四氯化钛工艺规程
沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术

沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术沸腾氯化生产四氯化钛是一种常用的工业化学反应,被广泛应用于冶金、化工、材料等领域。
该工艺技术以钛精矿为原料,经过氯化、还原、蒸馏等多道工序,最终制得四氯化钛,其技术难度较高,需要严格的工艺控制,下面将从原料、反应原理、工艺流程、工艺控制和优化等方面介绍沸腾氯化制备四氯化钛的工艺技术。
一、原料沸腾氯化制备四氯化钛的原料是钛精矿。
钛矿是指含有三氧化二钛(TiO2)的天然矿物,常见的矿物有金红石、铁钛矿、钛铁矿等,其中以钛铁矿是一种重要的原料。
钛精矿中含有杂质,主要有铁、钒、锰、铜、铅、锡、锑、硅、钾等,这些杂质会影响到生产的品质和成本。
二、反应原理反应原理如下所示:TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2三、工艺流程沸腾氯化生产四氯化钛的工艺流程如下:将钛精矿加入氯化锂和碳之中,经过加热反应产生TiCl4和CO2,然后再将产生的气体放入到反应釜中,采用沸腾氯化的方法进行反应,生成纯度高的四氯化钛。
在加热反应时,需要控制温度和加热速率,以免铁、钒等杂质造成污染。
在沸腾氯化反应时,需要控制反应速率和温度,以免产生杂质和产物的挥发损失。
四、工艺控制和优化沸腾氯化制备四氯化钛的过程涉及到多道反应和多步操作,因此要严格控制每一步操作的温度、压力和物料加料方法。
此外,对于工艺中产生的副产品和废气需要进行处理和回收利用,以提高资源利用率。
为了提高反应速率和增加四氯化钛产量,可以采用催化剂辅助反应。
此外,还可以采用流化床反应器等新型反应器,以提高反应效率和控制反应体系。
总之,沸腾氯化生产四氯化钛的工艺技术具有较高的难度,需要在嚴格控制反應過程的溫度、氣壓、加料方法等方面下,采用催化剂辅助反应、废气和副产品回收利用、采用新型反应器等措施进行工艺优化,才能保证产物的高纯度和高质量,提高生产效率和降低成本。
为了更好地了解沸腾氯化生产四氯化钛的工艺技术,需要对相关的数据进行分析。
一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程

一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程【原创版3篇】《一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程》篇1一种超高纯度四氯化钛的生产方法包括以下步骤:1. 钛铁矿的制备:采用硫酸分解钛铁矿的方法,将钛铁矿与浓硫酸反应,制备二氧化钛。
2. 二氧化钛的制备:将二氧化钛与氢气在高温下反应,制备四氯化钛。
3. 四氯化钛的纯化:将四氯化钛溶液经过多次纯化,除去杂质,获得超高纯度四氯化钛。
具体的生产流程如下:1. 钛铁矿的制备:将钛铁矿与浓硫酸在反应釜中反应,制备二氧化钛。
反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤、干燥等处理,得到纯度较高的二氧化钛。
2. 二氧化钛的制备:将二氧化钛与氢气在高温下反应,制备四氯化钛。
反应需要在高温高压下进行,以确保反应的进行和四氯化钛的纯度。
反应结束后,将反应产物进行冷却、过滤、洗涤等处理,得到四氯化钛。
