本发明专利技术属于氯硅烷合成技术领域，尤其涉及一种氯硅烷合成装置包括流化床反应器，主气流从主进气口进入锥体段不断形成大气泡，锥体段内还设置有固体粉末；所述扩大段内侧靠壁处安装多个内旋风除尘器，所述内旋风除尘器用于将固气混合物分离，所述内旋风除尘器包括将分离出的固体粉末排出的料腿；主反应区与锥体段的连接处在主反应区外壁与锥体段内壁之间形成有环隙，连接处的锥体段侧壁上开设有副进气口，副气流从副进气口进入环隙，上述料腿沿着主反应区内壁延伸并靠近环隙。本发明专利技术使反应器上部和底部之间的压降很小，使内旋风除尘器料腿中的粉尘很容易借自身重量下流至反应器底部，降低了内旋风除尘器所需的安装高度，又优化了扩大段的流动工况。化了扩大段的流动工况。化了扩大段的流动工况。
【技术实现步骤摘要】
一种氯硅烷合成装置
[0001]本专利技术属于氯硅烷合成
，尤其涉及一种氯硅烷合成装置。
技术介绍
[0002]甲基氯硅烷通常采用Rochow直接法合成，合成反应中的固体原料为硅粉颗粒，催化剂为铜粉颗粒，氯甲烷及气态反应产物起到流化介质的作用，反应过程为气
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固
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固反应。合成甲基氯硅烷时，将一定粒度的硅粉和铜催化剂及助催化剂等加以混合，形成含催化剂的组合物。随后将该含催化剂的组合物送入流化床反应器内，使其反应。这种工艺导致硅粉中的杂质元素容易在流化床中积累，这些杂质元素都有催化副反应的作用，而且积累的杂质还能够缓慢相互结合形成各种复杂的催化活性物质，导致生成复杂的副反应产物的反应越来越强，使目标产物收率容易下降，精馏提纯难度大，严重影响产品质量。生产过程严重依赖硅块质量，使硅块生产原料严重受限，提高了硅块成本。国产装置在用的生产工艺，因反应器内固体物料容易分级难以混匀，不适合使用复杂的催化剂配方来优化反应，需使用价格高的简单配方催化剂，因其都采用表压0.24～0.42Mpa的高压流化床反应器，氯甲烷分压高，导致容易形成反应温度很高的微小过热点，使氯甲烷容易裂解碳化发生结块，副反应能力急剧上升，只能控低反应器运行温度，又导致氯甲烷单程转化率低，原料循环能耗高。而且反应器的旋风除尘系统因高压气体密度大，对粉尘携带能力强，使除尘器效率下降，会在湿法除尘系统形成大量很难处理的浆渣，安全风险高，环保成本高，原料消耗高。因此急需有一种低压状态就能高效合成氯硅烷的合成装置。
专利
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种氯硅烷合成装置,达到了大幅降低了反应器的气体进料压降，使流程设计能充分利用热能；还使反应器上部和底部之间的压降很小，使内旋风除尘器料腿中的粉尘很容易借自身重量下流至反应器底部，降低了内旋风除尘器所需的安装高度，又优化了扩大段的流动工况的效果。
[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种氯硅烷合成装置，包括流化床反应器，所述流化床反应器从下至上依次设置有：
[0005]锥体段，所述椎体段的锥角处设置有主进气口，主气流从主进气口进入锥体段不断形成大气泡，所述锥体段内还设置有固体粉末；
[0006]主反应区，所述主反应区内设置有热管束，所述热管束能提高主反应区的温度；
[0007]扩大段，所述扩大段内侧靠壁处安装多个内旋风除尘器，所述内旋风除尘器用于将固气混合物分离，所述内旋风除尘器包括除尘器进气口、除尘器出气口和用于将分离出的固体粉末排出的料腿，除尘器出气口将分离出的气体排出至位于扩大段上方的反应器出气口；
[0008]其中，主反应区与锥体段的连接处在主反应区外壁与锥体段内壁之间形成有环隙，连接处的锥体段侧壁上开设有副进气口，副气流从副进气口进入环隙，上述料腿沿着主
反应区内壁延伸并靠近环隙。
[0009]在本技术方案中，主气流进入锥体段不断形成大气泡推动固体粉末向主反应区漂浮并在高温的主反应区反应，反应后的气体夹杂着固体粉末继续在主气流的作用下上升经内旋风除尘器固气分离，分离后的气体从反应器出气口排出，分离后的固体粉末从料腿滑向锥体段，从副进气口进入的副气流将从旋风除尘器的料腿排出的固体粉末松动并使固体粉末流动中央与锥体段的大气泡接触，大气泡不稳定容易破裂崩塌爆炸，从而不断产生强烈冲击使气固高效混合，这种气固混合方式大幅降低了反应器的气体进料压降，使流程设计能充分利用热能；还使反应器上部和底部之间的压降很小，使内旋风除尘器料腿中的粉尘很容易借自身重量下流至反应器底部，降低了内旋风除尘器所需的安装高度，又优化了扩大段的流动工况；反应器底部混合的气固物料集中从中央的换热管束区上升流动，使换热管束的传热系数最大化。
[0010]进一步的，主气流以40m/s以下较低气速从主进气口进入，不断形成大气泡，副气流从环隙以40m/s以下气速喷入。
[0011]进一步的，所述热管束内设置有导热油，通过导热油在热管束内流动来控制反应温度，导热油具有大的进出温差。
[0012]在本技术方案中，通过将热管束内的导热油采用大的进出温差流动来大幅降低导热油系统的载油量，使反应器容易进行快速升降温操作。
[0013]进一步的，所述环隙处还设置有环隙保护气装置，所述环隙保护气装置包括：
[0014]环形总管，所述环形总管固定设置在环隙处；
