DE1241809B

DE1241809B - Verfahren zur Herstellung von Metalloxyd-Pigmenten

Info

Publication number: DE1241809B
Application number: DEP37081A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Will Richardson; William Leslie Wilson
Original assignee: Pittsburgh Plate Glass Co
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1964-06-22
Filing date: 1965-06-19
Publication date: 1967-06-08
Also published as: BE665697A; FR1444196A; GB1116142A; NL6507971A; US3382042A; SE322304B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. CL:

BOIj

JZ/ο ζ

DEUTSCHES

PATENTAMT Deutsche Kl.: 12 g-5/01

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
'.-Auslegetag:

1241 809
P 37081IV a/12 g
19. Juni 1965
8. Juni 1967

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Metalloxyden, insbesondere von Titandioxyd-Pigment durch Dampfphasenoxydation von Titantetrahalogenid.

Bei der bekannten Herstellung von Metalloxyden durch Dampfphasenoxydation eines oder mehrerer Metallhalogenide wird ein Metallhalogenid durch Umsetzung mit einem oxydierenden Gas, wie Sauerstoff, NO₈, NO, H₈O₂, in der Dampfphase in einer begrenzten Zone bei einer Temperatur oxydiert, bei welcher das gasförmige Halogenid und Sauerstoff miteinander reagieren. Sind die Reaktionspartner z. B. Titantetrachlorid und Sauerstoff, dann wird die Temperatur in der Reaktionszone über 500⁰C, vorzugsweise bei 800 bis 1600⁰C, gehalten. __

Bei einem Darapfphasenoxydationsverfahien ist es besonders vorteilhaft, die reagierenden Gasströme getrennt mittels einer Reihe konzentrischer Rohre und Ringzonen in die Reaktionszone einzuführen, wie es in der USA.-Patentschrift 2 968 429 beschrieben ist. Bei noch fortschrittlicheren Verfahren, z. B. dem »o gemäß USA.-Patentschrift 3 069 281, weiden zusätzliche Gasströme, z. B. Inertgas, getrennt über zusätzliche konzentrische Rohre in die Reaktionszone eingeführt.

Es wurde gefunden, daß von den verschiedenen «5 Gasströmen, z. B. den Reaktionsteilnehmern und/oder Inertgasen, die die Reaktionszone in dem abgeschlossenen Reaktor passieren, der Gasstrom in oder nahe der Mitte des Reaktors mit einer größeren linearen und Massengeschwindigkeit fließt als der Gasstrom an oder nahe der Außenwandung des Reaktors.

Es wurde also beobachtet, daß, obwohl die durchschnittliche Verweilzeit des Gasstromes mehr als 5 Sekunden, gewöhnlich 10 bis 40 Sekunden beträgt, der zentrale Kegel des Gasstromes entlang dei Achse des Reaktors durch den Reaktor schießt und dadurch eine geringere Verweilzeit besitzt, als für eine Diffusion und chemische Umsetzung erforderlich ist, d. h. eine Verweilzeit unter etwa 0,25 Sekunden.

Wenn nun der gasförmige Produktstrom kontinuierlich aus dem Reaktor abgezogen wird, dann enthält der zentrale Kegel des Stromes einen höheren Prozentsatz an nicht umgesetzten Gasen als der Teil des Gasstromes, der an oder nahe den Reaktorwänden fließt. So kann bei der Dampfphasenoxydation von Titantetrachlorid der aus dem Reaktor austretende zentrale Gasstrom 20 Molprozent oder mehr nicht umgesetztes Titantetrachlorid enthalten, bezogen auf das ursprünglich in den Reaktor eingespeiste Titantetrachlorid. Obwohl dieses nicht umgesetzte Titantetrachlorid durch Vermischen mit anderen Teilen Verfahren zur Herstellung
von Metalloxyd-Pigmenten

Anmelder:

Pittsburgh Plate Glass Company,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil, A. Hoeppener, Dr. H. J. Wolff
und Dr. H. Chr. Beil, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Höchst, Adelonstr. 58

Als Erfinder benannt:
Kenneth Will Richardson, Franklin Strain,
William Leslie Wilson, Barberton, Ohio
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 22. Juni 1964 (376 980)

des ausströmenden Gasstromes verdünnt wird, kann der Gesamtstrom immer noch bis zu 6% oder mehr an nicht umgesetztem Titantetrachlorid enthalten. Zwar kann die Verweilzeit durch Verlängern der Reaktionskammer vergrößert werden, jedoch ist das in technischem Maßstab unpraktisch, weil der Reaktorlänge aus Investionsgründen und wegen der Wärmeverluste Grenzen gesetzt sind.

Die Menge an nicht umgesetztem Halogenid, wie TiCl₄, kann auch in bekannter Weise zum Teil dadurch reduziert werden, daß man das oxydierende Gas im Überschuß, z. B. in einer Menge von über 200 Molprozent O₂, bezogen auf Mol TiCl₄, in den Reaktor einführt, jedoch erfordert diese Maßnahme größere Anlagen und beeinflußt damit die Wirtschaftlichkeit des Veifahrens. Die vorliegende Erfindung ist deshalb besonders geeignet für solche technische Verfahren, bei denen eine stöchiometrische Menge an oxydierendem Gas, d. h. 90 bis 130 Molprozent, bezogen auf das MetaUhalogenid, verwendet wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Metalloxyd-Pigmenten durch Dampfphasenoxydation eines Metallhalogenide, wobei ein Metallhalogenid, und ein oxydierendes Gas gegebenenfalls in Gegenwart eines Inertgases, in einen Reaktor eingeführt, vermischt und miteinander umge-

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setzt werden und ein Gasstrom aus Metalloxyd sowie F i g. 3 zeigt eine andere bekannte Anordnung

gegebenenfalls nicht umgesetztem Metallhalogenid konzentrischer Ringe. Hier bilden die konzentrischen

und Sauerstoff abgezogen wird. Das Verfahren ist Rohre 23, 22 und 21 die Ringzonen 24 und 25. In die

dadurch gekennzeichnet, daß man die wirksame Zone 24 wird durch Rohr 27 das Metallhalogenid,

Verweilzeit der durch den Reaktor strömenden Gase 5 in die Zone 25 durch Rohr 26 das Inertgas eingeführt;

dadurch verlängert, daß man den mit höherer Ge- Rohr 23 dient der Sauerstoffzufuhr. Rohr 22 ist mit

schwindigkeit durch den Reaktor strömenden zen- einer ringförmigen Lippe 31 versehen, die sich in

traten, axialen Gasstrom der gasförmigen Reaktions- einer Ebene erstreckt, welche rechtwinklig zu der

partner mittels einer Prallplatte, die in dem Reaktor gemeinsamen Achse der drei konzentrischen Rohre 23,

in einer zur Strömungsrichtung der Gase im wesent- io 22 und 21 liegt, wobei ein Ringschlitz S₁ zwischen

liehen querliegenden Ebene angebracht ist, bremst dem Ende 30 von Rohr 23 und der ringförmigen

und ablenkt. Lippe 31 gebildet wird. Tn der Lippe 31 befindet sich

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen eine kreisförmige öffnung mit einem Tnnendurch-

erläutert. messer D₁.

