本發(fā)明涉及一種反應系統(tǒng)，具體涉及一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)。

背景技術：

有機硅是20世紀40年代發(fā)展起來的高新技術產(chǎn)品，它兼具無機材料和有機材料的雙重性能，具有耐高低溫、電氣絕緣、耐候、耐腐蝕、無毒無味等優(yōu)異特性；因而廣泛應用于航空航天、電子、汽車、石油、化工、建筑等領域，尤其在許多尖端領域，有機硅材料有著不可替代的特殊作用，獲得了科技發(fā)展催化劑和“工業(yè)味精的雙重美譽。制備有機硅材料離不開有機硅單體，而甲基氯硅烷則是最重要也是用量最大的有機硅單體。

甲基氯硅烷的合成反應劇烈，反應過程十分復雜，因此，目前普遍采用流化床反應器生產(chǎn)，氯甲烷和硅粉經(jīng)過流化床反應器后生成了甲基氯硅烷混合單體，作為反應原料，氯甲烷有兩種形式，一種是氯甲烷，另一種是第一次反應經(jīng)處理回收得到的帶單體的氯甲烷，如果兩中氯甲烷同時進入流化床反應器，容易將分布板堵塞，使循環(huán)生成反應無法順利進行。

與此同時，反應生成的甲基氯硅烷混合單體中含有硅粉等雜質，現(xiàn)有技術中一般使用多管旋風分離器對粉狀雜質進行分離，但是分離效率低，精度差，渣漿產(chǎn)率大于3％，分離出來的硅粉無法直接進行回收利用，增加了能耗，提高了成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述問題提出了一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)，提高了反應效率，降低了廢品率。

具體的技術方案如下：

一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)，包括流化床反應器、硅粉回收裝置、精餾塔、第一儲罐、第二儲罐、第三儲罐和第四儲罐；

所述流化床反應器包括流化床反應器主體，流化床反應器主體上設有第一進液管、第二進液管、第三進料管、第三出料管和第二回料管，流化床反應器主體內(nèi)可拆卸的設有一個分布板，分布板將流化床反應器分隔成進液腔和反應腔，第一進液管的數(shù)量至少為一個，第一進液管設置在流化床反應器主體底部，并且與進液腔相連通，第二進液管的數(shù)量為一個，第二進液管穿過分布板與反應腔相連通；

所述硅粉回收裝置包括自回床旋風分離器和多管旋風分離器，自回床旋風分離器上設有第一進料管、第一出料管和第一出氣管，多管旋風分離器上設有第二進料管、第二出料管和第二出氣管，自回床旋風分離器的第一出氣管通過第一轉接管道與多管旋風分離器的第一進料管相連通；

所述硅粉回收裝置包括自回床旋風分離器和多管旋風分離器，自回床旋風分離器上設有第一進料管、第一出料管和第一出氣管，多管旋風分離器上設有第二進料管、第二出料管和第二出氣管，自回床旋風分離器的第一出氣管通過第一轉接管道與多管旋風分離器的第一進料管相連通；

所述精餾塔上設有第四進料管、第四出料管和第一回料管；

第一儲罐通過第一管道與第二進液管相連接，第二儲罐通過第二管道與第三進料管相連接，第三出料管通過第三管道與第一進料管相連接，第一出料管通過第四管道與第二回料管相連接，第二出料管通過第五管道與第三儲罐相連接，第二出氣管通過第六管道與第四進料管相連接，第一回料管通過第七管道與第一進液管相連接，第四出料管與第四儲罐相連接；

第一儲罐內(nèi)儲存氯甲烷，第二儲罐內(nèi)儲存硅粉，第三儲罐內(nèi)用于儲存經(jīng)過硅粉回收裝置回收到的硅粉，第四儲罐內(nèi)用于儲存精餾后得到的甲基氯硅烷。

上述一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)，其中，所述第三進料管、第三出料管和第二回料管均設置在流化床反應器主體的外壁上，與進液腔相連通。

上述一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)，其中，所述流化床反應器主體內(nèi)設有一圈第一卡槽，分布板底部設有一圈第一卡板，分布板通過第一卡板與第一卡槽之間的相互配合可拆卸的設置在流化床反應器主體內(nèi)。

上述一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)，其中，所述第三出料管位于第三進料管和第二回料管的上方。

上述一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)，其中，所述第一進液管的內(nèi)徑d1小于第二進液管的內(nèi)徑d2。

利用該循環(huán)反應系統(tǒng)制備甲基氯硅烷單體的方法如下：

通過第二進液管和第三進料管分別向流化床反應器內(nèi)輸送氯甲烷和硅粉，兩者反應后的產(chǎn)物經(jīng)第三管道以15-20m/s的速度進入硅粉回收裝置中，其中的硅粉在離心作用下甩向第一分離腔內(nèi)壁，在重力作用下落入第一出料管中，經(jīng)由第四管道進入第二回料管中，直接加以重復利用；