[0015]支管，所述支管沿着环形总管周向方向间隔设置有多个并有一端与环形总管连接，支管另一端朝向锥底靠近环隙最窄处，支管上开设有多个小孔，气体能从外部进入环形总管和支管经小孔喷向环隙。
[0016]在本技术方案中，在停车排料时，要关小和关闭环隙处副进气口的进气才能让反应器的固体粒子充分下落从底部排走，所以需在环隙前设置环隙保护气装置能够防止环隙处停止进气后，部分固体粉末进入环隙使环隙堵塞。在正常开车情况下，环隙处副进气口连续向下吹气，粉体难以进入环隙，所以环隙保护气装置只需维持持续通入气量很小的无尘气来防止固体进入支管上的小孔即可，这种气量小的低喷速模式能防止小孔高速喷气导致磨损还能使环隙的压降很低，在反应器停车排料最后时段短暂开大喷气使流入环隙的粉体都被吹压赶出，使环隙状态能满足正常开车的要求。
[0017]进一步的，所述氯硅烷合成装置还包括外旋风除尘器，所述外旋风除尘器设置在流化床反应器外部，外旋风除尘器能将从除尘器出气口排出的含尘气气固分离，上述锥体段上还设置有回尘口，外旋风除尘器分离出的固体粉末从回尘口回收至锥体段内。
[0018]在本技术方案中，离开反应器的气体仍携带较多超细粉尘，通过外旋风除尘器继续分离，能使得到的气体更纯净，使进入后续湿法除尘洗涤塔的固体很少，产生危废浆渣很少；还使催化剂不易被气体带走，实现短周期开车模式时，只需在开车启动时投加催化剂，稳定运行阶段只补加硅粉，在临近停车时补加干燥的纯度较低的石英微粉维持流态化，使剩余硅粉能充分反应同时使剩余的催化剂和杂质吸附在石英粉上，避免催化剂和杂质浓缩吸附在换热管束上导致反应器结块，保障停车排料时充分排走反应器中的杂质。
[0019]进一步的，所述外旋风除尘器包括：
[0020]含尘气进口，所述含尘气进口与上述反应器出气口连通；
[0021]第一级旋风管，所述第一级旋风管包括一级入口、一级气体出口和一级固体出口，所述一级入口与含尘气进口连通，含尘气能从一级入口进入第一级旋风管，所述一级气体出口能够排出分离后的一级净化气，一级固体出口能够排出分离后的一级集尘气；
[0022]第二级旋风管，所述第二级旋风管包括二级入口、二级气体出口和二级固体出口，所述二级入口与一级固体出口连通，一级集尘气能从二级入口第二级旋风管，二级气体出口能够排出分离后的二级净化气，二级固体出口能够排出分离后的二级集尘气；
[0023]总排尘口，所述总排尘口与锥体段的回尘口连通，从二级固体出口排出的二级集尘气能从总排尘口和回尘口回收至锥体段。
[0024]进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氯硅烷合成装置，其特征在于,包括流化床反应器(1)，所述流化床反应器(1)从下至上依次设置有：锥体段(2)，所述椎体段的锥角处设置有主进气口(5)，主气流从主进气口(5)进入锥体段(2)不断形成大气泡，所述锥体段(2)内还设置有固体粉末(6)；主反应区(3)，所述主反应区(3)内设置有热管束，所述热管束能提高主反应区(3)的温度；扩大段(4)，所述扩大段(4)内侧靠壁处安装多个内旋风除尘器(8)，所述内旋风除尘器(8)用于将固气混合物分离，所述内旋风除尘器(8)包括除尘器进气口(9)、除尘器出气口(10)和用于将分离出的固体粉末(6)排出的料腿(11)，除尘器出气口(10)将分离出的气体排出至位于扩大段(4)上方的反应器(1)出气口；其中，主反应区(3)与锥体段(2)的连接处在主反应区(3)外壁与锥体段(2)内壁之间形成有环隙(13)，连接处的锥体段(2)侧壁上开设有副进气口(14)，副气流从副进气口(14)进入环隙(13)，上述料腿(11)沿着主反应区(3)内壁延伸并靠近环隙(13)。2.根据权利要求1所述的一种氯硅烷合成装置，其特征在于，主气流以40m/s以下较低气速从主进气口(5)进入，持续形成大气泡，副气流从环隙(13)以40m/s以下气速喷入。3.根据权利要求1所述的一种氯硅烷合成装置，其特征在于，所述热管束内设置有导热油，通过导热油在热管束内流动来控制反应温度，导热油具有大的进出温差。4.根据权利要求1所述的一种氯硅烷合成装置，其特征在于，所述环隙(13)处还设置有环隙(13)保护气装置，所述环隙(13)保护气装置包括：环形总管(16)，所述环形总管(16)固定设置在环隙(13)处；支管(17)，所述支管(17)沿着环形总管(16)周向方向间隔设置有多个并有一端与环形总管(16)连接，支管(17)另一端朝向锥底靠近环隙(13)最窄处，支管(17)上开设有多个小孔，气体能从外部进入环形总管(16)和支管(17)经小孔喷向环隙(13)。5.根据权利要求1所述的一种氯硅烷合成装置，其特征在于，所述氯硅烷合成装置还包括外旋风除尘器(18)，所述外旋风除尘器(18)设置在流化床反应器(1)外部，外旋风除尘器(18)能将从除尘器出气口(10)排出的含尘气气固分离，上述锥体段(2)上还设置有回尘口(19)，外旋风除尘器(18)分离出的固体粉末(6)从回尘口(19)回收至锥体段(2)内。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁经永，陈道伟，胡家啟，霍彪，黄亮兵，
申请(专利权)人：浙江开化合成材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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