CN201362599Y - 用于生产三氯氢硅的流化床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工技术领域的一种流化床反应器，尤其涉及一种三氯氢硅生产用流化床反应器。用于生产三氯氢硅的流化床反应器，该流化床反应器包括下部的反应段和上部的扩大段，反应段的下部设有硅粉进料口、氯化氢进气口和排渣口，扩大段上部有合成气出口，其中：反应段的外部不设有加热夹套，仅在反应段和扩大段内部设有导热油指形管，导热油指形管从扩大段一直延伸到反应段的底部；导热油指形管的进油口连接外部的供油装置，供油装置设有加热油和冷却油的切换装置，导热油指形管的出油口连接外部的废热处理装置。本实用新型的结构更为简洁，操作控制温度更为方便，流化质量更高，生产能力更大，可达10000吨/年～30000吨/年。

Description

用于生产三氯氢硅的流化床反应器

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域的一种流化床反应器，尤其涉及一种三氯氢硅生产用流化床反应器。

背景技术

三氯氢硅(HSiCl₃)是一种用途非常广泛的有机硅单体，主要用于生产半导体硅、单晶硅和多晶硅，广泛用于国防、国民经济乃至人们日常生活的各个领域。三氯氢硅还是生产硅烷偶联剂和其它有机硅化合物的重要原料。近年来，我国对三氯氢硅的需求量越来越大。

国内现有的三氯氢硅生产装置一般采用小型流化床反应器，直径在50mm以下。其结构大多为筒形，上部直径扩大部分是气固相分离段，该段高有出料口，中部的直筒段是反应段，反应段外包加热器，上部设有硅粉进料口，底部连接下封头，下封头上有氯化氢进气口。这种小型流化床反应器流化质量不好，生产能力低。中国发明专利(公开号：CN101125654)公开了一种三氯氢硅大型流化床反应器，该专利通过导热油指形管和反应器半管夹套共同控制反应温度，反应器的结构较为复杂，而且操作控制不是十分方便。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的一个目的提供一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，该反应器提高了流化床反应器的流化质量。具有结构简单、操作控制方便的特点。

为了实现上述的目的，本实用新型采取如下技术方案：

用于生产三氯氢硅的流化床反应器，该流化床反应器包括下部的反应段和上部的扩大段，反应段的下部设有硅粉进料口、氯化氢进气口和排渣口，扩大段上部有合成气出口，其中：反应段的外部不设有加热夹套，仅在反应段和扩大段内部设有导热油指形管，导热油指形管从扩大段一直延伸到反应段的底部；导热油指形管的进油口连接外部的供油装置，供油装置设有加热油和冷却油的切换装置，或者，所述的供油装置的油加热器设有用于控制油加热器温度的调节开关；导热油指形管的出油口连接外部的废热处理装置。

作为优选，上述的反应段直径为1500mm～3000mm，扩大段直径为3700mm～8000mm；扩大段与反应段的直径比为2.5～2.8；反应段的高度为2500mm～5000mm，扩大段的高度为4000mm～8000mm。

作为优选，上述的反应器下部有检修封头，所述的氯化氢进气口和排渣口设置在检修封头上，反应段下部与检修封头之间有氯化氢气体分布器。

作为再优选，上述的氯化氢气体分布器包括分布板，分布板上分布设有若干个安装通孔，安装通孔内设有风帽，风帽内设有轴向导气孔，轴向导气孔下端导通分布板的下部，轴向导气孔的上端封闭，轴向导气孔沿侧壁周向设有若干个径向出气孔，径向出气孔与分布板的上部相导通。

作为再优选，上述的风帽由帽体和连接部构成，帽体凸出分布板设置，连接部通过螺纹设置在安装通孔内。

作为再优选，上述的径向出气孔为6个，均匀设置在帽体上。

作为再优选，上述的轴向导气孔的直径为5～10mm，径向出气孔的直径为1～3mm。

作为再优选，上述的分布板上安装通孔之间的间距为40～60mm。

通过以上所述的改进，本实用新型的三氯化硅流化床反应器的结构更为简洁，操作控制温度更为方便，流化质量更高，生产能力更大，可达10000吨/年～30000吨/年。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型气体分布器的结构示意图。

图3是图1中A部放大图。

图4是本实用新型风帽的结构示意图。

图5是图4中A-A剖视图。

图6为本实用新型供油装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过实施例对本实用新型进行更具体的说明，但本实用新型并不限于所述的实施例。

