專利名稱：有機(jī)硅流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣固相物料混合反應(yīng)裝置，尤其指一種氣體與固體微粒在流態(tài)化條件下的反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，采用直接法合成甲基氯硅烷單體所用的流化床反應(yīng)器在導(dǎo)熱油分配器的設(shè)置上大致分為兩種形式，一種是在筒體上端設(shè)置單一的導(dǎo)熱油分配箱，與導(dǎo)熱油分配箱連接且均勻分布的下垂式懸掛指形套管束，兩者共同構(gòu)成一個(gè)流化床反應(yīng)器的換熱系統(tǒng)。導(dǎo)熱油從導(dǎo)熱油分配箱均勻地流入每根指形套管夾管內(nèi)，經(jīng)換熱后從指形套管中心孔匯入導(dǎo)熱油分配箱，再流出流化床。這種床體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱油分配箱占據(jù)筒體上部，合成氣出口設(shè)置在油箱下部筒體的側(cè)壁。合成反應(yīng)氣在流出床體時(shí)，將大量催化劑觸體帶出反應(yīng)器，再由回收裝置將其回收后返回床內(nèi)，為此，需要增加觸體回收設(shè)備，而且催化劑觸體利用率也比較低。另一種導(dǎo)熱油分配器的結(jié)構(gòu)形式采用了多腔式結(jié)構(gòu)，其將所有的換熱管分成相等數(shù)量的幾組，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)油腔，相鄰油腔和油腔之間通過(guò)開孔連通。導(dǎo)熱油首先進(jìn)入一個(gè)油腔，通過(guò)該油腔將導(dǎo)熱油分配給相應(yīng)的一組換熱管，然后折回到另一油腔，再通過(guò)這個(gè)油腔將油分配給該油腔對(duì)應(yīng)的一組換熱管，如此循環(huán)，直至排出。這種串聯(lián)方式的油腔會(huì)導(dǎo)致各油腔或各組換熱管間溫度不均。此外，這種反應(yīng)器將合成氣出口設(shè)置在床頂中心位置，但由于反應(yīng)氣從床體穿過(guò)導(dǎo)熱油分配器后直接進(jìn)入反應(yīng)氣出口，因此，同樣會(huì)帶出大量的硅粉及催化劑觸體。
另外，現(xiàn)有流化床反應(yīng)器的原料氣進(jìn)氣一般都是直接吹向分布板下部，由于進(jìn)氣口附近氣體壓力大，而遠(yuǎn)離進(jìn)氣口部分壓力較小，因此，這種氣體分布的不均勻容易使周邊區(qū)域形成死角。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，設(shè)計(jì)了一種有機(jī)硅流化床反應(yīng)器。
本發(fā)明的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，包括錐形筒和上部筒體構(gòu)成的流化床體，在床體頂部固定有上封頭，錐形筒底部固定有下封頭，床體內(nèi)懸吊有指形換熱管，指形換熱管上部與導(dǎo)熱油分配器相連，其中所述的導(dǎo)熱油分配器為管式雙層結(jié)構(gòu)，下層管為進(jìn)油腔，上層管為回油腔，所述進(jìn)油腔的兩端連通導(dǎo)熱油進(jìn)口，回油腔的兩端連通導(dǎo)熱油出口，指形換熱管的進(jìn)油套管與下層進(jìn)油腔連通，中心油管與上層回油腔連通。
所述的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，其中雙層結(jié)構(gòu)管式導(dǎo)熱油分配器至少為三支并且相互平行排列，相鄰導(dǎo)熱油分配器之間的空隙為反應(yīng)氣上升通道，指形換熱管沿導(dǎo)熱油分配器軸線方向等距離排列。
所述的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，在床體頂端與上封頭之間設(shè)置有硅粉沉降段，反應(yīng)氣出口置于硅粉沉降段中央。
所述有機(jī)硅流化床反應(yīng)器的下封頭內(nèi)設(shè)置有圓弧形氣體分布器，固相進(jìn)料口置于圓弧底部中心位置。
所述有機(jī)硅流化床反應(yīng)器的下封頭采用圓形結(jié)構(gòu)，氣相進(jìn)料口置于下封頭圓形內(nèi)壁的切線位置。