F i g. 1 erläutert das Strömungsprofil der durch den 15 Rohr 21 ist mit einer ringförmigen Lippe 32 verReaktor fließenden Gase. Wie aus F i g. 1 ersichtlich sehen, die sich in einer Ebene erstreckt, welche ist, ist die Geschwindigkeit des Gasstromes an oder weitgehend parallel zu der Ebene der Lippe 31 liegt, nahe der Reaktorwand 9 wesentlich geringer als im wobei eine ringförmige Öffnung in Lippe 32 mit einem Zentralkegel des Stromes. Dieses Geschwindigkeits- Durchmesser D₈ sich befindet. Zwischen den Lippen 31 profil wird beim Übergang von turbulenter zu lami- 20 und 32 liegt ein kreisförmiger Schlitz S₈.
narer Strömung oder umgekehrt nicht wesentlich F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der geändert. Erfindung. Die Prallplatte 10 a ist in einem Winkel zu

F i g. 2 erläutert eine bevorzugte Ausführungsform der Gasströmungsrichtung angeordnet,
der Erfindung. Diese zeigt eine zylindrische Reaktions- F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei kammer 8 mit einer Wand 9, in welche verschiedene 25 welcher die Prallplatte 10* halbkugelig ist und sich Gasströme, z. B. Sauerstoff, Metallhalogenid und nach unten in der Richtung des Gasstromes krümmt. Inertgas an einem Ende der Reaktionskammer in Ebenso kann jedoch die Halbkugel nach oben entbekannter Weise durch eine Reihe konzentrischer gegen dem Gasstrom gekrümmt sein, wie es in Rohre 1, 2 und 3 eingeführt wird. Das konzentrische F i g. 6 gezeigt ist.

Rohr 1 ist mit einer bekannten ringförmigen Lippe 14. _3? F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei versehen, die in einer Ebene liegt, welche rechtwinklig welcher die Prallplatte 10 durch ein Rohr 11a gezu der gemeinsamen Längsachse der konzentrischen tragen wird, welches Öffnungen 15 besitzt. Bei dieser Rohre sich befindet, wodurch ein kreisförmiger Ausführungsform wird ein Hilfsstrom durch öffnung 14 Schlitz S zwischen der Lippe 14 und dem Ende des in das Rohr 11 a eingeführt und durch die öffnungen 15 Rohrs 2 entsteht. In der Lippe 14 befindet sich eine 35 für Kühlung, Keimbildung und/oder weitere Umringförmige öffnung mit einem inneren Durchmesser/?. Setzungen mit den Produktströmen ausgelassen.
Wie in der Zeichnung weiter gezeigt ist, wird Sauerstoff Das Hilfsgas kann in bekannter Weise aus einem durch das zentrale Rohr 3 eingeführt, während ein im Kreislauf geführten Gasstrom bestehen, der nicht Inertgas aus Rohr 6 in die von den konzentrischen umgesetztes Metallhalogenid oder Inertgase und Rohren 2 und 3 gebildete Ringzone 5 und Metall- 40 Sauerstoff enthält. Als bekannte Beispiele für Inertgas, halogenid aus Rohr 7 in den aus den Rohren 1 und 2 die mit den Reaktionsteilnehmern in den Reaktor gebildeten Ringraum 4 eingeleitet wird. eingeführt werden können, z. B. durch die konzen-

Die Gasströme werden aus den konzentrischen taschen Rohre und/oder als Umlaufstrom durch die

Rohren in die Reaktionszone entlassen, wobei der Öffnungen 15, seien Argon, Stickstoff, Helium, Kryp-

Inertgasstrom dazu dient, einen im wesentlichen 45 ton, Xenon, Chlor oder Gemische derselben genannt,

gleichförmigen konzentrischen Mantel zwischen das Ebenso kann der Umlaufstrom in bekannter Weise

Metallhalogenid und den Sauerstoff zu legen, damit Kohlendioxyd und/oder andere Verbrennungsprodukte

die Rohröffnungen z. B. bei oder nahe der Lippe 14 enthalten, wenn Co, Erdgas oder schwefelhaltige Ver-

nicht durch Oxyde zuwachsen. Der Sauerstoffstrom bindungen als ursprüngliche Wärmequelle für den

wird vorzugsweise mit einer höheren Geschwindigkeit 50 Reaktor verwendet werden. Desgleichen können

eingeleitet als die anderen Gasströme, wie es in der statt des Umlaufstromes andere, bekannte zusätzliche

belgischen Patentschrift 631070 beschrieben ist, wobei Gasströme eingeführt werden, z. B. Sauerstoff oder

der schnellere Sauerstoffstrom die langsameren Titan- keimbildende Mittel, Kaliumverbindungen, organische

tetrahalogenid- und Inertgasströme in sich einsaugt. Verbindungen, wie sie in den kanadischen Patent-