剩余氣體和粉料在自身液壓差的作用下進入多管旋風分離器中加以高速二次分離，分離得到的含有雜質的硅粉進入第三儲罐中，其它氣體進入精餾塔中精餾，精餾得到的甲基氯硅烷單體進入第四儲罐中進行儲存，剩余的帶單體的氯甲烷經(jīng)過第一進液管進入流化床反應器中進行循環(huán)反應。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的第二進液管用于直接向流化床反應器的反應腔內(nèi)通入氯甲烷，第一進液管用于向流化床反應器的進液腔內(nèi)通入帶單體的氯甲烷，第三進料管通入硅粉，第三出料管輸出反應產(chǎn)物，第二回料管用于將處理反應產(chǎn)物后得到的硅粉重新輸入流化床反應器內(nèi)進行反應，以確保分布板不會堵塞，保證了反正持續(xù)性進行，提高了反應效率，降低了廢品率。

(2)本發(fā)明提高了硅粉回收效率，降低了渣漿產(chǎn)率，將渣漿產(chǎn)率降低至1.2％以下，同時提高了回收精度，使一次回收的硅粉可以直接進行二次加工利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構圖。

圖2為本發(fā)明流化床反應器剖視圖。

圖3為本發(fā)明分布板結構圖。

圖4為本發(fā)明分布板剖視圖。

圖5為本發(fā)明B部放大圖。

圖6為本發(fā)明硅粉回收裝置剖視圖。

圖7為本發(fā)明A部放大圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的技術方案更加清晰明確，下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步描述，任何對本發(fā)明技術方案的技術特征進行等價替換和常規(guī)推理得出的方案均落入本發(fā)明保護范圍。

附圖標記

流化床反應器1、硅粉回收裝置2、精餾塔3、第一儲罐4、第二儲罐5、第三儲罐6、第四儲罐7、流化床反應器主體11、第一進液管12、第二進液管13、第三進料管14、第三出料管15、第二回料管16、分布板17、進液腔18、反應腔19、第一卡槽110、第一卡板111、上分布板112、下分布板113、第二定位凸條115、第二定位凹槽116、第二進液管通道117、第三通孔118、第四通孔119、第五通孔120、自回床旋風分離器21、多管旋風分離器22、第一進料管23、第一出料管24、第一出氣管25、第二進料管26、第二出料管27、第二出氣管28、第一轉接管道29、第一分離器殼體211、進風管212、出風管213、第一分隔板214、第一出氣腔215、第一分離腔216、軸流式葉輪217、第一出氣主管218、第一出氣支管219、通風孔220、支撐架221、上支撐板222、下支撐座223、調(diào)節(jié)通道224、彈簧225、第二分離器殼體226、第二分隔板227、第二分離腔228、第二出氣腔229、旋風體230、旋風排氣管231、第四進料管31、第四出料管32、第一回料管33、第一管道34、第二管道35、第三管道36、第四管道37、第五管道38、第六管道39、第七管道310、第八管道311。

如圖所示一種甲基氯硅烷單體合成循環(huán)反應系統(tǒng)，包括流化床反應器1、硅粉回收裝置2、精餾塔3、第一儲罐4、第二儲罐5、第三儲罐6和第四儲罐7；

所述流化床反應器包括流化床反應器主體11，流化床反應器主體上設有第一進液管12、第二進液管13、第三進料管14、第三出料管15和第二回料管16，所述第一進液管的內(nèi)徑d1小于第二進液管的內(nèi)徑d2，流化床反應器主體內(nèi)可拆卸的設有一個分布板17，分布板將流化床反應器分隔成進液腔18和反應腔19，第一進液管的數(shù)量至少為一個，第一進液管設置在流化床反應器主體底部，并且與進液腔相連通，第二進液管的數(shù)量為一個，第二進液管穿過分布板與反應腔相連通；所述第三進料管、第三出料管和第二回料管均設置在流化床反應器主體的外壁上，與進液腔相連通，所述第三出料管位于第三進料管和第二回料管的上方。

所述流化床反應器主體內(nèi)設有一圈第一卡槽110，分布板底部設有一圈第一卡板111，分布板通過第一卡板與第一卡槽之間的相互配合可拆卸的設置在流化床反應器主體內(nèi)。

所述分布板包括圓形結構的上分布板112和下分布板113，下分布板的上表面上向內(nèi)凹陷形成圓形結構的固定槽，固定槽上設有一圈第二定位凸條115，上分布板的外壁上設有一圈第二定位凹槽116，第二定位凸條與第二定位凹槽間隙配合，使上分布板可轉動的固定在固定槽內(nèi)；

