[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）通过燃烧二甲醚提供热量，对四氯化钛进行第一预热；

（2）将铝粉、氯气和所述经过第一预热的四氯化钛混合，并使所述铝粉和氯气反应生成三氯化铝，以便得到含有三氯化铝和四氯化钛的混合物，其中，所述铝粉和氯气反应所产生的热对所述四氯化钛进行第二预热；

（3）通过燃烧二甲醚提供热量，对氧气进行第一预热；

（4）通过燃烧甲苯提供热量，对所述经过第一预热的氧气进行第二预热；

（5）将步骤（2）中得到的含有三氯化铝和四氯化钛的混合物与步骤（4）中得到的经过第二预热的氧气进行混合，并使得四氯化钛和氧气发生氧化反应，以便获得含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；以及

（6）对所述氧化反应混合物进行气固分离，以便分别获得二氧化钛和氯气。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过第一预热的四氯化钛的温度为不低于270摄氏度；

经过第二预热的四氯化钛的温度为不低于350摄氏度；

经过第一预热的氧气的温度为不低于750摄氏度；

经过第二预热的氧气的温度为不低于1500摄氏度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）和步骤（3）中，所述对四氯化钛进行第一预热和对氧气进行第一预热，均为间接加热，

在步骤（4）中，将甲苯与所述经过第一预热的氧气混合，并燃烧以便通过直接加热，对所述经过第一预热的氧气进行第二预热。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述铝粉和氯气是按照质量比为1:1～1:5的比例进行混合的，以便所述含有三氯化铝和四氯化钛的混合物中，所述三氯化铝的含量为0.01%～0.1%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（6）中，对所述氧化反应混合物进行气固分离进一步包括：

（6-1）利用循环水，对所述氧化反应混合物进行快速冷却，以便将所述氧化反应混合物的温度在一分钟内冷却至500摄氏度以下；以及

（6-2）利用袋式过滤器对所述氧化反应混合物进行气固分离，以便分别获得二氧化钛和氯气。

6.一种制备二氧化钛的系统，其特征在于，包括：

四氯化钛预热器，所述四氯化钛预热器采用二甲醚作为燃料，通过燃烧二甲醚提供热量，对四氯化钛进行第一预热；

三氯化铝发生器，所述三氯化铝发生器与所述四氯化钛预热器相连，并且所述三氯化铝发生器中限定出反应空间，所述反应空间内适于将铝粉、氯气和所述经过第一预热的四氯化钛混合，使所述铝粉和氯气反应生成三氯化铝，以便得到含有三氯化铝和四氯化钛的混合物，其中，所述铝粉和氯气反应所产生的热对所述四氯化钛进行第二预热；

氧气预热器，所述氧气预热器采用二甲醚作为燃料，通过燃烧二甲醚提供热量，对氧气进行第一预热；

燃烧室，所述燃烧室适于将甲苯与经过第一预热的氧气进行混合，并且通过燃烧甲苯提供热量，对所述经过第一预热的氧气进行第二预热；

氧化反应装置，所述氧化反应装置分别与所述三氯化铝发生器和所述燃烧室连接，以便将所述含有三氯化铝和四氯化钛的混合物与经过第二预热的氧气进行混合，并使得四氯化钛和氧气发生氧化反应，以便获得含有二氧化钛和氯气的氧化反应混合物；以及

气固分离装置，所述气固分离装置与所述氧化反应装置相连，并且适于对所述氧化反应混合物进行气固分离，以便分别获得二氧化钛和氯气。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述四氯化钛预热器进一步包括：

二甲醚燃烧室，所述二甲醚燃烧室采用二甲醚作为燃料，通过燃烧二甲醚产生热量；

换热腔室，所述换热腔室与所述二甲醚燃烧室相连；以及

四氯化钛管路，所述四氯化钛管路穿过所述换热腔室，以便利用燃烧二甲醚产生的热量对所述四氯化钛进行加热，

所述氧气预热器进一步包括：

二甲醚燃烧室，所述二甲醚燃烧室采用二甲醚作为燃料，通过燃烧二甲醚产生热量；

换热腔室，所述换热腔室与所述二甲醚燃烧室相连；以及

氧气管路，所述氧气管路穿过所述换热腔室，以便利用燃烧二甲醚产生的热量对所述氧气进行加热。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述气固分离装置进一步包括：

水冷单元，所述水冷单元适于利用循环水，对所述氧化反应混合物进行快速冷却；以及

袋式过滤器，所述袋式过滤器与所述水冷单元相连，并且适于对所述氧化反应混合物进行气固分离，以便分别获得二氧化钛和氯气。