如图1所示的一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，该流化床反应器包括下部的反应段1和上部的扩大段2，反应段1直径为1500mm～3000mm，扩大段2直径为3700mm～8000mm；扩大段2与反应段1的直径比为2.5～2.8；反应段1的高度为2500mm～5000mm，扩大段2的高度为4000mm～8000mm。反应段1的下部设有硅粉进料口7，反应器下部有检修封头4，检修封头4上设有氯化氢进气口6和排渣口，扩大段2上部有合成气出口8，反应段1和扩大段2内设有导热油指形管15，反应段1下部与检修封头4之间有氯化氢气体分布器3。如图6所示，导热油指形管15的进油口连接外部的供油装置16、17，供油装置16、17包括油槽16和油加热器17，油槽16和油加热器17之间设有加热油和冷却油的切换装置19，导热油指形管15的出油口连接外部的废热处理装置。

如图2、图3所示气体分布器3包括分布板5，分布板5上均匀分布设有若干个安装通孔9，安装通孔9之间的间距为50mm，安装通孔9内设有风帽10。如图4所示，风帽10由帽体11和连接部12构成，帽体11凸出分布板5设置，连接部12通过螺纹设置在安装通孔9内。风帽10内设有轴向导气孔13，轴向导气孔13的直径为7mm，轴向导气孔13下端导通分布板5的下部，轴向导气孔13的上端封闭。如图5所示，轴向导气孔13沿侧壁周向设有6个径向出气孔14，径向出气孔14的直径为2mm，径向出气孔14均匀设置在上帽体11并与分布板5的上部相导通。

将经干燥后的硅粉由氯化氢气体压入流化床反应器，从流化床反应器底部通入经加热的过量氯化氢气体使反应器内硅粉达到流化状态，氯化氢和硅粉反应生成三氯氢硅及副产物，该混合气体经除尘、冷却、冷凝后，得到三氯氢硅粗品。粗品通过精馏分离后，得到三氯化硅成品及副产品四氯化硅。未被冷凝下来的不凝气体送入尾气回收系统处理。

采用本实用新型的流化床反应器，通过以上所述工艺流程生产三氯氢硅，使三氯氢硅生产技术在以下几个方面有了提高：

1、取消了反应段1的半管夹套，流化床反应器的加热和控制反应温度均只由导热油指形管15控制，使流化床反应器的结构更为简洁，同时也使操作更为简便。

2、对反应段1下部与检修封头之间有氯化氢气体分布器进行了改进，使氯化氢气体在反应器内分布更均匀，提高了流化质量。

3、对反应器的尺寸进行了放大，并对反应段1与扩大段2的比例进行了调整，大幅度提高了生产能力。

Claims (8)

1.用于生产三氯氢硅的流化床反应器，该流化床反应器包括下部的反应段(1)和上部的扩大段(2)，反应段(1)的下部设有硅粉进料口(7)、氯化氢进气口(6)和排渣口，扩大段(2)上部有合成气出口(8)，其特征在于：反应段(1)的外部不设有加热夹套，仅在反应段(1)和扩大段(2)内部设有导热油指形管(15)，导热油指形管(15)从扩大段(2)一直延伸到反应段(1)的底部；导热油指形管(15)的进油口连接外部的供油装置(16、17)，供油装置(16、17)设有加热油和冷却油的切换装置(19)，或者，所述的供油装置(16、17)的油加热器(17)设有用于控制油加热器(17)温度的调节开关；导热油指形管(15)的出油口连接外部的废热处理装置(18)。

2.根据权利要求1所述的用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于：反应段(1)直径为1500mm～3000mm，扩大段(2)直径为3700mm～8000mm；扩大段(2)与反应段(1)的直径比为2.5～2.8；反应段(1)的高度为2500mm～5000mm，扩大段(2)的高度为4000mm～8000mm。

3.根据权利要求1或2所述的用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于：反应器下部有检修封头(4)，所述的氯化氢进气口(6)和排渣口设置在检修封头(4)上，反应段(1)下部与检修封头(4)之间有氯化氢气体分布器(3)。

4.根据权利要求3所述的用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于：氯化氢气体分布器(3)包括分布板(5)，分布板(5)上分布设有若干个安装通孔(9)，安装通孔(9)内设有风帽(10)，风帽(10)内设有轴向导气孔(13)，轴向导气孔(13)下端导通分布板(5)的下部，轴向导气孔(13)的上端封闭，轴向导气孔(13)沿侧壁周向设有若干个径向出气孔(14)，径向出气孔(14)与分布板(5)的上部相导通。

5.根据权利要求4所述的用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于：风帽(10)由帽体(11)和连接部(12)构成，帽体(11)凸出分布板(5)设置，连接部(12)通过螺纹设置在安装通孔(9)内。

6.根据权利要求4所述的用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于：所述的径向出气孔(14)为6个，均匀设置在帽体(11)上。

7.根据权利要求4所述的用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于：轴向导气孔(13)的直径为5～10mm，径向出气孔(14)的直径为1～3mm。

8.根据权利要求7所述的用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于：分布板(5)上安装通孔(9)之间的间距为40～60mm。

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