[实用新型]换热介质均布的列管式有机硅流化床反应器

说明书

换热介质均布的列管式有机硅流化床反应器，包括带有硅粉进口、粗单体气相出口、氯甲烷气体进口、换热介质进口和换热介质出口的筒体，所述筒体部安装有夹套预分布器，筒体内设置有多套列管式换热组件；每套所述列管式换热组件包括次级分布管、次级汇集管和多组换热管，每组所述换热管进口、出口分别与次级分布管、次级汇集管连通；所述换热介质夹套预分布器包括进口分布段和出口分布段，进口分布段分别与换热介质进口、次级分布管连通，出口分布段分别与换热介质出口、次级汇集管连通。本实用新型能将换热介质均布，保证流化床内温度分布的稳定和均衡；结构合理、工作性能稳定，方便设备、管路布置和检修，操作使用安全。

技术领域

本实用新型属于化学反应设备领域，涉及换热结构的性能改进，具体为一种换热介质均布的列管式有机硅流化床反应器。

背景技术

流化床是依靠气体或液体的流动带动固体颗粒像流体一样运动并同时在粒子与流体之间进行反应的装置，其特点是内部的颗粒处于运动状态且容器内床层又具有明显的界面，具有传热、传质和化学反应速率高、操作弹性大、生产能力大、结构简单、紧凑等一系列优点。特别是由于气泡的搅动和颗粒的快速流动，床层与内浸换热表面间的传热系数高，对强换热反应的热交换极为有利。

有机硅单体合成过程中，氯甲烷气体与硅粉在催化剂作用下发生剧烈反应，并放出大量热量，反应热的及时、均匀取出，以及保持流化床内温度分布的稳定和均衡，对于提高有机硅单体收率、抑制副反应具有重要作用。

目前使用的有机硅流化床反应器换热管束主要为单管式和套管式两种结构。如发明专利201010610050.3公开的“一种有机硅流化床反应器”，换热管束采用指形套管，但其导热油分部装置设置不合理，导致反应器稀相段过高，不利于反应进行；发明专利201310319627.9公开的一种“一种流化床反应器及其在生产有机硅单体中的应用”，其换热管束采也是采用指形套管，该反应器可实现导热油的均匀布置，但其气相出口设置在反应器壳体侧面，导致气体偏流对于散式流态化不利；发明专利200710145747.6公开的“一种均热直回式有机硅流化床反应器”，其换热管束采也是采用指形套管换热，并可实现导热油均布和气体的直流。套管结构利于散式流态化，但由于内外套管结构，换热管外管直径相应增大，导致换热面积小。

单管结构的换热管主要采用U型管，如实用新型专利201420388526.7公开的“一种采用U型管换热的有机硅流化床反应器”，为防止结块，将气体分两层进入反应器，以提高散式流态化效果，但该技术对于导热油分布采用器外分布，大型设备需设置20多个甚至更多的导热油进出口，对于管路布置、操作和设备检修难度大；实用新型专利201821792172.7开发的“一种新型有机硅流化床反应器”，强化了气体分布和导热油的分布，但换热液箱设置在设备顶部，加之有机硅操作为间歇操作，设备间歇操作和检修时换热液排放难度大，一方面增加设备重量，另一方面存在安全隐患。同时U型管流化床反应器在U型弯密集的部位，容易造成固体颗粒的聚集，产生结块，对反应选择性和长周期运行均产生不利影响。

实用新型内容

本实用新型提供了一种换热介质均布的列管式有机硅流化床反应器，用于解决现有技术中存在的指形管换热面积偏小、U型管散式流态化效果差、投资和操作费用高等问题。

为了实现本实用新型的目的，采用以下技术方案：

换热介质均布的列管式有机硅流化床反应器，包括筒体，所述筒体的底部开设有硅粉进口、顶部开设有粗单体气相出口、下部开设有氯甲烷气体进口和换热介质出口、上部开设有换热介质进口，换热介质出口位于氯甲烷气体进口上方，所述筒体上安装有夹套预分布器，筒体内设有多套列管式换热组件；每套所述列管式换热组件包括次级分布管、次级汇集管和多组换热管，每组所述换热管进口、出口分别与次级分布管、次级汇集管连通；所述夹套预分布器包括进口分布段和出口分布段，进口分布段分别与换热介质进口、次级分布管连通，出口分布段分别与换热介质出口、次级汇集管连通。

为了进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案：