3. 四氯化钛的纯化:将四氯化钛溶液经过多次纯化,除去杂质,获得超高纯度四氯化钛。
具体的纯化方法包括离子交换、膜分离、萃取等。
在生产过程中,需要对生产环境进行严格控制,避免四氯化钛被污染。
《一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程》篇2一种超高纯度四氯化钛的生产方法包括以下步骤:1. 钛铁矿的精选:选择高品质的钛铁矿,经过粉碎、筛分、干燥等处理,得到符合要求的钛铁矿。
2. 硫酸分解:将精选的钛铁矿与浓硫酸混合,在高温高压下进行反应,得到二氧化钛和硫酸亚铁。
3. 杂质去除:加入铁屑,将二氧化钛中的杂质还原为金属杂质,然后通过过滤、洗涤等方法去除杂质。
4. 氯化:将纯净的二氧化钛与氯气反应,得到四氯化钛。
5. 精炼:将四氯化钛进行升华、结晶等处理,得到超高纯度的四氯化钛。
具体的生产流程可能因厂家、生产规模等因素而有所不同,但以上步骤是制备超高纯度四氯化钛的关键步骤。
《一种超高纯度四氯化钛的生产方法与流程》篇3一种超高纯度四氯化钛的生产方法包括以下步骤:1. 钛铁矿的制备:将天然钛铁矿进行磨碎、筛分、干燥等处理,得到符合要求的钛铁矿。
流态化氯化法生产四氯化钛

流态化氯化法生产四氯化钛流态化氯化法生产四氯化钛(production of titanium tetrachloride by fluidizing chlorination process)细粒富钛物料和碳质还原剂在流态化氯化炉中于高温下与氯气作用生成四氯化钛的过程,为四氯化钛制取方法之一。
此法具有气一固相间传质和传热过程快、生产效率高的特点。
富钛物料主要有金红石、钛渣和人造金红石。
碳质还原剂一般采用石油焦。
20世纪50年代后期,美国杜邦公司(Du Pont Co)开始采用流态化氯化法(亦称沸腾氯化法)生产TiCl;70年代初中国和日本也采用这种方法,并逐步淘汰竖炉氯化法(见竖炉氯4化法生产四氯化钛)。
为充分利用钛资源,中国还发展了一种高钙镁含钛物料的流态化氯化工艺。
80年代末,世界上约有90%的TiCl是用流态化氯化法生产的。
4流态化氯化炉炉体(见图)可分为反应段、过渡段和扩大段。
反应段必须有一定的高度,使料层高度达到炉料与氯气有充分的接触反应时间。
过渡段的锥角要不小于炉料的安息角,以防止粉料堆集。
扩大段截面积增大,可降低气流速度,使细料进一步与氯气反应,并单炉生产能减少粉料被气流带走的损失。
大型流态化氯化炉的反应段内径在2m以上,TiCl4力达140t/d。
氯气进口位于炉底,氯气经气体分布板(即筛板,开孔率约1%)进入反应段在料层中均匀分布,并以较高气速使床层形成良好的起始流态化状态。
筛板有风帽型和直孔型两种,前者虽结构复杂,但孔眼不易堵塞,气流分不均匀;后者结构简单,但易堵孔影响气流匀匀分布。
加料口位于反应段内料层上方,由螺旋加料器加料。
扩大段顶部设有炉气出口,气态氯。
反应段下侧设有排渣口。
化产物由此排出,经管道进入后续系统,分离杂质和冷凝TiCl4此外,流态化氯化炉还设有测温、测压及氯气流量计量装置。
工艺用富钛物料与石油焦配制的炉料和氯气分别从加料口和氯气进口连续加入炉等气态产物内,在1123~1273K温度和一定流态化床层压差下进行氯化反应,生成的TiCl4,炉渣定期由炉底排出。
四氯化钛工艺规程