本發(fā)明的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，將導(dǎo)熱油分配器設(shè)計(jì)為管式雙層結(jié)構(gòu)，并且采用多支管平行設(shè)置，每支管的端部均與進(jìn)油口和出油口獨(dú)立連通，減少了導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)阻力，傳熱效率大大提高。在床體上端設(shè)置硅粉沉降段，大大減少了觸體及硅粉帶出量，減少了后續(xù)分離與回床的工作量。采用圓弧形氣體分布器，在相對(duì)較小的截面上增大了進(jìn)氣面積，使得進(jìn)入床體的原料氣分布更加均勻，進(jìn)氣速度提高，同時(shí)消除了原料氣進(jìn)氣死角，減少了底部落料。將原料氣進(jìn)氣管設(shè)置在下封頭圓形內(nèi)壁的切線位置，使得原料氣由切線方向進(jìn)入床體后形成向上的旋轉(zhuǎn)氣流，同樣有助于克服死角，使氣體分布均勻。


圖1是有機(jī)硅流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意2是管式導(dǎo)熱油分配器俯視示意3是指形換熱管與導(dǎo)熱油分配器連接結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱油流向示意4是氣相原料進(jìn)口設(shè)置示意5是弧形氣體分布器示意中 1-中心進(jìn)料口 2-下封頭 3-氣相進(jìn)料口 4-氣體分布器 5-錐形筒 6-筒體 7-固定圈 8-指形換熱管 9-半管夾套 12-導(dǎo)熱油進(jìn)口13-導(dǎo)熱油出口 14-指形管支架 15-反應(yīng)氣出口 16-硅粉沉降段 17-上封頭 19-進(jìn)油夾套 20-回油腔 21-進(jìn)油腔 22-進(jìn)油套管 23-中心油管具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D1本發(fā)明的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器由圓柱形筒體6和其下部的錐形筒5組成一個(gè)床體，筒體6外部有螺旋狀半管夾套9。在床體下部有下封頭2，頂部有上封頭17。其中下封頭2的截面為圓形，中心進(jìn)料口1位于下封頭2的中心位置，中心進(jìn)料口1的出料端位于氣體分布器4的中央，本發(fā)明的氣體分布器截面為弧形形狀(如圖5所示)，氣相進(jìn)料口3設(shè)在下封頭2圓形內(nèi)壁切線位置(如圖4所示)的氣體分布器4底部。在床體與上封頭17之間設(shè)置有硅粉沉降段16，該硅粉沉降段為一節(jié)無(wú)內(nèi)件的空床體，反應(yīng)氣出口15設(shè)置在頂部的上封頭中心。在床體上部與硅粉沉降段之間是導(dǎo)熱油分配器，本發(fā)明的導(dǎo)熱油分配器為管式雙層結(jié)構(gòu)。指形換熱管8由指形管支架14與固定圈7固定在床體內(nèi)，其上部與導(dǎo)熱油分配器連通。
圖2所示本發(fā)明采用的管式導(dǎo)熱油分配器，其中的管可以采用方管或圓管或半圓管或其它截面形狀的管。上述管為雙層結(jié)構(gòu)，上層為回油腔20，下層為進(jìn)油腔21。在管兩端對(duì)應(yīng)的床體上固定有進(jìn)油夾套與回油夾套，圖3中顯示的為進(jìn)油夾套19。其中進(jìn)油腔21的兩端分別與對(duì)應(yīng)端的進(jìn)油夾套19相連，回油腔20的兩端同樣與對(duì)應(yīng)的回油夾套相連。在進(jìn)油夾套19上有導(dǎo)熱油進(jìn)口12，回油夾套上有導(dǎo)熱油出口13。上述導(dǎo)熱油分配器至少由三支管構(gòu)成，本實(shí)施例中的管式導(dǎo)熱油分配器共采用了五支管，各管間平行設(shè)置，管與管之間的空隙構(gòu)成合成氣上升通道。指形換熱管8沿管式導(dǎo)熱油分配器的軸線方向等距離排列，其上端部與導(dǎo)熱油分配器連通，在床體截面上形成方形排列結(jié)構(gòu)。
圖3所示本實(shí)施例的導(dǎo)熱油分配器由上層回油方管(回油腔)與下層進(jìn)油方管(輸油腔)疊合組成。指形換熱管的進(jìn)油套管22與下層輸油腔21連通，中心油管23與上層回油腔20連通。導(dǎo)熱油由輸油腔21分別進(jìn)入指形換熱器8的進(jìn)油套管后在床體內(nèi)進(jìn)行熱交換，然后從套管底部進(jìn)入中心油管23流入回油腔20內(nèi)。圖中所示為三個(gè)相鄰指形換熱管與導(dǎo)熱分配器連通示意圖。
工作時(shí)，開啟導(dǎo)熱油循環(huán)泵及加熱裝置，床內(nèi)溫度升至有機(jī)硅反應(yīng)溫度時(shí)，
本發(fā)明的導(dǎo)熱油分配器方形管采用2毫米以上普通多屬管材焊接而成。其它結(jié)構(gòu)材料與現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)器材料相同制作。
