CN110330052A - 四氯化钛蒸汽循环利用装置及使用方法 - Google Patents

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万健龙
夏建辉
高毅安
蒋承志
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047Titanium dioxide
    • C01G23/07Producing by vapour phase processes, e.g. halide oxidation

Abstract

本发明公开的是氯化法钛白粉生产领域中的一种四氯化钛蒸汽循环利用装置及使用方法,该装置包括氮气管道和急冷槽,所述氮气管道连在四氯化钛预热器的入口处,并配有第一切断阀,所述急冷槽的入口连在四氯化钛预热器到三氯化铝发生器之间的管道上,并配有第四切断阀,所述四氯化钛预热器到三氯化铝发生器的管道上设有第三切断阀。该装置的使用方法是,在开车前期能够利用氮气和四氯化钛预热器对系统进行升温,保证反应温度稳定,在停车期间利用氮气将四氯化钛预热器中残留的四氯化钛吹扫到急冷槽进行收集后回收利用,既避免了反应不完全的四氯化钛对系统的影响,又做到了资源的回收利用。

Description

四氯化钛蒸汽循环利用装置及使用方法
技术领域
本发明涉及化工领域,尤其涉及氯化法钛白粉生产中的一种四氯化钛蒸汽循环利用装置及使用方法。
背景技术
氯化法钛白粉生产过程中,氧化反应主要是通过对四氯化钛与氧气进行预热后,进行气相混合反应,通常在开车初期与停车前期,会由于反应气氛、温度等条件变化而造成四氯化钛反应不完全,此部分不完全反应的四氯化钛进入后续系统后,会造成设备管路腐蚀,其水解物在高温袋滤器滤袋上粘附会对滤袋使用寿命造成较大影响,同时此部分四氯化钛进入产品当中也会导致产品质量不合格等问题。
发明内容
为克服现有氯化法钛白粉生产系统存在的上述不足,本发明所要解决的技术问题是:提供一种能够避免四氯化钛反应不完全的产物进入后续系统的四氯化钛蒸汽循环利用装置及使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
四氯化钛蒸汽循环利用装置,包括氮气管道和急冷槽,所述氮气管道连在四氯化钛预热器的入口处,并配有第一切断阀,所述急冷槽的入口连在四氯化钛预热器到三氯化铝发生器之间的管道上,并配有第四切断阀,所述四氯化钛预热器到三氯化铝发生器的管道上设有第三切断阀。
进一步的是,所述急冷槽为夹套式容器,夹套内通有冷却介质。
进一步的是,所述四氯化钛预热器到急冷槽的管道为夹套管,夹套管的外层通有冷却介质。
进一步的是,所述四氯化钛预热器到急冷槽的夹套管的内管在进入急冷槽后设有一个气体分布器。
进一步的是,所述急冷槽的顶部设有呼吸管道与系统的精馏塔相连,并在管道上设有呼吸阀。
进一步的是,所述急冷槽的出口处设有管道与原系统的精四氯化钛储罐相连,并在管道上设有第二输送泵,精四氯化钛储罐与四氯化钛预热器的入口相连,并配有第一输送泵和第二切断阀。
四氯化钛蒸汽循环利用装置的使用方法,包括以下步骤:
Ⅰ、开车前期的操作:
a、正式生产前,先通过氮气管道通入氮气对系统进行预热,此时气体流向为四氯化钛预热器→三氯化铝发生器→氧化炉,将三氯化铝发生器内部温度提升至250℃以上;
b、准备投料前,关闭第三切断阀,打开第四切断阀,通入冷却介质;
c、打开第二切断阀,关闭第一切断阀,停止氮气通入,将精四氯化钛储罐中的四氯化钛加入四氯化钛预热器,当急冷槽内液位达到高料位后,启动第二输送泵将四氯化钛输送至精四氯化钛储罐当中;
d、待精四氯化钛蒸汽的流量、温度稳定后,打开第三切断阀,关闭第四切断阀,停止冷却介质通入,四氯化钛通过三氯化铝发生器进入氧化炉与氧气反应生成钛白粉;
Ⅱ、停车期间操作:
A、确定需要停车后,开启该冷却系统,通入冷却介质,随后打开第四切断阀,关闭第三切断阀;
B、关闭第二切断阀,打开第一切断阀,通入小流量氮气将系统内部残留的液态四氯化钛与四氯化钛蒸汽吹扫至急冷槽进行冷却收集;
C、当急冷槽内液位达到高料位后,启动第二输送泵将四氯化钛输送至精四氯化钛储罐当中;