四氯化钛工艺规程目录一、产品说明二、原料说明三、生产原理四、生产工艺流程五、岗位操作六、安全注意事项七、分析检测控制一览表八、废物一览表九、消耗定额十、设备一览表福建金太化工有限公司2008年1月1日一、产品说明1、简介:学名四氯化钛,商品名四氯化钛,分子式:TiCl4 分子量:189.7122、 物理性质:常温下四氯化钛为无色透明的液体,在空气中发白烟。
物理常数如下:(1)沸点:136.4℃(760mmHg 柱)(2)熔点:-25℃(3)不同温度下的比重(液体)(4)蒸气压力logP=7.64433-1947.6/T(mmHg 柱)(5)临界温度358℃(6)比热 液体C P =35.7卡/克分子·度 气体C P =24.87+1.09 ×10-3-2.08×105T-2 (7)在不同温度下的粘度(液体) (8)蒸发热:20℃ γ=8.96千卡/克分子,沸点γ=13.05-0.0115T 千卡/克分子(9)熔化热:2.24千卡/克分子 (10)导热系数(11)表面张力(12)介电常数 (13)平均体膨胀系数 0.001086(0--100℃)(14)熵四氯化钛(固) S 0298=34.4卡/克分子.度四氯化钛(液) S 0298=60.4卡/克分子.度 四氯化钛(气) S 0298=84.4卡/克分子.度(15)生成热 TiCl 4(气) △H 298=-182.4仟卡/克分子 TiCl 4(液) △H 298=-192.3仟卡/克分子TiCl 4(固) △H=-198.5仟卡/克分子(00K) 3、 化学性质(1) 与碱金属或碱土金属进反应生成低价氯化物或金属钛 TiCl 4+2Na= TiCl 2+2NaCl TiCl 4+2Na=Ti+4NaCl TiCl 4+2Mg= Ti+2MgCl 2(2)与氢进行反应生成钛的低价氯化物 2TiCl 4+H 2= TiCl 3+2HCl (800℃) (3)与水反应,四氯化钛与水反应很剧烈,并放出热量。
四氯化钛的精制

化学法除钒
在粗TiCl4中加入一种化学试剂, (1)使VOCl3(或VCl4)杂质选择性还 原或选择性沉淀,生成难溶的钒化合物 和TiCl4相互分离; (2)选择性吸附VOCl3(或VCl4), 使钒杂质和TiCl4相互分离; (3)选择性溶解了VOCl3,使钒杂质 和TiCl4相互分离
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加入的水也可使TiCl4发生部分水解反应生成 TiOCl2,在有AlCl3存在时,可将TiOCl2重 新转化为TiCl4 TiCl4+H2O= TiOCl2 ↓+2HCL TiOCl2+ AlCl3=AlOCl ↓+ TiCl4 由此可见,在进行脱铝时加入水量要适当,并应 有足够的反应时间,以减少TiOCl2的生成量 铜除钒法特点: 铜对产品不会产生污染,除矾同时还可除 去有机物等杂质。但失效的铜丝再生洗涤 存在麻烦,劳动强度大劳动条件差,并产生含 铜废水污染,也不便于从中回收矾,除矾成本高。 所以,铜丝除矾法仅适合于处理含矾量低的原料 和小规模生产海绵钛厂使用。
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可使用的化学试剂已达数十种,铜、铝粉、 硫化氢和有机物四种已在工业上广泛应用,除此 外还有碳、活性炭、硅酸、硅粉、铅、锌、铁、 锑、镍、钙、镁、钛、熔盐、氢、天然气、肥皂、 水等。 ①铜除钒法:一般认为铜去除TiCl4中的VOCl3 的机理是TiCl4与铜反应生成中间产物 CuCl· TiCl3,后者还原VOCl3生成不溶性的 VOCl2沉淀:
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铜还可与溶于TiCl4的Cl2 、AlCl3 、FeCl3 反应,当AlCl3在TiCl4中的浓度大于0.01%时, 会使铜表面钝化,阻碍除矾反应的进行。所以当 粗TiCl4中的AlCl3浓度较高时,一般要在除矾 之前进行除铝。
四氯化钛工艺流程

四氯化钛工艺流程储矿备料1、基本原理外购的石油焦和氯化钠含有的水分会造成对产品的影响,根据原料的水分要求对石油焦和氯化钠进行微波干燥,通过烘烤物料,蒸发水分,使石油焦和氯化钠含水≤0.5%。
2、工艺流程氯化工艺1、基本原理熔盐氯化是固体含钛物料与气体氯气在介质熔盐里温度为720-800оC的反应。
氯化反应目的是使TiO2最大程度氯化,TiO2的氯化速率取决于多种因素,例如温度,氧化物的活性,还原剂及氯化剂的类型,熔盐的物理特性和成分(表面张力、黏度、润湿性)。
参与氯化反应组分的催化性能。
熔盐氯化主要反应方程式如下:微波干燥埋刮板输送斗式提升氯化钠石油焦送氯化工序高钛渣入料仓拆袋TiO2+C+2Cl2====TiCl4+CO2 铁,铝,锰,铬的氧化物在和氯气反应后生成的氯化物极易溶解在熔盐中,作为氯化反应的催化剂。
在氯化熔盐中,这些氯化物适宜的浓度能增加熔盐的活性,能提高高钛渣的氯化速率。
氯气浓度对氯化反应有很大影响,入炉氯气浓度一般在80% 到90%(vol.),其余为空气。
氯化反应的温度通过从淋洗循环槽返回的泥浆量调整氯化炉温度。
放热反应产生的多余热量蒸发了返炉泥浆中的四氯化钛,然后四氯化钛就和混合炉气一起进入冷凝系统。
生产粗四氯化钛是升华和冷凝的过程。
冷凝是改变物质的物理状态,从气相变为液相,而升华是没有经过中间的液相,直接从固相转变为气相,这些过程均伴随着热损失。
混合炉气从气相转变为液相或固相的温度取决于混合炉气中各种物质的蒸汽分压。
氯化工序的产品是粗四氯化钛,首先冷凝高沸点氯化物,然后冷凝四氯化钛及低沸点氯化物。
2、工艺流程粗四氯化钛工艺流程图石油焦氯化钠4 高钛渣4 氯气重力收尘淋洗废熔盐送渣场氯化收尘渣送渣场粗四氯化钛5、主要生产过程及技术参数外购的NaCl和石油焦(含水量都为1%),人工开袋后送入各自料仓,经微波干燥后(含水量都变为0.5%)皮带输送到斗式提升机,再由斗式提升机送到各自干燥后料仓,然后由埋刮板输送机送到氯化工段的氯化钠仓和煅后焦仓;外购和自产的高钛渣,人工开袋后送入高钛渣料仓,经埋刮板输送机送到斗式提升机,再由斗式提升机送到高钛渣干燥后料仓,然后由埋刮板输送机送到氯化工段的高钛渣仓。
四氯化钛冶炼技术

四氯化钛技术及四氯化钛的应用摘要:本文概述了四氯化钛生产技术及以四氯化钛为原料的钛工业产品的制备。
其中包括:海绵钛、钛白粉、纳米二氧化钛、钛酸盐功能陶瓷、云母钛珠光颜料、钛酸酯偶联剂及钛系催化剂等。
关键词:四氯化钛;;海绵钛;钛白粉;云母钛珠光颜料;纳米二氧化钛;钛酸盐功能陶瓷;液相;制备1 序言钛的发展初期是在二十世纪初1910年由美国科学家M.A.亨特(Hunter)首次用钠还原四氯化钛制取了纯钛。
1940年卢森堡科学家W.J.克劳尔(kroll)用镁还原四氯化钛制得了纯钛。
从此,镁还原法(又称克劳尔法)和钠还原法(又称亨特法)成为生产海绵钛的工业方法。
美国1948年用镁还原法制出了2吨纯钛。
从此进入了工业化生产【1】。
