CN114620695B - 一种制备磷化氢的系统及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备磷化氢的系统及其制备方法，涉及制备磷化氢的技术领域。所述系统原料部分为磷化铝仓，所述磷化铝仓顶部设置氮气出口与真空出口，氮气出口与真空出口管路均设置单向阀，氮气出口连接至尾气处理系统，所述磷化铝仓底部出口连接至混合罐，所述磷化铝仓与混合罐之间的连接管道上设置密封式螺旋加料器，醇相罐出口处连接至混合罐顶部的混合醇加料口，混合罐出口处连接至第一反应罐，储水罐连接至第一反应罐，第一反应罐顶部出口通过回流器连接至碱洗装置。采用金属磷化合物水解的工艺，磷化氢理论转化率为100％，实际回收转化率可达到90％以上，采用真空及氮气保护投料的方式，增加了作业环境及作业人员的安全性。

Description

一种制备磷化氢的系统及其制备方法
技术领域
本发明涉及制备磷化氢的技术领域，具体是一种制备磷化氢的系统及其制备方法。
背景技术
磷化氢是一种无色、易燃、剧毒的气体化合物，使半导体器件制造中的重要N型掺杂源，同时还用于多晶硅化学气相沉淀、外延GaP材料、离子注入工艺、MOCVD工艺等。现有的制备通常采用白磷和浓碱反应生成磷化氢、磷化盐水解、亚磷酸加热等方法，采用的化学方程如下：
4P+3KOH+3H2O＝PH3+3KH2PO2
Zn3P2+3H2SO4＝3ZnSO4+2PH3
5H3PO3＝2P2O5+PH3+5H2O+H2
8P+12H2O＝3H3PO4+5PH3
专利US4720380提出了一种磷化铝(盐)通过水解释放磷化氢在储粮方面的应用。通过在氨或铵离子源和锌或锌化合物的存在下进行磷化铝的传导型水解来降低水解粒状磷化铝时发生自燃可能性的方法，后者降低了与水解相关的温度升高。
专利US3371994提出了一种采用磷和水直接反应生产磷烷的方法，副产物为磷酸。
专利CN201210522061.5提出了一种磷化氢的制备方法，该方法是将黄磷在碱作用下生成磷化氢、次磷酸盐和亚磷酸盐，用无机酸处理次磷酸盐和亚磷酸盐得次磷酸和亚磷酸混合物，将混合酸热解生成磷化氢和副产物磷酸。混合酸需要再200℃-250℃热解继续放出磷化氢。
专利US3116109提出了一种磷化氢的制备方法，该方法将亚磷酸盐和次磷酸盐和磷酸进一步反应产生磷化氢和磷酸二氢钠。反应温度需要再190℃-310℃间进行。
专利CN202010830178.4提出了一种磷烷合成提纯方法，该方法采用磷化锌水解生成磷化氢气体。采用制备的高纯度的磷化锌结晶粉末和制备的浓度为6％-40％的稀硫酸溶液反应生成磷化氢。
现有技术中，采用白磷(黄磷)碱液水解法生产磷化氢，磷的理论转化率只有1/4mol磷，25％的转化率。生成了较多的副产物次磷酸盐(H2PO2-)和(HPO3 2-)，在反应的过程中一般还伴有H2的释放。
如果采用金属磷化物直接水解的办法生产磷化氢，反应会过于剧烈，温度局部温升过高，导致过多P2H4副产物的发生，引发自燃。另外金属磷化物遇到空气中的湿气溶液释放出磷化氢有毒气体，对生产环境及作业人员产生不利影响。
发明内容
为解决上述问题，即解决上述背景技术提出的问题，本发明提出了一种磷化氢的制备系统及其制备方法，具体技术方案如下：
一种制备磷化氢的系统，所述系统原料部分为磷化铝仓1，所述磷化铝仓1顶部设置氮气出口与真空出口，氮气出口与真空出口管路均设置单向阀，氮气出口连接至尾气处理系统2，所述磷化铝仓1底部出口连接至混合罐3，所述磷化铝仓1与混合罐3之间的连接管道上设置密封式螺旋加料器，醇相罐4出口处连接至混合罐3顶部的混合醇加料口，混合罐3出口处连接至第一反应罐5，储水罐7连接至第一反应罐5，第一反应罐5顶部出口通过回流器9连接至碱洗装置10，第一反应罐5底部出口连接至第二反应罐6，稀硫酸罐8连接至第二反应罐6，所述第二反应罐6顶部出口通过回流器9连接至碱洗装置10，所述第二反应罐6底部出口连接至分相罐16；所述碱洗装置10向后依次连接脱水装置11、吸附装置12、收集装置13、精馏装置14和气体充装装置15；所述分相罐16顶部出口连接至醇相缓冲罐17，醇相缓冲罐17出口连接至蒸发装置18；所述分相罐16底部出口依次连接水相缓冲罐20和蒸发结晶器21。
