[发明专利]具有波管反应器的四氯化锡生产装置

说明书

技术领域

本发明属于化工生产设备领域，具体涉及一种具有波管反应器的四氯化锡生产装置。

背景技术

当前的化学反应设备大体可以分为三类：①反应釜（罐、槽）；②反应（吸收）塔；③反应管。①、②不但造价高，而且还存在加热不均匀或放热不易排出的问题，这也是化工生产常常存在放大效应的主要根源之一；此外,化学反应往往需要搅拌，这就面临轴密封问题，特别是对于高压、高温反应及需要高速搅拌的反应，要解决轴密封问题就更为困难，甚至不能解决。③虽然可以克服①、②的上述缺点，但其自身没有很好的混合反应物的能力，因而需要另配反应物搅拌混合装置。当然，也有在反应管内设置不同分布方向的固定叶片实现反应物既混合又反应的管式反应装置，但这样的装置又因为阻力较大、常常堵塞，因而应用范围受限。事实上，从仿生学的角度看，什么反应釜、反应塔以及带有阻挡叶片的管式反应器，在生物体内简直都是不存在的。动物的“胃”尽管类似反应釜，但其除了具有初步的消化功能外，更主要的是储存功能，而具有波浪型结构的“器官”，如“肠”、“血管”、“淋巴组织”等，则都具有“化学反应器”的功能。植物也有类似器官，这理应给人们以启示。

四氯化锡是有机锡化合物的基础性原料。其合成有低温（﹤150℃）条件下的“锡丝-氯气”和高温（250～300℃）条件下的“锡液-氯气”两种反应工艺。

锡与氯气的反应过程为

第一步Sn+Cl₂→SnCl₂（熔点246℃，沸点652℃）

第二步SnCl₂+Cl₂→SnCl₄（熔点-33℃，沸点114.1℃）

已知金属锡的熔点为熔点231.88℃，沸点2270℃，因此低温反应时，尽管锡丝表面的温度可能超过金属锡的熔点，但锡丝最外层必然披复一层氯化亚锡固体或液体，因此第二步反应的必定是决定总反应速度的最慢步骤。因此，低温反应存在问题是反应速度慢，且只能间歇式生产，其优点是粗产品的杂质含量低，但要达到国标622-89的要求仍避免不了重蒸馏；高温反应虽然可以连续生产，但由于锡液与氯气的密度差较大，氯气泡逸出锡液的速度快，这必然影响反应速度。再者，补充锡块又易引起氯气和四氯化锡对环境的污染。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有波管反应器的四氯化锡生产装置，该装置不仅可以实现连续生产，而且反应速度快，产率高，对环境几乎没有污染。

本发明所采用的技术方案是：具有波管反应器的四氯化锡生产装置，包括熔锡炉、加压罐、冷凝管、氯气储罐、旋风分离罐和产品储罐，所述熔锡炉的顶部开设有加料口，熔锡炉的底部通过锡液加料机与加压罐连接，熔锡炉的内部设有波管反应器，波管反应器包括管体为波浪形管体的反应管道、设置在反应管道一端的两个进口管、设置在反应管道另一端的产物出口管；所述加压罐的底部连接有锡液进料管，锡液进料管的末端连接至波管反应器的其中一个进口管；所述氯气储罐的出口连接有三通，三通的其中一个出口通过氯气进气管连接至波管反应器的另外一个进口管，三通的另一个出口连接至旋风分离罐顶部；所述的波管反应器的产物出口管通过冷凝管连接至旋风分离罐，旋风分离罐的底部连接至产品储罐。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述波管反应器的反应管道的内径沿物料输送方向逐渐变小。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述波管反应器的反应管道为多个弧形管依次连接构成的波浪形管道，且波浪形管道的波幅和/或波长沿物料输送方向逐渐减小。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述熔锡炉内还设有U型结构的冷却管，冷却管的进口端伸出熔锡炉并通过三通分别与风机和冷却水储罐，冷却管的出口端伸出熔锡炉与大气连通。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述加压罐的顶部连接有氮气储罐，加压罐与氮气储罐之间设有泄压阀。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述熔锡炉、加压罐和旋风分离罐内均设有温控探头。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述熔锡炉和加压罐的侧壁上均设有视窗。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述熔锡炉的底部设有放空阀Ⅰ，熔锡炉的侧面设有锡渣出料管。

作为本发明具有波管反应器的四氯化锡生产装置的进一步优化，所述锡液进料管上设有延时控制装置。