D、氮气吹扫完毕后,打开第三切断阀,关闭第四切断阀,根据系统降温要求对四氯化钛预热器和三氯化铝发生器进行降温。
本发明的有益效果是:通过在原生产系统中加入氮气管道和急冷槽等措施,使得在开车前期能够利用氮气对系统进行升温,保证反应温度稳定,在停车期间利用氮气将四氯化钛预热器中残留的四氯化钛吹扫到急冷槽进行收集后回收利用,既避免了反应不完全的四氯化钛对系统的影响,又做到了资源的回收利用。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示,本发明包括四氯化钛蒸汽循环利用装置,包括氮气管道和急冷槽,所述氮气管道连在四氯化钛预热器的入口处,并配有第一切断阀,所述急冷槽的入口连在四氯化钛预热器到三氯化铝发生器之间的管道上,并配有第四切断阀,所述四氯化钛预热器到三氯化铝发生器的管道上设有第三切断阀。
现有工艺系统主要是在开车前期和停车期间,由于反应气氛、温度等条件变化而造成四氯化钛反应不完全,进入后续系统后对后续系统造成管路腐蚀等影响,本装置在开车前期可通过氮气和四氯化钛预热器对整个反应系统进行提前升温,保证反应温度稳定;在停车期间又能利用氮气将系统残留的四氯化钛气体进行吹扫收集。
所述急冷槽为夹套式容器,夹套内通有冷却介质,主要是对内部容器内的四氯化钛整体进行冷却,使其成为液体后进行回收利用。
进一步的,为提高冷却效果,将所述急冷槽到四氯化钛预热器的管道也设置成夹套管,夹套管的外层通有冷却介质。夹套管与夹套槽分别用冷却介质进行冷却,确保冷却效果充足。
为了对进入急冷槽的四氯化钛进行充分吸收,在所述四氯化钛预热器到急冷槽的夹套管的内管在进入急冷槽后设有一个气体分布器。急冷槽中应随时保留一定量的液态四氯化钛,使气体分布器位于液面之下,保证气液充分接触,提高吸收效果。
急冷槽按压力容器设计,为防止部分无法完全冷却下来的四氯化钛气体造成容器内压力超高,在所述急冷槽的顶部设有呼吸管道与系统的精馏塔相连,并在管道上设有呼吸阀,当气体压力高于呼吸阀设置压力时,气体可进入精制系统精馏塔回用。
为了能直接将急冷槽回收的四氯化钛进行利用,在所述急冷槽的出口处设有管道与原系统的精四氯化钛储罐相连,并在管道上设有第二输送泵,精四氯化钛储罐与四氯化钛预热器的入口相连,并配有第一输送泵和第二切断阀。当急冷槽中液体到达一定高位后就启动第二输送泵将四氯化钛液体送入精四氯化钛储罐中回收利用。
四氯化钛蒸汽循环利用装置的使用方法,主要包括以下步骤:
Ⅰ、开车前期的操作:
a、正式生产前,先通过氮气管道通入氮气对系统进行预热,此时气体流向为四氯化钛预热器→三氯化铝发生器→氧化炉,将三氯化铝发生器内部温度提升至250℃以上;
b、准备投料前,关闭第三切断阀,打开第四切断阀,通入冷却介质;
c、打开第二切断阀,关闭第一切断阀,停止氮气通入,将精四氯化钛储罐中的四氯化钛加入四氯化钛预热器,当急冷槽内液位达到高料位后,启动第二输送泵将四氯化钛输送至精四氯化钛储罐当中;
d、待精四氯化钛蒸汽的流量、温度稳定后,打开第三切断阀,关闭第四切断阀,停止冷却介质通入,四氯化钛通过三氯化铝发生器进入氧化炉与氧气反应生成钛白粉;
Ⅱ、停车期间操作:
A、确定需要停车后,开启该冷却系统,通入冷却介质,随后打开第四切断阀,关闭第三切断阀;
B、关闭第二切断阀,打开第一切断阀,通入小流量氮气将系统内部残留的液态四氯化钛与四氯化钛蒸汽吹扫至急冷槽进行冷却收集;
C、当急冷槽内液位达到高料位后,启动第二输送泵将四氯化钛输送至精四氯化钛储罐当中;
D、氮气吹扫完毕后,打开第三切断阀,关闭第四切断阀,根据系统降温要求对四氯化钛预热器和三氯化铝发生器进行降温。
在开车前期和停车期间都应保证急冷槽中具有一定量的液体四氯化钛,液面需覆盖至分布器之上,减少气体扩散,提高四氯化钛气体的回收效果。
本申请通过在原生产系统中加入氮气管道和急冷槽等措施,使得在开车前期能够利用氮气对系统进行升温,保证反应温度稳定,在停车期间利用氮气将四氯化钛预热器中残留的四氯化钛吹扫到急冷槽进行收集后回收利用,既避免了反应不完全的四氯化钛对系统的影响,又做到了资源的回收利用,具有很好的实用性和应用前景。

