[實用新型]一種歧化反應器

無效

• 申請號: 201020631453.1
• 申請日: 2010-11-27
• 公開（公告）號: CN201962078U
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 張松林;丁顯波;周勇
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種三氯氫硅歧化制備二氯氫硅的歧化反應器。

背景技術

H₂SiCl₂是一種高價值的電子工業用原料，廣泛用于外延硅晶體的化學氣相沉積(CVD)和高性能太陽能電池等領域。H₂SiCl₂的工業合成主要有歧化法、氯化法和氫化法三種。歧化法制備H₂SiCl₂的主反應如下：

2HSiCl₃→H₂SiCl₂+SiCl₄

此反應為一可逆反應，在HSiCl₃氣、液相下均能反應，但在氣相條件下，反應速率快的多，以反應條件60℃為例，氣相反應比液相反應快約100倍。在現有的技術中，通過歧化法制備H₂SiCl₂的反應器，多采取底部加熱蒸發的方式，緩慢蒸發HSiCl₃液體以達到氣相反應，蒸發速率低，消耗熱量較多，并且由于存在著HSiCl₃氣液相的相互轉化，使得反應過程中壓力有波動；而且，催化床往往采取的是直通式，反應物的反應停留時間較短，一次反應轉化率偏低，而加長催化床的長度，又會導致催化床前后端存在著較大的壓力降。

實用新型內容

本實用新型為解決上述提到的原料汽化過程能耗大、不穩定以及一次反應轉化率低的技術問題，提供一種歧化反應器。

一種歧化反應器，包括反應器主體、催化床、加熱裝置、廢料排出口及原料輸入裝置；其中，催化床位于反應器主體上部，加熱裝置位于反應器主體周圍，廢料排出口和原料輸入裝置位于反應器主體下部；

催化床包括螺旋管結構及位于螺旋管結構內的填料；原料輸入裝置包括原料管路和霧化裝置；霧化裝置包括入口端和出口端，其入口端與原料管路相連，出口端置于反應器主體中。

本實用新型提供的歧化反應器中，螺旋管結構可為盤管等各種螺旋狀管道，盤管的內徑優選為50-200mm，盤旋直徑優選為150-300mm；

螺旋管結構兩端有篩網，填料位于兩篩網之間；篩網兩側有固定端子，將其固定在螺旋管結構中；篩網大小與盤管內徑一致，厚度優選為2-10mm，孔徑優選為0.5-3mm；填料可為樹脂催化劑、分子篩催化劑或者活性炭催化劑。

本實用新型提供的歧化反應器中，霧化裝置為技術人員公知的各種能將液體霧化的裝置；優選情況下，可為噴淋頭，噴淋頭利用高壓液態原料通過細孔噴淋頭噴射到加熱的腔體中來實現霧化加熱汽化。噴淋頭上分布有若干小孔，小孔的孔徑要足夠小，在保證原料有一定的流速情況下，同時要使原料進入到反應器后能夠完全被汽化。優選情況下，噴淋頭的孔徑為0.5-2mm；進一步優選，噴淋頭的孔徑為1.5mm。

本實用新型提供的歧化反應器中，反應器主體高度優選為1000-4000mm；內徑優選為150-400mm。原料管路的內徑優選為10-100mm。

本實用新型提供的歧化反應器的四周還有油浴保溫層。

采用本實用新型提供的歧化反應器，解決了一般歧化反應器中原料汽化過程能耗大、不穩定以及一次反應轉化率低的技術問題。原料HSiCl₃經過原料管路和霧化裝置，以“霧化”的形式進入到反應器主體，在反應器中能夠快速、充分的汽化，以完全氣相的形式進入到催化床中發生歧化反應，反應過程中能保持穩定的壓力；同時催化床采用盤管式填料，使HSiCl₃在催化床中的流速減緩，且在同樣的垂直高度條件下，盤管式有著更長的催化床長度，使得反應原料HSiCl₃在催化床內有著較長的反應停留時間，從而有較高的一次轉化率。

附圖說明

圖1是本實用新型具體實施方式中歧化反應器的結構示意圖；

圖2是本實用新型具體實施方式中噴淋頭的結構示意圖；

圖3是本實用新型具體實施方式中催化床兩端篩網的結構示意圖；

圖4是本實用新型具體實施方式中催化床的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。