一种有机硅热合成设备制造技术

本发明专利技术属于有机硅技术领域，具体的说是一种有机硅热合成设备，包括反应器壳体、反应器床体、上封头、下封头、指形换热管、风帽式气体分布板和旋风分离器，所述反应器床体安装在反应器壳体底部，所述上封头安装在反应器壳体顶部；本发明专利技术通过在外管底部安装有堵头，堵头阻隔了随气流上升的硅粉对外管底部的冲击，对外管底部起到保护作用，避免外管底部的磨损；并且堵头底部表面为圆弧曲面，上升气流接触堵头底部的圆弧曲面时沿着圆弧曲面向四周倾斜流动，且混在气流的硅粉随气流倾斜冲击堵头底部，使得堵头底部受到的竖直方向的冲击力较小，减少了堵头底部在竖直方向的磨损，延长了堵头的使用寿命。堵头的使用寿命。堵头的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅热合成设备


[0001]本专利技术属于有机硅
，具体的说是一种有机硅热合成设备。

技术介绍

[0002]目前，工业上有机硅单体的生产通常采用Rochow直接法合成，参与反应的物料主要为氯甲烷气体、硅粉和铜粉等，所采用的流化床反应器在结构上还有诸多不合理之处，故须对其进行改进。国内有机硅单体合成的反应器均采用一般所说的流化床反应器，其关键部分为床体底部的气体分布器及床体内部的换热装置和外旋风分离器，前者主要决定其流化质量的好坏，而后者影响传热效率和硅粉的回收和再利用。
[0003]现有技术中也出现了一项专利关于一种有机硅合成的喷动式流化床反器的技术方案，如申请号为CN2010105593645的一项中国专利公开了一种有机硅合成的喷动式流化床反器，包括反应器本体及扩大段、管锥孔式组合分布器、旋风分离器组件、回床阀门和去细粉罐阀门和列管式换热器。管锥孔式组合分布器，设于所述的反应器床体底端内，包括圆锥气体分布器、直管孔式予分布器和喷动气管。反应器床体内使用列管式换热器，换热载体由下向上流过换热管，能实现单管程传热，使各管表面与反应流体之间换热相对均匀，径向和轴向温差小。内、外旋风分离器组合件可使被旋风分离器分离下来的颗粒及时直接回床而不被带出床外或部分被带出，这样不仅减小了床内催化剂含量和温度的波动和控制床内催化剂浓度和细颗粒的比例，也有利于提高反应效率；但是上述专利技术仍然存在缺陷，在反应进行过程中，因为换热管底部靠近反应物原料所在的床层，且由于硅粉的硬度较大，在上升的气流的带动下，硅粉随气流冲击换热管底部，使得换热管靠近底部的区域受到磨损，导致换热管使用寿命受到影响，需要频繁更换，增大了成本，并且在反应剧烈时可能会导致外管底部磨损达到极点，造成导热油的泄漏，使得反应无法正常进行；使得该技术方案受到限制。
[0004]鉴于此，本专利技术通过提出一种有机硅热合成设备，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的不足，解决现有的有机硅热合成设备工作过程中，换热管靠近底部的区域受到磨损，导致换热管使用寿命受到影响，需要频繁更换，增大了成本；本专利技术提出了一种有机硅热合成设备。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种有机硅热合成设备，包括反应器壳体、反应器床体、上封头、下封头、指形换热管、风帽式气体分布板和旋风分离器，所述反应器床体安装在反应器壳体底部，所述上封头安装在反应器壳体顶部，所述下封头安装在所述反应器壳体底部，所述下封头底部设有进气口；所述风帽式气体分布板与反应器床体内表面固连，且风帽式气体分布板位于反应器床体内部靠近底部的部位；所述反应器床体底部位于所述风帽式气体分布板上方的部位分别设有加料管和回料管；所述旋风分离器安装在反应器壳体内部靠近顶部的部位，所述旋风分离器为环流式，且旋风分
离器包括分离器、回收管、排放管和进气管，所述回收管安装在分离器底部，并与所述反应器床体内部相通；所述进气管安装在分离器侧壁并与分离器内部相通，所述排放管安装在分离器顶部并与外界相通；所述指形换热管包括进油管、出油管、换热管，所述换热管在反应器床体内部均匀纵向分布；所述换热管包括内管和外管，所述内管嵌套在外管内部，且每个所述内管均与进油管相通，所述内管和外管之间间隙部位与所述出油管相通；所述外管底部安装有堵头，所述堵头顶部外表面设有螺纹，外管底部所设置的安装孔内表面设有螺纹，且堵头顶部螺纹与安装孔内表面螺纹相互啮合；所述堵头底部表面为圆弧表面，所述堵头底部靠近侧壁的部位设有环形板，所述环形板内表面与外管外表面靠近底部的部位相接触，且环形板外表面为倒锥形。
