專利名稱:一種低溫硅烷精餾塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電子和光伏領(lǐng)域,具體涉及硅烷生產(chǎn)過程中的一種精餾裝置。
背景技術(shù):
硅烷生產(chǎn)過程中,原料含有大量的雜質(zhì),其中有H20、NH3等,作為電子級硅烷,其中的H2CX O. 5ppm, NH3 O. lppm。H2O可以通過分子篩干燥吸附,NH3必須采用低溫精懼分離。 NH3通常情況下是有刺激性的無色氣體,極易溶于水,易液化,液氨可作致冷劑。密度O. 771 克/升,比空氣輕,沸點(diǎn)(一 33. 35°C),溶點(diǎn)(一 77. 7°C)。原有低溫精餾塔由筒體、換熱管、管板、冷媒進(jìn)出口等組成,管程走冷卻汽體,殼程走冷媒。汽氨經(jīng)換熱管同冷媒進(jìn)行熱交換,冷卻回流到反應(yīng)器。這種列管結(jié)構(gòu)的精餾塔優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)備制作不復(fù)雜。原有精餾塔缺點(diǎn)非常明顯,由于汽體在列管內(nèi)流速較快,熱交換不充分,有部分 NH3沒有冷卻回流到反應(yīng)器,氣體在換熱管內(nèi)的熱交換方程如下
管殼傳熱方程Q=KAAt總傳熱系數(shù)l/K=l/ho+l/hi+do/di+ro+rido/
di+rwdo/dav
管內(nèi)傳熱膜系數(shù)hi=JHcpGi(cpy/A)-2/3(y/yw) —°_14
其中K總傳熱系數(shù) A—換熱器總傳熱面積Λ t—進(jìn)行換熱的兩流體之間的平均溫差
Ho, hi管外、管內(nèi)流體傳熱膜系數(shù) Gi管內(nèi)流體流速要提高傳熱效率在Λ t 一定的情況下,只有增大傳熱面積和提高傳熱系數(shù)。采用增大傳熱面積一個是設(shè)備會制作的很大,也會使生產(chǎn)制作成本成倍增加。不可行,提高傳熱系數(shù) K也能使熱效率提高,只要降低管內(nèi)流體流速就能有效解決傳熱效率。汽氨上升流速降低, 熱交換充分就能有效的降低硅烷中NH3的含量。在沒有使用新型精餾塔時,NH3 ^ 200ppm。 不能達(dá)到電子級硅烷的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種低溫硅烷精餾塔,解決了硅烷生產(chǎn)過程中,除去硅烷中的氨的含量,使硅烷中氨的含量NH3 ( O. Ippm0本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種低溫硅烷精餾塔,該精餾塔由上部和下部組成; 所述上部包括上封頭、上筒體、伸縮節(jié)、換熱列管、管板、物料出口、冷媒進(jìn)口、冷媒出
口和支座,所述上封頭安裝在上筒體的上端,上筒體安裝在支座上,上筒體的筒壁設(shè)有伸縮節(jié),上筒體內(nèi)設(shè)有換熱列管,所述換熱列管固定在管板上,管板設(shè)置在上筒體的下端,所述上筒體的筒壁下部設(shè)有冷媒進(jìn)口,上筒體的筒壁上部設(shè)有冷媒出口,所述上封頭的頂端設(shè)有物料出口 ;
所述下部為填料段,包括下筒體、柵板、錐體和物料進(jìn)口,所述下筒體內(nèi)設(shè)有柵板,柵板上放置填料環(huán),所述下筒體下端連接有錐體,錐體底端設(shè)有物料進(jìn)口。作為優(yōu)選,所述精餾塔的上部和下部通過法蘭聯(lián)接。
原有精餾塔只有上部分組成,本發(fā)明精餾塔增加了填料段,增加填料段能起到以下二個作用1、對進(jìn)入精餾塔的物料進(jìn)行預(yù)冷,降低冷媒的用量,起到節(jié)能的作用,2、減緩物料進(jìn)入精餾塔的流速,使熱交換更充分,分離效率成倍提升。本發(fā)明產(chǎn)品工作過程或原理
