磷化氫

無色、高毒、易燃的液化壓縮氣體

磷化氫是一種無色、劇毒、易燃的儲存於鋼瓶內的液化壓縮氣體,化學式為PH3。純凈的磷化氫氣體是無色無味的,但在金屬磷化物產生磷化氫氣體時常帶有乙炔味或者大蒜味或者腐魚味。如果遇到痕量其它磷的氫化物如乙磷化氫,會引起自燃。磷化氫按照高毒性且自燃的氣體處理。吸入磷化氫會對心臟、呼吸系統、腎、腸胃、神經系統和肝臟造成影響。

理化性質


物理性質

性狀:純凈的磷化氫氣體是無色無味的,但在金屬磷化物產生磷化氫氣體時常帶有乙炔味或者大蒜味或者腐魚味。
臨界溫度:324K
臨界壓力:64.6atm
生成熱:ΔHf=+9.6kJ/mol
溶解性:微溶於水,易溶於乙醇

化學性質

化學性質活潑
1、能與氧氣劇烈反應,生成磷酸;與大部分鹵素反應,生成五鹵化磷,三鹵化磷的混合產物及氫鹵酸。
2、通過灼熱金屬塊生成磷化物,放出氫氣。
3、與銅、銀、金及他們的鹽類反應。
磷化氫不足:4CuSO4 + PH3 + 4H2O → 4Cu↓ + H3PO4 + 4H2SO4
磷化氫過量:24CuSO4 + 11PH3 + 12H2O → 8Cu3P↓ + 3H3PO4 + 24H2SO4
4、與空氣混合物爆炸下限:1.79%(26 g/m)。空氣中含痕量P2H4可自燃,濃度達到一定程度時可發生爆炸。
5、高於500℃分解為磷和氫。
6、PH3具有強還原性,能還原多種金屬化合物,如與CuSO4溶液作用生成Cu3P,與AgNO3溶液作用生成Ag等。
許多非金屬化合物也能被PH3還原,如濃H2SO4被還原為S和SO2。
7、在鹽酸中,PH3能和甲醛反應,產物被用作棉織物的防火劑。
8、微溶於水,其水溶液呈弱鹼性且鹼性弱於氨
注意:由於在元素氫化物中,周期表第四、五主族氫寫在後(如CH4,NH3),六七主族寫在前(如H2O,HF),是習慣的寫法 ,所以磷化氫寫成PH3而不是H3P!

製備


一種磷化氫的製備方法,其特徵在於將黃磷和C1~C5的低碳醇溶劑加入反應器中,用氮氣置換反應器內空氣並維持氮氣氣流,壓力稍高於大氣壓;然後將反應升溫至25℃~60℃,邊攪拌邊向反應器慢慢滴加20wt/w%~60wt/w%的氫氧化鈉溶液,待磷化氫放出,繼續攪拌4小時~8小時,pH為8~12;向所述反應混合物中加入無機酸,使所述混合物pH為1~2;然後加入C1~C3的低碳醇,在40℃~60℃下攪拌0.5~1小時,將所得產物過濾,濾餅用少量無水乙醇洗滌,濾液減壓蒸干乙醇的粘稠狀次磷酸和亞磷酸混合酸,此混合酸在200℃~250℃下熱解繼續放出磷化氫,攪拌2小時~5小時,直到無磷化氫放出。

基本資料


存儲方式:儲存於鋼瓶內的液化壓縮氣體。
危害物質成分
中英文名稱:磷化氫Phosphine化學式:PH3
含量%:100%
化學文摘社登記號碼(CAS No.):007803-51-2
危害物質分類及圖式:2.3 有毒氣體;2.1 易燃性氣體

急救措施


對吸入中毒者應立即將中毒者移至新鮮空氣處,更換污染衣服,用水沖洗皮膚。 
誤服磷化鈣、磷化鋁或磷化鋅而致磷化氫中毒時,立即作如下處理: 
(1) 催吐:
(2)刺激咽部引吐。 
(3)口服1%硫酸銅溶液4 ml, 每5-10分鐘1次,直至嘔吐為止。 
(4) 洗胃:用1:5000高錳酸鉀反覆洗胃,並灌入活性炭混懸液30-50g,以吸附毒物。 
(5)導瀉:用硫酸鈉30g導瀉,忌用油類瀉劑,如蓖麻油等。禁用硫酸鎂

