99.99999%三氯氧化磷生产工艺制造技术

本发明专利技术是一种纯度为９９．９９９９９％三氯氧化磷的生产工艺。该工艺采用高纯磷与高纯氯气反应生产三氯化磷，所得三氯化磷经蒸馏制得三氯化磷纯品，纯品三氯化磷经滴水通氯后，再经回流、蒸馏、精馏、制得产品三氯氧化磷，其单项杂质最高含量不大于９ｐｐｂ。

【技术实现步骤摘要】
99.99999％三氯氧化磷生产工艺
：本专利技术是一种纯度为99.99999％三氯氧化磷生产工艺。该工艺采用高纯黄磷或红磷(99.9999％)、高纯氯气(金属杂质不大于50ppb)和纯水制取电子级超纯三氯氧化磷，其单项杂质最高含量不大于9ppb，金属杂质不超过5ppb，达到超大规模集成电路和光导纤维的生产要求。技术背景：高纯三氯氧化磷(99.9999％、99.99999％)是集成电路、太阳能电池生产的掺杂剂，是制造光纤预制棒的原材料之一，其三氯氧化磷要求纯度达99.9999％-99.99999％，杂质最高含量不超过10ppb(Zn≤10ppb、Al≤10ppb、o≤8ppb、As≤7ppb、Ca≤6ppb、Li≤6ppb)，尤其是Fe必须≤(5ppb～8ppb)、Mn≤1～5ppb，Cr、Ag、Ni、Te≤1ppb。目前，99.99999％三氯氧化磷生产及生产工艺未见报道，报道的有化学纯研究：武汉大学王志文、谢金娥用离子交换法—发射光谱法，对高纯化学试剂BBr3、POCl3基体中的Mn等八个杂质进行了分离测定的研究(化学试剂、1989、11、(3)、132-133)；有工业上常用的氯化水解法、三氯化法二种，文献报道的还有：氧气催化氧化、联合法(制氯化业和三氯氧磷、氧气氧化法，气相氧化法、氯化亚砜联产三氯氧磷法)。但是优级纯9.99％以上级别的生产工艺及产品鲜有报道。-->
技术实现思路
：本专利技术的目的在于：提供一种电子级超纯(99.99999％)三氯氧化磷的生产工艺和产品。它为常温常压条件下合成、蒸馏、精馏生产POCl3工艺，该工艺生产的产品能满足超大规模集成电路、太阳能电池和光纤预制棒生产的要求。本专利技术原理是用高纯的干燥的氯和过量的磷作用制得初级三氯化磷：             PCl3无色液体，将初级三氯化磷经蒸溜得PCl3产品。PCl3产品经通氯滴水反应，当反应完成后蒸溜得POCl3初品。             POCl3初品精馏而得电子级超纯(99.99999％)三氯氧化磷，单项杂质最高含量不大于9PPb。本专利技术是这样构成的，将高纯磷(黄磷或红磷)和干燥好的高纯氯合成三氯化磷初品、初品三氯化磷经蒸馏取71～78℃馏份得三氯化磷产品，三氯化磷产品置于安有回流装置玻璃烧瓶中经通氯滴水反应，通氯滴水反应后进行回流得三氯氧化磷POCl3初品，当温度达99-103℃时进行蒸馏，取100-107℃馏份得POCl3纯品，将POCl3纯品精馏而得999.99999％电子级超纯三氯氧化磷POCl3。本专利技术指的高纯磷的纯度要求99.9999％，杂质含量中有机物、As、S、单项含量≤100ppb，金属杂质如Al、Fe、Cu、Cr、Co、Mn等杂质含量≤50ppb；高纯氯气中有机物、As、S杂质含量≤20ppb，金属杂质如Fe、Ni、Cu、Zn、Cr、Mn等杂质含量≤50ppb；通氯滴水合-->成工艺用的高纯水达到GB6682-92规定的二级水。注：PPb是指含量为1/109。本专利技术工艺通氯滴水反应时间根据POCl3的量而定一般为18-28小时，通氯量为三氯化磷质量乘以0.51。滴水量为PCl3(三氯化磷)质量乘以0.13。氯气与水的比例在3.9∶1。精馏时间2-6小时。蒸馏三氯化磷和三氯氧化磷的蒸馏设备是硬质耐腐蚀玻璃设备；精馏三氯氧化磷的设备为高纯石英玻璃的塔板精馏设备。本专利技术终端产品的包装十分严格要求终端产品的包装环境为百级净化环境。实施例1；(1)将1000克99.9999％的红磷置入3000ml的玻璃瓶中，玻璃瓶放在可控温电炉上，玻璃瓶下口与冷凝器相连接，冷凝器的出口与产品接收瓶相连接，玻璃瓶的上口与氯气管相接；(2)将红磷加热，开通氯气，控制不要生成PCl5；(3)红磷反应基本完成后停止通氯和加热，得初品三氯化磷4260g，将初品三氯化磷进行蒸馏，取71～78摄氏度的馏份，得三氯化磷产品4190g；(4)将蒸馏的三氯化磷产品4190g置入安装有回流装备的3000ml三口玻璃瓶中，进行滴水通氯，严格控制氯气与水的比例为3.9∶1，氯气加入量为2160g，水的加入量为545.0g，反应时间21h，经回流得到三氯氧化磷初品，然后经蒸馏，收集99～108℃的馏分，得到三氯氧化磷纯品3512g，将所得三氯氧化磷纯品经过石英精馏器精馏得99.99999％电子级超纯产品3110克。