CN202936208U - 生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，包括反应支管，所述反应支管有240至260根，呈等间距排列，且与总管在同一截面上，其特征在于，所述反应支管内安装有复合弹簧。所述复合弹簧由两部分组成，上部为圆锥螺旋压缩复合弹簧，下部为圆柱螺旋压缩复合弹簧，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧与反应支管内壁卡紧，圆锥螺旋压缩复合弹簧保持催化剂不泄露并使工艺介质顺利通过。本实用新型采用在反应支管内安装复合弹簧的结构，降低了反应器的体积，使反应器内的反应支管布局更加紧凑，更利于换热介质的传热。

Description

生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器

技术领域

本实用新型实施例涉及一种化工设备，具体涉及一种列管式固定床反应器。

背景技术

二氯二氢硅可作为半导体外延，制作大规模或超大规模集成电路以及化学气相沉积工艺中的硅源气体，也可作为有机硅化合物生产的原料。

二氯二氢硅主要是通过三氯氢硅发生歧化反应制备获得。三氯氢硅的歧化反应式在适当的反应条件下，三氯氢硅分子间的氢原子与氯原子交换，生成二氯二氢硅与四氯化硅。这种工艺多采用装填有催化剂的列管式固定床反应器实现。

目前国内企业在生产二氯二氢硅的过程中，为使反应介质正常流通及防止催化剂自管逃逸，国内所采用的列管式固定床反应器多为管帽结构。管帽内有金属滤网，管帽与反应管连接方式有螺纹连接或卡口式连接，但管帽结构存在一定的缺陷：

1、管帽占有一定空间，导致反应器布管中心距加大，反应器体积加大，紧凑型下降，不利于传热；

2、反应管下端需要外伸于管板，给反应管与管板的连接加工增加难度；

3、反应管需进行冷或热加工及相关的机加工，造成制造成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种构形式合理、使用安全可靠、拆装方便的生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，包括反应支管，所述反应支管有240至260根，呈等间距排列，且与总管在同一截面上，其特征在于，所述反应支管内安装有复合弹簧。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述复合弹簧由两部分组成，上部为圆锥螺旋压缩复合弹簧，下部为圆柱螺旋压缩复合弹簧，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧与反应支管内壁卡紧，圆锥螺旋压缩复合弹簧保持催化剂不泄露并使反应物料顺利通过，圆柱段弹簧外径与反应支管内径过盈配合，复合弹簧的径向受力可使复合弹簧卡在反应支管内，其轴向受力为催化剂重力及反应物料进出反应管的压力降。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述复合弹簧的总圈数为18至19圈，自由高度57至57.1毫米。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述圆锥螺旋压缩复合弹簧每圈轴向的间隙为0.25至0.3毫米。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧每圈径向的间隙为0.25至0.3毫米。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述复合弹簧簧丝直径为1.4至1.5毫米。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述复合弹簧的材质为304不锈钢。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的直径为750至800毫米。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述反应支管的外径为38毫米，厚度3毫米，长度为1200毫米。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧外径为35.8毫米。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的工作温度为为70至90度，工作绝对压力为3至5bar。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，复合弹簧负载为6倍单反应支管催化剂重量，以复合弹簧不从反应支管内脱落为合格。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，圆柱螺旋压缩复合弹簧远离圆锥螺旋压缩复合弹簧的一端的下部设置有拉手，以方便弹簧旋入旋出，便于检修维护。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，复合弹簧采用簧丝先热处理后成型加工工艺，确保弹簧尺寸准确，成品率高。

作为本实用新型的优选方式，在上述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器中，优选的是，反应支管内的催化剂为Amberlyst21大孔离子交换树脂，粒径为0.68mm。

本实用新型的效果和优点：本实用新型采用在反应支管内安装复合弹簧的结构，降低了反应器的体积，使反应器内的反应支管布局更加紧凑，更利于换热介质的传热；本发明的反应支管下端不需要外伸于管板，降低了反应支管与管板连接处的加工难度；复合弹簧一端的下部设置有拉手，方便弹簧旋入旋出，便于检修维护；本实用新型的列管式固定床反应器更适合于三氯氢硅歧化法生产二氯二氢硅。

