一种四氟化碳反应器、反应系统及四氟化碳生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种四氟化碳反应器、反应系统及四氟化碳生产工艺。所述四氟化碳反应器包括反应器本体，反应器本体的顶部设有氟气进口和加碳口，反应器本体的底部设有四氟化碳出口和清渣口，反应器本体内位于加碳口的下方设置有孔板托盘，反应器本体外设置有用于给反应器本体降温的水冷外夹套。所述四氟化碳反应系统包括氟气源、四氟化碳收集装置以及如上所述的四氟化碳反应器。所述四氟化碳生产工艺采用如上所述的四氟化碳反应器，包括进气、反应和产品收集步骤。本发明通过将氟气进口设置在反应器本体的顶部，将四氟化碳出口设置在反应器本体的底部，有效避免了反应长时间集中于反应器本体内某一局部的现象。
【专利说明】一种四氟化碳反应器、反应系统及四氟化碳生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及四氟化碳生产【技术领域】，具体说是一种四氟化碳反应器、反应系统及四氟化碳生产工艺。
【背景技术】
[0002]现有的四氟化碳生产工艺，通常是将氟气通入装有碳的四氟化碳反应器内，使氟气与碳反应而生成四氟化碳气体。生产所采用的四氟化碳反应器，通常是在反应器本体的底部设置氟气进口和清渣口，在反应器本体的顶部设置四氟化碳出口和加碳口，反应器本体内靠近底部的位置设置有孔板托盘，反应器本体外设置有用于给反应器本体降温的水冷外夹套。在生产过程中，四氟化碳反应器底部的氟气进口与氟气源(提供氟气来源的装置)相连接，由氟气源向反应器内输入氟气，四氟化碳反应器顶部的四氟化碳出口与四氟化碳收集装置相连接，由四氟化碳收集装置来收集反应所得的四氟化碳气体，生产所需的碳由加碳口加入四氟化碳反应器内并落到孔板托盘上，碳与氟气反应生成四氟化碳气体及废渣，产生的废渣由清渣口排出。这样，由包括氟气源、四氟化碳反应器和四氟化碳收集装置在内的各个装置所组成的系统即为四氟化碳反应系统。
[0003]采用上述的四氟化碳反应器、反应系统以及生产工艺，存在以下较大缺陷:当氟气从反应器本体底部的氟气进口进入反应器本体后，氟气首先与孔板托盘上的碳进行接触，使大部分氟气在孔板托盘处与碳进行反应，只有少部分的氟气继续上升与孔板托盘上方还未落到孔板托盘上的新加入的碳接触，而新加入的碳下落到孔板托盘上后，反应过程还是在孔板托盘处进行，使整个反应过程始终在孔板托盘处进行。而氟气与碳反应是一种强放热反应，虽然反应器本体采用了水冷外夹套降温，但对于持续在孔板托盘处反应产生的大量热量无法及时带走，造成孔板托盘的局部烧毁现象严重，需经常更换孔板托盘，大大增加了生产成本和降低生产效率。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效避免孔板托盘烧毁的四氟化碳反应器、反应系统及四氟化碳生产工艺。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为:
[0006]一种四氟化碳反应器，包括反应器本体，所述反应器本体的顶部设有氟气进口和加碳口，所述反应器本体的底部设有四氟化碳出口和清渣口，所述反应器本体内位于所述加碳口的下方设置有孔板托盘，所述反应器本体外设置有用于给反应器本体降温的水冷外夹套。
[0007]其中，所述水冷外夹套的冷却水进口位于所述反应器本体的底部，所述水冷外夹套的冷却水出口位于所述反应器本体的顶部。
[0008]其中，所述孔板托盘靠近所述反应器本体的底部，所述反应器本体上还设有温度计，所述温度计伸入反应器本体内且位于孔板托盘和四氟化碳出口之间。[0009]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为:
[0010]一种四氟化碳反应系统，包括氟气源、四氟化碳反应器和四氟化碳收集装置，所述四氟化碳反应器包括反应器本体，所述反应器本体的顶部设有氟气进口和加碳口，所述氟气进口与所述氟气源相连接，所述反应器本体的底部设有四氟化碳出口和清渣口，所述四氟化碳出口与所述四氟化碳收集装置相连接，所述反应器本体内位于所述加碳口的下方设置有孔板托盘，所述反应器本体外设置有用于给反应器本体降温的水冷外夹套。
[0011]其中，所述水冷外夹套的冷却水进口位于所述反应器本体的底部，所述水冷外夹套的冷却水出口位于所述反应器本体的顶部。
