol/min。
全文摘要
一种高纯三氯化砷的制备方法，是对金属砷和氯气一步反应合成方法的改进，使反应在负压状态下进行，真空度控制为0.085～0.096MPa，反应的开始温度为80～85℃，通氯气速度为2.0～5.2mol/min。在采用工艺改进后，三氯化砷的收率提高为94～95％(以As计)，纯度高达99.5-99.8％，且避免了氯气和三氯化砷气化外泄而导致的环境污染和不安全。因此本发明制备方法具有生产操作简单，便于控制，改善环境污染，生产安全等优点，是一种适用于工业化生产的高纯三氯化砷的制备方法。
文档编号C01G28/00GK101172651SQ200710047450
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者琴 周, 沈忠华, 陆鸿良 申请人:上海试四赫维化工有限公司