[实用新型]一种制备高纯磷的装置

说明书

本实用新型公开了一种制备高纯磷的装置，包括进料管、反应管和收集管。在整个反应进行前，向整个装置内通入氮气置换空气，避免了空气中的杂质对单质磷纯度的影响；在反应完成后，通过纯水将单质磷封存在反应管内，避免单质磷氧化；未反应的三氯化磷气体通过氢气、氮气等载气将携带排出，此过程可增加三氯化磷气体与氢气之间的质量传递，大幅提升反应过程中原料的转化率；此外，在反应管内设置反应孔板，强化了三氯化磷和氢气间的质量传递，提高了反应效率，避免流动过程中的死角。即本实用新型生产磷的反应效率及原料利用率，提高了磷的制备纯度。

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种制备高纯磷的装置。

背景技术

高纯磷通常指的是产品中含磷99.9999％(6N)的单质磷，6N以上单质磷是制备电子级红磷和磷化合物，如氯氧磷、电子级磷酸等的重要原料。

酸性氧化法提纯商品级黄磷作为一种传统的黄磷提纯工艺，被广泛研究，其主要是利用液态黄磷与水溶液不相溶的原理。在氧化性酸性体系内，添加一定量的氧化增强剂、乳化剂等利用硝酸、氧化剂的氧化性将黄磷中的杂质元素氧化为高价态的离子，从而使高价态的杂质元素进入酸液内与黄磷分离。工艺过程中，黄磷也会被硝酸和氧化剂氧化成高价态的磷酸或亚磷酸，因此该工艺中黄磷的损失率为30％～40％。酸性氧化法对黄磷中的金属杂质元素等有一定的处理效果，但黄磷在生产过程中会引入很多有机杂质例如CS2、苯等，氧化性体系对有机杂质的处理效果较差。

因此，如何提高生产磷的反应效率及原料利用率，提高磷的制备纯度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种制备高纯磷的装置，能够提高生产磷的反应效率及原料利用率，提高磷的制备纯度。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种制备高纯磷的装置，包括进料管、反应管和收集管；

所述进料管包括三氯化磷进料管、氢气进料管和氮气进料管，所述三氯化磷进料管和所述氮气进料管的出口导通连接，并通至所述反应管内，所述氢气进料管的出口与所述反应管的入口导通连接；

所述三氯化磷进料管用于输入液态三氯化磷，所述氮气进料管用于输入氮气，所述氢气进料管用于在所述装置发生反应前，通入氮气置换所述装置内的空气，并通入氢气与在所述反应管内气化的三氯化磷进行反应；

沿着所述反应管的入口到所述反应管的出口的方向，所述反应管内设置有至少1个反应孔板；

所述反应管的出口与所述收集管的入口导通连接，所述收集管的出口处设置有注入纯水的进水口。

在一个具体的实施方案中，所述制备高纯磷的装置还包括加热器；

所述加热器围设在所述反应管的管壁外，用于加热所述反应管。

在另一个具体的实施方案中，所述加热器为卧式电阻丝加热炉；

沿着所述反应管的入口导所述反应管的出口方向，所述加热器分为第一独立加热区、第二独立加热区和第三独立加热区，所述第一独立加热区的加热温度和所述第二独立加热区的加热温度均大于所述第三独立加热区的温度。

在另一个具体的实施方案中，所述收集管为U型收集管，且所述收集管的入口与所述反应管的出口通过弯头导通连接，且所述收集管位于所述反应管的下方。

在另一个具体的实施方案中，所述制备高纯磷的装置还包括加热组件；

所述加热组件包覆所述产品收集管和所述弯头。

在另一个具体的实施方案中，所述加热组件包括加热元件、热电偶和温控系统；