[0012]其中，所述孔板托盘靠近所述反应器本体的底部，所述反应器本体上还设有温度计，所述温度计伸入反应器本体内且位于孔板托盘和四氟化碳出口之间。
[0013]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案三为:
[0014]一种四氟化碳生产工艺，采用如权利要求1至3任意一项所述的四氟化碳反应器，包括以下步骤:
[0015]步骤1、将氟气由反应器本体顶部的氟气进口送入反应器本体内；
[0016]步骤2、进入反应器本体内的氟气与反应器本体内的碳反应生成四氟化碳气体；
[0017]步骤3、生成的四氟化碳气体由反应器本体底部的四氟化碳出口收集。
[0018]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:由于氟气进口设置在四氟化碳反应器的顶部，四氟化碳出口设置在四氟化碳反应器的底部，因此氟气大部分是先与加碳口落下的碳进行接触反应，反应过程从反应器本体的上部开始，然后再逐步下移，避免反应长时间集中于某一局部，反应产生的热量也可以更均匀地分布在反应器本体内，及时的通过反应器本体外设置的水冷外夹套传递出去，从而有效避免了孔板托盘或其它局部区域出现过热、烧毁的现象，提高了设备的整体散热效果，使设备的使用寿命得以延长，生产成本得以下降，生产过程得以持续稳定地进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1所示为本发明的四氟化碳反应器的结构示意图。
[0020]图2所示为本发明的四氟化碳反应系统的结构示意图。
[0021]标号说明:
[0022]1、反应器本体；2、氟气进口； 3、加碳口； 4、四氟化碳出口；
[0023]5、清渣口； 6、孔板托盘；7、水冷外夹套；8、氟气源；
[0024]9、四氟化碳收集装置；10、温度计；70、冷却水进口；
[0025]71、冷却水出口。
【具体实施方式】
[0026]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0027]请参阅图1所示，本实施方式的四氟化碳反应器，包括反应器本体1，所述反应器本体I的顶部设有氟气进口 2和加碳口 3，所述反应器本体I的底部设有四氟化碳出口 4和清渣口 5，所述反应器本体I内位于所述加碳口 3的下方设置有孔板托盘6，所述反应器本体I外设置有用于给反应器本体I降温的水冷外夹套7。
[0028]使用时，如图2所示，将氟气进口 2与氟气源8相连接，将四氟化碳出口 4与四氟化碳收集装置9相连接，由加碳口 3加入反应所需的碳，由水冷外夹套7的冷却水进口 70通入冷却水，反应所需的氟气由氟气源8提供，反应生成的四氟化碳气体由四氟化碳出口 4进行收集，反应产生的废渣由清渣口 5排出。由于氟气进口 2设置在四氟化碳反应器的顶部，四氟化碳出口 4设置在四氟化碳反应器的底部，因此由氟气源8提供的氟气大部分是先与加碳口 3落下的碳进行接触反应，反应过程从反应器本体I的上部开始，然后再逐步下移至孔板托盘6处，避免反应长时间集中于某一局部，反应产生的热量也可以更均匀地分布在反应器本体I内，及时的通过反应器本体I外设置的水冷外夹套7传递出去，从而有效避免了孔板托盘6或其它局部区域出现过热、烧毁的现象，提高了设备的整体散热效果，使设备的使用寿命得以延长，生产成本得以下降，生产过程得以持续稳定地进行。
[0029]在上述实施例中，为了进一步提高冷却效果，所述水冷外夹套7的冷却水进口 70位于所述反应器本体I的底部，所述水冷外夹套7的冷却水出口 71位于所述反应器本体I的顶部。
[0030]在上述实施例中，为了更有利于反应均布，所述孔板托盘6靠近所述反应器本体I的底部。为了更方便监控反应器本体I内的温度，所述反应器本体I上还设有温度计10，所述温度计10伸入反应器本体I内且位于孔板托盘6和四氟化碳出口 4之间。
[0031]请参阅图2所示，本实施方式的四氟化碳反应系统，包括氟气源8、四氟化碳反应器和四氟化碳收集装置9，所述四氟化碳反应器包括反应器本体1，所述反应器本体I的顶部设有氟气进口 2和加碳口 3，所述氟气进口 2与所述氟气源8相连接，所述反应器本体I的底部设有四氟化碳出口 4和清渣口 5，所述四氟化碳出口 4与所述四氟化碳收集装置9相连接，所述反应器本体I内位于所述加碳口 3的下方设置有孔板托盘6，所述反应器本体I外设置有用于给反应器本体I降温的水冷外夹套7。