Claims (7)

1.四氯化钛蒸汽循环利用装置,其特征是:包括氮气管道和急冷槽,所述氮气管道连在四氯化钛预热器的入口处,并配有第一切断阀,所述急冷槽的入口连在四氯化钛预热器到三氯化铝发生器之间的管道上,并配有第四切断阀,所述四氯化钛预热器到三氯化铝发生器的管道上设有第三切断阀。
2.如权利要求1所述的四氯化钛蒸汽循环利用装置,其特征是:所述急冷槽为夹套式容器,夹套内通有冷却介质。
3.如权利要求2所述的四氯化钛蒸汽循环利用装置,其特征是:所述四氯化钛预热器到急冷槽的管道为夹套管,夹套管的外层通有冷却介质。
4.如权利要求3所述的四氯化钛蒸汽循环利用装置,其特征是:所述四氯化钛预热器到急冷槽的夹套管的内管在进入急冷槽后设有一个气体分布器。
5.如权利要求1所述的四氯化钛蒸汽循环利用装置,其特征是:所述急冷槽的顶部设有呼吸管道与系统的精馏塔相连,并在管道上设有呼吸阀。
6.如权利要求1~5任意一项权利要求所述的四氯化钛蒸汽循环利用装置,其特征是:所述急冷槽的出口处设有管道与原系统的精四氯化钛储罐相连,并在管道上设有第二输送泵,精四氯化钛储罐与四氯化钛预热器的入口相连,并配有第一输送泵和第二切断阀。
7.如权利要求6所述的四氯化钛蒸汽循环利用装置的使用方法,其特征是,包括以下步骤:
Ⅰ、开车前期的操作:
a、正式生产前,先通过氮气管道通入氮气对系统进行预热,此时气体流向为四氯化钛预热器→三氯化铝发生器→氧化炉,将三氯化铝发生器内部温度提升至250℃以上;
b、准备投料前,关闭第三切断阀,打开第四切断阀,通入冷却介质;
c、打开第二切断阀,关闭第一切断阀,停止氮气通入,将精四氯化钛储罐中的四氯化钛加入四氯化钛预热器,当急冷槽内液位达到高料位后,启动第二输送泵将四氯化钛输送至精四氯化钛储罐当中;
d、待精四氯化钛蒸汽的流量、温度稳定后,打开第三切断阀,关闭第四切断阀,停止冷却介质通入,四氯化钛通过三氯化铝发生器进入氧化炉与氧气反应生成钛白粉;
Ⅱ、停车期间操作:
A、确定需要停车后,开启该冷却系统,通入冷却介质,随后打开第四切断阀,关闭第三切断阀;
B、关闭第二切断阀,打开第一切断阀,通入小流量氮气将系统内部残留的液态四氯化钛与四氯化钛蒸汽吹扫至急冷槽进行冷却收集;
C、当急冷槽内液位达到高料位后,启动第二输送泵将四氯化钛输送至精四氯化钛储罐当中;
D、氮气吹扫完毕后,打开第三切断阀,关闭第四切断阀,根据系统降温要求对四氯化钛预热器和三氯化铝发生器进行降温。
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