專利名稱：熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種制備苯基氯硅烷的反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前制造苯基氯硅烷的方法有三種分別為格式法、直接法及縮合法。方法一格式法。采用氯苯及三氯氫硅或甲基二氯硅烷為原料，以格式試劑為 催化劑，并加入一定量的溶劑，控制一定的溫度及壓力反應(yīng)制的苯基氯硅烷產(chǎn)品。該工 藝具有流程簡單，原料易得；其缺點有格式試劑制備過程要求較高，有時在反應(yīng)過程 中控制不當(dāng)易引起沖料或爆炸；副產(chǎn)物氯化鎂及溶劑處理較為復(fù)雜；生產(chǎn)效率較低；隨 著直接法的出現(xiàn)，格式法已基本被淘汰。反應(yīng)器主要以搪瓷攪拌釜為主。方法二 直接法。以氯苯及硅粉為原料，以銅作催化劑，控制反應(yīng)溫度 500-600°C下，反應(yīng)生產(chǎn)苯基氯硅烷混合物，經(jīng)分離制的苯基氯硅烷產(chǎn)品及副產(chǎn)物(主要 為苯、四氯化硅、二氯二苯基硅烷、多氯聯(lián)苯等)。該方法原料氯苯及硅粉易得，生產(chǎn) 效率較格式法生產(chǎn)苯基氯硅烷大大提高，氯苯的轉(zhuǎn)化率30% (質(zhì)量比)左右，主要產(chǎn)品 苯基三氯硅烷收率35%左右。其缺點催化劑銅的用量為硅粉用量的30 50% (質(zhì)量 比)，催化劑用量較大；副產(chǎn)物中含有多氯聯(lián)苯為劇毒及致癌物質(zhì)。反應(yīng)器主要有立式 攪拌床、轉(zhuǎn)床、流化床。其中以流化床反應(yīng)器為主。方法三縮合法。以氯苯及三氯氫硅為原料，在650-750°C高溫的空管中進行 反應(yīng)生成苯基氯硅烷混合物，經(jīng)分離制的苯基氯硅烷產(chǎn)品及副產(chǎn)物(主要為苯、四氯化 硅)。產(chǎn)品收率高達50%左右。該法具有設(shè)備流程簡單，原料易得、操作穩(wěn)定及目的產(chǎn) 物收率較高等優(yōu)點，因而生產(chǎn)苯基氯硅烷的成本遠比其他兩種方法低。以管式反應(yīng)器為主。目前國內(nèi)現(xiàn)有的苯基氯硅烷生產(chǎn)中，主要以直接法為主，其反應(yīng)器主要為 流化床。該生產(chǎn)工藝使用原料為硅粉與氯苯，在催化劑銅的作用下，控制反應(yīng)溫度 500-600反應(yīng)生成苯基氯硅烷混合單體，經(jīng)分離得到苯基氯硅烷產(chǎn)品及副產(chǎn)物。此方 法系統(tǒng)物料副反應(yīng)較多，并有副產(chǎn)物多氯聯(lián)苯致癌物質(zhì)生成，硅粉對設(shè)備的磨損較大， 存在周期性更換設(shè)備現(xiàn)象，且床內(nèi)積碳現(xiàn)象，需經(jīng)常周期性停車檢修設(shè)備。催化劑銅的 用量為硅粉用量的30 50% (質(zhì)量比)，催化劑用量較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決直接法生產(chǎn)苯基氯硅烷的缺陷，提供一種更加安全節(jié)能的熱縮合 法生產(chǎn)苯基氯硅烷反應(yīng)器。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，包括反 應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有位于反應(yīng)器本體下部的輻射區(qū)和中部的對流區(qū)，反應(yīng)器 本體上部還設(shè)置有煙囪；輻射區(qū)內(nèi)設(shè)有加熱段爐管，對流區(qū)內(nèi)設(shè)有反應(yīng)段爐管，反應(yīng)段 爐管外圍設(shè)有夾套；煙囪與對流區(qū)交界處還設(shè)有用于回收煙氣熱量的原料預(yù)熱爐管；原料預(yù)熱爐管一端設(shè)置有原料進口，原料預(yù)熱管與夾套相連通，夾套與輻射段爐管相連 通，輻射段爐管末端又與反應(yīng)段爐管相連通，反應(yīng)段爐管末端設(shè)置有物料出口。 本發(fā)明的熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，所述輻射區(qū)兩側(cè)分別設(shè)置有無火 焰燃燒器。本發(fā)明的熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，輻射區(qū)加熱段采用清潔燃料天然 氣作為燃料
