一種制備六氟化硫氣體的新型反應(yīng)器裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種制備六氟化硫氣體的裝置，它包括熔硫器和反應(yīng)器，所述的反應(yīng)器與熔硫器通過(guò)液體硫磺出口管道相通，所述的反應(yīng)器的上半部為氣相反應(yīng)區(qū)，下半部為液相汽化區(qū)，本實(shí)用新型一個(gè)熔硫器可以與至少兩個(gè)反應(yīng)器供液態(tài)硫磺制備六氟化硫，該裝置與老式鐘罩式的反應(yīng)器相比其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，占地面積小，反應(yīng)接觸面積大，氟氣轉(zhuǎn)化率大于95%，工藝運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種制備六氟化硫氣體的新型反應(yīng)器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種氟氣與硫磺氣液兩相同時(shí)反應(yīng)生成六氟化硫的反應(yīng)裝置，具體涉及一種制備六氟化硫氣體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]六氟化硫廣泛用于半導(dǎo)體、高壓開關(guān)、斷路器和電子設(shè)備中的絕緣介質(zhì)以及微電子蝕刻氣體。六氟化硫的制備方法有很多種，但是用于工業(yè)生產(chǎn)的基本上只有單質(zhì)氟與單質(zhì)硫反應(yīng)的方法?，F(xiàn)有技術(shù)制備六氟化硫的反應(yīng)裝置也有多種，目前大多數(shù)廠家都采用典型的鐘罩式的反應(yīng)裝置。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)制備六氟化硫的反應(yīng)裝置包括熔硫器3，在熔硫器3的內(nèi)部設(shè)置有液體擋板5和氣體擋板8，在熔硫器3的一端、液體擋板5的一側(cè)設(shè)置有硫磺加入口4，在液體擋板5的另一側(cè)設(shè)置有氟氣進(jìn)口 6，在熔硫器3的另一端設(shè)置有粗氣六氟化硫出口9，在熔硫器的下部設(shè)置有電加熱裝置1，在熔硫器3的底部液相區(qū)設(shè)置有溫度計(jì)10，在熔硫器3的上部設(shè)置有冷卻水夾套7，在熔硫器3的底部與液體擋板5之間有一通道2。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)制備六氟化硫的反應(yīng)過(guò)程是:固體硫磺(S)通過(guò)硫磺進(jìn)口 4加入加料區(qū)A中，融化后的液體硫磺通過(guò)通道2進(jìn)入反應(yīng)區(qū)B，再通過(guò)蒸汽繼續(xù)加熱維持硫磺融化汽化，并通過(guò)溫度計(jì)10進(jìn)行控制，氟氣(F2)通過(guò)氟氣進(jìn)口 6進(jìn)入反應(yīng)區(qū)B內(nèi)與硫磺蒸汽反應(yīng)，其中反應(yīng)產(chǎn)生的熱量由冷卻水夾套7進(jìn)行冷卻，生成的六氟化硫氣體從出口 9進(jìn)入下一道工序。
[0005]上述反應(yīng)裝置，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。操作方便，但反應(yīng)時(shí)壓力波動(dòng)大，液體硫磺容易噴出反應(yīng)器傷人，反應(yīng)器氟氣容量小，反應(yīng)效率相對(duì)較低，反應(yīng)不完全，進(jìn)出口容易堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的發(fā)明目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的缺點(diǎn)，提供一種新型六氟化硫
反應(yīng)裝置。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種制備六氟化硫氣體的裝置，它包括熔硫器和反應(yīng)器，所述的熔硫器上端設(shè)置有硫磺加料口，下端設(shè)置有液體硫磺出口管道，左側(cè)中間位置處設(shè)有蒸汽進(jìn)口，左側(cè)下方位置處設(shè)有熔硫器溫度計(jì)，所述的反應(yīng)器與熔硫器通過(guò)液體硫磺出口管道相通，所述的反應(yīng)器上端左側(cè)位置處設(shè)有氟氣進(jìn)口，右側(cè)位置處設(shè)有粗氣六氟化硫出口，所述的反應(yīng)器的上半部為氣相反應(yīng)區(qū)，下半部為液相汽化區(qū)，所述的反應(yīng)器左側(cè)中間位置處設(shè)有冷卻水循環(huán)管，所述的冷卻水循環(huán)管的上方設(shè)有冷卻水進(jìn)口，所述的反應(yīng)器左側(cè)下方位置處設(shè)有蒸汽加熱管，所述的蒸汽加熱管的上方設(shè)有液相區(qū)溫度計(jì)，所述的反應(yīng)器右側(cè)上方位置處設(shè)有冷卻水出口，右側(cè)中間位置處設(shè)有撈渣口，所述的撈渣口下方設(shè)有蒸汽出口。