附图说明

图1是生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的结构示意图；

图2是复合弹簧在反应支管中的结构示意图；

图3是复合弹簧的结构示意图。

具体实施方式

图1是生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的结构示意图。生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器包括物料进口101、物料出口102、换热介质进口103、换热介质出口104、进口流体预分布器以及反应支管105。

图2是复合弹簧在反应支管中的结构示意图，图3是复合弹簧的结构示意图，结合图2和图3对本实用新型进行详细描述。复合弹簧206由两部分组成，上部为圆锥螺旋压缩复合弹簧307，下部为圆柱螺旋压缩复合弹簧308，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308与反应支管105内壁卡紧，圆锥螺旋压缩复合弹簧307保持催化剂不泄露并使反应物料顺利通过，圆柱段弹簧308外径与反应支管105内径过盈配合，复合弹簧206的径向受力可使复合弹簧卡在反应支管105内，其轴向受力为催化剂重力及反应物料进出反应管的压力降，圆柱螺旋压缩复合弹簧远离圆锥螺旋压缩复合弹簧的一端的下部设置有拉手309。

根据本发明的一个实施例，一种生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，包括物料进口101、物料出口102、换热介质进口103、换热介质出口104、进口流体预分布器以及反应支管105，所述反应支管有260根，呈等间距排列，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的直径为800毫米，所述反应支管105的外径为38毫米，厚度3毫米，长度为1200毫米，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的工作温度为为90度，工作绝对压力为5bar。所述反应支管内安装有复合弹簧，所述复合弹簧由两部分组成，上部为圆锥螺旋压缩复合弹簧307，下部为圆柱螺旋压缩复合弹簧308，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308与反应支管105内壁卡紧，圆锥螺旋压缩复合弹簧307保持催化剂不泄露并使反应物料顺利通过，圆柱段弹簧外径与反应支管内径过盈配合，复合弹簧的径向受力可使复合弹簧卡在反应支管内，其轴向受力为催化剂重力及反应物料进出反应管的压力降，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308外径为35.8毫米。所述复合弹簧的总圈数为19圈，自由高度57.1毫米，所述圆锥螺旋压缩复合弹簧307每圈轴向的间隙为0.3毫米，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308每圈径向的间隙为0.3毫米，所述复合弹簧簧丝直径为1.5毫米，复合弹簧的材质为304不锈钢。复合弹簧负载为6倍单反应支管催化剂重量，以复合弹簧不从反应支管内脱落为合格。圆柱螺旋压缩复合弹簧远离圆锥螺旋压缩复合弹簧的一端的下部设置有拉手309，以方便弹簧旋入旋出，便于检修维护。复合弹簧采用簧丝先热处理后成型加工工艺，确保弹簧尺寸准确，成品率高，反应支管内的催化剂为Amberlyst21大孔离子交换树脂，粒径为0.68mm。

