[发明专利]能量自给自足的氯硅烷加氢用的硫化床反应器、其应用及方法

权利要求书

1.硫化床反应器，用于对式为H_nSiCl_4-n且n＝0，1，2或3的较高的氯硅烷在硅存在的情况下连续加氢，特别是用于任选地在催化剂存在的情况下在25至55巴的压力和450至650℃的温度下通过基本上硅(A)、四氯化硅(B)、氢(C)以及任选的氯化氢气体和/或氯气(D)的反应来制备氯硅烷，该硫化床反应器(1)基于：

-反应器壳(1.1)，带有冷却或者加热该反应器用的外套(1.2)以及平行于反应器纵轴安排在反应器内部空间内的热交换单元(1.3)，其中该单元(1.2)和(1.3)可以流过气态介质(F)，而该介质(F)可以用燃烧气的热交换器(1.11)加热，

-含有氯硅烷或STC的原料流(B^*)用的至少一个底侧入口(1.4)，

-由系列(C)和(D)组成的一个或多个气态原料用的至少一个入口(1.5)，

-颗粒状硅(A)用的至少一个入口(1.6)，其中颗粒状硅(A)中任选地掺入催化剂，和

-通过反应器头部、滤尘器(1.7)和冷凝器(1.8)引出和分离产品(G，H)。

2.按照权利要求1的硫化床反应器，其特征在于利用存在的废热来预热气流(F)用的热交换器(1.10)。

3.按照权利要求1或2的硫化床反应器，其特征在于利用存在的废热来预热含有(C)和/或(D)的气流用的热交换器(1.5.5)。

4.按照权利要求1至3中任一项的硫化床反应器，其特征在于启动硫化床反应器单元(1)并均匀地向其加入经过加热的原料流(B^*)用的单元(2)，其中含有氯硅烷，特别是STC的原料流(B)可以在25至55巴的压力下从约20℃，亦即环境温度加热至650℃的温度，而且该单元(2)基于借助于输送泵(2.1)的氯硅烷入口(B)、燃烧气的热交换器(2.2)、连同的气燃烧器(2.3)、至少一个膨胀容器/缓冲容器(2.4)和至少一个计量给料单元(2.6)，其中单元(2.1)通过管道(2.1.1)与单元(2.2)连接，另一个管道(2.2.1)把热交换器(2.2)在输出侧连接单元(2.4)，这里任选产生的冷凝液和/或蒸汽态的氯硅烷，特别是STC可以(循环地)通过管道(2.4.1)或(2.4.2)再次引入管道(2.1.1)，而来自单元(2.4)的加热过的蒸汽态氯硅烷(B^*)，特别是STC，通过管道(2.4.3)以及调节单元(2.6)和管道(2.6.1)可以在底侧(1.4)计量送入该反应器单元(1)。

5.按照权利要求1至4中任一项的硫化床反应器，其特征在于将(B^*)送入反应器(1.1)中的流态化筛板。

6.按照权利要求1至5中任一项的硫化床反应器，其特征在于向入口(1.5)供应H₂(C)(1.5.4)和HCl气和/或氯气(D)(1.5.2)用的至少一个气体计量给入单元。

7.按照权利要求1至6中任一项的硫化床反应器，其特征在于粉尘分离装置(1.7)，其中该粉尘分离装置基本上基于在硫化床反应器获得和在反应器头部放出的氯硅烷混合物的过滤。

8.按照权利要求1至7中任一项的硫化床反应器，其特征在于分离料流(G)和(H)用的分离单元(1.8)，其中该料流(H)作为冷凝液发生，而料流(G)以气态放出。

9.按照权利要求1至8中任一项的硫化床反应器，其特征在于内径为100至2000mm而高度为5m至25m的反应器壳(1.1)。