專利名稱：三氯氫硅生產(chǎn)中提高反應(yīng)均勻程度的流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及化工領(lǐng)域的一種設(shè)備，特別是一種三氯氫硅生產(chǎn)的大型流化床反 應(yīng)器。三氯氫硅(HSiC13)是一種用途非常廣泛的有機硅單體，主要用于生產(chǎn)半導(dǎo)體硅、 單晶硅和多晶硅，廣泛應(yīng)用于國防、國防經(jīng)濟乃至人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域。三氯氫硅還是 生產(chǎn)硅烷偶聯(lián)劑和其他有機硅化合物的重要原料。近年來，我國對三氯氫硅的需求量越來 越大。國內(nèi)現(xiàn)有的三氯氫硅生產(chǎn)裝置一般采用小型流化床反應(yīng)器。其結(jié)構(gòu)大多為筒形， 上部直徑擴大部分是氣固相分離段，該段高有出料口，中部的直筒段是反應(yīng)段，反應(yīng)段外包 加熱器，上部設(shè)有硅粉進料口，底部連接下封頭，下封頭上有氯化氫進氣口。其存在的主要 缺點是硅粉量與氯化氫氣體量不匹配，氯化氫氣體分布不均勻，造成硅粉轉(zhuǎn)化率低、氯化 氫利用率低。

實用新型內(nèi)容為了解決上述的技術(shù)問題，本實用新型的目的在于，提供一種反應(yīng)均勻的三氯氫 硅生產(chǎn)用大型流化床反應(yīng)器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取如下技術(shù)方案本實用新型包括自上而下相 互連接的氣固分離段、反應(yīng)段和封頭段，氣固分離段上部設(shè)有合成氣體出口和安全釋放口， 反應(yīng)段內(nèi)設(shè)有加熱裝置，封頭段上設(shè)有氯化氫進氣口，反應(yīng)段下部設(shè)有硅粉進料口，所述反 應(yīng)段和封頭段之間設(shè)有氣體分布器，氣體分布器上均設(shè)有氣孔，各氣孔上設(shè)有錐形氣帽。進一步的，所述反應(yīng)段下部設(shè)有硅粉進料口，反應(yīng)段的高度和直徑的比為2-10。進一步的，所述的加熱裝置為設(shè)置在反應(yīng)段內(nèi)的導(dǎo)熱油換熱管束，導(dǎo)熱油換熱管 束向筒體外延伸出和筒體外導(dǎo)熱油連通的導(dǎo)熱油進口和出口。進一步的，所述封頭段下端設(shè)有排渣口。進一步的，所述的導(dǎo)熱油管束途經(jīng)反應(yīng)段的全段。本實用新型的三氯氫硅大型流化床反應(yīng)器，在現(xiàn)有的流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)上進行了 大的改進，具有如下顯著的效果氣體分布器的設(shè)置，使氯化氫氣體均勻進入反應(yīng)段內(nèi)，使 反應(yīng)更加均勻。提高了氯化氫利用率以及硅粉的轉(zhuǎn)化率。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。1-氣固分離段、2-合成氣體出口、3-反應(yīng)段、4-導(dǎo)熱油換熱管束、5-導(dǎo)熱油進口、 6-導(dǎo)熱油出口、7-硅粉進料口、8_下封頭、9-氯化氫進氣口、10-排渣口、11-氣體分布器、 12-錐形氣帽、13-安全釋放口。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型大型三氯氫硅合成流化床反應(yīng)器為筒形結(jié)構(gòu)，上部筒體直徑 擴大段是氣固分離段1，氣固分離段1為倒圓臺形，該段設(shè)有安全釋放口 13和合成氣體出口 2，出口 2向上有利于出料。反應(yīng)段3底部連接下封頭8，下封頭8上開有氯化氫進氣口 9。下封頭8底部有排 渣口 10，氯化氫進氣口 9上方設(shè)置有氣體分布器11，氣體分布器11上分布有氣孔，為增加 分布效果，上述氣體分布器11的氣孔上裝有錐形氣帽12。為了更好的提高三氯氫硅的產(chǎn)量，本實用新型可在上述方案的基礎(chǔ)上，進一步的 采取以下技術(shù)方案中部的直筒段是反應(yīng)段3，反應(yīng)段3的下部設(shè)有硅粉進料口 7，反應(yīng)段3的高度和 直徑的比為2-10。