一种光氯化反应装置的制作方法

本发明涉及化工设备，特别涉及一种光氯化反应装置。

背景技术：

1、目前有机硅烷偶联剂普遍是由甲基三氯硅烷和氯气进光氯化反应合成的。传统的光氯化反应法普遍是通过玻璃材质的反应器和外置光源来合成所需产物，但外置光源由于辐射面积的原因，光源利用率低，且会对设备外的操作人员进行辐照，无法使用能量较高的优质光源，因此针对上述问题，公开号为cn114534664a的发明专利公开一种用于有机硅光氯化反应的光反应，包括釜体，釜体底部设置有气液进料管，氯气和甲基三氯硅烷液体的混合物从气液进料管进入釜体，所述釜体的顶部侧向开设有产物出料管，所述釜体的顶部竖向开设有尾气出料管，还包括光源管，所述光源管由釜体的顶部伸入釜体内的下部，所述釜体外部设置有加热夹套，所述加热夹套上设置有进水口和出水口。

2、上述发明专利中的釜体虽通过内置光源，克服外置光源各种缺陷，但光源在釜体内发光的同时，其周围发出一定热量，并聚集于釜体的内部，而釜体内部甲基三氯硅烷和氯气在氯化反应过程中，其本身会放出大量热量，从而导致光源附近氯化反应物温度过高，生成了较多氯化副产物。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种光氯化反应装置，具有使氯化反应物间歇性的远离光源，以减少光源热量聚集的效果。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种光氯化反应装置，包括机架、固定于机架上的工作台、竖直转动于工作台上的转动筒、固定连接所述转动筒侧壁且与之平行的反应罐、竖直固定于工作台且位于转动筒内的光源管、驱动所述转动筒在工作台转动驱动组件，所述转动筒的直径小于反应罐的直径，且反应罐的两端不超出转动筒的两端，所述转动筒的轴心位于反应罐轮廓线上，且转动筒部分侧壁固定位于反应罐内、另一部分则固定位于反应罐外，所述转动筒位于反应罐内的部分侧壁为透明材质、另一部侧壁为反光材质，所述光源管和转动筒相互平行，且光源管位于转动筒轴心和其侧壁之间，所述反应罐侧壁固定设置有连通内部的进气管、进液管和出料管，且进气管和进液管低于所述出料管，所述反应罐顶部竖直设置有连通其内部的排气管。

3、通过采用上述技术方案，当驱动组件驱动转动筒开始转动时，反应罐也会跟随转动筒一同转动，由于转动筒的轴心位于反应罐轮廓线上，且光源管位于转动筒轴心和其侧壁，因此反应罐内部的氯化反应物不仅会在旋转过程中，自动聚集到反应罐远离光源管的位置，而且在旋转几周后，还能间歇性相对的远离和靠近光源管，以此减小光源管热量在氯化反应物中的聚集，同时又因为转动筒位于反应罐内的部分侧壁为透明材质、另一部侧壁为反光材质，所以在转动筒和反应罐旋转过程中，光源管的光线都会从转动筒内全部射入到反应罐内，进而保障反应罐内氯化反应物接收到足够光照合成有机硅烷偶联剂。

4、本发明的进一步设置为：所述机架位于反应罐的顶部和底部分别固定设置有连接进气管、进液管、出料管和排气管的输送管，且各个输送管分别与进气管、进液管、出料管和排气管之间通过旋转接头一连接，所述旋转接头一和转动筒的轴心线上，且依次的分布于转动筒的顶部上方，所述进气管、进液管、出料管和排气管位于反应罐的同一侧，且依次上下平行排布，所述输送管位于工作台的同一侧，且依次随各自连接的旋转接头一上下平行排布。

5、通过采用上述技术方案，能够在反应罐旋转时，持续为反应罐内部输送原料、排出内部多余氯气，以及收集反应罐内已经合成好的物料等。其中，由于输送管位置会影响干涉各个进气管、进液管、出料管和排气管的旋转，因此为了同样达成氯化反应物间歇性的远离光源的效果，可通过将反应罐普通的顺时针或逆时针旋转，替换成往复式顺时针和逆时针的交替旋转，以此避免两者运动产生干涉，同时进气管、进液管、出料管和排气管位于反应罐的同一侧，且输气管所位于工作台的同一侧，从而进一步保障反应罐在顺时针和逆时针交替旋转中，能够分别有接近一周的旋转幅度。

6、本发明的进一步设置为：所述工作台位于转动筒底部固定设置有光源管用的电源插座，所述电源插座呈柱状且伸入所述转动筒中，所述插座和转动筒同轴心，且两者的间隙处安装有供转动筒转动的轴承一。

7、通过采用上述技术方案，不仅能够方便更换转动筒内部的光源管，而且还能支撑转动筒转动，以保障转动筒的转动稳定。

8、本发明的进一步设置为：所述驱动组件包括固定安装于机架上且位于转动筒顶部的蜗轮蜗杆减速电机、一端固定连接蜗轮蜗杆减速电机输出端的z型传动杆，所述蜗轮蜗杆减速电机输出端和所述转动筒同轴心，所述z型传动杆的另一端固定连接所述反应罐的顶部，所述进气管、进液管、出料管分别垂直穿过z型传动杆连接反应罐顶部的下段部分。

