一种制备六氟化硫气体的新型反应器装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种制备六氟化硫气体的装置，它包括熔硫器和反应器，所述的反应器与熔硫器通过液体硫磺出口管道相通，所述的反应器的上半部为气相反应区，下半部为液相汽化区，本实用新型一个熔硫器可以与至少两个反应器供液态硫磺制备六氟化硫，该装置与老式钟罩式的反应器相比其结构简单，制造成本低，占地面积小，反应接触面积大，氟气转化率大于95%，工艺运行稳定的优点。
【专利说明】一种制备六氟化硫气体的新型反应器装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种氟气与硫磺气液两相同时反应生成六氟化硫的反应装置，具体涉及一种制备六氟化硫气体的装置。
【背景技术】
[0002]六氟化硫广泛用于半导体、高压开关、断路器和电子设备中的绝缘介质以及微电子蚀刻气体。六氟化硫的制备方法有很多种，但是用于工业生产的基本上只有单质氟与单质硫反应的方法。现有技术制备六氟化硫的反应装置也有多种，目前大多数厂家都采用典型的钟罩式的反应装置。
[0003]如图1所示，现有技术制备六氟化硫的反应装置包括熔硫器3，在熔硫器3的内部设置有液体挡板5和气体挡板8，在熔硫器3的一端、液体挡板5的一侧设置有硫磺加入口4，在液体挡板5的另一侧设置有氟气进口 6，在熔硫器3的另一端设置有粗气六氟化硫出口9，在熔硫器的下部设置有电加热装置1，在熔硫器3的底部液相区设置有温度计10，在熔硫器3的上部设置有冷却水夹套7，在熔硫器3的底部与液体挡板5之间有一通道2。
[0004]现有技术制备六氟化硫的反应过程是:固体硫磺(S)通过硫磺进口 4加入加料区A中，融化后的液体硫磺通过通道2进入反应区B，再通过蒸汽继续加热维持硫磺融化汽化，并通过温度计10进行控制，氟气(F2)通过氟气进口 6进入反应区B内与硫磺蒸汽反应，其中反应产生的热量由冷却水夹套7进行冷却，生成的六氟化硫气体从出口 9进入下一道工序。
[0005]上述反应装置，虽然结构简单。操作方便，但反应时压力波动大，液体硫磺容易喷出反应器伤人，反应器氟气容量小，反应效率相对较低，反应不完全，进出口容易堵塞。
【发明内容】
[0006]本实用新型的发明目的是为了克服上述【背景技术】的缺点，提供一种新型六氟化硫
反应装置。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种制备六氟化硫气体的装置，它包括熔硫器和反应器，所述的熔硫器上端设置有硫磺加料口，下端设置有液体硫磺出口管道，左侧中间位置处设有蒸汽进口，左侧下方位置处设有熔硫器温度计，所述的反应器与熔硫器通过液体硫磺出口管道相通，所述的反应器上端左侧位置处设有氟气进口，右侧位置处设有粗气六氟化硫出口，所述的反应器的上半部为气相反应区，下半部为液相汽化区，所述的反应器左侧中间位置处设有冷却水循环管，所述的冷却水循环管的上方设有冷却水进口，所述的反应器左侧下方位置处设有蒸汽加热管，所述的蒸汽加热管的上方设有液相区温度计，所述的反应器右侧上方位置处设有冷却水出口，右侧中间位置处设有捞渣口，所述的捞渣口下方设有蒸汽出口。
[0008]所述的氟气进口深入到反应器距离硫磺液面30毫米处，氟气的出口端设置有喷头。[0009]所述的熔硫器和液体硫磺出口的管道处套有蒸汽夹套。
[0010]所述的反应器上部设置有冷却水夹套，在冷却水夹套上设置有冷却水进口和冷却水出口，冷却水循环管与冷却水夹套相通，在冷却水夹套中间位置处设置有反应区温度计。[0011 ] 所述的熔硫器和反应器都采用普通碳钢。
[0012]所述的熔硫器可以同时对至少两个以上的反应器进行加料。
[0013]本实用新型的有益效果是:利用本实用新型制备六氟化硫反应器，加料更方便，可以利用一个熔硫器对多个反应器加料、反应压力平稳、反应器氟气容量大、反应效率高达95%，利用蒸汽加热节约能耗，管道不易堵塞等。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为现有技术的制备六氟化硫的装置示意图；
[0015]图2为本实用新型制备六氟化硫的装置示意图；
[0016]其中:1、电加热装置，2、通道，3、熔硫器，4、硫磺加入口，5、液体挡板，6、氟气进口，