Es ist zu beachten, daß die in F i g. 2 gezeigte 55 Schriften 631 871, 639 659 und der USA.-Patentschrift

Anordnung konzentrischer Rohre nur eine Möglich- 3 068 113 beschrieben sind.

keit der Einführung der verschiedenen Gasströme in Die Fig. 8, 9, 10 und 11 zeigen verschiedene den Reaktor darstellt. Es kann jedes der bekannten geometrische Formen, die für die Konstruktion der Verfahren verwendet werden. Wenn der Gasstrom Prall- oder Ablenkplatten verwendet werden können, durch den Reaktor 8 fließt, trifft der zentrale Teil So In den F i g. 2 bis 6 wurden erfindungsgemäß als oder axiale Kegel des Gasstromes auf eine Prall- Tragevorrichtung Stangen 11 oder Rohre Hfl verplatte 10, die im zentralen Teil des Reaktors ange- wendet; es können jedoch auch andere Trageelemente bracht ist. In F i g. 2 ist diese Platte an einer Stange 11 vorgesehen sein. Insbesondere können die Prallangebracht, der am Boden des Reaktors befestigt ist. platten 10,10a, 10* an Wandreinigungsvorrichtungen Der ausfließende Produktstrom wird aus Leitung 12 65 befestigt oder von diesen getragen werden, z. B. an abgezogen. Ein Trichter 13 kann zum Auffangen der Achse eines rotierenden Wandreinigers,
von grobem, nicht als Pigment geeignetem Metalloxyd Um ein Metalloxydwachstum auf den Pralltellero nabe des Ausgangs vorgesehen sein. zu verhindern, sollten die Prallteller aus Nickel oder

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einer Nickellegierung gefeitigt sein und von innen, trittsende der konzentrisch angeordneten Rohre bis

z. B. mit Luft auf eine Temperatur unter 54O⁰C zu einem bestimmten Punkt in dem Reaktor, z. B.

gekühlt werden. Andere Metallegierungen können dem Prallteller oder dem Austrittsende des Reaktors

verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie durch gemessen wird.

Chlor bei 425 bis 54O⁰C nicht korrodiert werden. S Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Spezielle Nickellegierungen, die empfohlen werden Verfahrens zur Herstellung von Pigment-TiO₂ wird können, sind auf S. 4 und 6 in dem »Handbook of die Spitzentemperatur in dem Reaktor an einer Stelle Huntington Alloys«, copyright International Nickel 0,002 bis 0,03 Sekunden stromabwärts vom Austritts-Comp., Inc., März 1962, aufgeführt. Insbesondere ende der konzentrischen Rohre, z.B. der in Fig. 2 wird auf die Nickellegierung verwiesen, die als io und 3 gezeigten, bei unter etwa 1100^eC gehalten, Nickel 200 bezeichnet wird und aus 99,5 Gewichts- damit TiO₈-Pigmente erzielt werden, die eine Färbeprozent Nickel, 0,06% Kohlenstoff, 0,25% Mangan, kraft von 1600 oder mehr haben.
0,15% Eisen, 0,005% Schwefel, 0,05% Silizium und Die Färbekraft des TiO_s-Pigments wird nach 0,05% Kupfer besteht. ASTM D-332-26, 1949, Teil 4, S. 31, bestimmt.