随后,英国1951年、日本1952年、俄罗斯1954年、我国1958年相继建立起自己的钛生产工业。
由于海绵钛的发展,钛材作为结构材料广泛应用于飞机、潜艇、和航天器。
自50年代开始规模生产四氯化钛以来,先后采用过四种氯化方法:竖炉间断氯化法;竖炉连续氯化法;熔盐氯化法;沸腾氯化法。
工业用炉从¢600mm、¢1200mm、¢1900mm、¢2400mm、¢2600mm、¢3500mm、¢5000mm,到目前一直在发展,炉型及氯化方法也在不断发展变化,从竖炉固定床发展到熔盐氯化、有筛板沸腾氯化、无筛板沸腾氯化乃至美国正在研究的低温氯化,我国中科院过程工程研究所正在研究实施的多级快速流化床等。
总之,研究开发在不断进行,新工艺的出现正向着设备集约化、产量扩大化、技术密集化、质量精良化方向发展。
2 四氯化钛的制备2.1 沸腾氯化沸腾氯化是采用细颗粒富钛料(高钛渣或金红石)粒度在30-200目与固体碳质(石油焦)还原剂粒度在60-150目,按一定比例混合后,在炉温800度时加入到沸腾氯化炉中,炉底按一定压力通入氯气,物料在氯气流的作用下,成流态化状态进行氯化沸腾反应,从而制取四氯化钛的方法。
熔盐氯化法生产四氯化钛工艺

熔盐氯化法生产四氯化钛工艺第一部分:熔盐氯化基础理论知识1、熔盐氯化的原理熔盐氯化是指高钛渣在熔盐介质中,在还原剂碳存在的条件下,氯气将高钛渣中的氧化物氯化成氯化物的过程。
其主要化学反应为:Q g CO g TiCl g Cl s C s TiO C ++−−−→−++︒-)()()(2)()(2485070022 Q g CO g TiCl g Cl s C s TiO C++−−−→−++︒-)(2)()(2)(2)(485070022Q g CO g TiCl g Cl g CO s TiO C ++−−−→−++︒-)(2)()(2)(2)(2485070022 熔盐氯化工艺作为氯化法生产钛白粉的氯化工序。
应用氧化工序尾气或纯氯气为主要原料进行熔盐氯化生产。
当氯气以一定速度通入氯化炉熔盐层时会强烈地搅动熔盐。
同时入炉氯气被加热并分散在熔盐介质中。
并使从熔盐界面上部加入到炉内的高钛渣和石油焦固体混合料充分地分散在熔盐中,并在表面张力的作用下使这些固体粉状混合料保持在分散的熔盐介质中许多小气泡的表面,实际上氯化反应正是在这些无数小气泡表面进行的。
熔盐氯化反应时ΣTi 在熔盐中的含量在1~3%,碳含量控制在2~7%,反应生成的气体产物进入到气泡中,使气泡长大、上升,最终冲出熔盐界面后破裂进入到气相中去,液态产物则留在熔盐中最后随废盐一同排出。
高钛渣熔盐氯化反应为放热反应,因此提高氯化炉产能的同时应有效地控制好温度,做好系统的热平衡。
2、熔盐氯化的特点优点:①对含钙镁高的钛原料具有良好的适应性。
②熔盐氯化流程简单,炉料不需制团和焦化。
③熔盐氯化的耗碳量和废气量比非熔盐氯化少,有利于四氯化钛的冷凝。
④熔盐中的氯化钠、氯化钾能与三氯化铁、三氯化铝形成稳定的氯络合物,因而熔盐有净化杂质的作用。
缺点:①大量的废盐回收困难。
②炉衬的寿命短。
3、影响熔盐氯化的主要因素①熔盐组成熔盐的物料化学性质是影响氯化过程的重要因素。
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四氯化钛工艺规程目录一、产品说明二、原料说明三、生产原理四、生产工艺流程五、岗位操作六、安全注意事项七、分析检测控制一览表八、废物一览表九、消耗定额十、设备一览表金太化工有限公司2008年1月1日一、产品说明1、 简介:学名四氯化钛,商品名四氯化钛,分子式:TiCl 4 分子量:189.7122、 物理性质:常温下四氯化钛为无色透明的液体,在空气中发白烟。