滅火措施


適用滅火劑:無
滅火時注意事項:
⒈有毒、可燃的氣體會和空氣和氧化劑形成爆炸物。
⒉它會在空氣中自燃。磷化氫鋼瓶沒有泄壓設備,在火中可能爆炸。不要滅火,否則可能會重燃或爆炸。有毒、可燃的氣體可能會噴出或擴散出來。爆炸性的氣體會飄在周圍。因此,進入泄漏區,特別是有限空間前必須用適當的設備監測空氣。
特殊滅火程序:
1.從危險區疏散所有人。營救人員沒有自給式呼吸器和防護服不得接近。
⒉立即從最遠的距離噴水,冷卻鋼瓶,不要去滅火。
⒊水可能不起作用。在無危險的情況下移走火源。如有火焰意外被熄滅,可能會發生爆炸或重燃。
⒋因此需使用適當的方法。如全部疏散以防止人員被鋼瓶的碎片及有毒煙霧傷害。重新進入必須非常注意。用水減少有害蒸汽。
⒌如有可能,切斷氣源,讓火焰自然熄滅。燃燒產物為磷酸和水。用水控制磷酸蒸汽的擴散。磷酸比磷化氫毒性小。
有害燃燒產物:磷酸和水

泄漏處理


泄放或泄漏處理步驟:
1、讓所有人員撤離立即受影響區域。
2、移走所有可能燃燒的物品並進行最大限度的防爆通風。監測磷化氫的濃度。使用適當的設備。
3、如有可能切斷氣源,隔離泄漏的鋼瓶。若從容器內及泄壓閥或其他閥門泄漏,則需與供貨商聯繫。
4、若泄漏來自用戶系統,關掉鋼瓶閥門,在修復前一定要泄壓並用惰性氣體吹掃。

安全儲存


儲存:
磷化氫裝置
磷化氫裝置
1.在通風良好且不受天氣影響的地方直立擺放存儲。
2.對於還未使用的鋼瓶應保持保護用閥蓋和輸出閥的密封完好。儲存區域內不應有火源,所有電器必須有防爆設施。儲存區域應符合國家電器法規一類危險區域的規定。
⒊易燃物存放區應與氧及氧化物存放區最少相距20ft。或者在中間放置至少5英尺高的不可燃材料作為屏障,且保證能防火半小時。
⒋儲存區內應有“禁止吸煙和使用明火”的告示牌。存儲溫度不可高於125℉ (52℃),存儲區域應遠離頻繁出入處和緊急出口。
⒌儲存區內不應有鹽或其它腐蝕性物質。將空瓶與滿瓶分開存放。避免過量存儲和存儲時間過長。
⒍使用先進先出系統。每周至少目測一次儲存的鋼瓶,檢查是否有泄漏或其它問題。
⒎其它建議參見美國壓縮氣體協會P-1手冊或與APCI 聯繫。當地可能對儲存有毒氣體有特殊的規定。
操作:
⒈一定不要拉、滾動或滑動鋼瓶。用合適的手推車來移動鋼瓶,不要試圖抓住氣瓶的蓋子來拎起它。
⒉保證氣瓶在使用的全過程中為固定狀態。用一個獨立的控制閥安全地從氣瓶內釋放氣體。用單向閥來防止倒流。鋼瓶的任何部分都不得超過125℉(52℃)。高溫會造成鋼瓶內的產物泄漏。
⒊如果使用者在操作氣瓶閥時有困難,需停止使用,並與供應商聯繫。不可將工具(如:扳手,螺絲刀等)插入閥蓋內。否則會損壞閥門並引起泄漏。使用可調節的帶扳手來打開過緊或生鏽的閥蓋。
特殊注意事項:
1.磷化氫對大多數的金屬都不腐蝕。
⒉建議不要用鋁、輕合金和銅。Kel-F、Teflon、維頓和尼龍是合適的材料。
⒊所有管線及設備都要接地。所有電器設備都必須防爆、防火。
⒋壓縮氣體鋼瓶只能由合格的壓縮氣體生產商重新充裝。

接觸控制


中國MAC(mg/m3):0.3
前蘇聯MAC(mg/m3):0.1
TLVTN ACGIH 0.3ppm,0.42mg/m3
TLVWN:ACGIH 1ppm,1.4mg/m3
接觸限值:美國TWA:ACGIH 0.3ppm,0.42mg/m3美國STEL:ACGIH 1ppm,1.4mg/m3
監測方法:鉬酸胺比色法;火焰光度氣相色譜法
磷化氫濃度檢測器
磷化氫濃度檢測器
工程式控制制:嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。提供安全浴和洗眼設備。
呼吸系統防護:正常工作情況下,佩戴過濾式防毒面具(全面罩)。高濃度環境中,必須佩戴空氣呼吸器氧氣呼吸器。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
身體防護:穿戴面罩式膠布防毒衣。
手防護:戴橡膠手套。
其他防護:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。

