[发明专利]从四氯化钛中除去大量有机物杂质的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及提纯四氯化钛的工艺，更具体的说是从制造聚乙烯和聚丙烯催化剂的过程中使用过的废四氯化钛中除去大量有机物杂质，而使TiCl₄得到提纯的方法。

二、背景技术

在制造聚乙烯和聚丙烯催化剂的过程中，使用TiCl₄作为反应介质和洗涤剂。在上述的过程中四氯化钛消耗量不多。但是，使用过的TiCl₄被大量有机物所污染，其中有机物杂质含量可高达15％左右。这种含有大量有机物杂质的TiCl₄不能返回催化剂制造中再重新使用。因此，国内一些制造聚乙烯和聚丙烯催化剂的工厂只好将这些废TiCl₄贮存起来待处理。所以制造聚乙烯和聚丙烯催化剂的工厂中贮存的废TiCl₄逐年增加，有的工厂已贮存达数千吨，这不仅是经济上的损失，而且也是一个严重的安全隐患。

国内外对这种含有大量有机物杂质的TiCl₄的提纯研究尚不多见。采用普通的蒸馏法根本不能将大量的有机物杂质分离除去。目前，国内有的工厂曾采用普通的精馏法进行废TiCl₄的提纯，而提纯后的TiCl₄产品的纯度仅为94～95％。经过上述普通精馏提纯后残留在TiCl₄中的有机物杂质是一些非常稳定的化合物，其中的一些化合物还与TiCl₄形成化合物，在加热时有的有机物杂质很难被分解碳化。而且在制造催化剂时所加入的化合物的沸点与TiCl₄的沸点相近，例如，制造催化剂时所加入的200号汽油(沸程140-200℃)和辛醇(194.5℃)均与TiCl₄沸点(136℃)相近，所以采用普通的精馏法很难将这些有机物杂质除去。

北京某技术股份有限公司是制造聚烯烃催化剂的专业公司，每年需用TiCl₄约500吨，制造催化剂使用过的TiCl₄其纯度84％左右。为了解决TiCl₄在制造催化剂过程中的循环利用问题，采用了普通精馏装置除去低沸点和高沸点的有机物杂质，提纯后的TiCl₄产品纯度为94～95％，该公司曾企图利用提纯后的产品纯度为94～95％的TiCl₄搭配一定比例的工业纯TiCl₄用于制造聚烯烃催化剂，实验表明对催化剂产生不良影响。

欧洲专利EP0343901报导了从甲苯、正乙烷、四氯化钛的混合物中回收高纯甲苯、正乙烷、四氯化钛、四氢呋喃的方法及其所用的设备。该方法是先向含有至少有二种沸点相近液体的母液中加入络合剂，混合液体中的一种液体和一种络合剂形成沉淀络合物，从母液中沉淀出被沉淀的络合物，从残留的母液中回收第二种液体。上述二种液体物质是四氢呋喃和甲苯，络合剂是四氯化钛，沉淀的络合物是TiCl₄·2C₄H₈O或TiCl₄·C₄H₈O。用高效精馏法从残留的液体中回收甲苯、正乙烷、四氯化钛和四氢呋喃其中的一种化合物。用上述的高效精馏法有可能得到纯度更高一些的四氯化钛。但是，该法的高效精馏法所用的设备投资大，工艺流程复杂。若每年只回收几百吨TiCl₄的生产规模，使用如此巨大投资的高效精馏设备显然是不适宜的。

三、发明内容

本发明的目的就在于研究出一种所用设备简单投资小，从四氯化钛中除去大量有机物杂质的化学方法。

本发明的一种从四氯化钛中除去大量有机物杂质的方法，在含有大量有机物杂质的TiCl₄的原料中第一次加入无水四氯化硅、无水三氯化铁、无水三氯化铝其中的一种化合物，进行加热回流处理，加热处理回流后进行简单蒸馏或精馏，蒸馏或精馏出得到提纯的四氯化钛产品，这样可除去原料四氯化钛中大量的有机物杂质，使得TiCl₄获得提纯。

试验表明在含有大量有机物杂质的TiCl₄中加入适宜量的四氯化硅、无水三氯化铁、无水三氯化铝其中的一种化合物后，在进行加热回流处理时四氯化钛中的有机物杂质很快析出来，经过适宜的一段时间的加热回流处理后，再进行蒸馏，将四氯化钛蒸馏出来。所获得的提纯的TiCl₄产品的密度比原料TiCl₄的密度增大。