根据本发明的一个实施例，一种生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，包括物料进口101、物料出口102、换热介质进口103、换热介质出口104、进口流体预分布器以及反应支管105，所述反应支管有250根，呈等间距排列，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的直径为780毫米，所述反应支管105的外径为38毫米，厚度3毫米，长度为1200毫米，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的工作温度为为80度，工作绝对压力为4bar。所述反应支管内安装有复合弹簧，所述复合弹簧由两部分组成，上部为圆锥螺旋压缩复合弹簧307，下部为圆柱螺旋压缩复合弹簧308，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308与反应支管105内壁卡紧，圆锥螺旋压缩复合弹簧307保持催化剂不泄露并使反应物料顺利通过，圆柱段弹簧外径与反应支管内径过盈配合，复合弹簧的径向受力可使复合弹簧卡在反应支管内，其轴向受力为催化剂重力及反应物料进出反应管的压力降，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308外径为35.8毫米。所述复合弹簧的总圈数为18圈，自由高度57毫米，所述圆锥螺旋压缩复合弹簧307每圈轴向的间隙为0.28毫米，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308每圈径向的间隙为0.28毫米，所述复合弹簧簧丝直径为1.45毫米，复合弹簧的材质为304不锈钢。复合弹簧负载为6倍单反应支管催化剂重量，以复合弹簧不从反应支管内脱落为合格。圆柱螺旋压缩复合弹簧远离圆锥螺旋压缩复合弹簧的一端的下部设置有拉手309，以方便弹簧旋入旋出，便于检修维护。复合弹簧采用簧丝先热处理后成型加工工艺，确保弹簧尺寸准确，成品率高，反应支管内的催化剂为Amberlyst21大孔离子交换树脂，粒径为0.68mm。

根据本发明的一个实施例，一种生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，包括物料进口101、物料出口102、换热介质进口103、换热介质出口104、进口流体预分布器以及反应支管105，所述反应支管有240根，呈等间距排列，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的直径为750毫米，所述反应支管105的外径为38毫米，厚度3毫米，长度为1200毫米，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的工作温度为为70度，工作绝对压力为3bar。所述反应支管内安装有复合弹簧，所述复合弹簧由两部分组成，上部为圆锥螺旋压缩复合弹簧307，下部为圆柱螺旋压缩复合弹簧308，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308与反应支管105内壁卡紧，圆锥螺旋压缩复合弹簧307保持催化剂不泄露并使反应物料顺利通过，圆柱段弹簧外径与反应支管内径过盈配合，复合弹簧的径向受力可使复合弹簧卡在反应支管内，其轴向受力为催化剂重力及反应物料进出反应管的压力降，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308外径为35.8毫米。所述复合弹簧的总圈数为18圈，自由高度57毫米，所述圆锥螺旋压缩复合弹簧307每圈轴向的间隙为0.25毫米，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧308每圈径向的间隙为0.25毫米，所述复合弹簧簧丝直径为1.4毫米，复合弹簧的材质为304不锈钢。复合弹簧负载为6倍单反应支管催化剂重量，以复合弹簧不从反应支管内脱落为合格。圆柱螺旋压缩复合弹簧远离圆锥螺旋压缩复合弹簧的一端的下部设置有拉手309，以方便弹簧旋入旋出，便于检修维护。复合弹簧采用簧丝先热处理后成型加工工艺，确保弹簧尺寸准确，成品率高，反应支管内的催化剂为Amberlyst21大孔离子交换树脂，粒径为0.68mm。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，包括反应支管，所述反应支管有240至260根，呈等间距排列，且与总管在同一截面上，其特征在于，所述反应支管内安装有复合弹簧。

2.根据权利要求1所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述复合弹簧由两部分组成，上部为圆锥螺旋压缩复合弹簧，下部为圆柱螺旋压缩复合弹簧，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧与反应支管内壁卡紧，圆锥螺旋压缩复合弹簧保持催化剂不泄露并使工艺介质顺利通过。

3.根据权利要求2所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述复合弹簧的总圈数为18至19圈，自由高度57至57.1毫米。

4.根据权利要求3所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述圆锥螺旋压缩复合弹簧每圈轴向的间隙为0.25至0.3毫米。

5.根据权利要求3所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧每圈径向的间隙为0.25至0.3毫米。

6.根据权利要求4或5所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述复合弹簧簧丝直径为1.4至1.5毫米。

7.根据权利要求6所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述复合弹簧的材质为304不锈钢。

8.根据权利要求7所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器的直径为750至800毫米。

9.根据权利要求8所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述反应支管的外径为38毫米，厚度3毫米，长度为1200毫米。

10.根据权利要求9所述生产二氯二氢硅的列管式固定床反应器，其特征在于，所述圆柱螺旋压缩复合弹簧外径为35.8毫米。

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