本發(fā)明的熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，所述輻射區(qū)開設(shè)有蒸汽管接口和氮氣 管接口，用于發(fā)生安全事故時滅火。本發(fā)明的熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，所述輻射區(qū)大小如下長 6000 9000mm 寬4000 6000mm 高4000 6000mm。本發(fā)明的熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，所述對流區(qū)大小如下長 6000 9000mm 寬2000 4000mm 高6000 9000mm。本發(fā)明具有如下有益效果
1)、輻射區(qū)加熱段采用清潔燃料天然氣作為燃料，與直接法生產(chǎn)苯基氯硅烷用電相 比更具有安全性。2)、輻射區(qū)設(shè)置蒸汽管口及氮氣管口，以備發(fā)生安全事故時用。3)、采用無火焰燃燒器，通過對燃燒器的調(diào)節(jié)可改變?nèi)剂嫌昧考盎鹧娴膹姸龋?有利于加熱溫度的控制；無火焰燃燒器可避免火焰對爐管的損傷。4)、反應(yīng)段采用夾套管，反應(yīng)前物料走夾套，反應(yīng)中物料走管內(nèi)，可及時移出 系統(tǒng)反應(yīng)熱，使反應(yīng)更加平穩(wěn)。5)、在煙氣出口處設(shè)置原料預(yù)熱管，利用煙氣熱量使反應(yīng)前物料被預(yù)熱到一定 的溫度，減少了反應(yīng)前物料加熱用燃料，從而達到節(jié)能降耗效果。


圖1是本發(fā)明熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的左側(cè)透視圖。
具體實施例方式如圖所示，本發(fā)明熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體。反應(yīng) 器本體內(nèi)設(shè)置有位于本體下部的輻射區(qū)1 (即加熱段)和位于本體中部的對流區(qū)2 (即 反應(yīng)段)。反應(yīng)器本體上部還設(shè)置有煙 3。輻射區(qū)1內(nèi)設(shè)有加熱段爐管8，且整個輻 射區(qū)1整體呈長方形狀，實際使用時可根據(jù)需要，設(shè)計成如下尺寸長6000mm，寬 4000mm,高4000mm 或長7500mm，寬5000mm，高5000mm 或長9000mm ，寬6000mm，高6000mm。由于設(shè)計成如上尺寸，使得輻射區(qū)1的熱輻射空間更加 合適，輻射效果更佳。輻射區(qū)1的兩側(cè)還設(shè)有無火焰燃燒器9及火焰觀測孔10，。無火 焰燃燒器9可連接外部天然氣作為燃料對輻射區(qū)進行加熱。同時輻射區(qū)1的兩側(cè)下方還 設(shè)置有氮氣管接口 12、蒸汽管接口 11。當(dāng)發(fā)生安全事故時，這兩個接口可連接外部氮氣 和蒸汽對內(nèi)部進行滅火，從而有效處理安全事故的發(fā)生。位于反應(yīng)器本體上部的煙囪3與位于本體中部對流區(qū)2的交界處設(shè)有用于回收煙氣熱量的原料預(yù)熱爐管6。對流區(qū)2內(nèi)設(shè)有反應(yīng)段爐管7，反應(yīng)段爐管7上設(shè)有夾套。位 于下部的輻射區(qū)1內(nèi)設(shè)置有輻射段爐管8。原料預(yù)熱爐管6與反應(yīng)段爐管7上的夾套相連 通，夾 套又與輻射段爐管8的一端相連通，輻射段爐管8的另一端又與反應(yīng)段爐管7相連 通。反應(yīng)段爐管7的末端設(shè)置有物料出口 5。原料預(yù)熱爐管進料端設(shè)置有原料進口 4。