物理常数如下:(1)沸点:136.4℃(760mmHg 柱)(2)熔点:-25℃(3)不同温度下的比重(液体)(4)蒸气压力logP=7.64433-1947.6/T(mmHg 柱)(5)临界温度358℃(6)比热 液体C P =35.7卡/克分子·度 气体C P =24.87+1.09 ×10-3-2.08×105T -2(7)在不同温度下的粘度(液体) (8)蒸发热:20℃ γ=8.96千卡/克分子,沸点γ=13.05-0.0115T 千卡/克分子(9)熔化热:2.24千卡/克分子 (10)导热系数 (11)表面力(12)介电常数 (13)平均体膨胀系数 0.001086(0--100℃)(14)熵四氯化钛(固) S 0298=34.4卡/克分子.度四氯化钛(液) S 0298=60.4卡/克分子.度 四氯化钛(气) S 0298=84.4卡/克分子.度(15)生成热 TiCl 4(气) △H 298=-182.4仟卡/克分子 TiCl 4(液) △H 298=-192.3仟卡/克分子TiCl 4(固) △H=-198.5仟卡/克分子(00K) 3、 化学性质(1) 与碱金属或碱土金属进反应生成低价氯化物或金属钛 TiCl 4+2Na= TiCl 2+2NaCl TiCl 4+2Na=Ti+4NaCl TiCl 4+2Mg= Ti+2MgCl 2(2)与氢进行反应生成钛的低价氯化物 2TiCl 4+H 2= TiCl 3+2HCl (800℃) (3)与水反应,四氯化钛与水反应很剧烈,并放出热量。
TiCl 4+H 2O →TiCl 3(OH)·4H 2O+HCl →TiCl 2(OH)2·3H 2O+HCl →TiCl(OH)3·2H 2O+HCl →Ti(OH)4+HCl 在高温下反应过程很快就进行到底,生成偏钛酸:TiCl4+3H2O→H2TiO3+4HCl(4)与氧反应:TiCl4+O2→TiO2+2Cl2(5)与硫化氢反应(500℃):TiCl4+2H2S→TiS+HCl(6)四氯化钛是强烈的溶剂:它能与四氯化碳和四氯化硅均匀混合,能溶解有机物质。
4、产品标准:四氯化钛产品有两种:(1)粗四氯化钛固液比﹤0.5%(2)精四氯化钛为透明无色液体5、用途(1)制取海绵钛的原料。
(2)改善铝合金的晶粒结构。
(3)做为溶剂。
(4)颜料、涂料工业制取钛白粉。
(5)陶瓷工业、二氧化钛宝石的原料。
(6)作为生产聚丙烯的催化剂。
(7)皮革工业的鞣革剂。
(8)烟幕和飞机放烟用。
(9)制取钛酸钡及各种钛酸盐等产品。
二、原料说明1、氯分子式Cl2,分子量71.06。
物理性质:氯气是黄绿色的气体,具有刺激性的嗅味和剧毒。
(1)密度:标准状况下3.214分斤/米3,液氯1.4257克/厘米3(2)沸点:大气压下—33.9℃(3)熔点: 大气压下—100.5℃(4)临界常数:t c=144℃P C=76.1大气f c=0.573公斤/升(5)气化热 4.878仟卡/克分子(-34℃)(6)熔化热 1.531仟卡/克分子(7)比热气体C P=0.115仟卡/克.度(15℃) C V=0.085仟卡/克.度液体C P=0.2262仟卡/克.度(--80~+30℃)固体C P=0.19仟卡/克.度(--113℃)(8)导热系数气体6.7×10-3仟卡/米.小时.℃液体0.0115~0.0144仟卡/米.小时.℃(9)在水中溶解度(10)溶解热:5.28仟卡/克分子.(11)粘度0℃时气体0.0123厘泊,液体0.385厘泊。
