DE2060769C3

DE2060769C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Desublimieren eines in einem Trägergas enthaltenen dampfförmigen Stoffes

Info

Publication number: DE2060769C3
Application number: DE2060769A
Authority: DE
Inventors: Arthur P. Moraga Haag; Meyer Orinda Weiner
Original assignee: Dart Industries Inc
Current assignee: Dart Industries Inc
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1970-12-10
Publication date: 1979-08-16
Also published as: NL7017796A; GB1337117A; CA928041A; DE2060769A1; US3623846A; FR2073685A5; NL169034B; NL169034C; DE2060769B2; JPS5010707B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Desublimieren eines in einem Trägergas enthaltenen dampfförmigen Stoffes durch Einleiten des Trägergas-Dampfgemisches in eine auf unterhalb der Kondensa- ^r>o tionstemperatur gehaltenen Kondensationskammer, auf deren Boden sich der kondensierte Stoff ansammelt, und unter Einleiten eines Inertgases in die Kondensationskammer. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens soll pulverförmiges Titantrichlorid gewonnen werden, das sich als sehr wertvolles Katalysatormaterial, insbesondere für die Polymerisation von Polypropylen erwiesen hat. w>

Bisher wurde zur Herstellung ein Verfahren verwendet, bei dem man Titantetrachlorid mit Titanschwamm bei erhöhter Temperatur reagieren läßt und dadurch Tkantrichlo "id nach der Gleichung

3 TiCI₄+ Ti = 4TiCIj

herstellt. Das Reaktionsprodukt ist ein heißes Gas oder ein heißer Dampfstrom, der überschüssiges Titantetrachlorid, Titantrichloriddampf und für gewohnlich ein Trägergas enthält Das Titantrichlorid wird durch Abkühlen des heißen Gases zu einem Pulver kondensiert und als Pulver gewonnen.

Insbesondere bei der Herstellung von Polypropylen ist die Teilchengröße des gebildeten Polymerisats einer der wichtigen Parameter. Es hat sich gezeigt, daß mindestens bei einigen der üblichen Polymerisationsverfahren die Teilchengröße des bei der Polymerisationsreaktion verwendeten Katalysators die Kristallgröße des Polypropylens beeinflußt Es ist daher sehr erwünscht, ein Verfahren zur Einstellung der Teilchengröße des Titantrichlorids bei seinem Herstellungsverfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird bei einer bekannten Ausführungsform des eingangs genannten Verfahrens, wie es in der DE-AS 10 63 117 beschrieben ist, und durch die dabei benutzte Vorrichtung nicht gelöst Bei dem bekannten Verfahren zum Kondensieren von sublimierbaren Metallchloriden werden diese und oben in die Mitte einer Kondensationskammer eingeführt und wird zwischen den Wandungen der Kondensationskammer und den eintretenden Dämpfen ein kühles Inertgas gleichfalls von oben in die Kondensationskammer eingeführt. Es dient dazu, eine Berührung des in der Mitte der Kondensationskammer nach unten strömenden Mecallchloridgases mit den Wandungen des Kondensationsraumes zu verhindern, damit eine Krustenbildung an diesen Wandungen vermieden wird.

Irgendeine Beeinflussung der Größe der Teilchen des kondensierten und im unteren Teil der Kammer abgesetzten Metallchlorids ist bei dem bekannten Verfahren nicht vorgesehen. Würde man das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Vorrichtung in der vorstehend genannten bekannten Form, z. B. zur Kondensation von Titanchlorid, verwenden, so würden sich kondensierte Teilchen in der Größenordnung von etwa 1 Mikron Durchmesser ergeben, die für manche katalytischen Zwecke als zu gering anzusehen ist.

Die Erfindung bezweckt daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die Teilchengröße des kondensierten Stoffes nach Wunsch eingestellt und insbesondere wesentlich größer gemacht werden kann als bei der bekannten Ausführung des Verfahrens.

Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren das Inertgas intermittierend in den unteren Teil der Kondensationskammer derart eingeblasen wird, daß der am Kammerboden angesammelte kondensierte Stoff zeitweise aufgewirbelt wird.

