本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)：
當(dāng)前的化學(xué)反應(yīng)設(shè)備大體可以分為三類：①反應(yīng)釜（罐、槽）；②反應(yīng)（吸收）塔；③反應(yīng)管。①、②不但造價高，而且還存在加熱不均勻或放熱不易排出的問題，這也是化工生產(chǎn)常常存在放大效應(yīng)的主要根源之一；此外,化學(xué)反應(yīng)往往需要攪拌，這就面臨軸密封問題，特別是對于高壓、高溫反應(yīng)及需要高速攪拌的反應(yīng)，要解決軸密封問題就更為困難，甚至不能解決。③雖然可以克服①、②的上述缺點，但其自身沒有很好的混合反應(yīng)物的能力，因而需要另配反應(yīng)物攪拌混合裝置。當(dāng)然，也有在反應(yīng)管內(nèi)設(shè)置不同分布方向的固定葉片實現(xiàn)反應(yīng)物既混合又反應(yīng)的管式反應(yīng)裝置，但這樣的裝置又因為阻力較大、常常堵塞，因而應(yīng)用范圍受限。事實上，從仿生學(xué)的角度看，什么反應(yīng)釜、反應(yīng)塔以及帶有阻擋葉片的管式反應(yīng)器，在生物體內(nèi)簡直都是不存在的。動物的“胃”盡管類似反應(yīng)釜，但其除了具有初步的消化功能外，更主要的是儲存功能，而具有波浪型結(jié)構(gòu)的“器官”，如“腸”、“血管”、“淋巴組織”等，則都具有“化學(xué)反應(yīng)器”的功能。植物也有類似器官，這理應(yīng)給人們以啟示。四氯化錫是有機錫化合物的基礎(chǔ)性原料。其合成有低溫（﹤150℃）條件下的“錫絲-氯氣”和高溫（250～300℃）條件下的“錫液-氯氣”兩種反應(yīng)工藝。錫與氯氣的反應(yīng)過程為第一步Sn+Cl2→SnCl2（熔點246℃，沸點652℃）第二步SnCl2+Cl2→SnCl4（熔點-33℃，沸點114.1℃）已知金屬錫的熔點為熔點231.88℃，沸點2270℃，因此低溫反應(yīng)時，盡管錫絲表面的溫度可能超過金屬錫的熔點，但錫絲最外層必然披復(fù)一層氯化亞錫固體或液體，因此第二步反應(yīng)的必定是決定總反應(yīng)速度的最慢步驟。因此，低溫反應(yīng)存在問題是反應(yīng)速度慢，且只能間歇式生產(chǎn)，其優(yōu)點是粗產(chǎn)品的雜質(zhì)含量低，但要達到國標(biāo)622-89的要求仍避免不了重蒸餾；高溫反應(yīng)雖然可以連續(xù)生產(chǎn)，但由于錫液與氯氣的密度差較大，氯氣泡逸出錫液的速度快，這必然影響反應(yīng)速度。再者，補充錫塊又易引起氯氣和四氯化錫對環(huán)境的污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置，該裝置不僅可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，而且反應(yīng)速度快，產(chǎn)率高，對環(huán)境幾乎沒有污染。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置，包括熔錫爐、加壓罐、冷凝管、氯氣儲罐、旋風(fēng)分離罐和產(chǎn)品儲罐，所述熔錫爐的頂部開設(shè)有加料口，熔錫爐的底部通過錫液加料機與加壓罐連接，熔錫爐的內(nèi)部設(shè)有波管反應(yīng)器，波管反應(yīng)器包括管體為波浪形管體的反應(yīng)管道、設(shè)置在反應(yīng)管道一端的兩個進口管、設(shè)置在反應(yīng)管道另一端的產(chǎn)物出口管；所述加壓罐的底部連接有錫液進料管，錫液進料管的末端連接至波管反應(yīng)器的其中一個進口管；所述氯氣儲罐的出口連接有三通，三通的其中一個出口通過氯氣進氣管連接至波管反應(yīng)器的另外一個進口管，三通的另一個出口連接至旋風(fēng)分離罐頂部；所述的波管反應(yīng)器的產(chǎn)物出口管通過冷凝管連接至旋風(fēng)分離罐，旋風(fēng)分離罐的底部連接至產(chǎn)品儲罐。