[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2200057C1 - Reactor for direct synthesis of organochlorosilanes in fluidized bed - Google Patents

Reactor for direct synthesis of organochlorosilanes in fluidized bed Download PDF

Info

Publication number
RU2200057C1
RU2200057C1 RU2002116758A RU2002116758A RU2200057C1 RU 2200057 C1 RU2200057 C1 RU 2200057C1 RU 2002116758 A RU2002116758 A RU 2002116758A RU 2002116758 A RU2002116758 A RU 2002116758A RU 2200057 C1 RU2200057 C1 RU 2200057C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
fluidized bed
contact mass
organochlorosilanes
gaseous component
Prior art date
Application number
RU2002116758A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.С. Горшков
А.Н. Поливанов
П.А. Стороженко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений"
Priority to RU2002116758A priority Critical patent/RU2200057C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2200057C1 publication Critical patent/RU2200057C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

FIELD: heat- and mass-exchange reactors for conducting processes in fluidized bed; silicoorganic industry for production of organochlorosilanes by direct synthesis from silicon-containing contact mass under action of alkyl chloride in fluidized bed. SUBSTANCE: proposed reactor includes housing, heat exchanger, contact mass loading and unloading units, gaseous component supply unit and finished product discharge unit, as well as gas distributors which are mounted coaxially inside housing. Each distributor is made in form of unit from vertical blades interconnected by means of inner fins dividing the reactor cavity into isolated sectors; units are turned relative to each other by half angle formed by adjacent blades. Distance between units shall not exceed height required for forming gas bubbles exceeding average width of reactor segments. EFFECT: enhanced conversion of gaseous component of reaction; reduction of entrapping of contact mass; reduced dynamic loads. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к тепломассобменным реакторам для проведения процессов в кипящем слое и может быть использовано в кремнийорганической промышленности для получения органохлорсиланов прямым синтезом из кремнийсодержащей контактной массы под воздействием хлористого алкила в кипящем слое, а также в других отраслях промышленности для проведения процессов с использованием кипящего слоя. The present invention relates to heat transfer reactors for carrying out processes in a fluidized bed and can be used in the organosilicon industry for the production of organochlorosilanes by direct synthesis from a silicon-containing contact mass under the influence of alkyl chloride in a fluidized bed, as well as in other industries for carrying out processes using a fluidized bed.

Алкилхлорсиланы получают взаимодействием мелкодисперсной контакной массы, состоящей из кремния и катализаторов на основе меди с газообразным компонентом - хлоралкилом в кипящем слое. Alkylchlorosilanes are prepared by reacting a finely divided contact mass consisting of silicon and copper-based catalysts with a gaseous component - chloralkyl in a fluidized bed.

Разработки аппаратурного оформления этого процесса, как правило, были направлены на выравнивание газодинамических и тепловых режимов по всему объему реактора для оптимизации его использования. Developments in the hardware design of this process, as a rule, were aimed at equalizing the gas-dynamic and thermal conditions throughout the reactor volume to optimize its use.

Известен реактор для прямого синтеза органохлорсиланов в кипящем слое, включающий корпус, трубчатый теплообменник, средства загрузки и выгрузки контактной массы, подвода газообразного компонента и отвода готового продукта, а также газораспределитель, выполненный в виде пакета установленных по оси аппарата распределительных элементов, каждый из которых представляет собой два цилиндра большего и меньшего диаметров, соединенных между собой кольцом, при этом на свободных концах цилиндров большего и меньшего диаметров с торцов выполнены прорези (пат. РФ 2162735, В 01 J 8/18, С 01 В 33/02, 2001 г). A known reactor for the direct synthesis of organochlorosilanes in a fluidized bed, including a housing, a tubular heat exchanger, means for loading and unloading the contact mass, supplying a gaseous component and removing the finished product, as well as a gas distributor made in the form of a package of distribution elements installed along the apparatus axis, each of which represents two cylinders of larger and smaller diameters, interconnected by a ring, while at the free ends of the cylinders of larger and smaller diameters from the ends are made slots (US Pat. RF 2162735, 01 J 8/18, C 01 B 33/02, 2001).