化学性质:氯气很活泼,为强氧化剂。
(1)与金属反应:2Fe+3Cl2=2FeCl3(2)与氨反应:12NH3+6Cl2=9NH4Cl+NCl3+N2(3)与碱反应:2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O(4)与氢反应:Cl2+H2=2HCl与机化合物反应:CH4+Cl2=CH3Cl+HCl高温下甲烷与氯能发生剧烈反应CH4+2Cl2=C+4HCl(5)与金属氧化物反应:2FeO+2Cl2=2FeCl2+O2液氯规格(HG1-31-64):氯Cl2(体积%)≧99.5,水份≦0.062、高钛渣:是以钛铁矿(FeO·Fe2O3·TiO2)为原料,加入还原剂(碳)在电孤炉中高温还原而得高钛渣,与此同时产生铁。
高钛渣的主要成分:TiO2 Ti2O3 TiO TiN TiC 除此外,还有其它金属及其氧化物:Fe FeO MgO CaO MnO2SiO2 Al2O3V2O5等。
高钛渣通常为黑色(带有紫兰色光泽)的固体物质,比重为3.6—3.8。
高钛渣不溶于水,溶于浓硫酸、氢氟酸。
能被焦硫酸钾(K2S2O7)熔融。
高钛渣的标准。
根据1978年10月治金部召开的秦皇皇岛会议规定。
2、石油焦。
是炼油过程的产物,主要成份是碳。
石油焦外观是一种黑色、多孔的固体物质,它是良好的还原剂。
在四氯化钛生产过程中,国产3#焦和煅烧焦都可以用,以015焦较好。
三、生产原理1、沸腾氯化。
高钛渣和石油焦按照一定比例混合与氯气处于流态化的状态下进行氯化反应称为沸腾氯化。
高钛渣的所有成分在800--900℃下与氯气反应,生成氯化物、二氧化碳和一氧化碳。
反应式:⑴、TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+CO⑵、1/2Ti2O3+3/4C+2Cl2=TiCl4+3/4CO21/2Ti2O3+3/2C+2Cl2=TiCl4+3/2CO⑶、TiO+1/2C+2Cl2=TiCl4+1/2CO2TiO+C+2Cl2=TiCl4+CO⑷、TiN+2Cl2=TiCl4+1/2N2⑸、TiC+2Cl2=TiCl4+C⑹、FeO+1/2C+3/2Cl2=FeCl3+1/2CO2FeO+C+3/2Cl2=FeCl3+CO⑺、MnO+1/2C+Cl2=MnCl2+CO MnO+C+Cl2=MnCl2+CO⑻、1/2Al2O3+3/4C+Cl2=AlCl3+3/4CO21/2Al2O3+3/2C+3/2Cl2=AlCl3+CO⑼、MgO+1/2C+Cl2=MgCl2+1/2CO2MgO+C+Cl2=MgCl2+CO⑽、CaO+1/2C+Cl2=CaCl2+1/2CO2CaO+C+Cl2=CaCl2+CO⑾、SiO2+C+2Cl2=SiCl4=CO2SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO⑿、1/2V2O5+2C+3/2Cl2=VOCl3+2CO21/2V2O5+4C+3/2Cl2=VOCl3+CO以上反应生成的四氯化钛与其它金属氯化物利用它们之间的沸点和溶点的差别进行分离即得到四氯化钛产品。
2、精制。
是将氯化提到的粗四氯化钛除去杂质进一步提纯的过程。
