[發明專利]一種有機硅單體合成流化床反應器

無效

• 申請號: 201310455046.8
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN104511262A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 林文勇;蔣旭明;林德培;鐘幸福;宋小明;陳宗賢;吳利飛;徐康
• 申請（專利權）人: 江蘇弘博新材料有限公司
• 主分類號: B01J8/38
• 分類號: B01J8/38;C07F7/16
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及流化床反應器技術領域，尤其是一種有機硅單體合成流化床反應器。?

背景技術

1941年，Rochow首先提出了直接法合成有機氯硅烷，他在美國專利US-2380995中最先描述了氯甲烷與硅粉顆粒在銅作為催化劑的條件下加熱到250-300℃合成甲基氯硅烷。工業生產有機硅單體主要有兩種反應器：Seller?s在美國專利US2449821中描述的攪拌床反應器和Reed在美國專利US2389931中描述的流化床反應器。直接法合成甲基氯硅烷反應，反應中固體原料為硅粉顆粒，催化劑為銅粉顆粒，氣體原料為氯甲烷，反應過程為氣-固-固過程，因此采用流化床反應器比采用攪拌床反應器更適合甲基氯硅烷的合成。為了提高盡可能提高目標產物(二甲基二氯硅烷M2)的選擇性和反應的轉化率，目前工業生產上都采用連續流化床反應器來實現甲基氯硅烷的生產。?

目前國內開發的有機硅單體合成流化床反應器內部換熱采用指型管結構和U型管結構。指型管由導熱油做冷卻介質取出反應熱，冷卻介質通過導熱油分布到各個指型管中。采用指形套管型換熱器由于其設置在流化床頂部，指形套管很長，造成上下換熱不均，底部換熱強度高，而頂部換熱強度低。而采用U型管換熱器，傳統的U型管換熱器在U型彎頭或短管出會積灰結炭，導致局部過熱，近而影響產品質量和目的產物(二甲基二氯硅烷M2)的選擇性。同時由于硅粉顆粒硬度較大，U型管彎頭和短管處易于磨損，造成安全隱患。?

傳統有機硅單體合成流化床反應器采用外部旋風分離器分離集存，集中補?加的方式返回反應器，造成反應床層內的催化劑量不穩定，同時反應工況參數波動較大，從而使操作控制存在難度及產品質量不穩定。因此，反應收率低，能耗及催化劑單耗高。專利CN13217331C介紹了一種帶有旋風分離器的有機硅流化床反應器，采用一種彈性支撐架支撐下垂式指形套管換熱器，第一旋風分離器和第二旋風分離器裝在上封頭。采用內部旋風分離器的優點是有利于延長細硅粉和銅粉催化劑在反應器內的停留時間，且無需另加保溫措施。同時被反應產物所攜帶出的微細粉塵，可以有效的被重新利用，而且不會造成反應床內溫度波動太大。指形管換熱器主要分為單級指形管換熱器和多級串聯指形管換熱器，單級指形管換熱器需在床層頂部設花板，由導熱油分配箱分配到各個指形管套管中，傳熱效率好；多級串聯指形管多級串聯后形成多管程傳熱，不同管程的指形管外管表面溫度相差較大，各指形管表面與反應流體換熱不均勻，導致反應床內溫度不均一，出現副反應加劇和局部過熱等現象，影響目的產物的實際收率。?

專利CN2456835Y介紹了兩種有機硅單體合成流化床反應器，一種為水蒸發取熱的半錐床反應器；另一種為單純油取熱的圓柱床反應器。水蒸發取熱的半錐床反應器采用間歇加水至指形管群底部，沸騰水在很短的區域內蒸發，水蒸發區的末端已經把觸體顆粒冷卻到反應溫度之下，再往上的床層顆粒溫度低于反應溫度，這些觸體不發生反應。這類反應器的生產能力低，床層溫度波動頻繁。單純油取熱的圓柱床反應器的油循環取熱裝置規模大，油預熱系統復雜，啟動時間長，能源消耗大。?

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種結構簡單、結實耐用、成本低、安全環保，且能提高目的產物(二甲基二氯硅烷M2)選擇性的有機硅?單體合成流化床反應器。?

本發明采用的技術方案是這樣的：包括上部封頭20、上部筒體5、下部筒體15、下部錐體12和氣體預分布室10構成，其中反應器23的內部設有旋風分離器22，旋風分離器22由設于上部的合成器出口1、置于中部的一級旋風分離器2和設于下部的一級旋風排管6組成，一級旋風分離器2的中部設有一級旋風分離器進口19，一級旋風排管6的末端設有一級旋風排管擋板8；下部筒體15和氣體預分布室11設有氣體分布板21，U型管換熱器17和一級旋風排管6由彈性支撐架18支撐，下部氣體分布室10的外部裝有原料進口14和回料進料口9，氣體預分布室11裝有原料氣進口13。?

進一步，U型管換熱器17的下端設有U型倒錐體16。?

進一步，反應器23的內部設有多個U型管換熱器17。?

進一步，U型管換熱器17上設有U型管換介質出口3和U型管換介質進口4。?

進一步，一級旋風排管6上設有一級旋風斜管7。?

進一步，氣體分布板21由多組擋板組成。?

進一步，反應器23為圓柱形。?

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：?

1、本發明簡單、結實耐用、成本低，安全環保。?