Der Inertgasstrom ist also so eingestellt, daß er die am Boden der Kondensationskammer abgesetzten und kondensierten Stoffteilchen bis in den Bereich aufwirbelt, >n welchem sich das oben in die Kammer eintretende Trägergas-Dampfgemisch befindet. Hier bilden die aufgewirbelten Teilchen Kondensationskerne für die Kondensation des zusätzlich zu kondensierenden Teils des Trägergas-Dampfgemisches, so daß die aufgewirbelten Teilchen vergrößert werden, im Falle von Titantrichlorid-Dampf bis zur Größenordnung von 2 bis 8 Mikron Durchmesser.

Das Trägergas und nicht umgesetztes Metallchlorid, z. B. Titantetrachlorid, treten am oberen Ende der Kondensationskammer durch Filter hindurch aus dieser aus. Diese verhindern, daß die durch Kondensation

gebildeten Teilchen von dem Inertgas aus der Kondensationskammer herausgetrieben werden. Da dieses die aufgewirbelten Teilchen dem zu kondensierenden Teil des Trägergas-Dampf gemisches als Kondensationskerne darbieten soll, ist die Strömungsgeschwindigkeit des Inertgases und die Dauer des Zaitintervalls seines Einströmens vorzugsweise so gewählt, daß das eingeführte Inertgasvolumen dazu ausreicht, die vom Boden der Kondensationskammer aufgewirbelten Teilchen vorübergehend in den eingeblasenen Strom von Metallchlorid-Dampf hochzutreiben, aber nicht dazu ausreicht, die Teilchen gegen die Filter oder aus der Kammer herauszutreiben.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine mit Wärmeübertragungseinrichtungen versehene Kondensationskammer, einen Einlaß für das Trägergas-Dampfgemisch und einen Einlaß zur Einführung eines Inertgases aufweist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß für das Inertgas sich im unteren Teil der Kondensationskammer befindet

Ferner ist für diese Vorrichtung vorzugsweise vorgesehen, daß der Einlaß für das Inertgas zwei Gaseinlässe umfaßt und Steuereinrichtungen vorgesehen sind, mittels derer das Inertgas von einem Vorratsbehälter abwechselnd und intermittierend zum einen Gaseinlaß oder zum anderen Gaseinlaß leitbar ist.

Die Ausführung der Erfindung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben, die teilweise im Schnitt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung von Teilchen bestimmter Größe in Verbindung mit einem Schema der zugehörigen Desublimierungsanlage darstellt.

Die Zeichnung zeigt somit, teilweise im Schnitt und teilweise schematisch, eine Vorrichtung zur Regelung der Teilchengröße, die nach den Grundsätzen der Erfindung gebaut ist. Für die dargestellte bevorzugte Ausführungsform ist ein Vorratsbehälter 10 zur Aufnahme flüssigen Titantetrachlorids vorgesehen. Die Flüssigkeit strömt vom Behälter 10 zu einem Verdampfer 11, der das Titantetrachlorid erhitzt und verdampft und in Dampfform abgibt. Wie ersichtlich sind in der schematischen Darstellung der Zeichnung zahlreiche übliche Bauelemente, wie sie bei dem Herstellungsgang verwendet werden, der Deutlichkeit halber fortgelassen. So sind z. B. eine Anzahl von Pumpen, Ventilen, Mischern, Heizvorrichtungen, Meß- und Regelvorrichtungen weggelassen, da sie keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bilden und gänzlich übliche Elemente sind, wie sie in der herkömmlichen Technik verwendet werden. Eine Quelle 12 zur Zufuhr eines inerten Gases, wie Stickstoff, Helium, Wasserstoff oder Argon ist vorgesehen, um dieses dem Titantetrachloriddampf beizumischen, der vorn Verdampfer 11 kommt. Dieses inerte Gas stellt ein zusätzliches Gasvolumen dar, das dazu dient, den Titantetrachloriddampf durch den übrigen Teil des beschriebenen Systems hindurch zu treiben. Wenn erwünscht, kann das Gas schon in dem Verdampfer zugesetzt werden, um dessen Arbeiten zu unterstützen, und es kann vorerhitzt werden, wenn die Möglichkeit besteht, es bis zum Taupunkt des Titantetrachlorids zu kühlen.