进一步的，所述混合罐3内部设置搅拌装置，所述混合罐3顶部设置氮气入口、排气口、磷化铝物料口、混合醇加料口，所述排气口与磷化铝仓1的氮气出口和真空出口连接，并连接至尾气处理系统2；所述混合罐3底部设置放料口，通过放料口处的放料阀门与管路连接至第一反应罐5。
进一步的，所述醇相罐4内设置搅拌器，通过管路连接至混合罐3，管路上设置开关阀和质量流量计。
进一步的，所述第一反应罐5上设置搅拌器、第一反应液加料口、去离子水加料口、温度控制装置、排气口、氮气入口、鼓泡装置、温度传感器、温度变送器、压力传感器、压力变送器，其中排气口通过回流器9连接至碱洗装置10；所述储水罐7与第一反应罐5之间的连通管路上设置质量流量计、开关阀门和水流量控制阀门；所述第一反应罐5上的温度传感器、温度变送器与水流量控制阀与第一反应罐的温度控制装置相连。
进一步的，所述第二反应罐6上设置反应液加料口、稀硫酸加料口、温度控制装置、排气口、氮气入口、鼓泡装置、温度传感器、温度变送器、压力传感器、压力变送器，其中排气口通过回流器9连接至碱洗装置10；所述稀硫酸罐8与第二反应罐6之间的连通管路上设置质量流量计、开关阀和稀硫酸流量控制阀；所述第二反应罐6上的温度传感器、温度变送器与稀硫酸流量控制阀与第二反应罐的温度控制装置相连。
一种制备磷化氢的方法，对磷化铝和混合罐仓进行抽真空和氮气置换处理，使仓内含水量小于10ppm，在使用过程中，保证磷化铝仓内始终处于氮气保护状态，在醇相罐内配置混合醇，搅拌均匀备用；混合醇通过管路进入混合罐，在搅拌状态下向混合罐中加入磷化铝，搅拌5-10min，形成第一反应溶液，第一反应溶液从混合罐底部进入第一反应罐，储水罐中的去离子水进入第一反应罐进行反应，反应产生的气体随着氮气通过排气口进入气体处理单元；反应用去离子水加入完毕后继续搅拌反应10-30min，反应结束后得到第二反应液，进入第二反应罐；控制稀硫酸罐中的稀硫酸进入第二反应罐，反应用稀硫酸加入完毕后，Al2(SO4)3完全溶解在水相中，如有未溶物，加入适量的去离子水使其完全溶解，搅拌反应10-30min，产生的气体随着氮气通过排气口进入气体处理单元；第二反应液反应结束后，进入分相罐静置分相，分相后的混合醇醇相部分位于上层，下层是含有Al2(SO4)3的水溶液，上层醇相进入醇相缓冲罐，下层溶液进入水相缓冲罐；醇相缓冲罐和水相缓冲罐分别接入适量碱液调整pH值≥10，pH值≥10的混合醇在通过蒸馏，去除其中的少量水分后，进入醇相罐进行混合醇重复使用，pH值≥10的水相溶液通过蒸发结晶器蒸发结晶，得到的冷凝水作为第一反应用水和稀硫酸配置用水回用，得到的固体硫酸铝作为副产品包装；磷化氢气体和氮气一起从第一反应罐和第二反应罐排气口依次进入气体处理单元中的碱洗装置、脱水装置、吸附装置、收集装置、精馏装置和低温气体充装装置进行气体的纯化处理。
进一步的，第一反应罐中的温度控制在20-50℃，去离子水的加入量为2-10倍反应计算加入量；第二反应罐温度控制在20-50℃，向第二反应罐中加入的稀硫酸浓度为5-20％，加入量按照反应量计算加入。
进一步的，第二反应溶液在第二反应罐中反应期间，从第二反应罐排气口取样检测排气中PH3的气体浓度，判断第二反应液中的PH3是否已全部排出作为第二反应液的反应终点。
进一步的，气体处理单元中，冷凝器温度设定为-20至0℃，吸附塔选用4A分子筛、5A分子筛或者其结合，收集磷化氢气体时设置第一收集器与第二收集器的收集温度为-160至-90℃，采用液氮降温，收集器中气体通过压气的方式进入精馏装置，设置第一收集器与第二收集器的压气温度为-50至0℃，第一收集器与第二收集器并联使用。