Недостатком реактора является то, что при проведении процессов в псевдоожиженом слое не удается обеспечить равномерное псевдоожижение по всей высоте дисперсного слоя. Даже при идеальном газораспределении газовая фаза стремится к оси аппарата, образуя крупные пузыри, диаметр которых может достигать 0,6-0,8 м ("Расчеты аппаратов кипящего слоя". Ред. И.П. Мухленова, Б.С. Сажина, В. Ф. Фролова. Л. "Химия", 1986, с.64). Это снижает конверсию газового реагента в реакторах, увеличивает унос дисперсного материала, а также создает знакопеременную динамическую нагрузку на конструктивные элементы, установленные внутри реактора, которая приводит к выводу их из строя. The disadvantage of the reactor is that when carrying out processes in the fluidized bed it is not possible to ensure uniform fluidization over the entire height of the dispersed layer. Even with perfect gas distribution, the gas phase tends to the axis of the apparatus, forming large bubbles, the diameter of which can reach 0.6-0.8 m ("Calculations of fluidized bed apparatus." Ed. IP Mukhlenova, BS Sazhin, V F. Frolova. L. "Chemistry", 1986, p.64). This reduces the conversion of the gas reagent in the reactors, increases the entrainment of the dispersed material, and also creates an alternating dynamic load on the structural elements installed inside the reactor, which leads to their failure.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности, достигаемому результату и принятым нами в качестве прототипа является реактор для прямого синтеза органохлорсиланов в кипящем слое (пат. РФ 1774550, В 01 J 8/18, 1997 г.). Известный реактор содержит снабженный внешним теплообменным устройством цилиндрический корпус, средства загрузки и выгрузки контактной массы, подвода газообразного компонента и отвода готового продукта, газораспределительную решетку и вспомогательный газораспределитель, установленный в горловине теплообменника в средней части реактора. Вспомогательный газораспределитель выполнен в виде полусферического стакана. Closest to the proposed invention in technical essence, the achieved result and adopted by us as a prototype is a reactor for the direct synthesis of organochlorosilanes in a fluidized bed (US Pat. RF 1774550, 01 J 8/18, 1997). The known reactor contains a cylindrical body equipped with an external heat exchanger, means for loading and unloading the contact mass, supplying a gaseous component and removing the finished product, a gas distribution grid and an auxiliary gas distribution unit installed in the neck of the heat exchanger in the middle part of the reactor. The auxiliary gas distributor is made in the form of a hemispherical glass.

Недостатком реактора по прототипу является то, что вспомогательный газораспределитель расположен в нем в средней части по высоте в поперечном направлении по отношению к газовому потоку. The disadvantage of the prototype reactor is that the auxiliary gas distributor is located in it in the middle part in height in the transverse direction with respect to the gas stream.

При достаточной высоте реактора в нижней его части образуются крупные пузыри газообразного компонента, и назначение вспомогательного газораспределителя в том, чтобы разрушить эти пузыри, при этом газораспределитель испытывает высокие знакопеременные динамические нагрузки, что снижает долговечность его работы, а также долговечность работы внутренних деталей реактора. Кроме того, в верхней части реактора также возможно образование крупных пузырей газообразного компонента. With a sufficient height of the reactor, large bubbles of the gaseous component are formed in its lower part, and the purpose of the auxiliary gas distributor is to destroy these bubbles, while the gas distributor experiences high alternating dynamic loads, which reduces the durability of its operation, as well as the durability of the internal parts of the reactor. In addition, the formation of large bubbles of a gaseous component is also possible in the upper part of the reactor.

Указанные недостатки приводят к снижению конверсии газообразного компонента реакции, повышению уноса мелкодисперсных частиц контактной массы. These disadvantages lead to a decrease in the conversion of the gaseous component of the reaction, an increase in the entrainment of fine particles of the contact mass.

Задачей данного изобретения является повышение конверсии газообразного компонента реакции, снижение уноса контактной массы, уменьшение динамических нагрузок в реакторе. The objective of the invention is to increase the conversion of the gaseous component of the reaction, reduce the entrainment of the contact mass, reduce dynamic loads in the reactor.