[0008]所述的氟氣進(jìn)口深入到反應(yīng)器距離硫磺液面30毫米處，氟氣的出口端設(shè)置有噴頭。[0009]所述的熔硫器和液體硫磺出口的管道處套有蒸汽夾套。
[0010]所述的反應(yīng)器上部設(shè)置有冷卻水夾套，在冷卻水夾套上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，冷卻水循環(huán)管與冷卻水夾套相通，在冷卻水夾套中間位置處設(shè)置有反應(yīng)區(qū)溫度計(jì)。[0011 ] 所述的熔硫器和反應(yīng)器都采用普通碳鋼。
[0012]所述的熔硫器可以同時(shí)對(duì)至少兩個(gè)以上的反應(yīng)器進(jìn)行加料。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:利用本實(shí)用新型制備六氟化硫反應(yīng)器，加料更方便，可以利用一個(gè)熔硫器對(duì)多個(gè)反應(yīng)器加料、反應(yīng)壓力平穩(wěn)、反應(yīng)器氟氣容量大、反應(yīng)效率高達(dá)95%，利用蒸汽加熱節(jié)約能耗，管道不易堵塞等。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的制備六氟化硫的裝置示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型制備六氟化硫的裝置示意圖；
[0016]其中:1、電加熱裝置，2、通道，3、熔硫器，4、硫磺加入口，5、液體擋板，6、氟氣進(jìn)口，
7、冷卻水夾套，8、氣體擋板，9、粗氣六氟化硫出口，10、液相溫度計(jì)，11、熔硫器溫度計(jì)，12、蒸汽進(jìn)口，13、蒸汽夾套，14、硫磺加料口，15、熔硫器，16、硫磺液面，17、液體硫磺出口管道，18、蒸汽加熱管，19、冷卻水循環(huán)管，20、冷卻水進(jìn)口，21、氟氣進(jìn)口，22、反應(yīng)器，23、反應(yīng)區(qū)冷卻水夾套，24、反應(yīng)區(qū)溫度計(jì)，25、粗氣六氟化硫出口，26、冷卻水出口，27、撈渣口，28、液相區(qū)溫度計(jì)，29、蒸汽出口，S、固態(tài)硫磺，C、熔硫區(qū)，D、反應(yīng)區(qū)，SF6、六氟化硫，F(xiàn)2、氟。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)施例為一種制備六氟化硫氣體的裝置，它包括熔硫器15和反應(yīng)器22。
[0018]如圖2所示，所述的熔硫器15上端設(shè)置有硫磺加料口 14，下端設(shè)置有液體硫磺出口管道17，左側(cè)中間位置處設(shè)有蒸汽進(jìn)口 12，左側(cè)下方位置處設(shè)有熔硫器溫度計(jì)11，所述的熔硫器15和液體硫磺出口管道17四周設(shè)置蒸汽夾套13 ;所述的反應(yīng)器22與熔硫器15通過(guò)液體硫磺出口管道17相通，所述的反應(yīng)器22上端左側(cè)位置處設(shè)有氟氣進(jìn)口 21，右側(cè)位置處設(shè)有粗氣六氟化硫出口 25，所述的氟氣進(jìn)口 21深入到硫磺液面30毫米處氟氣的出口端設(shè)置噴頭，六氟化硫出口 25同樣深入到硫磺液面30毫米處，所述的反應(yīng)器22的上半部為反應(yīng)區(qū)，下半部為液相區(qū)，所述的反應(yīng)器22左側(cè)中間位置處設(shè)有冷卻水循環(huán)管19，所述的冷卻水循環(huán)管19的上方設(shè)有冷卻水進(jìn)口 20，所述的反應(yīng)器22左側(cè)下方位置處設(shè)有蒸汽加熱管18，所述的蒸汽加熱管18的上方設(shè)有液相區(qū)溫度計(jì)28，所述的反應(yīng)器22右側(cè)上方位置處設(shè)有冷卻水出口 26，右側(cè)中間位置處設(shè)有撈渣口 27，所述的撈渣口 27下方設(shè)有蒸汽出口 29。