[0007]工作时，将固体反应物原料即硅粉和铜粉催化剂的混合物通过加料管添加到反应器床体内部，并均匀铺放形成床层；随后再将经过预热的氯甲烷气体通过进气口通过反应器床体内部；流入的氯甲烷气体在上升过程中通过风帽式气体分布板，在风帽式气体分布板的作用下，通过的氯甲烷气体受到引导作用并均匀流出，作用于反应器床体内部的反应物原料；反应物原料所形成的床层受到均匀流出的氯甲烷气体的冲击，床层中的固体颗粒加速活动，使得床层膨胀流动，形成类似于沸腾的液体状态，在此过程中，床层中的硅粉和氯甲烷气体在铜粉催化剂的作用下充分混合反应，生成气态的有机硅单体，即甲基氯硅烷；气态甲基氯硅烷在上升的气流的带动下向上流动，并进入旋风分离器中的进气管中，在旋风分离器的作用下，气态甲基氯硅烷中混有的固体颗粒杂物被分离出去，并沿着回收管再次回到床层上方，参与反应，使得反应原料反应得更加充分；而除去固体颗粒的气态甲基氯硅烷从排放管流出进入外部的分离器再次进行净化处理，而收集到的固体颗粒则通过回料管再次进入床层参与反应，进一步提高了反应的产率；在反应过程中，反应器床体内部的硅粉不断消耗，因此为了保证反应能够持续进行，因此在反应进行过程中，不断通过加料管向反应器床体内部补充新鲜的硅粉，从而保证反应持续进行；并且为了避免反应中产生的大量热量积累在反应器床体内部，导致反应器内部温度过高，而反应生成的气态甲基氯硅烷在高温下有爆炸的危险，因此为了保证反应能够正常进行，通过进油管将导热油注入换热管的内管中，导热油向下流动到底部后流入内管和外管之间区域，并沿着内管和外管之间区域向上流动并从出油管流向外界，导热油在外界的冷却装置的作用下受到冷却后再次通过进油管流入，实现了导热油的循环流动，并持续地将反应器床体内部的热量导向外界，保证了反应的正常进行；在反应进行过程中，因为换热管底部靠近反应物原料所在的床层，并且由于硅粉的硬度较大，在上升的气流的带动下，硅粉随气流冲击换热管底部，使得换热管的外管靠近底部的区域受到磨损，导致换热管使用寿命受到影响，需要频繁更换，增大了成本，并且在反应剧烈时可能会导致外管底部磨损达到极点，造成导热油的泄漏，使得反应无法正常进行；因此在外管底部安装有堵头，堵头阻隔了随气流上升的硅粉对外管底部的冲击，对外管底部起到保护作用，避免外管底部的磨损；并且堵头底部表面为圆弧曲面，上升气流接触堵头底部的圆弧曲面时沿着圆弧曲面向四周倾斜流动，且混在气流的硅粉随气流倾斜冲击堵头底部，使得堵头底部受到的竖直方向的冲击力较小，减少了堵头底部在竖直方向的磨损，延长了堵头的使用寿命；并且堵头与外管底部的安装孔通过螺纹连接，当堵头磨损较大时，只需要将堵头进行拆卸更换，即可将换热管重新投入使用，延长了换热管的使用寿命，并且避免了在反应进行过程中出现导热油泄漏，使得反应中断；并且堵头上的环形
板使得外管侧壁靠近底部区域得到保护，进一步避免了硅粉随上升气流向上移动时对外管侧壁靠近底部区域造成磨损；而气流上升过程中流速不断下降，气流中的硅粉流速同时下降，因此外管侧壁位于环形板上方区域与气流接触时受到的冲击作用较小，受到的磨损也较小，并且对相接触的气流进行充分冷却；而环形板外表面倒锥形设置，使得经过环形板的气流受到环形板的导向作用进一步倾斜上流，减少了对环形板上方的外管侧壁的冲击，进而减少了对外管的磨损，保证了换热管的正常工作。
[0008]优选的，所述环形板上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机硅热合成设备，其特征在于：包括反应器壳体(1)、反应器床体(2)、上封头(3)、下封头(4)、指形换热管(5)、风帽式气体分布板(6)和旋风分离器(7)，所述反应器床体(2)安装在反应器壳体(1)底部，所述上封头(3)安装在反应器壳体(1)顶部，所述下封头(4)安装在所述反应器壳体(1)底部，所述下封头(4)底部设有进气口(41)；所述风帽式气体分布板(6)与反应器床体(2)内表面固连，且风帽式气体分布板(6)位于反应器床体(2)内部靠近底部的部位；所述反应器床体(2)底部位于所述风帽式气体分布板(6)上方的部位分别设有加料管(21)和回料管(22)；所述旋风分离器(7)安装在反应器壳体(1)内部靠近顶部的部位，所述旋风分离器(7)为环流式，且旋风分离器(7)包括分离器(71)、回收管(72)、排放管(73)和进气管(74)，所述回收管(72)安装在分离器(71)底部，并与所述反应器床体(2)内部相通；所述进气管(74)安装在分离器(71)侧壁并与分离器(71)内部相通，所述排放管(73)安装在分离器(71)顶部并与外界相通；所述指形换热管(5)包括进油管(51)、出油管(52)、换热管(53)，所述换热管(53)在反应器床体(2)内部均匀纵向分布；所述换热管(53)包括内管(531)和外管(532)，所述内管(531)嵌套在外管(532)内部，且每个所述内管(531)均与进油管(51)相通，所述内管(531)和外管(532)之间间隙部位与所述出油管(52)相通；所述外管(532)底部安装有堵头(8)，所述堵头(8)顶部外表面设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱艳林，付成龙，刘岩松，
申请(专利权)人：朱艳林，
类型：发明
国别省市：