[发明专利]制备二氧化钛的方法和系统

权利要求书

1.一种制备二氧化钛的方法，其特征在于，包括：

（1）将含钛矿石、还原剂供给到氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，并且得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物，其中，所述还原剂为石油焦，所述含钛矿石为高钛渣或金红石钛矿；

（2）将步骤（1）中得到的氯化反应混合物进行第一气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物；

（3）对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；

（4）将步骤（3）中所得到的所述液体粗四氯化钛存储在四氯化钛存储装置中；

（5）采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行除钒处理，以便对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到经过精制的精四氯化钛，其中，所述经过精制的四氯化钛中钒的含量为3ppm以下；

（6）将步骤（5）中得到的精四氯化钛与氧气供给到氧化反应器中，以便在所述氧化反应器中发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；以及

（7）将步骤（6）中得到的所述氧化反应混合物进行第二气固分离，以便分别得到固体二氧化钛和氯气。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化反应是在700～900摄氏度的温度下进行的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，进一步包括：

将所述液体粗四氯化钛的一部分与所述含有四氯化钛的气体混合物接触，以便进行第一冷却处理；以及

利用冷冻剂对经过第一冷却处理的气体混合物进行第二冷却处理，以便得到所述液体粗四氯化钛，其中，所述冷冻剂为温度-23摄氏度的R507冷凝介质。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（6）中，在将步骤（5）中得到的精四氯化钛与氧气供给到氧化反应器中之前，预先将所述精四氯化钛和氧气分别进行预热处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，预先将所述精四氯化钛和氧气分别预热至不低于350摄氏度和不低于1500摄氏度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将步骤（7）中获得的氯气返回至步骤（1）中进行氯化反应。

7.一种制备二氧化钛的系统，其特征在于，包括：

氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口和氯气入口，以便将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，并且得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物，其中，所述还原剂为石油焦，所述含钛矿石为高钛渣或金红石钛矿；

第一气固分离装置，所述第一气固分离装置与所述氯化反应器相连，用于对所述氯化反应混合物进行气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物；

冷凝装置，所述冷凝装置与所述第一气固分离装置相连，用于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；

四氯化钛存储装置，所述四氯化钛存储装置与所述冷凝装置相连，用于存储所述液体粗四氯化钛；

精制装置，所述精制装置与所述四氯化钛存储装置相连，并且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行除钒处理，以便对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到经过精制的精四氯化钛，其中，所述经过精制的四氯化钛中钒的含量为3ppm以下；

氧化反应器，所述氧化反应器与所述精制装置相连，并且设置有氧气入口，用于将所述精四氯化钛与氧气供给到所述氧化反应器中，以便在所述氧化反应器中发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；以及

第二气固分离装置，所述第二气固分离装置与所述氧化反应器相连，用于对所述氧化反应混合物进行气固分离，以便分别得到固体二氧化钛和氯气。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述冷凝装置进一步包括：

逆流冷却单元，所述逆流冷却单元设置有氯化反应混合物入口和液体四氯化钛入口，以便在所述逆流冷却单元中将所述液体粗四氯化钛的一部分与所述含有四氯化钛的气体混合物逆流接触，以便进行第一冷却处理；以及

管式换热器，所述管式换热器与所述逆流冷却单元相连，并且利用冷冻剂对经过第一冷却处理的气体混合物进行第二冷却处理，以便得到所述液体粗四氯化钛，其中，所述冷冻剂为温度-23摄氏度的R507冷凝介质。