Указанная задача решена предложенным реактором для прямого синтеза органохлорсиланов в кипящем слое, включающим корпус, теплообменник, средства для загрузки и выгрузки контактной массы, подвода газообразного компонента и отвода готового продукта, а также газораспределители, в котором, согласно изобретению, внутри корпуса по высоте соосно ему установлены газораспределители, каждый из которых выполнен в виде блока из вертикальных лопастей, соединенных между собой внутренними ребрами и разделяющими полость реактора на изолированные друг от друга сектора, причем последовательно установленные блоки повернуты друг относительно друга на половину величины угла, образованного смежными лопастями. При этом расстояние между блоками должно быть не более высоты, необходимой для образования газовых пузырей, превышающих среднюю ширину сегментов реактора. This problem is solved by the proposed reactor for the direct synthesis of organochlorosilanes in a fluidized bed, comprising a housing, a heat exchanger, means for loading and unloading the contact mass, supplying a gaseous component and exhausting the finished product, as well as gas distributors, in which, according to the invention, it is aligned with the height of the inside of the housing gas distributors are installed, each of which is made in the form of a block of vertical blades interconnected by internal ribs and dividing the reactor cavity into insulated dr g from another sector successively installed units are rotated relative to one another by half the angle formed by the adjacent blades. In this case, the distance between the blocks should be no more than the height necessary for the formation of gas bubbles that exceed the average width of the reactor segments.

На фиг.1 представлен общий вид реактора. Figure 1 presents a General view of the reactor.

На фиг.2 представлен общий вид вспомогательных газораспределителей. Figure 2 presents a General view of the auxiliary gas distributors.

Реактор включает корпус 1, внутри которого помещен теплообменник 2. Реактор снабжен средствами (штуцерами) 3, 4 для загрузки реакционной массы и выгрузки отработанной контактной массы. В нижней части реактора расположены газовая камера и газораспределительная решетка 5. Реактор имеет средства (штуцеры) 6, 7 для ввода газообразного компонента и вывода продуктов реакции. The reactor includes a housing 1, inside of which a heat exchanger 2 is placed. The reactor is equipped with means (fittings) 3, 4 for loading the reaction mass and unloading the spent contact mass. At the bottom of the reactor there is a gas chamber and a gas distribution grid 5. The reactor has means (fittings) 6, 7 for introducing a gaseous component and outputting reaction products.

Внутри реактора установлены вспомогательные газораспределители 8 в виде блоков из вертикальных лопастей 9, соединенных между собой внутренними ребрами. Auxiliary gas distributors 8 are installed inside the reactor in the form of blocks of vertical blades 9, interconnected by internal ribs.

Реактор работает следующим образом. В предварительно загруженный контактной массой и разогретый реактор для прямого синтеза органохлорсиланов через газораспределитель 6 подают пары хлоралкила, который, проходя через отверстия газораспределителя, внедряется в слой контактной массы, создавая кипящий слой. Образующиеся затем по высоте реактора пузыри газообразного компонента встречают на своем пути установленные в реакторе вспомогательные газораспределители 8, при этом происходит дробление пузырей, выравнивание газового потока. Образующиеся пары органохлорсиланов через штуцер 7 выводят из реактора. The reactor operates as follows. Chloralkyl vapor, which, passing through the holes of the gas distributor, is introduced into the contact mass layer, creating a fluidized bed, is fed into the pre-loaded contact mass and heated reactor for the direct synthesis of organochlorosilanes through a gas distributor 6. Then the gaseous component bubbles formed along the height of the reactor meet on their way auxiliary gas distributors 8 installed in the reactor, and the bubbles are crushed and the gas flow is equalized. The resulting pairs of organochlorosilanes through the nozzle 7 are removed from the reactor.

По сравнению с прототипом предложенный реактор имеет следующие преимущества. Наличие в реакторе вспомогательных газораспределителей обеспечивает равномерное распределение газообразного компонента реакции по всему его объему, что приводит к повышению конверсии хлоралкила, снижению уноса контактной массы, уменьшению динамических нагрузок в реакторе. Compared with the prototype of the proposed reactor has the following advantages. The presence of auxiliary gas distributors in the reactor ensures a uniform distribution of the gaseous component of the reaction over its entire volume, which leads to an increase in the conversion of chloralkyl, a decrease in the entrainment of the contact mass, and a decrease in dynamic loads in the reactor.