9、通过采用上述技术方案，当需要转动筒和反应罐旋转时，蜗轮蜗杆减速电机就会驱动z型传动杆一端，而z型传动杆的另一端，就会以转动筒为轴心旋转，并同时带动反应罐和转动筒随之旋转。其中，进气管、进液管、出料管分别垂直穿过z型传动杆连接反应罐顶部的下段部分，能够一定支撑各个管较长部分，以保证反应罐和各管旋转的稳定安全。

10、本发明的进一步设置为：所述反应罐中部竖直转动安装有贯穿其顶部和底部的转动杆，所述工作台位于转动筒的外圈固定安装有主动齿轮、所述转动杆伸出反应罐底部的一端固定安装有啮合主动齿轮的从动齿轮，所述转动杆位于反应罐内部侧壁上固定设置有多个u型搅拌杆，所述u型搅拌杆均匀分布于转动杆外轮廓面上，所述主动齿轮和转动筒外圈间隙安装有轴承二。

11、通过采用上述技术方案，当转动筒和反应罐旋转时，反应罐底部的从动齿轮就会围绕主动齿轮旋转，并同时相对反应罐的底部自转，而转动杆则会从动齿轮的带动下，带动其在内部连接的u型搅拌杆旋转搅动反应罐内的氯化反应物，使其相对反应罐的罐壁旋转，不仅能够一定的提高了氯化反应物的氯化反应速率，而且还能帮助氯化反应物加快散热，以减小其氯化副产物的含量，同时氯化反应物在相对反应罐旋转过程中，还能将光源管周围所聚集的少量热量，均匀吸收分配到各个部分氯化反应物当中，从而进一步的减小光源管旁的热量聚集。

12、本发明的进一步设置为：所所述u型搅拌杆中部为空心，所述转动杆上下两端分别开设有连通u型搅拌杆内部的通道，所述转动杆上端连接有z型弯管，且z型弯管和所述排气管等位于反应罐的同一侧上下排列，所述z型弯管连接有输水管，且输水管和所述输送管位于工作台的同一侧上下排列，所述转动杆上端和z型弯管一端之间通过旋转接头二连接，所述输水管和z型弯管另一端之间通过旋转接头三连接，所述旋转接头二和所述转动杆同轴心，所述旋转接头三和所述转动筒同轴心，所述工作台围绕转动筒一周开设有环形排水槽，所述转动杆的下端伸入环形排水槽中，且能沿环形排水槽移动，所述工作台底部固定设置有连通环形排水槽底部排水管。

13、通过采用上述技术方案，在氯化反应的反应初期，能够往u型搅拌杆和转动杆的通道输入热水，以旋转的方式将热量均匀的扩散到氯化反应物当中，进而帮助氯化反应物快速的升温，以提高氯化反应的速率；在氯化反应的中后期，氯化反应物快速大量放热，此时能够往u型搅拌杆和转动杆的通道输入冷水，并同时以旋转的方式，均匀将氯化反应物中的热量吸收，从而帮助氯化反应物快速的降温，以降低氯化副产物的含量。其中，工作台上环形排水槽能够持续接收转动杆下方排出的废水，并通过排水管重新回收。

14、本发明的进一步设置为：所述反应罐底部均匀安装有多个万向轮，所述万向轮的轮毂滚动于所述工作台表面。

15、通过采用上述技术方案，能够支撑反应罐在工作台上旋转，以减轻反应罐旋转时给予转动筒的压力。

16、本发明的进一步设置为：所述进气管和进液管上分别安装有单向阀。

17、通过采用上述技术方案，能够防止氯化反应的原料倒流。

18、本发明的进一步设置为：所述转动筒顶部螺纹连接有不透光的端盖。

19、通过采用上述技术方案，能够防止光源管的辐射从转动筒顶部辐射出，以保障工作人员安全。

20、本发明的进一步设置为：所述反应罐顶部固定设置有测温棒，所述测温棒由反应罐的顶部伸入其内。

21、通过采用上述技术方案，测温棒能时刻显示氯化反应物的温度，以及时反馈工作人员快速对反应罐内控温。

22、本发明的有益效果是：

23、1.通过反应罐和转动筒旋转结构，不仅能够使得氯化反应物间歇性的相对远离和靠近光源管，以此减小光源管热量在氯化反应物中的聚集，而且配合转动筒侧壁透明部分和反光部分，还能保障氯化反应物接收到足够光照，以保障有机硅烷偶联剂的合成质量。

24、2.通过反应罐内转动杆和u型搅拌杆等结构搅拌氯化反应物旋转，不仅能够提高了氯化反应物的氯化反应速率和进一步减小光源管的热量聚集，而且配合z型弯管和输水管，以及环形排水槽等结构，还能根据氯化反应所需温度需求，对反应罐内氯化反应物进行快速且均匀地升温和降温，以保持罐内温度稳定，从而减少氯化副产物的合成，以此降低有机硅烷偶联剂中氯化副产物的含量。