[发明专利]制备四氯化钛的系统

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域。更具体地，涉及制备四氯化钛的系统。

背景技术

目前生产二氧化钛的方法主要有硫酸法和氯化法。由于硫酸法的流程长，污染严重，产品质量差而逐步被氯化法取代。

CN 1066043公开了一种制备金红石型钛白粉的工艺方法，其包括1)，将高钛渣与石油焦均匀混合后放入氯化炉中，通入氯气在800～900℃温度下进行沸腾氯化，2)，对氯化后得到的粗制四氯化钛进行分离提纯除去、镁、铁、硅和钒等杂质，得到精制四氯化钛，3)，制得的精制四氯化钛液体在蒸发器中，转化为气相，并预热至450～800℃，4)，气相四氯化钛与少量的晶型转化剂气相三氯化铝混合进入氧化炉，氧气经等离子发生器加热进入氧化炉，在1300～1500℃温度下，小于0.1秒内进行氧化反应生成固相二氧化钛，5)，迅速将二氧化钛固体粉末移出反应区并使反应热在迅速移去，收集二氧化钛生成氯气返回氯化炉，6)，将收集的二氧化钛颗粒粉末打浆成液体，经两级分选，小于1微米的细颗粒二氧化钛再进行后处理，粗颗粒研磨然后再分级，7)，使用助剂在50～70℃温度下pH=7～8进行包膜后处理，8)，将后处理后二氧化钛浆液，经两次过滤，进料含水小于45%，出料含水小于1%，9)在120～160℃温度下干燥，超微粉碎，产品平均粒度在0.3μm以下占70%。

然而，目前制备二氧化钛的手段仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够有效制备四氯化钛的系统。

本发明提出了一种制备四氯化钛的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：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；控制装置，所述控制装置与所述冷凝装置相连，用于根据所述氯化反应器所产生的含有四氯化钛气体的氯化反应混合物的量对所述冷凝装置进行控制。由此，可以实现连续制备四氯化钛。

根据本发明的实施例，上述用于制备四氯化钛的系统还可以进一步具有下列附加技术特征：

在本发明的一个实施例中，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，以便得到所述液体四氯化钛，其中，所述冷冻剂为温度-23摄氏度的R507冷凝介质。发明人发现，通过该冷却方法，能够有效地将含有四氯化钛的气体混合物进行冷却，从而实现对四氯化钛的进一步纯化。其中，对于第一冷却处理，能够有效地利用已经得到冷却的液体四氯化钛进行冷却，从而降低了生产二氧化钛的生产成本，另外，采用温度-23摄氏度的R507冷凝介质作为冷冻剂，是发明人通过大量筛选工作而意外获得的，并且发现，其能够以显著优于其他温度和类型的冷凝介质发挥作用。

在本发明的一个实施例中，所述冷凝装置包括：一级直接冷凝器，所述一级直接冷凝器具有第一气体入口、第一液体入口和气液出口；收集槽，所述收集槽的进口与所述气液出口连通；二级直接冷凝器，所述二级直接冷凝器具有第二气体入口、第二液体入口和气体出口，所述第二气体入口与所述收集槽的出口连通；间接冷凝器，所述间接冷凝器具有进气口、出气口和出液口，所述进气口与所述气体出口连通；风机，所述风机连接在所述出气口处；储槽，所述储槽与所述出液口连通。

在本发明的一个实施例中，所述冷凝装置还包括液滴分离器，所述液滴分离器连接在所述出气口和所述风机之间，且所述液滴分离器与所述储槽连通。

在本发明的一个实施例中，所述冷凝装置还包括自动阀，所述自动阀的一端连接在所述液滴分离器和所述风机之间且另一端连接在所述风机的出口处。