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述波管反應(yīng)器的反應(yīng)管道的內(nèi)徑沿物料輸送方向逐漸變小。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述波管反應(yīng)器的反應(yīng)管道為多個弧形管依次連接構(gòu)成的波浪形管道，且波浪形管道的波幅和/或波長沿物料輸送方向逐漸減小。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述熔錫爐內(nèi)還設(shè)有U型結(jié)構(gòu)的冷卻管，冷卻管的進口端伸出熔錫爐并通過三通分別與風(fēng)機和冷卻水儲罐連接，冷卻管的出口端伸出熔錫爐與大氣連通。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述加壓罐的頂部連接有氮氣儲罐，加壓罐與氮氣儲罐之間設(shè)有泄壓閥。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述熔錫爐、加壓罐和旋風(fēng)分離罐內(nèi)均設(shè)有溫控探頭。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述熔錫爐和加壓罐的側(cè)壁上均設(shè)有視窗。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述熔錫爐的底部設(shè)有放空閥Ⅰ，熔錫爐的側(cè)面設(shè)有錫渣出料管。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述錫液進料管上設(shè)有延時控制裝置。作為本發(fā)明具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置的進一步優(yōu)化，所述加壓罐底部設(shè)有出液管，出液管通過三通一端連接錫液進料管，另一端連接有放空閥Ⅱ。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有下述優(yōu)點及有益效果：本發(fā)明提供的具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置不僅可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，而且反應(yīng)速度快，產(chǎn)率高，對環(huán)境幾乎沒有污染。本發(fā)明中，錫液與氯氣的混合反應(yīng)在管體為波浪形管體的波管反應(yīng)器中進行，不但可以使反應(yīng)接觸面積增大并持續(xù)穩(wěn)定，從而提高反應(yīng)速度，而且整個反應(yīng)系統(tǒng)處于密封狀態(tài)，使環(huán)境污染大為減小，經(jīng)過重蒸產(chǎn)品完全可以達到國標(biāo)622-89的要求。附圖說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記：1、熔錫爐，2、加壓罐，3、冷凝管，4、旋風(fēng)分離罐，5、產(chǎn)品儲罐，6、加料口，7、錫液加料機，8、反應(yīng)管道，9、進口管，10、出口管，11、泄壓閥，12、錫液進料管，13、氯氣進氣管，14、冷卻管，15、風(fēng)機，16、冷卻水儲罐，17、溫控探頭，18、視窗，19、放空閥Ⅰ，20、錫渣出料管，21、延時控制裝置，22、出液管，23、放空閥Ⅱ。