使用時，混合后的反應(yīng)前物料由進料口 4處進入反應(yīng)器，通過原料預(yù)熱管6將溫 度預(yù)熱到一定的溫度，再進入對流區(qū)2內(nèi)的反應(yīng)段爐管7的夾套內(nèi)，通過反應(yīng)段爐管管道 的換熱，將原料再預(yù)熱到一定溫度。預(yù)熱后的反應(yīng)前物料再進入輻射區(qū)內(nèi)的輻射段爐管 8進行加熱，通過天然氣加熱到反應(yīng)需要的溫度后進入到反應(yīng)段爐管，此時物料在引發(fā)劑 的作用下開始反應(yīng)，反應(yīng)后物料從物料出口 5離開反應(yīng)器后進入冷卻系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，其特征在于反應(yīng) 器本體內(nèi)設(shè)置有位于反應(yīng)器本體下部的輻射區(qū)和中部的對流區(qū)，反應(yīng)器本體上部還設(shè)置 有煙囪；輻射區(qū)內(nèi)設(shè)有加熱段爐管，對流區(qū)內(nèi)設(shè)有反應(yīng)段爐管，反應(yīng)段爐管外圍設(shè)有夾 套；煙囪與對流區(qū)交界處還設(shè)有用于回收煙氣熱量的原料預(yù)熱爐管；原料預(yù)熱爐管一端 設(shè)置有原料進口，原料預(yù)熱管與夾套相連通，夾套與輻射段爐管相連通，輻射段爐管末 端又與反應(yīng)段爐管相連通，反應(yīng)段爐管末端設(shè)置有物料出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯基氯硅烷的反應(yīng)器，其特征在于所述輻射區(qū)兩側(cè)分別設(shè) 置有無火焰燃燒器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯基氯硅烷的反應(yīng)器，其特征在于輻射區(qū)加熱段采用清潔 燃料天然氣作為燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯基氯硅烷的反應(yīng)器，其特征在于所述輻射區(qū)開設(shè)有蒸汽 管接口和氮氣管接口，用于發(fā)生安全事故時滅火。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯基氯硅烷的反應(yīng)器，其特征在于所述輻射區(qū)大小如下 長6000 9000mm 寬4000 6000mm 高4000 6000mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯基氯硅烷的反應(yīng)器，其特征在于所述對流區(qū)大小如下 長6000 9000mm 寬2000 4000mm 高6000 9000mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱縮合法生產(chǎn)苯基氯硅烷的反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有位于反應(yīng)器本體下部的輻射區(qū)和中部的對流區(qū)，反應(yīng)器本體上部還設(shè)置有煙囪；輻射區(qū)內(nèi)設(shè)有加熱段爐管，對流區(qū)內(nèi)設(shè)有反應(yīng)段爐管，反應(yīng)段爐管外圍設(shè)有夾套；煙囪與對流區(qū)交界處還設(shè)有用于回收煙氣熱量的原料預(yù)熱爐管；原料預(yù)熱爐管一端設(shè)置有原料進口，原料預(yù)熱管與夾套相連通，夾套與輻射段爐管相連通，輻射段爐管末端又與反應(yīng)段爐管相連通，反應(yīng)段爐管末端設(shè)置有物料出口。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，安全節(jié)能的效果。
文檔編號B01J8/00GK102019155SQ201010501118
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者廖端友, 汪玉林, 鄭云峰, 魏濤 申請人:浙江開化合成材料有限公司