本发明的有益技术效果为：采用金属磷化合物水解的工艺，磷化氢理论转化率为100％，实际回收转化率可达到90％以上，金属磷化物可选用钙、镁、铝等磷化物，优选磷化铝；采用真空及氮气保护投料的方式，增加了作业环境及作业人员的安全性；采用室温水解的生产工艺，减少P2H4的产生；采用C1-C10醇作为反应介质，稀释、悬浮反应物金属磷化物；通过C1-C10醇作为反应介质控制、优化反应速度，反应介质还可以作为反应热的载体，控制反应过程中的反应温度；通过反应介质的回收利用，实现绿色生产；混合罐、第一反应罐、第二反应罐均设有排气口，气体导入磷化氢气体处理单元。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的示意图。
附图标记1，磷化铝仓；2，尾气处理系统；3，混合罐；4，醇相罐；5，第一反应罐；6，第二反应罐；7，储水罐；8，稀硫酸罐；9，回流器；10，碱洗装置；11，脱水装置；12，吸附装置；13，收集装置；14，精馏装置；15，气体充装装置；16，分相罐；17，醇相缓冲罐；18，蒸发装置；19，脱水醇；20，水相缓冲罐；21，蒸发结晶器；22，硫酸铝；23，冷凝水。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
如图所示，一种制备磷化氢的系统，所述系统原料部分为磷化铝仓1，所述磷化铝仓1顶部设置氮气出口与真空出口，氮气出口与真空出口管路均设置单向阀，氮气出口连接至尾气处理系统2，所述磷化铝仓1底部出口连接至混合罐3，所述磷化铝仓1与混合罐3之间的连接管道上设置密封式螺旋加料器，醇相罐4出口处连接至混合罐3顶部的混合醇加料口，混合罐3出口处连接至第一反应罐5，储水罐7连接至第一反应罐5，第一反应罐5顶部出口通过回流器9连接至碱洗装置10，第一反应罐5底部出口连接至第二反应罐6，稀硫酸罐8连接至第二反应罐6，所述第二反应罐6顶部出口通过回流器9连接至碱洗装置10，所述第二反应罐6底部出口连接至分相罐16；所述碱洗装置10向后依次连接脱水装置11、吸附装置12、收集装置13、精馏装置14和气体充装装置15；所述分相罐16顶部出口连接至醇相缓冲罐17，醇相缓冲罐17出口连接至蒸发装置18；所述分相罐16底部出口依次连接水相缓冲罐20和蒸发结晶器21。
所述混合罐3内部设置搅拌装置，所述混合罐3顶部设置氮气入口、排气口、磷化铝物料口、混合醇加料口，所述排气口与磷化铝仓1的氮气出口和真空出口连接，并连接至尾气处理系统2；所述混合罐3底部设置放料口，通过放料口处的放料阀门与管路连接至第一反应罐5。
所述醇相罐4内设置搅拌器，通过管路连接至混合罐3，管路上设置开关阀和质量流量计。
所述第一反应罐5上设置搅拌器、第一反应液加料口、去离子水加料口、温度控制装置、排气口、氮气入口、鼓泡装置、温度传感器、温度变送器、压力传感器、压力变送器，其中排气口通过回流器9连接至碱洗装置10；所述储水罐7与第一反应罐5之间的连通管路上设置质量流量计、开关阀门和水流量控制阀门；所述第一反应罐5上的温度传感器、温度变送器与稀硫酸流量控制阀与第二反应罐的温度控制装置相连锁。
所述第二反应罐6上设置反应液加料口、稀硫酸加料口、温度控制装置、排气口、氮气入口、鼓泡装置、温度传感器、温度变送器、压力传感器、压力变送器，其中排气口通过回流器9连接至碱洗装置10；所述稀硫酸罐8与第二反应管6之间的连通管路上设置质量流量计、开关阀和稀硫酸流量控制阀；所述第二反应罐6上的温度传感器、温度变送器与稀硫酸流量控制阀与第二反应罐的温度控制装置相连锁。