具體實施方式為使本發(fā)明的內(nèi)容更明顯易懂，以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。如圖所示，具有波管反應(yīng)器的四氯化錫生產(chǎn)裝置，包括熔錫爐1、加壓罐2、冷凝管3、氯氣儲罐、旋風(fēng)分離罐4和產(chǎn)品儲罐5，所述熔錫爐1的頂部開設(shè)有加料口6，熔錫爐1的底部通過錫液加料機7與加壓罐2連接，熔錫爐1的內(nèi)部設(shè)有波管反應(yīng)器，波管反應(yīng)器包括管體為波浪形管體的反應(yīng)管道8、設(shè)置在反應(yīng)管道8一端的兩個進口管9、設(shè)置在反應(yīng)管道8另一端的產(chǎn)物出口管10；所述加壓罐2的底部連接有錫液進料管12，錫液進料管12的末端連接至波管反應(yīng)器的其中一個進口管9；所述氯氣儲罐的出口連接有三通，三通的其中一個出口通過氯氣進氣管13連接至波管反應(yīng)器的另外一個進口管9，三通的另一個出口連接至旋風(fēng)分離罐4頂部；所述的波管反應(yīng)器的產(chǎn)物出口管10通過冷凝管3連接至旋風(fēng)分離罐4，旋風(fēng)分離罐4的底部連接至產(chǎn)品儲罐5。為了使本發(fā)明具有更好的實施效果，所述波管反應(yīng)器的反應(yīng)管道8的內(nèi)徑沿物料輸送方向逐漸變小，波管反應(yīng)器的反應(yīng)管道8為多個弧形管依次連接構(gòu)成的波浪形管道，且波浪形管道的波幅和/或波長沿物料輸送方向逐漸減小。所述的波幅是指波形反應(yīng)管中每個弧形管振蕩的高度，波長即為每個弧形管的寬度。其中弧形管與弧形管均以吻接方式頭尾連接，且相接兩弧分別位于它們的公切線的兩旁（以下所述“弧與弧的吻接”均指此種方式），兩端直形管道與弧形管也以吻接方式連接。本發(fā)明中，所述熔錫爐1內(nèi)還設(shè)有U型結(jié)構(gòu)的冷卻管14，冷卻管14的進口端伸出熔錫爐1并通過三通分別與風(fēng)機15和冷卻水儲罐16連接，冷卻管14的出口端伸出熔錫爐1與大氣連通。作為本發(fā)明較優(yōu)的實施方式，所述加壓罐2的頂部連接有氮氣儲罐，加壓罐2與氮氣儲罐之間設(shè)有泄壓閥11。所述熔錫爐1、加壓罐2和旋風(fēng)分離罐4內(nèi)均設(shè)有溫控探頭17。所述熔錫爐1和加壓罐2的側(cè)壁上均設(shè)有視窗18。所述熔錫爐1的底部設(shè)有放空閥Ⅰ19，熔錫爐1的側(cè)面設(shè)有錫渣出料管20。所述錫液進料管12上設(shè)有延時控制裝置21。所述加壓罐2底部設(shè)有出液管22，出液管22通過三通一端連接錫液進料管12，另一端連接有放空閥Ⅱ23。旋風(fēng)分離罐4內(nèi)靠近出口的位置設(shè)有一個擋板，擋板的三個支腳均布。本發(fā)明的生產(chǎn)裝置如圖所示，圖中，波管反應(yīng)器的材質(zhì)為石英玻璃管，熔錫爐1、加壓罐2為常規(guī)耐火材料設(shè)備，錫液加料機7的材質(zhì)優(yōu)選石英玻璃，也可以為石墨或氟塑料，冷凝管3的外殼及冷卻管14的材質(zhì)為不銹鋼，置于旋風(fēng)分離罐4頂部的風(fēng)機為氟塑料離心泵，風(fēng)機15為碳鋼材質(zhì)，旋風(fēng)分離罐4為氟塑料，相關(guān)材質(zhì)的管子配相同材質(zhì)的管件。