Der Gesamtdurchmesser oder die Breite der Prall- 15

platte, gemessen in einem ebenen Schnitt derselben, Beispiel 1

sollte größer sein als die Breite des schnellen Axial- Die Anordnung konzentrischer Rohre nach F i g. 3

kegeis oder Zentralkegels des Gasstromes, der etwa wurde in Verbindung mit einem Reaktor 8 verwendet,

ein Viertel bis vier Fünftel des Reaktordurchmessers der einen Innendurchmesser von 10 cm und eine

ausmacht. ao Länge von 40 cm hatte. In dem Reaktor wurde kein

Insbesondere sollte das Verhältnis des mittleren Prallteller angebracht. Das innerste konzentrische Rohr

Durchmessers der Prallplatte zu dem des Reaktors hatte einen Innendurchmesser von 3,4 mm. Der

mindestens 0,25 bis 0,90, vorzugsweise 0,33 bis 0,875 ringförmige Schlitz S₁ von Rohr 22 war 0,70 mm

betragen, so daß die Prallplatte 6,25 bis 81% der breit, bei einem Durchmesser D₁ der kreisförmigen

Querschnittsfläche des Reaktors quer zu der Strö- »5 öffnung von 6 mm. Der lingförmige Schlitz S₄ von

mungsrichtung des Gases bedeckt. Rohr 21 war 1,0 mm breit bei einem Durchmesser D₂

Der Prallteller ist vorzugsweise in einem Abstand von 7 mm.

von mindestens 0,03 Sekunden axialer Strömungszeit 80 Millimol pro Minute TiCl₄, mit einem Gehalt an stromabwärts von dem Punkt oder den Punkten AlCIg von 3 Molprozent uH3" an SiCl₄ von 0,40 Molangebracht, bei denen die Gase in die Reaktions- 30 prozent wurden auf 600° C vorerhitzt und durch den kammer eintreten, d. h. von den Ausgängen der kon- ringförmigen Schlitz S₂ von Rohr 21 in den Reaktor 8 zentrischen Rohre, wobei diese Zeit aus der maximalen eingeführt.

Geschwindigkeit des axial fließenden Gasstromes Ein gasförmiges Gemisch von 96 Millimol pro

berechnet wird. Wenn der Prallteller zu nahe an den Minute Sauerstoff und 50 Millimol pro Minute CO₂

Einlaßstellen des Gasstromes, z.B. 0,01 Sekunde 35 mit einer Temperatur von 1700 bis 1800° C wurde aus

stromabwärts angebracht ist, dann bilden sich Krusten dem konzentrischen Rohr 23 in den Reaktor einge-

von als Pigment nicht zu verwendendem Metalloxyd führt, wobei der Sauerstoff in einem Kohlenmonoxyd-

an der Prallplatte. Verbiennungsstrom vorerhitzt worden wai, in welchem

Die axiale Strömungszeit wird berechnet aus der 50 Millimol pro Minute CO mit 25 Millimol pro

axialen Strömungsgeschwindigkeit des Zentralkegels 40 Minute überschüssigem Sauerstoff umgesetzt wurden,

oder -Strahles des Gasstromes. Diese Geschwindigkeit Zur gleichen Zeit wurde ein Chlormantel mit einer

bleibt nicht konstant, sondern nimmt ständig wegen Temperatur von 600⁰C aus dem ringförmigen Schlitz S

der Ausdehnung, die der zentrale, axiale Strom von Rohr 22 mit einer Geschwindigkeit von 30 MiIU-

erfährt, nach einer logarithmischen Funktion ab. In mol pro Minute eingeleitet.

einer stromabwärts zurückgelegten Strecke, die dem 45 97%iges Rutilpigment wurde am Boden des Reak-Fünffachen des ursprünglichen Durchmesseis des tors 8 in einem Produktgasstrom abgezogen; das Axialstromes entspricht, saugt der Gasstrom ein Pigment hatte eine Färbekraft von 1600 auf der Gasvolumen in sich auf, das dem ursprünglichen Reynolds-Skala. Das ausströmende Produktgas entVolumen des Axialstromes gleich ist. Wenn also der hielt 1,5% nicht umgesetztes TiCl₄, bezogen auf das ursprüngliche Durchmesser des axialen Gasstromes W 50 durch Schlitz S₂ eingeführte TiCI₄, entsprechend ist und der Strom 5 W zurückgelegt hat, dann beträgt 1,2 Millimol pro Minute nicht umgesetztes TiCl₄.
die Gasgeschwindigkeit die Hälfte der ursprünglichen

