粗TiCl4制取.ppt

1. 原料的准备 （1）氯气的准备 工业上用紫铜管将钢瓶内的液氯引入沉浸在热水浴中的蛇形管蒸发器，进行气化，然后经过缓冲罐和孔板流量计计量，再进入氯化炉内。 蒸发器的水浴温度不宜太高，一般保持在45℃～70℃。缓冲罐压力控制在0.29～0.39MPa。 （2）钛渣 从氯化来说，要求钛渣的品位越高越好。另外还要求含CaO和MgO量不能太高，以利于保持良好的流化状态。但是随着钛渣品位的升高，钛渣的成本会急剧上升。 从氯化生产考虑，要求60目～200目之间的总和不少于80％为宜。 * （3）石油焦 石油焦是石油炼制过程的产物，各种焦的成分不一样。在实际氯化配料中，采用一半3#焦，一半煅烧焦是比较好的。 应指出的是，炉料中水分含量高对氯化的不利影响，最好在配料前对石油焦进行单独干燥。 （4）混合料 物料的混合大致有两种方案： （1）筛分法：此方案对物料的粒径和配比的控制都很精确，但生产流程长，且若不经过机械筛分，很难达到理想的粒度。 （2）竖井风选法：此方案具有工艺流程简单、能连续生产和生产率高的优点。 * （5）配碳量的计算 首先根据理论计算反应中的理论配碳量。其氯化反应主要有以下两个方程式： TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4 + 2CO （4-36） TiO2 + C + 2Cl2 = TiCl4 + CO2 （4-37） 假定在某温度下，按（4-36）式反应的理论比率为x，则（4-37）式为（1-x）。将两式合并，则得： TiO2 + (1+x)C + 2Cl2 = TiCl4 + 2xCO + (1-x)CO2 （4-38） * 如某氯化炉在900℃时，分析尾气中含CO 53.2％，CO2 21.5％，由反应式知: 解得 代入（4-38）式进行计算得100kg TiO2应配碳量： 粗略计算时可不必考虑高钛渣的品位。若石油焦含固定碳为90％，则：石油焦用量 = 23.3 ÷ 90％ = 25.9kg 高钛渣含TiO2 94%，则高钛渣为106.4kg。100kg高钛渣需石油焦量为：25.9/106.4×100 = 24.34kg * 当采用高钛渣作原料时，由于其中含有一定量的低价氧化钛，故其配碳量应随其含量相应减少。如果富钛料中Ca、Mg含量高，需增加碳量作稀释剂。实际中还必须考虑碳的机械损失这一因素。通常情况下，实际碳矿比控制在25%～30%。 实践中可以根据排出炉渣的颜色来检验配碳比是否准确。 ①当炉渣呈灰色时，说明配碳比合适； ②当炉渣呈金黄色时，说明配碳比过低； ③当炉渣呈黑色时，说明配碳比过高。 * 2. 氯化炉的操作 （1）氯化炉的烘烤 氯化炉启动前必须进行烘烤。烘烤最后达800～900℃时氯化炉即可启动。 （2）启动前的准备工作 （3）氯化炉的启动 （4）氯化炉的正常操作 ①混合物料的加料速度及量 ②通氯量：通常为400～500kg/h ③温度：目前反应温度一般控制在800～1000℃，炉出口温度控制在500～700℃； ④排渣 ⑤尾气 * 3. 氯化后续系统的操作制度 （1）收尘器的操作制度 （2）淋洗操作制度 （3）沉降过滤操作制度 （4）尾气处理 （5）氯化系统的压力控制 （6）泥浆蒸发操作制度 * 4.3 钛渣的熔盐氯化 熔盐氯化法是将磨细的钛渣和石油焦悬浮在熔盐介质中，通入氯气与其相互作用，氯化成TiCl4。 工业上，一般与镁电解生产联合，用其废电解质和电解产生的氯气。 电解质的组成根据熔盐的熔度、黏度、密度、表面张力与氯化率和速度的关系来确定。 镁废电解质组成 KCl NaCl CaCl2 MgCl2 FeCl2+MnCl2 %wt 75～80 8～10 1～7 4～8 5～7 * * * 熔盐不只是氧化物氯化时的介质，而且是提高反应区氯浓度的有效催化剂。 FeCl3的存在，可使TiO2的氯化速度提高几倍。因为FeCl3在过程中起着氯化剂和催化剂的作用，它把溶解度不大的气态氯传递给了TiO2： 熔盐氯化的最宜温度为700～800℃。 * * 与其它氯化法相比，熔盐氯化法具有以下优点： （1）粉料入炉，对原料粒度无苛刻要求。 （2）熔盐体中的剧烈搅拌，强化了固-液-气三相的传热和传质过程，因而炉子的单位生产率高。 （3）因为生成的几乎全是CO2，而CO含量少，炉