(1)粗四氯化钛中溶解气体杂质:O2、N2、CO、CO2、Cl2、HCl等,除去这类气体将其加热解吸,以达到目的。
(2)四氯化钛中的FeCl3、AlCl3、SiCl4、等利用它们沸点的差别。
用精馏的方法使之部分气化,部分冷凝以达到分离的目的。
(3)除去VOCl3是采用铜化学吸附的原理。
使VOCl3蒸气通过铜屑塔,则VOCl3被铜吸附生成一种不易挥发的络合物Cu(VO3)CuCl或CuVOCl3。
3、影响生产的主要因素(1)原料质量:我们希望高钛渣中TiO2的含量越高越好。
如果高钛渣含铁高会产生大量三氯化铁,沸腾炉的出中管边和收尘器容易堵塞。
如果钙、镁、锰偏高,会生成氯化钙、氯化镁、氯化锰,这些物质沸点高不易挥发,而熔点较低,这类物质富集到一定量时,沸腾床就会发生结块现象。
石油焦要求灰份越低越好,炉渣子越少。
挥发物高的石油焦会生成盐酸气(HCl),影响(使)氯气的利用率偏低。
(2)配料比:高钛渣、石油焦、氯气三种原料的配比要恰当。
当高钛渣过量时,造成浪费,氯气过量时污染空气。
(3)反应温度:特别是沸腾炉的底部温度偏低时,会造成沸腾结块,排渣困难。
(4)粗四氯化钛中悬浮物太多,精制易堵管或易断电炉丝。
四、生产工艺流程1、原料粉碎(见附图一)将石油焦用颚式破碎机(1)破碎至小于30mm与高钛渣按照一定比例混合均匀送至皮带机(5)将物料送到竖井加料机(6),加料机(6)把物料送入竖井粉碎机(7)进行破碎。
鼓风机(8)将风鼓入竖井粉碎机(7)进行风选。
细颗粒的物料被风送至旋风分离器(9)进行气固分离,固体混合料进入料仓(10),再经过螺旋输送机(11)干燥,送至氯化炉加料机。
分离以后的气体一部分进入布袋散失掉,另一部分回到鼓风机。
在配料中产生的粉尘用引风机(12)吸入水膜除尘器(13)进行处理。
2、液氯挥发(见图二)将液氯挥发罐备好水,用蒸汽加热至60--70℃。
用电葫芦(1)把液氯钢瓶(2)吊到液氯平台上,连接好钢瓶与挥发器之间的紫铜管,将液氯压入挥发器(3),使之变成气体氯,经过缓冲罐(4)和执行机构控制送到氯化炉。
3、氯化(见图三)由粉碎工艺送来的物料,经过氯化炉加料机(13)加入氯化炉(14),与由液氯挥发器送来的氯气反应生成四氯化钛TiCl4、CO2、CO、FeCl3、HCl、MnCl2等,经过收尘器(15)、(16)使大部份粉尘和一些氯化物沉积,冷凝下来,用双搅龙输渣机(17)输送到水解槽(18)进行水解,然后由耐酸泵(4)将水解物送至碱渣堆中和排掉。
气体四氯化钛、二氧化碳、一氧化碳等进入淋洗塔(19),由循环泵(22)送出的液体四氯化钛经过蛇管冷却器(20)冷却以后也进入淋洗塔(19)与气体四氯化钛相接触,使气体四氯化钛冷凝变成液体四氯化钛流入循环槽(21)然后溢流至计量罐(24)计量以后放入地下槽(27),由液下泵(26)送到高位槽(25)再压过滤器(28),清净的四氯化钛流入清液槽(31)用液下泵输送至大贮罐(33),供精制工序使用或灌入槽车。
过滤器(28)产之泥浆放入双搅龙干燥器(30),采用电感加热进行干燥,得到的液体四氯化钛经过分离罐(29)流入地下槽(27),未被冷凝下的气体四氯化钛,被喷射泵(44)抽入淋洗塔(19)进一步冷凝。
经过淋洗塔以后,绝大部份四氯化钛冷凝下来,未被冷凝的CO2、CO、HCl和少量TiCl4等经分离器(23),进入尾气吸收塔(40),与由耐酸泵(4)送来的水进行喷雾吸收,流回酸循环槽(39)往复循环制得20%的盐酸。