Geschwindigkeit. Wenn das Gas 10 W zurückgelegt Beispiel 2
hat, dann beträgt seine Geschwindigkeit ein Drittel

der ursprünglichen Geschwindigkeit; wenn es 15 W 55 Die Anordnung konzentrischer Rohre wie im

zurückgelegt hat, ist die Geschwindigkeit auf ein Beispiel 1 wurde verwendet. Die Temperaturen und

Viertel abgefallen. Strömungsgeschwindigkeiten von TiCl₄, Chlormantel,

Die oben angegebene Regel trifft nur in gewissen Sauerstoff und CO₈ waren dieselbeSrwie im Beispiel 1.

Grenzen zu, z. B. über etwa 0,15 Sekunden. Für engere Eine Prallplatte in der Form einer kreisrunden

Bereiche ist die Anwendung fortschrittlicherer Meß- 60 flachen Platte mit einem Durchmesser von 6 cm

und Berechnungsmethoden erforderlich. Fig. 12 wurde in den Reaktor 8 eingeführt und so angebracht,

zeigt eine graphische Darstellung solcher Messungen wie es in F i g. 2 gezeigt ist, wobei die Platte einen

und Berechnungen für die Anordnung konzentrischer Abstand von 35 cm stromabwärts von der kreisrunden

Ringe nach F i g. 2, wie sie in den Beispielen 4 bis 7 öffnung in Lippe 32 (F i g. 3) hatte, entspiechend

verwendet wird, und für die Anordnung nach F i g. 3, 65 0,075 Sekunden axialer Strömungszeit, bezogen auf

wie sie in den Beispielen 1 bis 3 verwendet wird. In die Geschwindigkeit des Zentralteils oder Axialkegels

dieser Darstellung ist die axiale Strömungszeit gegen des durch den Reaktor fließenden Gasstromes. Die

den Strömungsweg aufgetragen, der axial vom Aus- Geschwindigkeit wurde wie oben angegeben berechnet.

Am Boden des Reaktors wurde 98%iges Rutil- Strömungszeit, bezogen auf die Geschwindigkeit

pigment in einem Produkt-Gasstrom abgezogen; des Axialstromes.

das Pigment hatte eine Färbekraft von 1570. Der 98°/₀iges Rutilpigment wurde am Boden des Reaktors

Produktstrom enthielt 0,3 % nicht umgesetztes TiCl₄, mit dem Produktstrom abgezogen; das gewonnene

entsprechend 0,24 Millirnol pro Minute TiCl₁. 5 TiO₂-Pigment hatte eine Färbekraft von 1610. Der

Produktstrom enthielt 0,6% nicht umgesetztes TiCl₄,

Beispiel 3 entsprechend 0,48 Millimol pro Minute TiCl₄.

Die Anordnung konzentrischer Rohre wie im Bei- Beispiel 6

spiel 1 wurde angewendet bei einer Reaktorlänge von io Die Anordnung konzentrischer Ringe von Beispiel 4 45 cm. Die Temperaturen und Strömungsgeschwindig- wurde bei einer Reaktorlänge von 30 cm angewendet, keiten von TiCl₄, Chlormantel, Sauerstoff und CO₂ Die Temperatur- und Strömungsgeschwindigkeitswaren dieselben wie im Beispiel 1. bedingungen von Beispiel 4 wurden wiederholt. Eine