所述上分布板的軸心處設有第一通孔、下分布板的軸心處設有第二通孔，第一通孔與第二通孔同軸設置且相互連通的形成第二進液管通道117，所述上分布板上設有若干第三通孔118，下分布板上設有若干第四通孔119，第三通孔與第四通孔的形狀、大小相同，兩者之間的位置關系相互對應，下分布板上還設有若干第五通孔120，第五通孔位于固定槽外周，第三通孔的內(nèi)徑為d3，第四通孔的內(nèi)徑為d4，第五通孔的內(nèi)徑為d5，d3＝d4＞d5。

所述硅粉回收裝置包括自回床旋風分離器21和多管旋風分離器22，自回床旋風分離器上設有第一進料管23、第一出料管24和第一出氣管25，多管旋風分離器上設有第二進料管26、第二出料管27和第二出氣管28，自回床旋風分離器的第一出氣管通過第一轉接管道29與多管旋風分離器的第一進料管相連通；

所述自回床旋風分離器包括第一分離器殼體211、進風管212和出風管213，第一分離器殼體為中空的錐體結構，第一分離器殼體內(nèi)通過第一分隔板214將其分隔成第一出氣腔215和第一分離腔216兩個腔室，所述進風管為中空的螺旋形結構管道，進風管貼合固定在第一分離腔的內(nèi)壁上，并且與第一進料管相連通，所述出風管為直管，出風管設置在第一分離腔的軸線處，出風管一端穿過第一分隔板與第一出氣腔相連通，第一出氣腔內(nèi)設有一個軸流式葉輪217，該軸流式葉輪固定在第一出氣腔頂部軸心處，所述第一出氣管包括第一出氣主管218和與第一出氣主管相連通的若干第一出氣支管219，第一出氣支管成圓周狀的固定在第一分離器殼體的頂部，與第一出氣腔相連通，第一出料管位于第一分離器殼體底部，所述出風管的管壁上均勻設有若干通風孔220，通風孔在管道內(nèi)壁的端口位置高于其在管道外壁的端口，使通風孔整體傾斜向下設置；

所述自回床旋風分離器通過支撐架221加以固定，所述支撐架包括上支撐板222和下支撐座223，上支撐板固定在第一分離器殼體外部，下支撐座上設有調(diào)節(jié)通道，第一分離器殼體穿過調(diào)節(jié)通道224，上支撐板與下支撐板之間通過若干彈簧225加以連接，上支撐板與下支撐板之間的距離小于2cm，第一分離器殼體與調(diào)節(jié)通道間隙配合；

所述多管旋風分離器包括第二分離器殼體226，第二分離器殼體內(nèi)通過傾斜設置的第二分隔板227分隔成第二分離腔228和第二出氣腔229，第二分離腔內(nèi)通過支撐板固定若干旋風體230，每個旋風體內(nèi)設有一個旋風排氣管231，旋風排氣管穿過第二分隔板與第二出氣腔相連通，第二出氣管設置在第二分離器殼體上與第二出氣腔相連通，第二出料管位于第二分離器殼體底部，第二進料管設置在第二分離器殼體上，與第二分離腔相連通，且位于第二出氣管與第二出料管之間；

所述精餾塔上設有第四進料管31、第四出料管32和第一回料管33；

第一儲罐通過第一管道34與第二進液管相連接，第二儲罐通過第二管道35與第三進料管相連接，第三出料管通過第三管道36與第一進料管相連接，第一出料管通過第四管道37與第二回料管相連接，第二出料管通過第五管道38與第三儲罐相連接，第二出氣管通過第六管道39與第四進料管相連接，第一回料管通過第七管道310與第一進液管相連接，第四出料管與第四儲罐通過第八管道311相連接；

第一儲罐內(nèi)儲存氯甲烷，第二儲罐內(nèi)儲存硅粉，第三儲罐內(nèi)用于儲存經(jīng)過硅粉回收裝置回收到的硅粉，第四儲罐內(nèi)用于儲存精餾后得到的甲基氯硅烷。

利用該循環(huán)反應系統(tǒng)制備甲基氯硅烷單體的方法如下：

通過第二進液管和第三進料管分別向流化床反應器內(nèi)輸送氯甲烷和硅粉，兩者反應后的產(chǎn)物經(jīng)第三管道以15-20m/s的速度進入硅粉回收裝置中，其中的硅粉在離心作用下甩向第一分離腔內(nèi)壁，在重力作用下落入第一出料管中，經(jīng)由第四管道進入第二回料管中，直接加以重復利用；

剩余氣體和粉料經(jīng)過離心風里抽取進入多管旋風分離器中加以高速二次分離，分離得到的含有雜質的硅粉進入第三儲罐中，其它氣體進入精餾塔中精餾，精餾得到的甲基氯硅烷單體進入第四儲罐中進行儲存，剩余的帶單體的氯甲烷經(jīng)過第一進液管進入流化床反應器中進行循環(huán)反應。