制备方法如下：磷化铝仓在使用前进行抽真空和氮气置换处理，使仓内含水气量小于10ppm。在使用过程中，仓内的磷化铝始终处于氮气保护状态，仓的氮气出口和真空出口管路分别设置单向阀，氮气出口管路连接至尾气处理系统。
磷化铝仓下出口连接至混合罐，磷化铝仓与混合罐之间的连接处设置密封式螺旋加料器，可以把仓内磷化铝定量加入混合罐内。
混合罐使用之前经过抽真空和氮气置换，使混合罐内水分小于10ppm。混合罐在使用过程中，内部采用氮气保护。在醇相罐内配置C1-C10混合醇，优选C6-C10中的两种或几种的混合物。搅拌均匀备用。混合醇通过管路以重力自流或泵送的方式加入混合罐，通过质量流量计监控加入量，加入量以10-50L/kg磷化铝的比例加入。在搅拌的状态下向混合罐中加入磷化铝，搅拌5-10min，形成第一反应溶液，第一反应溶液从混合罐底部的放料口以重力自流或泵送的方式进入第一反应罐。
储水罐中的去离子水通过管路进入第一反应罐，第一反应罐温度控制在20-50℃，去离子水的加入量以2-10倍的反应计算加入量，反应用去离子水加入完毕后，继续搅拌反应10-30min。第一反应溶液与去离子水在第一反应罐中发生如下反应：
AlP+3H2O＝PH3+Al(OH)3
反应产生的躯体随着氮气通过排气口进入气体处理单元。
第一反应罐内的反应结束后，反应液进入第二反应罐，5-20％的稀硫酸从稀硫酸罐中通过管路进入第二反应罐，第二反应罐温度控制在20-50℃，稀硫酸按照反应计算量加入。稀硫酸与反应液在第二反应罐中发生如下反应：
AlP+3H2O＝PH3+Al(OH)3
H2SO4+Al(OH)3＝Al2(SO4)3+H2O
反应用稀硫酸加入完毕后，Al2(SO4)3已经完全溶解在水相中。如有未溶物，可以加适量的去离子水使其完全溶解。搅拌反应10-30min，反应期间从第二反应罐排气口处取样检测排气中PH3的气体浓度，判断第二反应溶液中的pH3是否已经全部排出，作为第二反应液的反应终点。
第二反应液反应结束后，进入分相罐中静置分相。由于混合醇在水溶液中的溶解度很低，分相后的混合醇醇相部分位于上层，下层是Al2(SO4)3的水溶液。上层醇相进入醇相缓冲罐，下层溶液进入水相缓冲罐。
向醇相缓冲罐和水相缓冲罐中分别接入适量碱液，调整pH值≥10。pH值≥10混合醇在通过蒸馏，去除其中的少量水分后，进入醇相罐进行混合醇重复使用。pH值≥10的水相溶液通过蒸发结晶器蒸发结晶，冷凝水作为第一反应反应用水和稀硫酸配置用水回用，固体硫酸铝作为副产品包装。
磷化氢气体和氮气一起从第一反应罐和第二反应罐的排气口进入气体处理单元，依次通过碱洗装置、脱水装置、吸附装置、收集装置、精馏装置和气体充装装置进行气体的纯化处理。其中，碱洗装置用于处理氮气、磷化氢气流中夹带的二氧化碳及二氧化硫气体，多次循环后的碱洗塔废水进入蒸发结晶器；脱水装置用于冷凝氮气、磷化氢气流通过碱洗塔后夹带的水汽；吸附塔用于吸收氮气、磷化氢气流中的水、二氧化碳、二氧化硫、二磷化氢、砷烷等气体；收集器用于收集氮气、磷化氢气流中的磷化氢，氮气、一氧化碳、氩气等轻组分气体作为不凝气进入环保处理设施，设置两个收集器，并联使用；精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，脱轻塔进一步脱除粗磷化氢气体中的微量轻组分，如氮气、氦气、二氧化碳、氢气、一氧化碳、甲烷、氧气、氩气等作为轻组分进入环保处理装置，脱重塔塔顶采出高纯度磷化氢气体，进入气体重装装置，采用低温液氮气瓶充装的方式进行气体充装，得到纯度达到99.9999％以上的磷化氢气体，满足电子工业用特种气体要求。
在气体处理单元中，冷凝器温度设定为-20至0℃，吸附塔选用4A分子筛、5A分子筛或者其结合，收集磷化氢气体时设置第一收集器与第二收集器的收集温度为-160至-90℃，采用液氮降温，收集器中气体通过压气的方式进入精馏装置设置第一收集器与第二收集器的压气温度为-50至0℃，第一收集器与第二收集器并联使用。