Das Gemisch von Titantetrachlorid und Trägergas wird in den Boden oder unteren Teil eines herkömmlichen Reaktors 13 eingeblasen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht dieser Reaktor aus einem Stahlzylinder von ungefähr 30 cm Durchmesser und etwa 300 cm Länge, der auf etwa 900°C erhitzt ist. Eine untere Zone 14 innerhalb des Reaktors wird mit Graphitstücken gefüllt, so daß der Gas- oder Dampfstrom, der über diese Stücke streicht, vorerhitzt wird. Der obere Teil 15 des Reaktors wird mit Titanschwamm gefüllt, mit dem das Titantetrachlorid reagiert und gemäß der obengenannten Reaktionsgleichung Titantrichlorid herstellt

Am oberen Ende des Reaktors strömt e^;n Dampf ab, de/· nicht umgesetzten Titanteirachloriddampf enthält,

ίο ferner von der Gasquelle 12 herkommendes Trägergas und Titantrichioriddampf, da der Reaktor bei einer Temperatur gehalten wird, die wesentlich oberhalb der Sublimationstemperatur des Titantrichlcrids liegt Dieser Dampfstrom wird dann in eine Kondensationskammer 16 eingeblasen, die nachstehend mehr im einzelnen beschrieben wird. Die Kondensationskammer wird auf einer Temperatur gehalten, die unter der Sublimationstemperatur des Titantrichlorids und oberhalb des Siedepunkts des Titantetrachlorids liegt, so daß festes Titantrichlorid kondensiert wird und dampfförmiges Titantetrachlorid und das Trägergas durch die Kondensationskammer hindurchgehen.

Der von der Kondensaiionskammer 16 kommende Dampfstrom wird dann zu einem üblichen Kondensator 17 überführt, in weichem das Titantetrachlorid zu einer Flüssigkeit kondensiert und von dem es zu dem Vorratsbehälter 10 zurückgeführt wird. Das Trägergas und die anderen eingeblasenen Gase, die nachstehend beschrieben werden, werden von dem Kondensator

jo nach einem Gasauslaß 18 geführt.

Die Kondensationskammer 16 besteht aus einem Metallmantel 21, der eine verhältnismäßig große Kammer bildet, deren Querschnitt so groß ist, daß der Strom der durch die Kammer aufwärtsströmenden Gase nicht dazu ausreicht, einen wesentlichen Teil der Teilchen aufzuwirbeln und nach oben zu treiben, die sich in der Kammer ansammeln, und sie mit den abströmenden Gasen abzuführen. Der Mantel 21 ist von einem Außenmantel 22 umgeben, der zur Regelung der Remperatur und dazu dient, die Temperatur des Innenmantels unterhalb der Kondensationstemperatur des Titantrichlorids und oberhalb des Taupunkts des Titantetrachlorids zu halten. Der Temperaturregel-Außenmantel 22 ist ein herkömmliches Element, z. B.

4Ί mit elektrischen Heizelementen oder mit einem ihn umgebenden Doppelmantel zur Aufnahme eines Heizoder Kühlmittels, so daß der Innenmantel entweder beheizt oder gekühlt werden kann. Beliebige andere übliche Mittel zur Aufrechterhaltung der Temperatur

ίο des Innenmantels 21 in den vorgenannten Temperaturgrenzen können verwendet werden.

Ein an einer Seite des Innenmantels 21 angebrachtes Rohr 23 dient zur Überleitung des vom Reaktor 13 kommenden Dampfes zum Inneren der Kammer. Das Rohr 23 besteht aus wärmefestem Metall, das auf einer Temperatur von 750 bis 900° C gehalten wird, um eine Kondensation des Titantrichlorids an den Rohrwandungen zu verhindern. Da sich der Absetzbehälter auf einer Temperatur unter der Sublimationstemperatur befindet,

i". kondensiert in ihm das Titantrichlorid zu festen Teilchen, die sich als loses, feinzerteiltes Pulver 27 absetzen. Ein von einem Motor 29 angetriebener, entlang dem Boden des Behälters umlaufender Rührflügel 28 rührt das Pulver auf und verhindert, daß sich an der Kammerwandung AnsaT.mlungen des Pulvers bilden. Wenn erwünscht, kann der Rührflüge! nach den Umfangswänden des Mantels 2i hin um ein beliebiges Stück verlängert werden. u;;i hier Anwachsungen aus

festem Titantrichlorid zu entfernen.