反應(yīng)段3內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱油換熱管束4，該導(dǎo)熱油換熱管束4從反應(yīng)段3頂部一直延伸 到反應(yīng)段3底部，導(dǎo)熱油換熱管束4與筒體外的導(dǎo)熱油進口 5和出口 6連通；上述氣固分離段1、反應(yīng)段3、下封頭8相互之間通過法蘭連接，便于裝卸和維修。上述的氣體分布器11的氣孔上裝有錐形氣帽12。反應(yīng)段3、氣固分離段1、下封 頭8、氣體分布器11為獨立結(jié)構(gòu)，部件相互之間通過法蘭連接。氣固分離段1的直徑是 2000-3500mm。反應(yīng)段3的直徑是1000_2000mm。反應(yīng)段3高度與反應(yīng)段3直徑的比值是 2-10。導(dǎo)熱油換熱管束4底端距離氣體分布器11的氣孔錐形氣帽12距離為50-200mm。硅 粉進料口 7距反應(yīng)段3底部距離是250-2500mm。導(dǎo)熱油換熱管束4上沿距離反應(yīng)段3底部 距離為 3500-10000mm。采用上述大型三氯氫硅合成流化床反應(yīng)器，有以下具體步驟，首先將金屬級 硅粉加入到流化床內(nèi)3500-10000mm高度，啟動導(dǎo)熱油加熱模式，將流化床溫度加熱到 250-350°C，同時通入氯化氫氣體，待硅粉與氯化氫氣體開始反應(yīng)后，啟動導(dǎo)熱油冷卻模式 將反應(yīng)熱移出，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油的量有效的控制反應(yīng)溫度。
權(quán)利要求三氯氫硅流化床反應(yīng)器，包括自上而下相互連接的氣固分離段、反應(yīng)段和封頭段，氣固分離段上部設(shè)有合成氣體出口和安全釋放口，反應(yīng)段內(nèi)設(shè)有加熱裝置，封頭段上設(shè)有氯化氫進氣口，其特征在于，所述反應(yīng)段和封頭段之間設(shè)有氣體分布器，氣體分布器上均設(shè)有氣孔，各氣孔上設(shè)有錐形氣帽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯氫硅流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)段下部設(shè)有 硅粉進料口，反應(yīng)段的高度和直徑的比為2-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯氫硅流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的加熱裝置為設(shè) 置在反應(yīng)段內(nèi)的導(dǎo)熱油換熱管束，導(dǎo)熱油換熱管束向筒體外延伸出和筒體外導(dǎo)熱油連通的 導(dǎo)熱油進口和出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯化氫流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述封頭段下端設(shè)有 排渣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三氯氫硅流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述的導(dǎo)熱油管束途 經(jīng)反應(yīng)段的全段。
專利摘要三氯氫硅生產(chǎn)中提高反應(yīng)均勻程度的流化床反應(yīng)器，涉及一種三氯氫硅生產(chǎn)的大型流化床反應(yīng)器。包括自上而下相互連接的氣固分離段、反應(yīng)段和封頭段，氣固分離段上部設(shè)有合成氣體出口和安全釋放口，反應(yīng)段內(nèi)設(shè)有加熱裝置，封頭段上設(shè)有氯化氫進氣口，其特征在于，所述反應(yīng)段和封頭段之間設(shè)有氣體分布器，氣體分布器上均設(shè)有氣孔，各氣孔上設(shè)有錐形氣帽。本實用新型的三氯氫硅大型流化床反應(yīng)器，在現(xiàn)有的流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)上進行了大的改進，具有如下顯著的效果氣體分布器的設(shè)置，使氯化氫氣體均勻進入反應(yīng)段內(nèi)，使反應(yīng)更加均勻。提高了氯化氫利用率以及硅粉的轉(zhuǎn)化率。
文檔編號B01J8/24GK201572633SQ20092025602
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者倪云達(dá) 申請人:倪云達(dá)