在生產(chǎn)過程中,先打開冷媒進(jìn)口閥門,通入冷媒將換熱器的溫度下降到反應(yīng)溫度,再打開下部的物料進(jìn)口閥門,含有汽氨的物料首先經(jīng)過柵板和柵板上的填料,將物料分散,同時降低物料流速,經(jīng)過柵板和填料后的物料進(jìn)入列管換熱器進(jìn)行熱交換,其中的汽氨經(jīng)冷卻變?yōu)橐喊被亓鞯窖b置下部分,回流的液氨同時可以冷卻填料,這樣在上升的物料經(jīng)過填料段時又可以被預(yù)冷,這樣可以減少冷媒的用量。有益效果本發(fā)明裝置對原有裝置沒有大的改造,只在原裝置的基礎(chǔ)上增加了一個填料段,設(shè)備投入少,見效快,整個分離效率在原有基礎(chǔ)上提高了 2000%以上,硅烷中氨的含量由200 ppm,下降到O. I ppm以下,滿足電子級娃燒對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
如圖I所示一種低溫硅烷精餾塔,該精餾塔由上部和下部組成,上部和下部通過法蘭聯(lián)接;
所述上部包括上封頭I、上筒體2、伸縮節(jié)3、換熱列管4、管板5、物料出口 10、冷媒進(jìn)口
11、冷媒出口 12和支座13,所述上封頭I安裝在上筒體2的上端,上筒體2安裝在支座13 上,上筒體2的筒壁設(shè)有伸縮節(jié)3,上筒體2內(nèi)設(shè)有換熱列管4,所述換熱列管4固定在管板 5上,管板5設(shè)置在上筒體2的下端,所述上筒體2的筒壁下部設(shè)有冷媒進(jìn)口 11,上筒體2 的筒壁上部設(shè)有冷媒出口 12,所述上封頭I的頂端設(shè)有物料出口 10 ;
所述下部為填料段,包括下筒體6、柵板7、錐體8和物料進(jìn)口 9,所述下筒體6內(nèi)設(shè)有柵板7,柵板7上放置填料環(huán),所述下筒體6下端連接有錐體8,錐體8底端設(shè)有物料進(jìn)口 9。應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下, 還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種低溫硅烷精餾塔,其特征在于該精餾塔由上部和下部組成;所述上部包括上封頭、上筒體、伸縮節(jié)、換熱列管、管板、物料出口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口和支座,所述上封頭安裝在上筒體的上端,上筒體安裝在支座上,上筒體的筒壁設(shè)有伸縮節(jié),上筒體內(nèi)設(shè)有換熱列管,所述換熱列管固定在管板上,管板設(shè)置在上筒體的下端,所述上筒體的筒壁下部設(shè)有冷媒進(jìn)口,上筒體的筒壁上部設(shè)有冷媒出口,所述上封頭的頂端設(shè)有物料出口;所述下部為填料段,包括下筒體、柵板、錐體和物料進(jìn)口,所述下筒體內(nèi)設(shè)有柵板,柵板上放置填料環(huán),所述下筒體下端連接有錐體,錐體底端設(shè)有物料進(jìn)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低溫硅烷精餾塔,其特征在于所述精餾塔的上部和下部通過法蘭聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫硅烷精餾塔,該精餾塔由上部和下部組成;所述上部包括上封頭、上筒體、伸縮節(jié)、換熱列管、管板、物料出口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口和支座,所述上封頭安裝在上筒體的上端,上筒體安裝在支座上,上筒體的筒壁設(shè)有伸縮節(jié),上筒體內(nèi)設(shè)有換熱列管,所述換熱列管固定在管板上,管板設(shè)置在上筒體的下端,所述上筒體的筒壁下部設(shè)有冷媒進(jìn)口,上筒體的筒壁上部設(shè)有冷媒出口,所述上封頭的頂端設(shè)有物料出口;所述下部為填料段,包括下筒體、柵板、錐體和物料進(jìn)口,所述下筒體內(nèi)設(shè)有柵板,柵板上放置填料環(huán),所述下筒體下端連接有錐體,錐體底端設(shè)有物料進(jìn)口。本發(fā)明增加了一個填料段,滿足電子級硅烷對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
文檔編號C01B33/04GK102583390SQ201210043160
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者何波, 尤向東, 徐昕, 鄭春寧 申請人:南京亞格泰新能源材料有限公司