Eine kreisrunde flache Prallplatte von 6 cm Durch- ebene, runde Prallplatte von 5,5 cm Durchmesser messer wurde im Reaktor 8 angebracht, wie es in 15 wurde eingeführt und in unterschiedlichen Abständen F i g. 2 gezeigt ist, in einem Abstand von 30 cm in dem Reaktor angebracht. Bei einem Prallplattenstromabwärts von der kreisrunden Öffnung in Lippe 32, abstand von 15 cm von der Lippe 14, entsprechend entsprechend 0,055 Sekunden axialer Strömungszeit, 0,08 Sekunden, wurde 98%iges Rutilpigment mit einer bezogen auf die Geschwindigkeit des axial fließenden Färbekraft von 1620 aus dem Reaktor mit dem Gasstromes. at> Produktstrom abgezogen. Der Strom enthielt 0,2%

97%iges Rutilpigment wurde am Boden des Reak- TiCl₄, bezogen auf das ursprünglich in den Reaktor tors id einem Produktstrom abgezogen; das Pigment eingeführte TiCl₄, entsprechend 0,16 Mülimol pro hatte eine Färbekraft von 1580. Das ausströmende Minute.

Produktgas enthielt 0,3 % nicht umgesetztes TiCl₄, Bei einem Prallplattenabstand von 17,5 cm von der

entsprechend 0,24 Millimol pro Minute TiCl₄. 45 Lippe 14, entsprechend 0,10 Sekunden, wurde 97%iges

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn die Rutilpigment abgezogen und gewonnen; das Pigment Prallplatte in einem Abstand von 40 cm stromabwärts hatte eine Färbekraft von 1600. Der Produktstrom von der kreisrunden öffnung in Lippe 32 angebracht enthielt 0,6 % nicht umgesetztes TiCl₄, entsprechend wird, entsprechend 0,10 Sekunden axialer Strömungs- 0,48 Millimol pro Minute.

zeit, bezogen auf die Geschwindigkeit des axialen 30 Bei einem Prallplattenabstand von 20 cm von der

Gasstromes. Lippe 14, entsprechend 0,13 Sekunden, wurde 98%iges

Beisoiel 4 Rutüpigment mit einer Farbekraft von 1620 abgezogen

und gewonnen. Der Produktstrom enthielt 0,1%

Eine Anordnung konzentrischer Rohre wie in nicht umgesetztes TiCl₄, entsprechend 0,08 Millimol F i g. 2 und ein Reaktor 8 mit einem Innendurch- 35 pro Minute.

messer von 10 cm und einer Länge von 40 cm wurden Die Prallplatte wurde aus dem Reaktor entfernt,

verwendet. In dem Reaktor wurde keine Prallplatte 98%iges Rutilpigment wurde abgezogen und gewonangebracht. nen. Der Produktstrom enthielt 1,4% nicht umge-

80 Millimol pro Minute TiCl₄, mit einem AlCl₃- setztes TiCl₁, entsprechend 1,12 Mülimol pio Minute. Gebalt von 3 Molprozent und einem SiCl₄-Gehalt 40

yon 0,27 Molprozent, wurden auf 1000⁰C vorerwärmt Beispiel 7

und aus Rohrzone 4 durch den kreisrunden Schlitz S

von 1,5 cm Durchmesser in den Reaktor eingeführt. Es wurden Versuche unternommen, um den Einfluß

Zur gleichen Zeit wurden 96 Millimol pro Minute der Prallplattengröße festzustellen. Sauerstoff mit 1000⁰C durch Rohr 3, das einen Min- 45 Die Anordnung konzentrischer Rohre von Beispiel 4 destinnendurchmesser von 1,2 cm hatte, eingeleitet wurde bei einer Reaktorlänge von 25 cm verwendet, und 16 Millimol pro Minute Chlormantel wurden aus Kreisförmige Prallplatten von unterschiedlichem Ringzone 5, die einen Mindestdurchmesser von 1,4 Durchmesser wurden in dem Reaktor 8 in einem und einen maximalen Durchmesser von 1,6 cm hatte, Abstand von 20 cm von Lippe 14, entsprechend zugefühit. so 0,13 Sekunden axialer Strömungszeit, angebracht.