Der durch das Rohr 23 in die Kammer eintretende Dampfstrom enthält nicht umgesetztes Titantetrachlorid und das vorerwähn ic Trägergas. Diese Gase treten aus der Ku.idensalionskammer durch Fille; 31 hindurch aus, die dazu dienen, zu verhindern, daß irgendwelche Teilchen von Titantrichlorid, die durch die Gase aufgewirbelt wurden, die Absetzkammer verlassen. Nach dem Durchgang durch die Filter gehen die Gase zu dem Kondensator 17. Wenn erwünscht, können Einrichtungen zum Rückspülen von Gasen durch die Filter 31 hindurch vorgesehen sein, um Absetzungen bzw. Ansammlungen von Festteilchen an den Filtern zu entfernen.

Zwischen dem Gaseiniaßronr 23 und den Filtern 31 ist eine Prallplatte 32 angebracht, die einen direkten Strom von Gasen vom Rohr 23 zu den Filtern verhindert und den Abgang von unkondensiertem Titantrichlorid aus der Kondensationskammer auf ein Minimum bringt. Im Bereich des Bodens der Kammer gehen durch den Innenmantel 21 zwei Gaseinlaßrohre 33/4 und 33S hindurch, von denen jedes mit je einem gesonderten üblichen Ventil 34A bzw. 345 versehen ist, das durch eine Magnetspule gesteuert wird. Eine Gasquelle 36 liefen unter Druck stehendes inertes Gas an beide Magnetventile 34/4 und 34Ä Mit diesen beiden Magnetventilen ist ferner ein Regler 37 verbunden. Dieser besteht aus einem üblichen Mehrfachkontakt-Zeitgeber oder dergleichen, der in programmierter Weise das öffnen und das Schließen der Ventile 34/4 und 34ß gemäß einem Zeitprogramm oder für eine vorgewählte Zeitspanne steuert.

Während des Arbeitens der beschriebenen Anlage werden durch Kondensation in der kühleren Kammer Titantrichloridteilchen gebildet, die sich am Boden der Kammer als lockeres Pulver 27 absetzen und über den Gaseinlaßrohren 33/4 und 33ß ansammeln. Die bei der Kondensation des Titantrichlorids zunächst gebildeten Teilchen haben die Größenordnung von etwa 1 Mikron im Durchmesser, eine Größenordnung, die für manche katalytischen Zwecke als zu gering angesehen wird. Um ein Wachstum der Teilchengröße zu veranlassen, wird daher ein Inertgas in den Boden des Absetzbehälters durch eines der Gaseinlaßrohre 33Λ oder 33B durch öffnen des Magnetventils 34/4 bzw. 34B eingeblasen, das mit der Inertgasquelle 36 verbunden ist. Der durch das angesammelte Pulver 27 nach Eintritt in die Kammer hindurchgehende Gasstrom wirbelt das Pulver auf und treibt es nach oben, so daß es zeitweise in dem innerhalb des Absetzbehälters befindlichen Dampf in der Schwebe ist Ein Teil des kühlen Dampfes, der Teilchen von Titantrichlorid suspendiert enthält, wird in den Strom der heißen Dämpfe, die in die Kammer durch das Rohr 23 eingeblasen werden, eingezogen und mit diesen heißen Dämpfen gemischt Die demzufolge vor sich gehende Kühlung des eingeblasenen Gasstroms verursacht Kondensation aus dem Titantrichloriddampf, und zwar tritt diese vorzugsweise an den schon vorliegenden Teilchen auf, die als Kondensationskerne wirken. Die Kondensation des zusätzlichen Titantrichlorids an den Teilchen verursacht eine Zunahme ihrer Größe. Es wurde gefunden, daß durch dieses Verfahren sich anstelle von Teilchen in der Größenordnung von 1 Mikron in der Kammer Teilchen sammeln, die die Größenordnung von 2 bis 8 Mikron Durchmesser haben, was eine Volumenzunahme in der Größenordnung des 8- bis 64fachen des ursprünglichen Volumens der Teilchen darstellt

Wenn man einen sletig fortlaufenden Inertpsssfon: in den Buden eier Kondensruion'kammer eintreten !aßt können zwei unerwünschte Effekte auftreten: ein ständig fortlaufender Gasstrom durch das auf dem

*■ Br>den der Kammer angesammeile Pulver kann in diesem Kanäle bilden, so daß da- Gas im wesentlichen stets auf ein und demselben Weg durch das Pulver hindurc!iMiomt und nur ein Bruchteil der Teilchen bis in die Zone aufgewirbelt bzw. aufgetrieben wird, in der sie

i<! in den heißen Dampfstrom eingesaugt werden können Außerdem kann in einem mit stetigem Inertgaszustrom betriebenen Kondensationskammer ein gewisser Grad von Austragung auftreten, derzufolge die feinsten Teilchen in dem sich nach oben bewegenden Gasstrom

^ir; mitgeführt und auf den Filtern 31 abgesetzt werden, so daß sie die Durchströmung der Filter blockieren.