暴露預防


工程式控制制:應有強制防爆排空。控制參數:
八小時日時量平均容許濃度(TLV):-
短時間時量平均容許濃度(STEL):-
最高容許濃度:0.3mg/m
生物指針:N/A
個人防護設備:
呼吸防護:緊急情況用自給式呼吸器或連接正壓空氣管路的面罩。
眼睛防護:最少要佩戴安全眼鏡、防化眼鏡。
皮膚及身體防護:皮手套
其它防護設備:安全鞋,安全淋浴及洗眼器

毒性資料


LD50:未建立 LC50:11ppm(老鼠,4小時)
磷化氫中毒時間表
磷化氫中毒時間表
毒理學簡介:
人吸入LCL0: 1000 ppm/5M。大鼠吸入LC50: 11 ppm/4H。小鼠吸入LCL0: 380 mg/m3/2H。高毒。對人的毒作用:當空氣中濃度 2~4mg/m 可嗅到其氣味; 9.7mg/m 以上濃度,可致中毒; 550~830mg/m 接觸 0.5~1.0 小時發生死亡,2798mg/m可迅速致死。PH3的人經口 LD100約為 40mg/kg。磷化氫從呼吸道吸入,首先刺激呼吸道,致粘膜充血、水腫,肺泡也有充血、滲出,嚴重時有點狀廣泛出血,肺泡充滿血性滲出液,這是發生急性肺水腫的病理基礎。磷化氫經肺泡吸收而至全身,影響中樞神經系統、心、肝、腎等器官。經口誤服的磷化物,在胃內遇酸放出磷化氫,並從胃腸道吸收入血,與從呼吸道吸入的磷化氫所引起的中毒相似。
臨床表現:
急性磷化氫中毒是吸入磷化氫氣體后(或誤服磷化鋅后)引起的以神經系統、呼吸系統損害為主的全身性疾病。
急性磷化氫中毒起病較快,數分鐘即可出現嚴重中毒癥狀,但個別病人潛伏期可達 48小時。急性磷化氫中毒主要表現頭暈、頭痛、乏力、噁心、嘔吐、食慾減退、咳嗽、胸悶,並有咽干、腹痛及腹瀉等。心電圖示 ST-T 改變或肝功能異常,經適當治療,多在 1周內恢復。重度中毒除上述臨床表現外,還可有下列表現之一種或多種:昏迷、抽搐、肺水腫、休克、明顯心肌損害及明顯肝、腎損害等。主要危險期在起病後 1~3 天內,若能渡過第 1周,多能恢復,一般不留後遺症。
磷化氫吸入中毒時,呼吸道及神經系統的癥狀發生較快,磷化鋅經口急性中毒時,胃腸癥狀發生較早,且較突出。
根據接觸史或服毒史、臨床檢查,參考現場勞動衛生學調查、排除其他類似癥狀的疾病,可診斷為急性磷化氫中毒。血磷、血鈣測定無診斷意義。
標準:
車間空氣衛生標準:中國 MAC 0.3mg/m; 美國ACGIH TLV-TWA 0.42mg/m,STEL 1.4mg/m
中國職業病診斷國家標準:職業性急性磷化氫中毒診斷標準
其他注意事項:
1.磷化氫刺激眼睛和呼吸道並是一種中樞神經抑製劑。
⒉對腎及其他器官也會造成傷害。
⒊對機構的損傷還不清楚但估計會損壞酶系統。對腎的損害會和造成尿血和蛋白。
⒋嚴重的暴露在磷化氫中會死亡。身體吸收磷化氫會幹擾視覺、語言及運動系統。對骨骼有慢性傷害。

生態資料


可能之環境影響/環境流布:
水中毒性:該產品未被DOT(49CFR)列位海洋污染物。無水中毒性的數據。
流動性:無
持續性及生物降解:未確定
潛在的生物富集:未確定
註:不要向大氣中大量排放磷化氫。該產品不含有任何1類或2類的分解臭氧的化學物質。
接觸機會

廢棄處置


未使用過的產品/空的鋼瓶:將空的容器及未用的產品返回給供應商。不要將未用的產品擅自處理掉。
處理方法:在焚化爐中燒掉剩餘的磷化氫並凈化燃燒后的氣體是通常的處理方法。

