[实用新型]一种U型管式甲基氯硅烷流化床反应器

说明书

本实用新型涉及一种U型管式甲基氯硅烷流化床反应器，包括中间壳体和中间壳体上部的上封头和安装在中间壳体下部的下封头，中间壳体的内部的下部设置气体分布器，上腔体内设置若干换热管，换热管分为内围换热管和外围换热管，外围换热管由三个U型换热管首尾连接组成，内围换热管由两个U型换热管首尾连接组成，若干外围换热管径向排列形成圆环形包围圈，若干内围换热管位于圆环形包围圈的内部，若干内围换热管等间距成矩形阵列排布，内围换热管和外围换热管的U型换热管的直管段相互平行，并平行于中间壳体的轴线，每三组内围换热管或外围换热管顶部的两端并联，并联后的内围换热管和外围换热管的两端分别与热媒进口管、热媒出口管连接，有效地提高了硅粉在反应器内的流化状态。

技术领域

本实用新型属于流化床反应器技术领域，具体涉及一种U型管式甲基氯硅烷流化床反应器。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

甲基氯硅烷是生产107胶、甲基硅油、交联剂、封端剂(六甲基二硅氧烷)等的原料。生产甲基氯硅烷的关键设备是流化床合成反应器。目前有机硅行业主要采用直接法以氯甲烷和硅粉为原料在流化床合成反应器内生产甲基氯硅烷。而流化床合成反应器的换热效果、硅粉的流化态、HCl气体的均匀分布直接影响甲基氯硅烷的产率。

目前有机硅行业主要采用指型管结构流化床合成反应器，即在反应器中布置内外式换热构件。这种结构的流化床合成反应器的不利之处是管外径和管之间的距离比较大，容易使得气体在固相分布时形成短路和沟流，不能形成良好的流化态，其结果是不能均匀反应和散热。并且此种流化床反应器主要利用气体将硅粉处于均匀流化态，而硅粉的高度在5-12米，所有的反应气体必须从反应器的底部通入，这就使得气体在反应器内不能均匀分布，进而使得硅粉不能形成良好的流化态。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种U型管式甲基氯硅烷流化床反应器。该反应器可有效提高气体在床内的均匀性分布，提高硅粉在床内的流化态。

为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种U型管式甲基氯硅烷流化床反应器，包括中间壳体和中间壳体上部的上封头和安装在中间壳体下部的下封头，中间壳体的内部的下部设置气体分布器，气体分布器将中间壳体分为上腔体和下腔体，上腔体内设置若干换热管，换热管分为内围换热管和外围换热管，外围换热管由三个U型换热管首尾连接组成，内围换热管由两个U型换热管首尾连接组成，若干外围换热管径向排列形成圆环形包围圈，若干内围换热管位于圆环形包围圈的内部，若干内围换热管等间距成矩形阵列排布，内围换热管和外围换热管的U型换热管的直管段相互平行，并平行于中间壳体的轴线，中间壳体的外侧设置若干组热媒管，热媒管的一端与中间壳体的侧壁固定连接，每组热媒管包括一个热媒进口管和一个热媒出口管，若干组热媒管在中间壳体的外侧壁周向设置，每三组内围换热管的两端并联，每三组外围换热管顶部的两端并联，并联后的内围换热管或外围换热管的两端分别与热媒进口管、热媒出口管连接。

本实用新型设置外围换热管和内围换热管的U型管数量不同，其原因为通过导热油流速、换热管的阻力及热媒进出口温差计算，可以均衡中间壳体内部和外部的换热温度差，使中心部位与外围部分的换热效果相同。

作为进一步技术方案，内围换热管的数量为384根，外围换热管的数量为126根，热媒管为39-45组。

作为进一步技术方案，U型换热管的外径20～700mm，U型换热管的相邻直管段的外壁之间的距离为100～1500mm。相邻直管段既指同一U型换热管的相邻的直管段，也指不同U型换热管之间的相邻的直管段。

作为进一步技术方案，气体分布器为漏斗状结构的板体，底部和顶部均为开口结构，气体分布器上设置呈辐射状排列的若干通孔。