一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于化工領(lǐng)域，尤其是涉及一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]硅烷作為一種提供硅組分的氣體源，是迄今世界上唯一的大規(guī)模生產(chǎn)粒狀高純度娃的中間廣物?？捎糜谥圃焐屑兌榷嗑?、單晶娃、微晶娃、非晶娃、各種金屬娃化物。因其高純度和能實現(xiàn)精細控制，已成為許多其他硅源無法取代的重要特種氣體。
[0003]氯硅烷氫化和二次歧化反應制備硅烷是目前世界上重要的生產(chǎn)硅烷的方法。該方法是用氫氣在高溫下直接還原氯硅烷生成三氯氫硅，隨后進行二次歧化反應制備硅烷。二次歧化反應要通過兩個精餾塔和兩個反應器來完成，而且每個精餾塔和反應器都有配套的換熱設(shè)備和緩沖罐。因此有生產(chǎn)工藝流程長、設(shè)備繁多、占地大、投資高的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種使用配套設(shè)備少，包含了硅烷反應和精餾的三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備。
[0005]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，包括自下而上直徑依次遞減的下段筒體、中段筒體、上段筒體，所述的下段筒體與所述的中段筒體通過下錐殼一體連接，所述的中段筒體與所述的上段筒體通過上錐殼一體連接，所述的下段筒體與所述的中段筒體通過球冠形下封頭隔開且所述的下封頭位于所述的下錐殼的下方，所述的中段筒體與所述的上段筒體通過球冠形上封頭隔開且所述的上封頭位于所述的上錐殼的下方，所述的下段筒體的底部安裝有底部封頭，所述的上段筒體的頂部安裝有頂部封頭，
[0006]所述的下段筒體的筒壁頂端設(shè)置有下段頂部液體入口和下段頂部氣體出口，所述的下段頂部液體入口內(nèi)伸至所述的下段筒體內(nèi)的中心且連接位于所述的下段筒體內(nèi)的進料分布管，所述的下段筒體內(nèi)在所述的進料分布管的下方設(shè)置有一下段催化劑層，所述的下段筒體內(nèi)在所述的下段催化劑層下方設(shè)置有兩層下段填料層，所述的進料分布管與所述的下段催化劑層之間設(shè)置有下段液體分布器，所述的下段催化劑層與上層所述的下段填料層之間以及上層所述的下段填料層與下層所述的下段填料層之間分別設(shè)置有液體收集再分布器，所述的底部封頭上設(shè)置有下段底部液體出口 ；
[0007]所述的中段筒體的筒壁頂部設(shè)置有中段頂部液體入口和中段頂部氣體出口，所述的中段頂部液體入口內(nèi)伸至所述的中段筒體內(nèi)的中心，所述的中段筒體內(nèi)在所述的中段頂部液體入口下方設(shè)置有中段液體分布器，所述的中段筒體內(nèi)在所述的中段液體分布器下方設(shè)置有中段催化劑層，所述的下錐殼上設(shè)置有中段底部氣體入口，所述的下錐殼的底部設(shè)置有中段底部液體出口；
[0008]所述的上段筒體的筒壁頂部設(shè)置有上段頂部液體入口，所述的上段頂部液體入口內(nèi)伸至所述的上段筒體內(nèi)的中心，所述的上段筒體內(nèi)在所述的上段頂部液體入口上方設(shè)置有除沫器，所述的上段筒體內(nèi)在所述的上段頂部液體入口下方設(shè)置有上段液體分布器，所述的上段筒體內(nèi)在所述的上段液體分布器下方設(shè)置有上段填料層，所述的上錐殼上設(shè)置有上段底部氣體入口，所述的上錐殼的底部設(shè)置有上段底部液體出口，所述的頂部封頭上設(shè)置有上段頂部氣體出口。
[0009]所述的液體收集再分布器包括若干個倒L型集液板、集液筒、積液環(huán)、降液管、分配管、分配噴頭、一級分配槽和二級分配槽，所述的倒L型集液板位于所述的集液筒的上方，所述的倒L型集液板對稱分布在所述的集液筒的兩側(cè)且所述的倒L型集液板向外傾斜設(shè)置，所述的集液筒固定在所述的積液環(huán)上，所述的積液環(huán)的外周固定在所述的下段筒體的內(nèi)壁，所述的積液環(huán)、所述的集液筒與所述的下段筒體三者之間形成集液槽，所述的集液筒與所述的集液槽分別通過所述的降液管與所述的分配管連通，所述的分配管的下表面均布有若干個分配噴頭，所述的分配噴頭的下方設(shè)置有一級分配槽，所述的一級分配槽的下表面均布有若干個二級分配槽。液體收集再分布器由上下兩部分組成，上部用于將液體體收集起來，下部用于將液體進行均勻分配，液體落到L型集液板上，從集液板兩端流到集液筒以及積液環(huán)與下段筒體所形成的環(huán)形槽內(nèi)，液體再從降液管流向分配管內(nèi)，通過分配管上的分配噴頭流到了一級分配槽內(nèi)，液體從一級分配槽內(nèi)流到二級分配槽內(nèi)，達到均勻分配液體的效果。