本發(fā)明的具體操作方法如下：1、開啟測控設(shè)備，包括熔錫爐1、加壓罐2和旋風(fēng)分離罐4內(nèi)均設(shè)有的溫控探頭17，壓力傳感器39的電源，開啟放空閥26，用氮氣罐向加壓罐2通入氮氣，排除其中的空氣后關(guān)閉放空閥Ⅱ23，開啟旋風(fēng)分離罐4底部的產(chǎn)品放料閥、錫液進料管12上的開關(guān)閥及延時控制裝置21上的電磁閥，排出產(chǎn)物出口管10及旋風(fēng)分離罐4內(nèi)的空氣；開啟置于旋風(fēng)分離罐4頂部的風(fēng)機、氯氣進氣管13上的節(jié)流閥、氯氣儲罐與旋風(fēng)分離罐4頂部之間的開關(guān)閥，繼續(xù)通氮氣10分鐘以上后，關(guān)閉旋風(fēng)分離罐4底部的產(chǎn)品放料閥和置于旋風(fēng)分離罐4頂部的風(fēng)機。2、設(shè)置控溫250℃，給熔錫爐1的加熱絲通電，開啟錫液加料機7，氮氣通過錫液加料機7進入熔錫爐,1，通過加料口6，并在避免撞擊波管反應(yīng)器的情況下，小心地向熔錫爐1中加入錫粒，通過視窗18觀察，使錫粒堆的上界面位于視窗18的中上部。3、當(dāng)溫度超過232℃以上時，錫粒熔化并流入錫液加料機7，隨著錫液加料機7的運轉(zhuǎn)，錫液進入加壓罐2，氮氣進入熔錫爐1。4、當(dāng)加壓罐2中的液面進入視窗18的中下部后，開啟冷凝管3的冷卻水、通入干燥氯氣，并開啟置于旋風(fēng)分離罐4頂部的風(fēng)機，調(diào)節(jié)氯氣進氣管13上的節(jié)流閥，使氯氣進氣管13上的流量計的讀數(shù)為300L/min，增加氮氣的壓力并開啟延時控制裝置21，使錫液的流量為0.69kg/min。5、根據(jù)旋風(fēng)分離罐上的溫控儀探頭所測溫度，按“氯氣流量-溫度”曲線，實時調(diào)節(jié)節(jié)流閥或延時控制裝置，保證錫與氯氣按1∶2的摩爾比進行反應(yīng)。6、隨著反應(yīng)的進行，熔錫爐1的加熱絲在溫控儀的控制下自動停止加熱，當(dāng)顯示溫度仍超過300℃時，應(yīng)開啟風(fēng)機15，若溫度繼續(xù)升高還應(yīng)適當(dāng)開啟冷卻水儲罐16處的蒸餾水控制閥，利用少量蒸餾水的蒸發(fā)潛熱及水蒸氣的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣大進一步降低熔錫爐1的溫度。7、若熔錫爐1中的錫渣積累較多，應(yīng)打開錫渣出料管20處的錫渣出料閥及時排放。8、觀察旋風(fēng)分離罐4上液位計的液位，及時放出含有少量氯氣的四氯化錫出產(chǎn)品，進入進一步純化工藝。9、暫時停止反應(yīng)時，應(yīng)先將氮氣供應(yīng)切斷并打開泄壓閥11，讓部分管中的錫液回流至加壓罐2中，關(guān)閉延時控制裝置21，切斷氯氣供應(yīng)源，接上氮氣鋼瓶，讓殘留的氯氣與錫液繼續(xù)反應(yīng)后，停止風(fēng)機和冷卻水，停止風(fēng)機Ⅱ55并關(guān)閉蒸餾水控制閥56。10、每月停產(chǎn)維修一次，停產(chǎn)時，還應(yīng)在第9步的基礎(chǔ)上，關(guān)閉泄壓閥11并繼續(xù)通入氮氣，打開放空閥Ⅱ23，放出熔錫爐1和加壓罐2中的錫液，待溫度降至室溫后，卸下波管反應(yīng)器和冷卻管14，并用稀硝酸處理波管反應(yīng)器內(nèi)壁上的固體附著物主要是氯化鉛、氯化銅和氯化鉍，而后用蒸餾水沖洗干凈，烘干后再安裝、使用。采用本發(fā)明的裝置，每年按200天、連續(xù)24小生產(chǎn)計算，可產(chǎn)含四氯化錫95%質(zhì)量以上的粗產(chǎn)品200噸，其中主要雜質(zhì)為過量氯。加入錫?；蝈a絲重蒸，收集經(jīng)檢驗本實施例產(chǎn)品各項理化指標(biāo)如下表。