[0032]采用上述结构的四氟化碳反应系统，由于氟气由四氟化碳反应器的顶部进入反应器本体I内，因此氟气大部分是先与加碳口 3落下的碳进行接触反应，反应过程从反应器本体I的上部开始，然后再逐步下移，避免反应长时间集中于某一局部，反应产生的热量也可以更均匀地分布在反应器本体I内，及时的通过反应器本体I外设置的水冷外夹套7传递出去，从而有效避免了孔板托盘6或其它局部区域出现过热、烧毁的现象，提高了设备的整体散热效果，使设备的使用寿命得以延长，生产成本得以下降，生产过程得以持续稳定地进行。
[0033]在上述实施例中，为了进一步提高冷却效果，所述水冷外夹套7的冷却水进口 70位于所述反应器本体I的底部，所述水冷外夹套7的冷却水出口 71位于所述反应器本体I的顶部。
[0034]在上述实施例中，为了更有利于反应均布，所述孔板托盘6靠近所述反应器本体I的底部。为了更方便监控反应器本体I内的温度，所述反应器本体I上还设有温度计10，所述温度计10伸入反应器本体I内且位于孔板托盘6和四氟化碳出口 4之间。
[0035]请继续参阅图1和图2所示，本实施方式的四氟化碳生产工艺，采用如上所述的四氟化碳反应器或如上所述的四氟化碳反应系统，包括以下步骤:
[0036]步骤1、将氟气由反应器本体I顶部的氟气进口 2送入反应器本体I内；[0037]步骤2、进入反应器本体I内的氟气与反应器本体I内的碳反应生成四氟化碳气体；
[0038]步骤3、反应生成的四氟化碳气体由反应器本体I底部的四氟化碳出口 4收集。
[0039]上述步骤的四氟化碳生产工艺，不同于传统工艺中的氟气由反应器本体I的底部进入，反应生成的四氟化碳气体由反应器本体I的顶部排出的做法，有效避免了反应长时间集中于反应器本体I内的某一局部的现象(具体原理可参照上述分析)，使反应产生的热量可以更均匀地分布在反应器本体I内，并及时的通过反应器本体I外设置的水冷外夹套7传递出去，从而有效避免了孔板托盘或其它局部区域出现过热、烧毁的现象，提高了设备的整体散热效果，使设备的使用寿命得以延长，生产成本得以下降，生产过程得以持续稳定地进行。
[0040]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种四氟化碳反应器，其特征在于:包括反应器本体，所述反应器本体的顶部设有氟气进口和加碳口，所述反应器本体的底部设有四氟化碳出口和清渣口，所述反应器本体内位于所述加碳口的下方设置有孔板托盘，所述反应器本体外设置有用于给反应器本体降温的水冷外夹套。
2.根据权利要求1所述的四氟化碳反应器，其特征在于:所述水冷外夹套的冷却水进口位于所述反应器本体的底部，所述水冷外夹套的冷却水出口位于所述反应器本体的顶部。
3.根据权利要求1所述的四氟化碳反应器，其特征在于:所述孔板托盘靠近所述反应器本体的底部，所述反应器本体上还设有温度计，所述温度计伸入反应器本体内且位于孔板托盘和四氟化碳出口之间。
4.一种四氟化碳反应系统，包括氟气源、四氟化碳反应器和四氟化碳收集装置，其特征在于:所述四氟化碳反应器包括反应器本体，所述反应器本体的顶部设有氟气进口和加碳口，所述氟气进口与所述氟气源相连接，所述反应器本体的底部设有四氟化碳出口和清渣口，所述四氟化碳出口与所述四氟化碳收集装置相连接，所述反应器本体内位于所述加碳口的下方设置有孔板托盘，所述反应器本体外设置有用于给反应器本体降温的水冷外夹套。
5.根据权利要求4所述的四氟化碳反应系统，其特征在于:所述水冷外夹套的冷却水进口位于所述反应器本体的底部，所述水冷外夹套的冷却水出口位于所述反应器本体的顶部。
6.根据权利要求4所述的四氟化碳反应系统，其特征在于:所述孔板托盘靠近所述反应器本体的底部，所述反应器本体上还设有温度计，所述温度计伸入反应器本体内且位于孔板托盘和四氟化碳出口之间。
7.一种四氟化碳生产工艺，采用如权利要求1至3任意一项所述的四氟化碳反应器，包括以下步骤: 步骤1、将氟气由反应器本体顶部的氟气进口送入反应器本体内； 步骤2、进入反应器本体内的氟气与反应器本体内的碳反应生成四氟化碳气体； 步骤3、生成的四氟化碳气体由反应器本体底部的四氟化碳出口收集。
【文档编号】B01J8/00GK103521138SQ201310487345
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】张勇平, 罗建文, 吴云秀 申请人:福建省邵武市永晶化工有限公司