工作時(shí)，開啟導(dǎo)熱油循環(huán)泵及加熱裝置，床內(nèi)溫度升至有機(jī)硅反應(yīng)溫度時(shí)，打開氣相原料進(jìn)口與固相原料進(jìn)口，氣固兩相進(jìn)入床內(nèi)并反應(yīng)生成氣態(tài)有機(jī)硅，床內(nèi)形成反應(yīng)氣、原料氣、硅粉及催化劑觸體的混合物并向上進(jìn)入硅粉沉降段16內(nèi)，在此，因氣體流動(dòng)截面積加大，氣速大大降低，氣固混合物中的硅粉和催化劑觸體形成沉降，并重新進(jìn)入床內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。混合氣體及夾帶的少量硅粉和觸體則由反應(yīng)氣出口15排出。
圖5所示的圓弧形氣體分布板上進(jìn)氣孔呈正三角形均勻排列。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，包括錐形筒(5)和上部筒體(6)構(gòu)成的流化床體，在床體頂部固定有上封頭(16)，錐形筒底部固定有下封頭(2)，床體內(nèi)懸吊有指形換熱管(8)，指形換熱管上部與導(dǎo)熱油分配器相連，其特征在于所述的導(dǎo)熱油分配器為管式雙層結(jié)構(gòu)，其中下層管為進(jìn)油腔(19)，上層管為回油腔(20)，所述進(jìn)油腔(19)的兩端連通導(dǎo)熱油進(jìn)口(12)，回油腔(20)的兩端連通導(dǎo)熱油出口(13)，指形換熱管(8)的進(jìn)油套管(21)與下層進(jìn)油腔(19)連通，中心油管(22)與上層回油腔(20)連通。
2.按照權(quán)利要求1的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，其特征在于所述的雙層結(jié)構(gòu)管式導(dǎo)熱油分配器至少為三支并且相互平行排列，相鄰導(dǎo)熱油分配器之間的空隙為反應(yīng)氣上升通道，指形換熱管(8)沿導(dǎo)熱油分配器軸線方向等距離排列。
3.按照權(quán)利要求1或2的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，其特征在于床體頂端與上封頭(16)之間設(shè)置有硅粉沉降段(17)，反應(yīng)氣出口(15)置于硅粉沉降段(17)中央。
4.按照權(quán)利要求1或2的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，其特征在于下封頭(2)內(nèi)設(shè)置有圓弧形氣體分布器(4)，固相進(jìn)料口(1)置于圓弧底部中心位置。
5.按照權(quán)利要求3的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，其特征在于下封頭(2)內(nèi)設(shè)置有圓弧形氣體分布器(4)，固相進(jìn)料口(1)置于圓弧底部中央位置。
6.按照權(quán)利要求5的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，其特征在于所述的下封頭(4)采用圓形結(jié)構(gòu)，氣相進(jìn)料口(3)置于下封頭圓形內(nèi)壁的切線位置。
全文摘要
一種有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，包括錐形筒和上部筒體構(gòu)成的流化床體，在床體頂部固定有上封頭，錐形筒底部固定有下封頭，床體內(nèi)懸吊有指形換熱管，指形換熱管上部與導(dǎo)熱油分配器相連，其中所述的導(dǎo)熱油分配器為管式雙層結(jié)構(gòu)，下層管為進(jìn)油腔，上層管為回油腔，進(jìn)油腔的兩端連通導(dǎo)熱油進(jìn)口，回油腔的兩端連通導(dǎo)熱油出口，指形換熱管的進(jìn)油套管與下層進(jìn)油腔連通，中心油管與上層回油腔連通。本發(fā)明的有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，導(dǎo)熱介質(zhì)的流動(dòng)阻力，傳熱效率。硅粉及觸體流出量少，回收工作量小。進(jìn)入床體的原料氣分布均勻，進(jìn)氣速度高，沒(méi)有原料氣進(jìn)氣死角，減少了底部落料現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B01J8/24GK1935350SQ200610048208
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者閆慧光 申請(qǐng)人:閆慧光