運輸信息


磷化氫分析儀
磷化氫分析儀
鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。採用鋼瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產生火花的機械設備和工具裝卸。嚴禁與氧化劑、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝晒。中途停留時應遠離火種、熱源。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。
注意:壓縮氣體鋼瓶只能由合格的壓縮氣體生產廠家進行重新充裝。擅自運輸未經壓力氣瓶所有廠家充裝或經其書面同意充裝的氣瓶為違法行為。

法規信息


適用法規:
國務院344號令《危險化學品安全管理條例
《中華人民共和國消防法》
《常用危險化學品的分類及標誌》
《工作場所安全使用化學品規定》
汽車貨物運輸規則
公路運輸管理暫行條例
工業上,用水作用於磷化鈣,或氫作用於黃磷,或黃磷加鹼煮沸均能產生磷化氫。磷的提煉和磷化物的製造,乙炔製造,含磷化物的矽鐵遇水時均能產生磷化氫。它可作為熏蒸劑用於動物飼料、煙草;n-型半導體的摻雜劑;聚合反應的引發劑;縮合反應催化劑;也可作為生產幾種阻燃劑的中間體。上述過程中均可接觸到磷化氫。

產品信息


上游原料:亞磷酸 3-氨基-4-氯苯磺酸
下游產品:地蟲磷 4,4'-雙[2-(鄰氰苯基)乙烯基]苯 磷亞威 丙醛 丁醛 2-(7-氯-1,8-二氮萘-2-基)-3-[2-(1,4-二氧-8-氮雜螺[4.5]庚-8-基)-2-氧代乙基]-3H-異吲哚-1-酮 氧化鑭 2-(噻吩甲基)膦酸二乙酯 熒光增白劑 CBS,熒光增白劑 BLS-X,4,4'-雙-(2-二磺酸鈉苯乙烯基)-聯苯 貝前列素

最新發現


2020年9月,施普林格·自然旗下國際專業學術期刊《自然-天文學》最新發表一篇行星科學研究論文稱,研究人員在金星大氣中探測到了磷化氫氣體,探測到一個只屬於磷化氫的光譜特徵,估算出金星雲層中的磷化氫丰度為20ppb。考察了可能產生磷化氫的不同方式,包括來自金星地表、微隕星、閃電或雲層內部的化學過程。

治理技術


20世紀90年代,出於回收磷資源的目的,國外對液相催化氧化凈化技術進行過初步研究,在黃磷廠中採用氧化錳和硫酸銅的懸浮液在氣-液-固三相反應體系中吸收凈化硫、磷等雜質,用過的懸浮液可作為肥料使用。20世紀90年代后,由於磷化工企業的嚴重污染,發達國家磷化工企業迅速向不發達國家轉移,致使尾氣的磷、硫凈化技術在國外未能繼續深入研究。 
國內PH3凈化技術方法很多,可分為濕法和干法兩類。其中濕法主要是利用PH3的還原性在吸收塔內用氧化劑處理PH3的液相氧化還原法,它主要包括濃硫酸法、高錳酸鉀法、次氯酸鈉法、過氧化氫法、磷酸法和漂白精法。而干法是利用PH3的還原性和可燃性,用固體氧化劑或吸附劑來脫除PH3或將其直接燃燒。

危害


毒理
磷化氫為人體吸收相當快的劇毒氣體,主要由呼吸道吸入中毒。空氣中濃度若達到1390mg/m。可使人迅速死亡。 誤服磷化鈣、磷化鋁、磷化鋅后,可水解生成磷化氫,由腸道吸收中毒。磷化氫吸收后,除對呼吸道及胃腸道有局部刺激及腐蝕作用外,很快經過血液分佈到肝、腎、脾等處,1h后可遍及全身,並由尿排出,少量經肺呼出。 
磷化氫作用於細胞酶,影響細胞代謝,使其內窒息。故中樞神經系統、呼吸系統、心血管系統及肝、腎均受影響,以中樞神經系統受害最重、最早。 
急性中毒
(1)潛伏期 :一般在24h內,多數在1-3h,偶至2-3d。 
(2)輕度中毒:鼻咽乾燥、咳嗽、胸悶、噁心、嘔吐、腹痛、腹脹、頭痛、失眠、乏力、低熱、竇性心動過速等。 
(3)中度中毒:除上述癥狀加重外,並可出現嗜睡、輕度意識障礙,抽搐、肌束震顫、呼吸困難 、肝損害、輕度心肌損害。 
(4)重度中毒 :除上述癥狀外, 患者並可出現驚厥、昏迷、休克、肺水腫、呼吸衰竭、明顯心肌損害等有關癥狀。 
慢性中毒
患者可有似磷中毒樣癥狀,如骨、齒的損傷,貧血及神經系統障礙。