一种催化反应器、系统、四氯化硅催化氢化反应的方法_2

文档序号:9343080阅读:来源:国知局
通气孔5,所述催化剂装载通道3与所述气体通道二4之间的片 材13上设置有至少一个第二通气孔6,
[0043] 原料气使用所述气体通道一 2或所述气体通道二4进行所述原料气分布,然后,所 述原料气再以径向的方式通过装载有催化剂11的所述催化剂装载通道3后成为产品气,再 进入另外一个气体通道,排出催化反应器1。
[0044] 当使用本实施例中的催化反应器1进行催化反应时,原料气以沿着催化剂装载通 道3以径向的方式通过催化剂装载通道3,并充分的与催化剂装载通道3内的催化剂11接 触生成产品气。当催化剂装载通道3内的催化剂11用量较大时,其内的催化剂11承受率 均匀、利用率高,且催化剂11不易结焦失活,催化剂11的寿命大大延长。
[0045] 本实施例中的催化反应器1可替代现行的高压原位催化冷氢化反应器,有益效 果:一、通过本催化反应器1的原料气和产品气品质一致;二、由于产生的产品气和原料气 品质一致,从而大大降低四氯化硅催化氢化尾气的后处理投资;三、该催化反应器1采用低 温(低于550°C )低压(低于0. 6MPa)下,四氯化娃和氢气的混合气在催化剂表面发生气固 相催化反应,消除现行高压冷氢化工艺带来的安全隐患;四、市场推广空间巨大。
[0046] 实施例2
[0047] 如图2、3所示,本实施例提供一种催化反应器1,包括原料气入口 8和产品气出口 9,该催化反应器1还包括片材13,这些片材13之间限定出依次相邻的气体通道一 2、催化 剂装载通道3、气体通道二4,所述气体通道一 2与所述催化剂装载通道3之间的片材13上 设置有至少一个第一通气孔5,所述催化剂装载通道3与所述气体通道二4之间的片材13 上设置有至少一个第二通气孔6,
[0048] 所述气体通道一 2、所述催化剂装载通道3、所述气体通道二4在所述催化反应器 1内由外到内依次设置,所述片材13限制出的所述气体通道一的外围7为所述催化反应器 1的外壁。
[0049] 当使用本实施例中的催化反应器1进行催化反应时,原料气以沿着催化剂装载通 道3以径向的方式通过催化剂装载通道3,并充分的与催化剂装载通道3内的催化剂11充 分接触生成产品气。当催化剂装载通道3内的催化剂11用量较大时,其内的催化剂11承 受率均匀、利用率高,且催化剂11不易结焦失活,催化剂11的寿命大大延长。
[0050] 本实施例中的催化剂装载通道3上设置有催化剂装填口 14,并在该催化剂装填口 14上设置有密封盖12。打开密封盖12,当将催化剂11通过催化剂装填口 14装入到催化剂 装载通道3内后,再盖上密封盖12。催化剂装载通道3内侧壁和外侧壁都为片材13,内侧 壁和外侧壁的片材13上分别有第二通气孔6和第一通气孔5。
[0051 ] 优选的是,所述气体通道一 2或气体通道二4内设置有气体分布板22,该气体分布 板22的板壁上分布有通气孔道用于分布所述原料气或产品气均匀通过。
[0052] 本实施例中具体的是气体通道一 2内设置有气体分布板22,该气体分布板22可以 使得原料气在气体通道一 2内均匀分布后再缓慢的通过片材13上的第一通气孔5进入到 催化剂装载通道3内,催化剂装载通道3内侧壁和外侧壁片材13上的第二通气孔6和第一 通气孔5形成产品气和原料气的径向通道,从而使得原料气充分均匀地分布与催化剂装载 通道3内装载的催化剂11充分接触,从而提高催化效率。
[0053] 优选的是,所述原料气入口 8设置在所述气体通道一的外围7上,所述产品气出口 9设置在所述气体通道二4的两端或一端,
[0054] 原料气四氯化硅和氢气由所述原料气入口 8进入所述气体通道一 2,经过所述第 一通气孔5以径向的方式进入装载有催化剂11的所述催化剂装载通道3,经过所述第二通 气孔6进入所述气体通道二4得到产品气三氯氢硅和HCl气体,该产品气由所述产品气出 口 9排出所述催化反应器1。
[0055] 本实施例中具体的的气体通道二4的一端设置有所述产品气出口 9。
[0056] 本实施例中具体地在气体通道一的外围7上设置有三个原料气入口 8,原料气四 氯化硅和氢气通过这三个原料气入口 8进入气体通道一 2,原料气四氯化硅和氢气可以在 气体通道一2内均匀混合。
[0057] 优选的是,所述原料气入口 8设置于所述气体通道一的外围7的高度的中部,所述 第一通气孔5至少两个,所述第一通气孔5沿着所述气体通道一 2与所述催化剂装载通道 3之间的片材13上的高度方向上分布,离所述原料气入口 8由近及远的所述第一通气孔5 的开孔面积由小到大变化。原料气在气体通道一 2内,沿着所述气体通道一 2与所述催化 剂装载通道3之间的片材13上的高度方向上离所述原料气入口 8由近及远的压力为由大 到小的变化,为了让原料气体通过第一通气孔5进入到催化剂装载通道3的不同高度处的 催化剂11的量几乎相同,所以设置了离所述原料气入口 8由近及远的所述第一通气孔5的 开孔面积由小到大变化。