7、冷却水夹套，8、气体挡板，9、粗气六氟化硫出口，10、液相温度计，11、熔硫器温度计，12、蒸汽进口，13、蒸汽夹套，14、硫磺加料口，15、熔硫器，16、硫磺液面，17、液体硫磺出口管道，18、蒸汽加热管，19、冷却水循环管，20、冷却水进口，21、氟气进口，22、反应器，23、反应区冷却水夹套，24、反应区温度计，25、粗气六氟化硫出口，26、冷却水出口，27、捞渣口，28、液相区温度计，29、蒸汽出口，S、固态硫磺，C、熔硫区，D、反应区，SF6、六氟化硫，F2、氟。
【具体实施方式】
[0017]本实施例为一种制备六氟化硫气体的装置，它包括熔硫器15和反应器22。
[0018]如图2所示，所述的熔硫器15上端设置有硫磺加料口 14，下端设置有液体硫磺出口管道17，左侧中间位置处设有蒸汽进口 12，左侧下方位置处设有熔硫器温度计11，所述的熔硫器15和液体硫磺出口管道17四周设置蒸汽夹套13 ;所述的反应器22与熔硫器15通过液体硫磺出口管道17相通，所述的反应器22上端左侧位置处设有氟气进口 21，右侧位置处设有粗气六氟化硫出口 25，所述的氟气进口 21深入到硫磺液面30毫米处氟气的出口端设置喷头，六氟化硫出口 25同样深入到硫磺液面30毫米处，所述的反应器22的上半部为反应区，下半部为液相区，所述的反应器22左侧中间位置处设有冷却水循环管19，所述的冷却水循环管19的上方设有冷却水进口 20，所述的反应器22左侧下方位置处设有蒸汽加热管18，所述的蒸汽加热管18的上方设有液相区温度计28，所述的反应器22右侧上方位置处设有冷却水出口 26，右侧中间位置处设有捞渣口 27，所述的捞渣口 27下方设有蒸汽出口 29。
[0019]所述的反应器22上部设置有冷却水夹套23，在冷却水夹套23上设置有冷却水进口 20和冷却水出口 26，冷却水循环管19与冷却水夹套23相通，在冷却水夹套23中间位置处设置有反应区温度计24。
[0020]本反应器22和熔硫器15采用普通碳钢。
[0021]本实用新型制备六氟化硫的反应过程是:固态硫磺(S)通过硫磺加料口 14进入熔硫区C区，熔融的硫磺通过通道17进入反应区D区。在熔硫区C，蒸汽通过蒸汽进口 12对固态硫磺加温，温度控制在100°C — 160°C ;在反应区D，蒸汽通过蒸汽加热管18对液态硫磺加温(加温到100°C — 250°C)使硫磺液体变为硫磺蒸汽，上升的硫磺蒸汽与氟气进口 21的氟气反应，生成的六氟化硫SF6从粗气六氟化硫出口 25进入下一段工序，反应方程式:S+3F2=SF6同时产生很多副产物杂质S2F2/S2F1(i/S02F2/SOF2/SF4/C3F8等。此反应剧烈，同时产生很多热量，通过反应区冷却水夹套23和冷却水循环管19中的冷却水对反应器降温，水温控制在60°C — 100°C，压力控制在± 0.1Mpa0反应效率在95%以上。在反应生产进行中，反应区D的液面高低根据熔硫器15里的硫磺液面16高低和反应器22入口或者出口压力需要添加硫磺。
[0022]利用本实用新型制备的六氟化硫(SF6),其中各组分含量见表1
[0023]表1反应器出口六氟化硫及其它组分含量
[0024]
【权利要求】
1.一种制备六氟化硫气体的装置，它包括熔硫器和反应器，其特征在于:所述的熔硫器上端设置有硫磺加料口，下端设置有液体硫磺出口管道，左侧中间位置处设有蒸汽进口，左侧下方位置处设有熔硫器温度计，所述的反应器与熔硫器通过液体硫磺出口管道相通，所述的反应器上端左侧位置处设有氟气进口，右侧位置处设有粗气六氟化硫出口，所述的反应器的上半部为气相反应区，下半部为液相汽化区，所述的反应器左侧中间位置处设有冷却水循环管，所述的冷却水循环管的上方设有冷却水进口，所述的反应器左侧下方位置处设有蒸汽加热管，所述的蒸汽加热管的上方设有液相区温度计，所述的反应器右侧上方位置处设有冷却水出口，右侧中间位置处设有捞渣口，所述的捞渣口下方设有蒸汽出口。
2.根据权利要求1所述的一种制备六氟化硫气体的装置，其特征在于:所述的氟气进口深入到反应器距离硫磺液面30毫米处，氟气的出口端设置有喷头。
3.根据权利要求1所述的一种制备六氟化硫气体的装置，其特征在于:所述的熔硫器和液体硫磺出口的管道处套有蒸汽夹套。
4.根据权利要求1所述的一种制备六氟化硫气体的装置，其特征在于:所述的反应器上部设置有冷却水夹套，在冷却水夹套上设置有冷却水进口和冷却水出口，冷却水循环管与冷却水夹套相通，在冷却水夹套中间位置处设置有反应区温度计。
【文档编号】C01B17/45GK203440075SQ201320427170
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】金向华, 冉康德, 陈琦峰, 孙猛, 王海, 黄军聘, 周挺 申请人:苏州金宏气体股份有限公司