产品为无色透明液体，三氯氧化磷纯度99.99999％、Zn、Cr、As、Hg等单项杂质为9ppbMax.，Cu、Ag、Au、Mn、Ni等单项杂质3ppbMax。-->产品用ICP-MS和GAFF检测其中的Al、Ag、Au、As、Co、Cu、Cr、Fe、Mg、Mn、Ni、Sn、Zn等含量，用CS-444检测其中S含量：结果如下；(单项ppb)Al≤9ppb、As≤7ppb、Ag≤1ppb、Au≤1ppb、Ba≤1ppb、Bi≤1ppb、Ca≤1ppb、Co≤2ppb、Cu≤3ppb、Cr≤1ppb、Fe≤8ppb、Ga≤1ppb、Hg≤7ppb、K≤3ppb、Li≤6ppb、Mg≤5ppb、Mn≤1ppb、Na≤5ppb、Ni≤1ppb、Pb≤3ppb、Sn≤1ppb、Sr≤1ppb、Ti≤3ppb、Zn≤3ppb。实施例2：(1)将5000克99.9999％的黄磷置入8000ml的玻璃反应器中，玻璃反应器有可控温度装置，反应器一口与冷凝器相连接，冷凝器的出口与产品接收瓶相连接，反应器的另一口与氯气管相接；(2)开通氯气，控制不要生成PCl5固体；(3)黄磷反应基本完成后停止通氯，得初品三氯化磷22100g，将初品三氯化磷进行蒸馏，取71～78℃的馏份，得三氯化磷产品20950g；(4)将蒸馏的三氯化磷产品20950g置入安装有回流装备的16000ml玻璃反应器中，进行滴水通氯，严格控制氯气与水的比例为3.9∶1，氯气加入量为12500g，水的加入量为2720g，反应时间23h，经回流得到三氯氧化磷初品，然后经蒸馏，收集99～108℃的馏分，得到三氯氧化磷纯品22000g，将所得三氯氧化磷纯品经过石英精馏器精馏得99.99999％电子级超纯产品19860克。产品为无色透明液体，三氯氧化磷纯度99.99999％，Fe、Zn、Cr、As、Hg等单项杂质为9ppbMax.，Cu、Ag、Au、Mn、Ni等单项杂质3ppbMa。产品用ICP-MS和GAFF检测其中的Al、Ag、Au、As、Co、Cu、Cr、Fe、Mg、Mn、Ni、Sn、Zn等含量，用CS-444检测其中S-->含量：结果如下；(单项ppb)Al≤9ppb、As≤7ppb、Ag≤1ppb、Au≤1ppb、Ba≤1ppb、Bi≤1ppb、Ca≤1ppb、Co≤2ppb、Cu≤3ppb、Cr≤1ppb、Fe≤8ppb、Ga≤1ppb、Hg≤7ppb、K≤3ppb、Li≤6ppb、Mg≤5ppb、Mn≤1ppb、Na≤5ppb、Ni≤1ppb、Pb≤3ppb、Sn≤1ppb、Sr≤1ppb、Ti≤3ppb、Zn≤3ppb。与现有技术相比：本专利技术生产高纯三氯氧化磷，工艺简单、安全、设备投资少、产品纯度高，产品稳定性好，易实现产业化等优点。本专利技术提供的生产工艺是通过以下条件保证产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种９９．９９９９９％三氯氧化磷的生产工艺，其特征在于：用高纯磷（黄磷或红磷）和干燥好的高纯氯合成三氯化磷初品、初品三氯化磷ＰＣｌ↓［３］经蒸馏取７１～７８℃馏份得三氯化磷产品，三氯化磷产品置于安有回流装置玻璃烧瓶中经通氯滴水反应，通氯滴水反应后进行回流得ＰＯＣｌ↓［３］初品，当温度达９９－１０３℃时进行蒸馏，取１００－１０７℃馏份得ＰＯＣｌ↓［３］纯品，将ＰＯＣｌ↓［３］纯品精馏而得９９９．９９９９９％电子级超纯三氯氧化磷ＰＯＣｌ↓［３］。

【技术特征摘要】
1.一种99.99999％三氯氧化磷的生产工艺，其特征在于：用高纯磷(黄磷或红磷)和干燥好的高纯氯合成三氯化磷初品、初品三氯化磷PCl3经蒸馏取71～78℃馏份得三氯化磷产品，三氯化磷产品置于安有回流装置玻璃烧瓶中经通氯滴水反应，通氯滴水反应后进行回流得POCl3初品，当温度达99-103℃时进行蒸馏，取100-107℃馏份得POCl3纯品，将POCl3纯品精馏而得999.99999％电子级超纯三氯氧化磷POCl3。2.根据权利要求1所述的一种99.99999％三氯氧化磷的生产工艺，其特征在于高纯磷的纯度要求99.9999％，杂质含量中有机物、As、S、单项含量≤100ppb，金属杂质如Al、Fe、Cu、Cr、Co、Mn等杂质含量≤50ppb；高纯氯气中有机物...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴展平，
申请(专利权)人：贵州威顿晶磷电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]