专利名称：热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器的制作方法
技术领域：
本发明属于化工设备领域，具体涉及一种制备苯基氯硅烷的反应器。
背景技术：
目前制造苯基氯硅烷的方法有三种分别为格式法、直接法及缩合法。方法一格式法。采用氯苯及三氯氢硅或甲基二氯硅烷为原料，以格式试剂为 催化剂，并加入一定量的溶剂，控制一定的温度及压力反应制的苯基氯硅烷产品。该工 艺具有流程简单，原料易得；其缺点有格式试剂制备过程要求较高，有时在反应过程 中控制不当易引起冲料或爆炸；副产物氯化镁及溶剂处理较为复杂；生产效率较低；随 着直接法的出现，格式法已基本被淘汰。反应器主要以搪瓷搅拌釜为主。方法二 直接法。以氯苯及硅粉为原料，以铜作催化剂，控制反应温度 500-600°C下，反应生产苯基氯硅烷混合物，经分离制的苯基氯硅烷产品及副产物(主要 为苯、四氯化硅、二氯二苯基硅烷、多氯联苯等)。该方法原料氯苯及硅粉易得，生产 效率较格式法生产苯基氯硅烷大大提高，氯苯的转化率30% (质量比)左右，主要产品 苯基三氯硅烷收率35%左右。其缺点催化剂铜的用量为硅粉用量的30 50% (质量 比)，催化剂用量较大；副产物中含有多氯联苯为剧毒及致癌物质。反应器主要有立式 搅拌床、转床、流化床。其中以流化床反应器为主。方法三缩合法。以氯苯及三氯氢硅为原料，在650-750°C高温的空管中进行 反应生成苯基氯硅烷混合物，经分离制的苯基氯硅烷产品及副产物(主要为苯、四氯化 硅)。产品收率高达50%左右。该法具有设备流程简单，原料易得、操作稳定及目的产 物收率较高等优点，因而生产苯基氯硅烷的成本远比其他两种方法低。以管式反应器为主。目前国内现有的苯基氯硅烷生产中，主要以直接法为主，其反应器主要为 流化床。该生产工艺使用原料为硅粉与氯苯，在催化剂铜的作用下，控制反应温度 500-600反应生成苯基氯硅烷混合单体，经分离得到苯基氯硅烷产品及副产物。此方 法系统物料副反应较多，并有副产物多氯联苯致癌物质生成，硅粉对设备的磨损较大， 存在周期性更换设备现象，且床内积碳现象，需经常周期性停车检修设备。催化剂铜的 用量为硅粉用量的30 50% (质量比)，催化剂用量较大。
发明内容
本发明为解决直接法生产苯基氯硅烷的缺陷，提供一种更加安全节能的热缩合 法生产苯基氯硅烷反应器。本发明采用的技术方案如下一种热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，包括反 应器本体，反应器本体内设置有位于反应器本体下部的辐射区和中部的对流区，反应器 本体上部还设置有烟囱；辐射区内设有加热段炉管，对流区内设有反应段炉管，反应段 炉管外围设有夹套；烟囱与对流区交界处还设有用于回收烟气热量的原料预热炉管；原料预热炉管一端设置有原料进口，原料预热管与夹套相连通，夹套与辐射段炉管相连 通，辐射段炉管末端又与反应段炉管相连通，反应段炉管末端设置有物料出口。 本发明的热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，所述辐射区两侧分别设置有无火 焰燃烧器。本发明的热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，辐射区加热段采用清洁燃料天然 气作为燃料
本发明的热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，所述辐射区开设有蒸汽管接口和氮气 管接口，用于发生安全事故时灭火。本发明的热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，所述辐射区大小如下长 6000 9000mm 宽4000 6000mm 高4000 6000mm。本发明的热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，所述对流区大小如下长 6000 9000mm 宽2000 4000mm 高6000 9000mm。本发明具有如下有益效果
1)、辐射区加热段采用清洁燃料天然气作为燃料，与直接法生产苯基氯硅烷用电相 比更具有安全性。2)、辐射区设置蒸汽管口及氮气管口，以备发生安全事故时用。3)、采用无火焰燃烧器，通过对燃烧器的调节可改变燃料用量及火焰的强度， 有利于加热温度的控制；无火焰燃烧器可避免火焰对炉管的损伤。4)、反应段采用夹套管，反应前物料走夹套，反应中物料走管内，可及时移出 系统反应热，使反应更加平稳。5)、在烟气出口处设置原料预热管，利用烟气热量使反应前物料被预热到一定 的温度，减少了反应前物料加热用燃料，从而达到节能降耗效果。
