CN106629832B - 熔盐氯化生产四氯化钛淋洗塔中低熔点配合物的去除方法 - Google Patents

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Abstract

一种熔盐氯化生产四氯化钛淋洗塔中低熔点配合物的去除方法，熔盐氯化法生产四氯化钛时，在熔盐氯化炉产生的高温含有氯化物杂质的四氯化钛气体经收尘器收尘后，进入淋洗塔用四氯化钛液体进行淋洗，在淋洗塔塔顶设置一个水喷淋喷头，通过通入氮气使所述水喷淋喷头进行喷淋水，进入淋洗塔内的水与四氯化钛气体中夹带的NaAlCl4、NaFeCl4低熔点配合物以及AlCl3进行水解反应，生成氧化铝和氧化铁，随着四氯化钛进入淋洗塔的淋洗槽内，混入泥浆中，然后将淋洗槽内的泥浆返回至收尘器进行收尘。优点是：可去除副反应中的NaAlCl4、NaFeCl4低熔点配合物，保证熔盐氯化反应器系统长时间稳定运行。

Description

熔盐氯化生产四氯化钛淋洗塔中低熔点配合物的去除方法
技术领域
本发明涉及一种熔盐氯化生产四氯化钛淋洗塔中低熔点配合物的去除方法。
背景技术
目前，大型熔盐氯化生产技术在国内已是成熟技术，富钛料中的氧化铝组分在配碳氯化过程中会发生氯化生成AlCl3，氯化率通常达50%以上。AlCl3在固态时为层状结构，当接近其熔点温度时将转化为Al2Cl6的分子结构，并以二聚物蒸气分子挥发进入气相；当温度进一步升高后，二聚物分子又分解为AlCl3分子。在熔盐氯化体系中， FeCl3行为与AlCl3类似。在熔盐氯化反应器中，产物AlCl3、FeCl3可能会与熔盐体系中的NaCl或KCl形成饱和蒸气压相对较低的氯化物配合物NaAlCl4、NaFeCl4，影响熔盐氯化生产过程中的长周期稳定运行，特别是NaAlCl4、NaFeCl4熔点低，不易去除，夹杂在生成的四氯化钛中，随着四氯化钛后移；这样在后处理的收尘器和淋洗塔温度梯度下，这类低熔点的配合物先后冷凝下来，逐渐粘结在收尘器和淋洗塔的器壁内，很快会使系统器壁上粘结较多配合物，在生产过程中只能停产保温，进行物理作业对系统中粘接的NaAlCl4、NaFeCl4低熔点配合物进行清理，影响系统的长周期运行。
兼顾收尘效果和四氯化钛回收率，最后一级收尘器烟气出口温度需控制在190℃～200℃。该温度高于NaAlCl4、NaFeCl4和AlCl3的沸点，这使得NaAlCl4、NaFeCl4和AlCl3大量进入淋洗塔而未能像FeCl3一样在收尘器中除去，以收尘渣形式排出。由于在淋洗塔经过淋洗产生的粗四氯化钛底流浆料直接返回收尘或氯化系统，将再次气化，从而在氯化-收尘-淋洗系统中不断循环累积，不仅增加了系统负担，也极易造成系统结壁、收尘渣局部液化、换热器结垢等问题，影响氯化操作的连续性和稳定性。此外，NaAlCl4、NaFeCl4和少量AlCl3还会对后续TiCl4精制及海绵钛生产造成不良影响，且作为一种酸性很强的路易斯酸，对钢制设备具有很强的腐蚀性。给稳定生产四氯化钛产品的周期造成了较大的困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可去除副反应中的NaAlCl4、NaFeCl4低熔点配合物，保证熔盐氯化反应器系统长时间稳定运行的熔盐氯化生产四氯化钛淋洗塔中低熔点配合物的去除方法。
本发明的技术解决方案是：
一种熔盐氯化生产四氯化钛淋洗塔中低熔点配合物的去除方法，其具体步骤是：
熔盐氯化法生产四氯化钛时，在熔盐氯化炉产生的高温含有氯化物杂质的四氯化钛气体经收尘器收尘后，进入淋洗塔用四氯化钛液体进行淋洗，四氯化钛气体流量为1000m3/h～1100m3/h、温度为220℃，在淋洗塔塔顶设置一个水喷淋喷头，通过通入氮气使所述水喷淋喷头进行喷淋水，氮气的压力为0.45Mpa，流量为12m3/h，喷淋水流量为20 kg/h～24kg/h，淋洗塔内温度控制在180℃～200℃，进入淋洗塔内的水与四氯化钛气体中夹带的NaAlCl4、NaFeCl3低熔点配合物以及AlCl3进行水解反应，生成氧化铝和氧化铁，随着四氯化钛进入淋洗塔的淋洗槽内，混入泥浆中，然后将淋洗槽内的泥浆返回至收尘器进行收尘器，泥浆中的氧化铝和氧化铁成固体状态在收尘器中收尘。
本发明的有益效果：
在适当温度下，NaAlCl4、NaFeCl4低熔点配合物以及AlCl3优先于TiCl4发生水解，适量引入水选择性水解体系中的NaAlCl4、NaFeCl4和AlCl3，使之转变为固态的氧化物，以泥浆形态返回收尘塔收尘，从而避免了NaAlCl4、NaFeCl4等低沸点物质在淋洗塔内的挂壁现象，保证熔盐氯化反应器系统长时间稳定运行。