[0010]所述的下段筒體的直徑為1~3米，所述的中段筒體的直徑為0.6-1.5米，所述的上段筒體的直徑為0.3~1米，所述的下段催化劑層的高度為1~4米，所述的下段填料層的高度為1~4米，所述的中段催化劑層的高度為1~4米，所述的上段填料層的高度為1~4米。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型首次公開了一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，使用配套設(shè)備少、包含了硅烷反應和精餾的設(shè)備，該設(shè)備包含了技術(shù)背景中提及的兩臺反應器和兩臺精館?塔所具有的功能，具有結(jié)構(gòu)簡單，反應效率尚，投資少，占地小的優(yōu)點。利用該裝置和方法生產(chǎn)出的硅烷純度達到99.99999%。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型液體收集再分布器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0015]具體實施例一
[0016]一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，如圖1所示，包括自下而上直徑依次遞減的下段筒體3、中段筒體11、上段筒體16，下段筒體3與中段筒體11通過下錐殼10—體連接，中段筒體11與上段筒體16通過上錐殼14 一體連接，下段筒體3與中段筒體11通過球冠形下封頭9隔開且下封頭9位于下錐殼10的下方，中段筒體11與上段筒體16通過球冠形上封頭13隔開且上封頭13位于上錐殼14的下方，下段筒體3的底部安裝有底部封頭2，上段筒體16的頂部安裝有頂部封頭18，
[0017]下段筒體3的筒壁頂端設(shè)置有下段頂部液體入口 29和下段頂部氣體出口 8，下段頂部液體入口 29內(nèi)伸至下段筒體3內(nèi)的中心且連接位于下段筒體3內(nèi)的進料分布管30，下段筒體3內(nèi)在進料分布管30的下方設(shè)置有一下段催化劑層6，下段筒體3內(nèi)在下段催化劑層6下方設(shè)置有兩層下段填料層4，進料分布管30與下段催化劑層6之間設(shè)置有下段液體分布器7，下段催化劑層6與上層下段填料層4之間以及上層下段填料層4與下層下段填料層4之間分別設(shè)置有液體收集再分布器5，底部封頭2上設(shè)置有下段底部液體出口 I ;
[0018]中段筒體11的筒壁頂部設(shè)置有中段頂部液體入口 24和中段頂部氣體出口 12，中段頂部液體入口 24內(nèi)伸至中段筒體11內(nèi)的中心，中段筒體11內(nèi)在中段頂部液體入口 24下方設(shè)置有中段液體分布器25，中段筒體11內(nèi)在中段液體分布器25下方設(shè)置有中段催化劑層26，下錐殼10上設(shè)置有中段底部氣體入口 27，下錐殼10的底部設(shè)置有中段底部液體出口 28 ;
[0019]上段筒體16的筒壁頂部設(shè)置有上段頂部液體入口 20，上段頂部液體入口 20內(nèi)伸至上段筒體16內(nèi)的中心，上段筒體16內(nèi)在上段頂部液體入口 20上方設(shè)置有除沫器17，上段筒體16內(nèi)在上段頂部液體入口 20下方設(shè)置有上段液體分布器21，上段筒體16內(nèi)在上段液體分布器21下方設(shè)置有上段填料層15，上錐殼14上設(shè)置有上段底部氣體入口 22，上錐殼14的底部設(shè)置有上段底部液體出口 23，頂部封頭18上設(shè)置有上段頂部氣體出口 19。
[0020]在此具體實施例中，如圖2所示，液體收集再分布器5包括若干個倒L型集液板59、集液筒58、積液環(huán)56、降液管55、分配管54、分配噴頭53、一級分配槽52和二級分配槽51，倒L型集液板59位于集液筒58的上方，倒L型集液板59對稱分布在集液筒58的兩側(cè)且倒L型集液板59向外傾斜設(shè)置，集液筒58固定在積液環(huán)56上，積液環(huán)56的外周固定在下段筒體3的內(nèi)壁，積液環(huán)56、集液筒58與下段筒體3三者之間形成集液槽57，集液筒58與集液槽57分別通過降液管55與分配管54連通，分配管54的下表面均布有若干個分配噴頭53，分配噴頭53的下方設(shè)置有一級分配槽52，一級分配槽52的下表面均布有若干個二級分配槽51。液體收集再分布器5由上下兩部分組成，上部用于將液體體收集起來，下部用于將液體進行均勻分配，液體落到L型集液板上，從