[0058] 当原料气入口 8设置于气体通道一的外围7的高度的中部时,原料气可以在气体 通道一 2内从中间向气体通道一 2的高度方向的上下两端分布,且分布速度快。沿着所述 气体通道一 2与所述催化剂装载通道3之间的片材13上的高度方向,当第一通气孔5离原 料气入口 8越近时,第一通气孔5附近的原料气的压力越大,则第一通气孔5的开孔面积越 小;当第一通气孔5离原料气入口 8越远时,第一通气孔5附近的原料气的压力越小,则第 一通气孔5的开孔面积越大;将第一通气孔5的开孔面积按照上述方法进行则会使得原料 气由气体通道一 2进入到催化剂装载通道3的速度保持一致,从而使得催化剂装载通道3 内的催化剂11的催化效率保持一致。
[0059] 优选的是,所述气体通道二4为圆桶形通道。当气体通道二4为圆桶形通道时,在 气体通道二4的外部依次设置催化剂装载通道3、气体通道一 2,则构成的催化反应器1为 圆柱形,该圆柱形的催化反应器1为规则形状,生产制作方便。
[0060] 优选的是,所述催化剂装载通道3内设置有热电偶10。热电偶10用于监控催化层 中的温度变化,确保控制催化剂层中的温度差小于KTC ;热电偶10不要电源,它仅仅采集 温度信号。
[0061] 优选的是,所述第一通气孔5与所述第二通气孔6在限制所述催化剂装载通道3 的片材13上对称设置。第一通气孔5与第二通气孔6对称设置,有利于原料气径向通过催 化剂装载通道3后生产的产品气径向排出催化剂装载通道3。
[0062] 实施例3
[0063] 如图4所示,本实施例提供一种催化反应器1,包括原料气入口 8和产品气出口 9, 该催化反应器1还包括片材13,这些片材13之间限定出依次相邻的气体通道一 2、催化剂 装载通道3、气体通道二4,所述气体通道一 2与所述催化剂装载通道3之间的片材13上设 置有至少一个第一通气孔5,所述催化剂装载通道3与所述气体通道二4之间的片材13上 设置有至少一个第二通气孔6,
[0064] 所述气体通道一 2、所述催化剂装载通道3、所述气体通道二4在所述催化反应器 1内由外到内依次设置,所述片材13限制出的所述气体通道一的外围7为所述催化反应器 1的外壁。
[0065] 当使用本实施例中的催化反应器1进行催化反应时,原料气以沿着催化剂装载通 道3以径向的方式通过催化剂装载通道3,并充分的与催化剂装载通道3内的催化剂11接 触生成产品气。当催化剂装载通道3内的催化剂11用量较大时,其内的催化剂11承受率 均匀、利用率高,且催化剂11不易结焦失活,催化剂11的寿命大大延长。
[0066] 本实施例中的催化剂装载通道3上设置有催化剂装填口 14,并在该催化剂装填口 14上设置有密封盖12。打开密封盖12,当将催化剂11通过催化剂装填口 14装入到催化剂 装载通道3内后,再盖上密封盖12。
[0067] 本实施例中具体的是气体通道一 2内设置有与实施例2中相同的气体分布板22, 该气体分布板22可以使得产品气在气体通道一 2内均匀分布后再缓慢的通过产品气出口 9排出催化反应器1。
[0068] 优选的是,所述原料气入口 8设置在所述气体通道二4的两端或一端,所述产品气 出口 9设置在所述气体通道一 2的两端或一端或外围上,
[0069] 原料气由所述原料气入口 8进入所述气体通道二4,经过所述第二通气孔6进入装 载有催化剂11的所述催化剂装载通道3,径向流过所述第一通气孔5进入所述气体通道一 2得到产品气,该产品气由所述产品气出口 9排出所述催化反应器1。
[0070] 优选的是,所述第二通气孔6至少两个,所述第二通气孔6沿着所述气体通道二4 与所述催化剂装载通道3之间的片材13上的高度方向上分布,离所述原料气入口 8由近及 远的所述第二通气孔6的开孔面积由小到大变化。
[0071 ] 气体通道二4的两端或一端设置有所述原料气入口 8,沿着所述气体通道二4与所 述催化剂装载通道3之间的片材13上的高度方向,当第二通气孔6离气体通道二4的两端 或一端的原料气入口 8越近时,第二通气孔6附近的原料气的压力越大,这是由于原料气由 气体通道二4的两端或一端进入到气体通道二4流动时,向气体通道二4流入受到的阻力 小,而向第二通气孔6流入的阻力小,则第二通气孔6的开孔面积越小;当第二通气孔6离 原料气入口 8越远时,第二通气孔6附近的原料气的压力越小,则第一通气孔5的开孔面积 越大;将第二通气孔6的开孔面积按照上述方法进行则会使得原料气由气体通道二4进入 到催化剂装载通道3的速度保持一致,从而使得催化剂装载通道3内的的催化剂11的催化 效率保持一致。
[0072] 本实施例中具体采用气体通道二4的一端设置有原
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1