一种流化床反应器的制作方法

1.本发明涉及化工技术领域，具体是一种流化床反应器。


背景技术：

2.流化床反应器是有机硅生产的核心关键设备之一。有机硅单体(甲基氯硅烷)通常采用直接法合成，在反应器内，氯甲烷(气态)和硅粉(固态)在350℃的高温下反应生成有机硅单体，同时加入催化剂(例如铜粉)，反应是强放热反应，设备壳体是碳钢制造，为保证反应顺利、安全的进行，需要及时将反应产生的热量从反应器内带走。
3.目前，有机硅流化床反应器通常采用在反应器内插入指形管，指形管是外管套内管形式，脱盐水或导热油从内管内流入，循环通过内外管之间的夹层再流出，带走反应放热。由于指形管只有外套管和反应介质接触，同样容积内的换热面积较低。另外外管外径较大，管之间的间距也较大，容易存在床内局部过热现象，从而导致有效反应体积比例降低。同时，指形管也可以用于反应前的物料预热。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种流化床反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种流化床反应器，包括下管箱，所述下管箱安装在筒体上，下管箱和筒体之间安装有气体分布板，筒体内部安装有阵列分布的换热管束，筒体底部安装有氯甲烷气体侧向进口。
7.作为本发明进一步的方案：所述气体分布板安装在下管箱和筒体的连接处，气体分布板的形状包括锥形、平板形或蝶形封头形，气体分布板上开设有孔或是加装有风帽，下管箱底部安装有氯甲烷气体底部入口和硅粉卸料口。
8.作为本发明再进一步的方案：所述下管箱和筒体法兰连接。
9.作为本发明再进一步的方案：所述换热管束的阵列形式包括多边形阵列分布或圆形阵列分布，换热管束之间通过第二定距块固定，换热管束通过第一定距块固定在筒体内壁上，换热管束下端的筒体上安装有第一热电偶，筒体外部套设有壳体冷却夹套，筒体上端设有放大段，放大段上安装有第二热电偶，放大段上端安装有上封头，上封头上安装有进口和出口，上封头顶部安装有硅粉加料口和气体出口。
10.作为本发明再进一步的方案：所述换热管束之间通过u形弯头串联。
11.作为本发明再进一步的方案：所述壳体冷却夹套为多段式且通过夹套间连接管连接，壳体冷却夹套上安装有夹套冷却介质出口，夹套冷却介质出口下端的壳体冷却夹套上安装有催化剂入口，壳体冷却夹套上安装有夹套冷却介质入口。
12.作为本发明再进一步的方案：所述氯甲烷气体侧向进口上设有四个呈矩形阵列分布的气体侧向进口喷嘴，阵列分布的气体侧向进口喷嘴之间连接气体分布管，气体分布管内侧开设有阵列分布的通孔。
13.作为本发明再进一步的方案：所述氯甲烷气体侧向进口圆切向进入筒体内。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.本发明流化床反应器，结构合理，传热效率高，氯甲烷气体侧向进口和换热管束的设置在同样体积容积下换热面积更大，传热更充分，氯甲烷气体、硅粉与换热管束接触面更大，床层内温度分布均匀，不易过热结焦，有利于提高反应转化率，提高目标产物(二甲基二氯硅烷)的选择性。
附图说明
16.图1为一种流化床反应器的结构示意图。
17.图2为一种流化床反应器中氯甲烷气体侧向进口的结构示意图。
18.图3为一种流化床反应器实施例2中氯甲烷气体侧向进口的结构示意图。
19.图中：1-下管箱；2-气体分布板；3-氯甲烷气体侧向进口；4-第一热电偶；5-换热管束；6-第一定距块；7-第二定距块；8-壳体冷却夹套；9-放大段；10-第二热电偶；11-进口；12-出口；13-上封头；14-硅粉加料口；15-气体出口；16-夹套冷却介质出口；17-催化剂入口；18-夹套间连接管；19-夹套冷却介质入口；20-氯甲烷气体底部入口；21-硅粉卸料口；22-气体分布管；23-气体侧向进口喷嘴。
具体实施方式
20.下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例1
24.请参阅图1和图2，本发明实施例中，一种流化床反应器，包括下管箱1，所述下管箱1安装在筒体上，为了内部气固混合更加均匀，下管箱1和筒体之间安装有气体分布板2，为了增加换热面积，传热更充分，增加氯甲烷气体、硅粉与热源的接触面积，筒体内部安装有阵列分布的换热管束5，筒体底部安装有氯甲烷气体侧向进口3，氯甲烷气体侧向进口3圆切向进入筒体内，气体呈螺旋状上升，使气固混合更加均匀，有利于反应效率的提高。
25.进一步的，所述气体分布板2安装在下管箱1和筒体的连接处，下管箱1和筒体法兰
连接，气体分布板2的形状包括锥形、平板形或蝶形封头形，气体分布板2上开设有孔或是加装有风帽，下管箱1底部安装有氯甲烷气体底部入口20和硅粉卸料口21。
26.进一步的，所述换热管束5的阵列形式包括多边形阵列分布或圆形阵列分布，换热管束5之间通过u形弯头串联，换热管束5之间通过第二定距块固定，换热管束5通过第一定距块6固定在筒体内壁上，换热管束5下端的筒体上安装有第一热电偶4，筒体外部套设有壳体冷却夹套8，筒体上端设有放大段9，放大段9直径扩大，气速降低，有利于硅粉、催化剂回落，放大段9上安装有第二热电偶10，放大段9上端安装有上封头13，上封头13上安装有进口11和出口12，上封头13顶部安装有硅粉加料口14和气体出口15。
27.进一步的，所述壳体冷却夹套8为多段式且通过夹套间连接管18连接，壳体冷却夹套8上安装有夹套冷却介质出口16，夹套冷却介质出口16下端的壳体冷却夹套8上安装有催化剂入口17，壳体冷却夹套8上安装有夹套冷却介质入口19。
28.实施例2
29.一种流化床反应器，请参阅图1和图3，本发明实施例与实施例1的区别仅在于：
30.进一步的，所述氯甲烷气体侧向进口3上设有四个呈矩形阵列分布的气体侧向进口喷嘴23，阵列分布的气体侧向进口喷嘴23之间连接气体分布管22，气体分布管22内侧开设有阵列分布的通孔。
31.上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。