[发明专利]一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置及分离方法

权利要求书

1.一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置，包括蒸馏塔、蒸馏塔回流罐、蒸馏塔回流泵和塔顶副产品罐，所述蒸馏塔的液相进口用于待分离混合液的进料；所述蒸馏塔顶部的气相出口通过冷凝器和所述蒸馏塔回流罐进口相连，其特征在于：所述蒸馏塔回流罐的罐体外部套设有用以对罐体加热并保温的夹套，夹套内腔通过管道接入热源；所述蒸馏塔回流罐底部的液体出口和罐体外的蒸馏塔回流泵的进口连接，蒸馏塔回流泵的出口连接有两条管路，第一条管路的主线通过蒸馏塔回流冷却器连接蒸馏塔的液相进口，第一条管路的支线和所述的塔顶副产品罐连接，第二条管路和设置在蒸馏塔回流罐罐内顶部的喷嘴连接；所述第一管路的主线、支线和第二管路上分别设有用以控制液体流量的阀门；所述蒸馏塔回流罐顶部还和罐体外的尾气冷凝系统连接，以排出蒸馏塔回流罐液面上方空间的气相混合物。

2.根据权利要求1所述的一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置，其特征在于：所述热源为四氯化钛生产中产生的余热蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置，其特征在于：所述喷嘴为螺旋喷嘴。

4.根据权利要求3所述的一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置，其特征在于：所述螺旋喷嘴的喷流角度最大为170°。

5.根据权利要求1所述的一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置，其特征在于：所述第一管路的主线上还设有用以截留固体颗粒的过滤器，过滤器位于所述蒸馏塔回流冷却器的上游。

6.根据权利要求5所述的一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置，其特征在于：所述过滤器具有钛粉末烧结滤芯。

7.根据权利要求6所述的一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离装置，其特征在于：所述过滤器的过滤精度为3微米。

8.一种四氯化钛中低沸点杂质的气相分离方法，该方法利用权利要求1~7任一项所述的低沸点杂质的气相分离装置进行，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，含有低沸点杂质和四氯化钛的液相混合物从蒸馏塔的液相进口进入蒸馏塔，进行加热沸腾生成含有低沸点杂质和四氯化钛的气相混合物；

第二步，经加热沸腾生成的含有低沸点杂质和四氯化钛的气相混合物经蒸馏塔顶部的气相出口进入冷凝器进行冷凝，成为液相混合物，且此时液相混合物中的低沸点杂质的含量高于上一步液相混合物中的低沸点杂质的含量，然后，液相混合物从所述冷凝器流出并进入蒸馏塔回流罐；

第三步，蒸馏塔回流罐被夹套所加热，使得罐内温度为120℃，在该温度下，蒸馏塔回流罐内液相混合物中低沸点杂质的气相平衡分压升高，使得更多的低沸点杂质进入到气相中，并充满蒸馏塔回流罐的液面以上空间，液相混合物中低沸点杂质含量降低，并随液相混合物被蒸馏塔回流泵抽出；

第四步，上一步中，蒸馏塔回流罐液面以上空间的气相形态的低沸点杂质和其它气相物质通过蒸馏塔回流罐顶部所连接的泄压管线进入尾气冷凝系统中，蒸馏回流泵所抽出的含有低沸点杂质的液相混合物按以下三条路径分配：（1）进入第一管路的主线，并在被冷却后回流到所述蒸馏塔；（2）进入第一管路的支线后被送入到塔顶副产品罐收集；（3）进入第二管路，并回流到蒸馏塔回流罐，通过所述喷嘴雾化喷出；

第五步，上一步中，回流到蒸馏塔的液相混合物重复第一步到第四步的过程，回流到蒸馏塔回流罐的液相混合物重复第三步和第四步的过程，最终完成低沸点杂质从四氯化钛中的分离。

9.根据权利要求8所述的四氯化钛中低沸点杂质的气相分离方法，其特征在于，进入第一管路主线的液相混合物先经过过滤器的过滤，再进入蒸馏塔回流冷却器进行冷却，使得液相混合物的温度达到40℃以下再进入蒸馏塔。