图1是本发明热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器的结构示意图。 图2是图1的左侧透视图。
具体实施例方式如图所示，本发明热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，包括反应器本体。反应 器本体内设置有位于本体下部的辐射区1 (即加热段)和位于本体中部的对流区2 (即 反应段)。反应器本体上部还设置有烟 3。辐射区1内设有加热段炉管8，且整个辐 射区1整体呈长方形状，实际使用时可根据需要，设计成如下尺寸长6000mm，宽 4000mm,高4000mm 或长7500mm，宽5000mm，高5000mm 或长9000mm ，宽6000mm，高6000mm。由于设计成如上尺寸，使得辐射区1的热辐射空间更加 合适，辐射效果更佳。辐射区1的两侧还设有无火焰燃烧器9及火焰观测孔10，。无火 焰燃烧器9可连接外部天然气作为燃料对辐射区进行加热。同时辐射区1的两侧下方还 设置有氮气管接口 12、蒸汽管接口 11。当发生安全事故时，这两个接口可连接外部氮气 和蒸汽对内部进行灭火，从而有效处理安全事故的发生。位于反应器本体上部的烟囱3与位于本体中部对流区2的交界处设有用于回收烟气热量的原料预热炉管6。对流区2内设有反应段炉管7，反应段炉管7上设有夹套。位 于下部的辐射区1内设置有辐射段炉管8。原料预热炉管6与反应段炉管7上的夹套相连 通，夹 套又与辐射段炉管8的一端相连通，辐射段炉管8的另一端又与反应段炉管7相连 通。反应段炉管7的末端设置有物料出口 5。原料预热炉管进料端设置有原料进口 4。
使用时，混合后的反应前物料由进料口 4处进入反应器，通过原料预热管6将温 度预热到一定的温度，再进入对流区2内的反应段炉管7的夹套内，通过反应段炉管管道 的换热，将原料再预热到一定温度。预热后的反应前物料再进入辐射区内的辐射段炉管 8进行加热，通过天然气加热到反应需要的温度后进入到反应段炉管，此时物料在引发剂 的作用下开始反应，反应后物料从物料出口 5离开反应器后进入冷却系统。
权利要求
1.一种热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，包括反应器本体，其特征在于反应 器本体内设置有位于反应器本体下部的辐射区和中部的对流区，反应器本体上部还设置 有烟囱；辐射区内设有加热段炉管，对流区内设有反应段炉管，反应段炉管外围设有夹 套；烟囱与对流区交界处还设有用于回收烟气热量的原料预热炉管；原料预热炉管一端 设置有原料进口，原料预热管与夹套相连通，夹套与辐射段炉管相连通，辐射段炉管末 端又与反应段炉管相连通，反应段炉管末端设置有物料出口。
2.根据权利要求1所述苯基氯硅烷的反应器，其特征在于所述辐射区两侧分别设 置有无火焰燃烧器。
3.根据权利要求1所述苯基氯硅烷的反应器，其特征在于辐射区加热段采用清洁 燃料天然气作为燃料。
4.根据权利要求1所述苯基氯硅烷的反应器，其特征在于所述辐射区开设有蒸汽 管接口和氮气管接口，用于发生安全事故时灭火。
5.根据权利要求1所述苯基氯硅烷的反应器，其特征在于所述辐射区大小如下 长6000 9000mm 宽4000 6000mm 高4000 6000mm。
6.根据权利要求1所述苯基氯硅烷的反应器，其特征在于所述对流区大小如下 长6000 9000mm 宽2000 4000mm 高6000 9000mm。
全文摘要
本发明公开了一种热缩合法生产苯基氯硅烷的反应器，包括反应器本体，反应器本体内设置有位于反应器本体下部的辐射区和中部的对流区，反应器本体上部还设置有烟囱；辐射区内设有加热段炉管，对流区内设有反应段炉管，反应段炉管外围设有夹套；烟囱与对流区交界处还设有用于回收烟气热量的原料预热炉管；原料预热炉管一端设置有原料进口，原料预热管与夹套相连通，夹套与辐射段炉管相连通，辐射段炉管末端又与反应段炉管相连通，反应段炉管末端设置有物料出口。本发明具有结构简单，安全节能的效果。
文档编号B01J8/00GK102019155SQ201010501118
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者廖端友, 汪玉林, 郑云峰, 魏涛 申请人:浙江开化合成材料有限公司