[0019]所述的反應(yīng)器22上部設(shè)置有冷卻水夾套23，在冷卻水夾套23上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口 20和冷卻水出口 26，冷卻水循環(huán)管19與冷卻水夾套23相通，在冷卻水夾套23中間位置處設(shè)置有反應(yīng)區(qū)溫度計(jì)24。
[0020]本反應(yīng)器22和熔硫器15采用普通碳鋼。
[0021]本實(shí)用新型制備六氟化硫的反應(yīng)過(guò)程是:固態(tài)硫磺(S)通過(guò)硫磺加料口 14進(jìn)入熔硫區(qū)C區(qū)，熔融的硫磺通過(guò)通道17進(jìn)入反應(yīng)區(qū)D區(qū)。在熔硫區(qū)C，蒸汽通過(guò)蒸汽進(jìn)口 12對(duì)固態(tài)硫磺加溫，溫度控制在100°C — 160°C ;在反應(yīng)區(qū)D，蒸汽通過(guò)蒸汽加熱管18對(duì)液態(tài)硫磺加溫(加溫到100°C — 250°C)使硫磺液體變?yōu)榱蚧钦羝?，上升的硫磺蒸汽與氟氣進(jìn)口 21的氟氣反應(yīng)，生成的六氟化硫SF6從粗氣六氟化硫出口 25進(jìn)入下一段工序，反應(yīng)方程式:S+3F2=SF6同時(shí)產(chǎn)生很多副產(chǎn)物雜質(zhì)S2F2/S2F1(i/S02F2/SOF2/SF4/C3F8等。此反應(yīng)劇烈，同時(shí)產(chǎn)生很多熱量，通過(guò)反應(yīng)區(qū)冷卻水夾套23和冷卻水循環(huán)管19中的冷卻水對(duì)反應(yīng)器降溫，水溫控制在60°C — 100°C，壓力控制在± 0.1Mpa0反應(yīng)效率在95%以上。在反應(yīng)生產(chǎn)進(jìn)行中，反應(yīng)區(qū)D的液面高低根據(jù)熔硫器15里的硫磺液面16高低和反應(yīng)器22入口或者出口壓力需要添加硫磺。
[0022]利用本實(shí)用新型制備的六氟化硫(SF6),其中各組分含量見表1
[0023]表1反應(yīng)器出口六氟化硫及其它組分含量
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種制備六氟化硫氣體的裝置，它包括熔硫器和反應(yīng)器，其特征在于:所述的熔硫器上端設(shè)置有硫磺加料口，下端設(shè)置有液體硫磺出口管道，左側(cè)中間位置處設(shè)有蒸汽進(jìn)口，左側(cè)下方位置處設(shè)有熔硫器溫度計(jì)，所述的反應(yīng)器與熔硫器通過(guò)液體硫磺出口管道相通，所述的反應(yīng)器上端左側(cè)位置處設(shè)有氟氣進(jìn)口，右側(cè)位置處設(shè)有粗氣六氟化硫出口，所述的反應(yīng)器的上半部為氣相反應(yīng)區(qū)，下半部為液相汽化區(qū)，所述的反應(yīng)器左側(cè)中間位置處設(shè)有冷卻水循環(huán)管，所述的冷卻水循環(huán)管的上方設(shè)有冷卻水進(jìn)口，所述的反應(yīng)器左側(cè)下方位置處設(shè)有蒸汽加熱管，所述的蒸汽加熱管的上方設(shè)有液相區(qū)溫度計(jì)，所述的反應(yīng)器右側(cè)上方位置處設(shè)有冷卻水出口，右側(cè)中間位置處設(shè)有撈渣口，所述的撈渣口下方設(shè)有蒸汽出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備六氟化硫氣體的裝置，其特征在于:所述的氟氣進(jìn)口深入到反應(yīng)器距離硫磺液面30毫米處，氟氣的出口端設(shè)置有噴頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備六氟化硫氣體的裝置，其特征在于:所述的熔硫器和液體硫磺出口的管道處套有蒸汽夾套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備六氟化硫氣體的裝置，其特征在于:所述的反應(yīng)器上部設(shè)置有冷卻水夾套，在冷卻水夾套上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，冷卻水循環(huán)管與冷卻水夾套相通，在冷卻水夾套中間位置處設(shè)置有反應(yīng)區(qū)溫度計(jì)。
【文檔編號(hào)】C01B17/45GK203440075SQ201320427170
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】金向華, 冉康德, 陳琦峰, 孫猛, 王海, 黃軍聘, 周挺 申請(qǐng)人:蘇州金宏氣體股份有限公司