具体实施方式
实施例1
熔盐氯化法生产四氯化钛时，在熔盐氯化炉产生的高温含有氯化物杂质（主要为氯化铝和氯化铁）的四氯化钛气体经收尘器收尘后，进入淋洗塔用四氯化钛液体进行淋洗，四氯化钛气体流量为1000m3/h、温度为220℃，在淋洗塔塔顶增加一个水喷淋喷头，通过通入氮气使所述水喷淋喷头进行喷淋水，氮气的压力为0.45Mpa，流量为12m3/h，喷淋水流量为20 kg/h，淋洗塔内温度控制在180℃，进入淋洗塔内的水与四氯化钛气体中夹带的NaAlCl4、NaFeCl4低熔点配合物以及AlCl3进行水解反应，生成氧化铝和氧化铁，随着四氯化钛进入淋洗塔的淋洗槽内，混入泥浆中，然后将淋洗槽内的泥浆返回至收尘器进行收尘器，泥浆中的氧化铝和氧化铁成固体状态在收尘器中收尘，作为收尘渣排出，收尘塔中的收尘渣内Al含量为20%，淋洗塔内基本无挂壁现象，能保证系统长周期稳定运行。
实施例2
熔盐氯化法生产四氯化钛时，在熔盐氯化炉产生的高温含有氯化物杂质（主要为氯化铝和氯化铁）的四氯化钛气体经收尘器收尘后，进入淋洗塔用四氯化钛液体进行淋洗，四氯化钛气体流量为1100m3/h、温度为220℃，在淋洗塔塔顶增加一个水喷淋喷头，通过通入氮气使所述水喷淋喷头进行喷淋水，氮气的压力为0.45Mpa，流量为12m3/h，喷淋水流量为24kg/h，淋洗塔内温度控制在200℃，进入淋洗塔内的水与四氯化钛气体中夹带的NaAlCl4、NaFeCl3低熔点配合物以及AlCl3进行水解反应，生成氧化铝和氧化铁，随着四氯化钛进入淋洗塔的淋洗槽内，混入泥浆中，然后将淋洗槽内的泥浆返回至收尘器进行收尘器，泥浆中的氧化铝和氧化铁成固体状态在收尘器中收尘，作为收尘渣排出，收尘塔中的收尘渣内Al含量为18%，淋洗塔挂壁料厚为30mm/月，能保证系统长周期稳定运行。
实施例3
熔盐氯化法生产四氯化钛时，在熔盐氯化炉产生的高温含有氯化物杂质（主要为氯化铝和氯化铁）的四氯化钛气体经收尘器收尘后，进入淋洗塔用四氯化钛液体（可以用淋洗槽内的四氯化钛循环使用）进行淋洗，四氯化钛气体流量为1050m3/h、温度为220℃，在淋洗塔塔顶增加一个水喷淋喷头，通过通入氮气使所述水喷淋喷头进行喷淋水，氮气的压力为0.45Mpa，流量为12m3/h，喷淋水流量为22kg/h，淋洗塔内温度控制在190℃，进入淋洗塔内的水与四氯化钛气体中夹带的NaAlCl4、NaFeCl3低熔点配合物以及AlCl3进行水解反应，生成氧化铝和氧化铁，随着四氯化钛进入淋洗塔的淋洗槽内，混入泥浆中，然后将淋洗槽内的泥浆返回至收尘器进行收尘器，泥浆中的氧化铝和氧化铁成固体状态在收尘器中收尘，作为收尘渣排出，收尘塔中的收尘渣内Al含量为17%，淋洗塔挂壁料厚为50mm/月，能保证系统长周期稳定运行。
对比例1
熔盐氯化法生产四氯化钛时，在熔盐氯化炉产生的高温含有氯化物杂质（主要为氯化铝和氯化铁）的四氯化钛气体经收尘器收尘后，四氯化钛气体流量为1000 m3/h、温度为200℃，进入淋洗塔用四氯化钛液体进行淋洗，淋洗塔内温度控制在180℃，进入淋洗塔内的水与四氯化钛气体中夹带的NaAlCl4、NaFeCl3低熔点配合物以及AlCl3随着四氯化钛进入淋洗塔的淋洗槽内，混入泥浆中，然后将淋洗槽内的泥浆返回至收尘器作为喷淋液喷淋，而泥浆中的NaAlCl4、NaFeCl3低熔点配合物以及AlCl3无法作为收尘渣排出，淋洗塔挂壁料厚为200mm/月，收尘塔中的收尘渣内Al含量为8%。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种熔盐氯化生产四氯化钛淋洗塔中低熔点配合物的去除方法，其特征是：熔盐氯化法生产四氯化钛时，在熔盐氯化炉产生的高温含有氯化物杂质的四氯化钛气体经收尘器收尘后，进入淋洗塔用四氯化钛液体进行淋洗，四氯化钛气体流量为1000 m3/h～1100m3/h、温度为220℃，在淋洗塔塔顶设置一个水喷淋喷头，通过通入氮气使所述水喷淋喷头进行喷淋水，氮气的压力为0.45MPa，流量为12m3/h，喷淋水流量为20 kg/h～24kg/h，淋洗塔内温度控制在180℃～200℃，进入淋洗塔内的水与四氯化钛气体中夹带的NaAlCl4、NaFeCl4低熔点配合物以及AlCl3进行水解反应，生成氧化铝和氧化铁，随着四氯化钛进入淋洗塔的淋洗槽内，混入泥浆中，然后将淋洗槽内的泥浆返回至收尘器进行收尘。
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