首先控制第一收集器与第二收集器的收集温度至-160至-90℃，开始对磷化氢气体进行收集，等到收集的量达到一定设定量时，控制第一收集器与第二收集器的压气温度至-50至0℃，对气体进行压缩，磷化氢气体的回收。
反应过程中采用两步法。
反应一：在搅拌的情况下，加入采用流量控制的去离子水和金属磷化物反应。反应生成物包括氢氧化钠铝、磷化氢。该反应在第一反应罐进行，生成的反应溶液进入第二反应罐。在该反应过程中，反应产物氢氧化铝会覆盖在磷化铝表面阻止磷化铝和水进一步反应。反应方程式如下：
AlP+3H2O＝PH3+Al(OH)3
反应二：第二反应罐中的反应溶液，在搅拌的情况下，加入采用流量控制的化学计量的稀硫酸(5-20％)和未发生反应的磷化铝进行反应生成磷化氢。同时稀硫酸和第一反应过程中生成的氢氧化铝反应生成硫酸铝。反应方程式如下：
H2SO4+Al(OH)3＝Al2(SO4)3+H2O
第二反应罐反应溶液反应结束后进入反应介质分离罐，在该分离罐中进一步加入足够量的水(以能溶解充分溶解硫酸铝为宜，硫酸铝20℃，36.5％，加水太多会导致后期处理的成本增加)，C6-C10反应介质与硫酸铝水溶液静置分层，C6-C10醇相介质位于上层。
分离罐底层的溶液从罐底导入蒸发结晶缓冲罐，调整pH≥10后进入蒸发结晶器。通过蒸发结晶器的蒸发、冷凝水作为第一反应用水及第二反应稀硫酸配置用水。硫酸铝作为结晶固体析出，作为副产物包装。
上层的C6-C10从分离罐底部排入醇相脱水缓冲罐。调整pH≥10后，采用吸附脱水法或蒸馏脱脱出醇相中含有的微量水分后进入醇相罐备用。优先采用蒸馏的方法，在100℃-110℃间，采用常压蒸馏。
混合罐、第一反应罐、第二反应罐均设有排气口，气体导入磷化氢气体处理单元；磷化氢气体处理单元设置碱洗装置、脱水装置、吸附装置、低温收集装置、低温蒸馏装置和气体充装单元。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制备磷化氢的系统，其特征在于：所述系统原料部分为磷化铝仓(1)，所述磷化铝仓(1)顶部设置氮气出口与真空出口，氮气出口与真空出口管路均设置单向阀，氮气出口连接至尾气处理系统(2)，所述磷化铝仓(1)底部出口连接至混合罐(3)，所述磷化铝仓(1)与混合罐(3)之间的连接管道上设置密封式螺旋加料器，醇相罐(4)出口处连接至混合罐(3)顶部的混合醇加料口，混合罐(3)出口处连接至第一反应罐(5)，储水罐(7)连接至第一反应罐(5)，第一反应罐(5)顶部出口通过回流器(9)连接至碱洗装置(10)，第一反应罐(5)底部出口连接至第二反应罐(6)，稀硫酸罐(8)连接至第二反应罐(6)，所述第二反应罐(6)顶部出口通过回流器(9)连接至碱洗装置(10)，所述第二反应罐(6)底部出口连接至分相罐(16)；所述碱洗装置(10)向后依次连接脱水装置(11)、吸附装置(12)、收集装置(13)、精馏装置(14)和气体充装装置(15)；所述分相罐(16)顶部出口连接至醇相缓冲罐(17)，醇相缓冲罐(17)出口连接至蒸发装置(18)；所述分相罐(16)底部出口依次连接水相缓冲罐(20)和蒸发结晶器(21)。
2.根据权利要求1所述的一种制备磷化氢的系统，其特征在于：所述混合罐(3)内部设置搅拌装置，所述混合罐(3)顶部设置氮气入口、排气口、磷化铝物料口、混合醇加料口，所述排气口与磷化铝仓(1)的氮气出口和真空出口连接，并连接至尾气处理系统(2)；所述混合罐(3)底部设置放料口，通过放料口处的放料阀门与管路连接至第一反应罐(5)。
3.根据权利要求1所述的一种制备磷化氢的系统，其特征在于：所述醇相罐(4)内设置搅拌器，通过管路连接至混合罐(3)，管路上设置开关阀和质量流量计。