Claims (1)

Реактор для прямого синтеза органохлорсиланов в кипящем слое, включающий корпус, теплообменник, средства для загрузки и выгрузки контактной массы, подвода газообразного компонента и отвода готового продукта, а также газораспределители, отличающийся тем, что внутри корпуса по высоте соосно ему установлены вспомогательные газораспределители, каждый из которых выполнен в виде блока из вертикальных лопастей, соединенных между собой внутренними ребрами и разделяющими полость реактора на изолированные друг от друга сектора, причем последовательно установленные блоки повернуты друг относительно друга на половину величины угла, образованного смежными лопастями. A reactor for the direct synthesis of organochlorosilanes in a fluidized bed, including a housing, a heat exchanger, means for loading and unloading the contact mass, supplying a gaseous component and removing the finished product, as well as gas distributors, characterized in that auxiliary gas distributors are installed coaxially to the height of each other, each of which which is made in the form of a block of vertical blades interconnected by internal ribs and dividing the reactor cavity into sectors isolated from each other, and the last carefully installed blocks are rotated relative to each other by half the value of the angle formed by adjacent blades.
RU2002116758A 2002-06-25 2002-06-25 Reactor for direct synthesis of organochlorosilanes in fluidized bed RU2200057C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002116758A RU2200057C1 (en) 2002-06-25 2002-06-25 Reactor for direct synthesis of organochlorosilanes in fluidized bed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002116758A RU2200057C1 (en) 2002-06-25 2002-06-25 Reactor for direct synthesis of organochlorosilanes in fluidized bed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2200057C1 true RU2200057C1 (en) 2003-03-10

Family

ID=20255811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002116758A RU2200057C1 (en) 2002-06-25 2002-06-25 Reactor for direct synthesis of organochlorosilanes in fluidized bed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2200057C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101639430B1 (en) Silicon production with a fluidized bed reactor utilizing tetrachlorosilane to reduce wall deposition
JP4847958B2 (en) Apparatus and method for producing silane
US6061384A (en) Process and apparatus for the production of activated carbon
CN101798086B (en) Apparatus and method for producing trichlorosilane
RU2013153338A (en) DEVICE AND SYSTEM FOR MANUFACTURE OF HIGH-QUALITY COAL PRODUCTS
US20040098877A1 (en) Heating and drying apparatus for particulate material
US3735498A (en) Method of and apparatus for fluidizing solid particles
US2777760A (en) Vinyl acetate reactor
JP2007506065A (en) Method and apparatus for heat treatment of particles in an electrothermal fluidized bed furnace and the resulting product
RU2200057C1 (en) Reactor for direct synthesis of organochlorosilanes in fluidized bed
US3932139A (en) Reactor for the catalytic ammonia synthesis at high temperatures and pressures
US2554435A (en) Apparatus for effecting contact between a gas and a downwardly flowing contiguous mass of pebbles
CN1680013A (en) Reactor of organic silicon fluidized bed with cyclone separator
US10525430B2 (en) Draft tube fluidized bed reactor for deposition of granular silicon
JP2008537507A (en) Production of liquid products and optionally gaseous products from gaseous reactants
CN107213856A (en) A kind of restraint-type fluidized-bed reactor
JPS58174234A (en) Vertical vortex cell tower
CN107796177A (en) A kind of microwave heating equipment
WO2011009390A1 (en) Reactor and method for converting silicon gas
RU2253509C1 (en) Reactor for direct synthesis of organic chlorosilanes in fluidized bed
RU2126713C1 (en) Apparatus for synthesis of organochlorine silanes in fluidized bed
RU2113452C1 (en) Catalytic reactor
US2503013A (en) Apparatus for pyrolytic conversion of hydrocarbons
RU2232045C1 (en) Reactor for a direct synthesis of organochlorosilane in a boiling bed
RU124889U1 (en) TRICHLOROSILANE SYNTHESIS REACTOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080626