Am Boden wurde in einem Produktstrom 99%iges Bei einem Prallplattendurchmesser von 2,5 cm

Rütilpigment mit einer Färbekraft von 1570 abgezogen. enthielt der Produktstrom 2,2% nicht umgesetztes Der Produktstrom enthielt 3,1 % nicht umgesetztes TiCl₄, entsprechend 1,76 Millimol pro Minute. TiCl₄, entsprechend 2,48 Millimol pro Minute TiCl₄. Wurde die Prallplatte entfernt, dann enthielt der

55 Produktstrom immer noch 2,2 % nicht umgesetztes

Beispiel 5 ^TiC1*·

Bei einem Piallplattendurchmesser von 5,5 cm

Die Anordnung konzentrischer Rohre wie im Bei- enthielt der Produktstrom 1,6% nicht umgesetztes

spiel 4 wurde verwendet bei einer Reaktorlänge von TiCl₄, entsprechend 1,28 Millimol pro Minute. Bei

30 cm. 60 einem Prallplattendurchmesser von 9 cm enthielt der

Die Temperatur- und Strömungsbedingungen von Produktstrom 1,4% nicht umgesetztes TiCl₄, entBeispiel 4 wurden wiederholt. sprechend 1,12 Millimol pro Minute.

Die aus einer Halbkugel von 4,5 cm Durchmesser Obwohl diese Erfindung unter besonderer Bezugbestehende Prallplatte wurde mit der Krümmung in nähme auf die Herstellung von TiO₂-Pigment aus TiCl₄ Richtung zu der Anordnung konzentrischer Rohre 65 beschrieben wurde, kann sie auch auf die Herstellung (wie es in F i g. 6 gezeigt ist), in den Reaktor einge- anderer Metalloxyd-Pigmente angewendet werden, führt und in einem Abstand von 19,7 cm von Lippe 14 Der Ausdruck Metall soll dabei auch Elemente mit angebracht, entsprechend 0,12 Sekunden axialer metallähnlichen Eigenschaften umfassen.

Als Beispiele seien die Oxyde folgender Elemente genannt: Aluminium, Arsen, Beryllium, Bor, Gadolinium, Germanium, Hafnium, Lanthan, Eisen, Phosphor, Samarium, Scandium, Silizium, Strontium, Tellur, Tantal, Terbium, Thorium, Thulium, Zinn, Titan, Ytterium, Ytterbium, Zink, Zirkonium, Niob, Gallium, Antimon, Blei und Quecksilber.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Metalloxyd- »o Pigmenten durch Dampfphasenoxydation eines Metallhalogenide, wobei ein Metallhalogenid und ein oxydierendes Gas, gegebenenfalls in Gegenwart eines Inertgases, in einen Reaktor eingeführt, vermischt und miteinander umgesetzt werden und ein Gasstrom aus Metalloxyd sowie gegebenenfalls nicht umgesetztem Metallhalogenid und Sauerstoff abgezogen wird, dadurch gekennzeich-

net, daß man die wirksame Verweilzeit der durch den Reaktor strömenden Gase dadurch verlängert, daß man den mit höherer Geschwindigkeit durch den Reaktor strömenden zentralen, axialen Gasstrom der gasförmigen Reaktionspartner mittels einer Prallplatte, die in dem Reaktor in einer zur Strömungsrichtung der Gase im wesentlichen querliegenden Ebene angebracht ist, bremst und ablenkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte sich über 6,25 bis 81 % der Querschnittsfläche des Reaktors quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms erstreckt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte in einem Abstand von mindestens 0,03 Sekunden axialer Strömungszeit stromabwärts von den Einführungsstellen der umzusetzenden Gase angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 5*9/331 5.67 φ Buntleedruckerei Berlin