4.根据权利要求1所述的一种制备磷化氢的系统，其特征在于：所述第一反应罐(5)上设置搅拌器、第一反应液加料口、去离子水加料口、温度控制装置、排气口、氮气入口、鼓泡装置、温度传感器、温度变送器、压力传感器、压力变送器，其中排气口通过回流器(9)连接至碱洗装置(10)；所述储水罐(7)与第一反应罐(5)之间的连通管路上设置质量流量计、开关阀门和水流量控制阀门；所述第一反应罐(5)上的温度传感器、温度变送器与水流量控制阀与第一反应罐的温度控制装置相连。
5.根据权利要求1所述的一种制备磷化氢的系统，其特征在于：所述第二反应罐(6)上设置反应液加料口、稀硫酸加料口、温度控制装置、排气口、氮气入口、鼓泡装置、温度传感器、温度变送器、压力传感器、压力变送器，其中排气口通过回流器(9)连接至碱洗装置(10)；所述稀硫酸罐(8)与第二反应罐(6)之间的连通管路上设置质量流量计、开关阀和稀硫酸流量控制阀；所述第二反应罐(6)上的温度传感器、温度变送器与稀硫酸流量控制阀与第二反应罐的温度控制装置相连。
6.一种利用权利要求1所述制备系统制备磷化氢的制备方法，其特征在于：对磷化铝和混合罐仓进行抽真空和氮气置换处理，使仓内含水量小于10ppm，在使用过程中，保证磷化铝仓内始终处于氮气保护状态，在醇相罐内配置混合醇，搅拌均匀备用；混合醇通过管路进入混合罐，在搅拌状态下向混合罐中加入磷化铝，搅拌5-10min，形成第一反应溶液，第一反应溶液从混合罐底部进入第一反应罐，储水罐中的去离子水进入第一反应罐进行反应，反应产生的气体随着氮气通过排气口进入气体处理单元；反应用去离子水加入完毕后继续搅拌反应10-30min，反应结束后得到第二反应液，进入第二反应罐；控制稀硫酸罐中的稀硫酸进入第二反应罐，反应用稀硫酸加入完毕后，Al2(SO4)3完全溶解在水相中，如有未溶物，加入适量的去离子水使其完全溶解，搅拌反应10-30min，产生的气体随着氮气通过排气口进入气体处理单元；第二反应液反应结束后，进入分相罐静置分相，分相后的混合醇醇相部分位于上层，下层是含有Al2(SO4)3的水溶液，上层醇相进入醇相缓冲罐，下层溶液进入水相缓冲罐；醇相缓冲罐和水相缓冲罐分别接入适量碱液调整pH值≥10，pH值≥10的混合醇在通过蒸馏，去除其中的少量水分后，进入醇相罐进行混合醇重复使用，pH值≥10的水相溶液通过蒸发结晶器蒸发结晶，得到的冷凝水作为第一反应用水和稀硫酸配置用水回用，得到的固体硫酸铝作为副产品包装；磷化氢气体和氮气一起从第一反应罐和第二反应罐排气口依次进入气体处理单元中的碱洗装置、脱水装置、吸附装置、收集装置、精馏装置和低温气体充装装置进行气体的纯化处理。
7.根据权利要求6所述的一种磷化氢的制备方法，其特征在于：第一反应罐中的温度控制在20-50℃，去离子水的加入量为2-10倍反应计算加入量；第二反应罐温度控制在20-50℃，向第二反应罐中加入的稀硫酸浓度为5-20％，加入量按照反应量计算加入。
8.根据权利要求6所述的一种磷化氢的制备方法，其特征在于：第二反应溶液在第二反应罐中反应期间，从第二反应罐排气口取样检测排气中PH3的气体浓度，判断第二反应液中的PH3是否已全部排出作为第二反应液的反应终点。
9.根据权利要求6所述的一种磷化氢的制备方法，其特征在于：气体处理单元中，冷凝器温度设定为-20至0℃，吸附塔选用4A分子筛、5A分子筛或者其结合，收集磷化氢气体时设置第一收集器与第二收集器的收集温度为-160至-90℃，采用液氮降温，收集器中气体通过压气的方式进入精馏装置，设置第一收集器与第二收集器的压气温度为-50至0℃，第一收集器与第二收集器并联使用。
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Pledgor: Cangzhou Huayu Special Gas Technology Co.,Ltd.

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