Um diese unerwünschten Effekte im wesentlichen auszuschließen, wird der durch das am Boden der Kammer angesammelte Pulver hindurch eingeblasene Gasstrom in unterbrochenen, abgesetzten Zeitintervallen eingeführt, so daß ein intermittierendes Aufwirbeln und Hochtreiben der Teilchen auftritt. Der durch das abgesetzte Pulver hindurchströmende intermittierende Gasstrom hebt die Pulverteilchen von dem Behälterboden ab und mischt sie mit dem in der Kondensationskammer befindlichen Dampf, führt aber keinen nennenswerten Teil der Teilchen zu den Filtern 31 und verursacht keine Verstopfung oder Zusetzung der Filter. Der durch das Pulver hindurchgehende Inertgasstrom wirbelt Teilchen in der Bahn des Gasstroms aul und zieht auch benachbarte Teilchen in den Gasstrorr hinein, so daß sie gleichfalls hochgetrieben werden. Der Gasstrom wird dann so absatzweise unterbrochen, daC nur eine unbeachtlich kleine Menge von Pulver bis zur

V' Höhe der Filter angehoben wird.

Um den Einfluß der Bildung von durch das Pulvei hindurchgehenden Kanälen auf ein Minimum herabzusetzen und eine gründliche Mischung des Pulvers in dei Kammer herbeizuführen, ist eine Mehrzahl vor

^J" Gaseinlässen am Boden der Kammer vorgesehen. Be: der dargestellten Ausführungsform werden zwei Einlaßrohre 33/4 und 33 S verwendet von denen jedes durch ein gesondertes Magnetventil 34/4 bzw. 34ß gesteueri wird. Im Betrieb ist eines der Ventile, z. B. 34Λ, währenc

^J~' einer solchen Zeitspanne geöffnet, daß der in di« Kammer durch das angesammelte Pulver 27 hindurch eingeblasene Gasstrom das Pulver in der Kammer aufwirbelt und nach oben treibt. Das Ventil 34Λ wire dann geschlossen, um die Austragung der Teilcher

■vi möglichst weitgehend herabzusetzen, und das Pulvei setzt sich wieder am Boden der Kammer ab möglicherweise in einer Anordnung, die anders als die ursprüngliche Ansammlung ist

Nach einer Zeitspanne, die so gewählt ist, daß sie da; Absetzen mindestens der gröberen Teilchen erlaubt wird ein anderes Magnetventil 34B während einei Zeitspanne geöffnet, die dazu ausreicht das über derr Gaseinlaß 33ß angesammelte Pulver aufzuwirbeln unc hochzutreiben. Das Magnetventil 34ß bleibt währenc

*ⁿ einer gewissen Zeitspanne geöffnet und wird danr geschlossen; man läßt dann eine Zeitspanne verstreichen, bevor das erste Magnetventil 34A wieder geöffnei wird. Auf diese Weise geht in der Kondensationskam mer ein intermittierender Kreislauf vor sich: Zuerst isi

"■ das Ventil 34A geöffnet dann sind beide Ventil« geschlossen, dann ist das zweite Ventil 34B geöffnet dann sind beide Ventile geschlossen, dann ist das erst« Ventil 34/4 geöffnet, dann beide Ventile geschlosser

Da das Anwachsen der Teilchen davon abhängt, daß sie mit dem heißen Dampfstrom in Berührung kommen, der dampfförmiges Titantrichlorid enthält, hängt das erzielte Ausmaß df>s Anwachsens davon ab, wieviele Male ein Teilchen in den Dampfstrom eingemischt wird. Es ist auch ersichtlich, daß, nachdem eine große Anzahl von Teilchen durch einen periodischen Zustrom von inertem Gas aufgewirbelt worden ist, viele Teilchen für eine gewisse Zeitspanne in dem aufgewirbelten Zustand verbleiben und sich langsam mit einer Geschwindigkeit setzen werden, die von der üblichen Strömungsgeschwindigkeit des von dem Reaktor kommenden, durch die Kammer hindurchgehenden Gases bestimmt wird, ferner durch die Viskosität und die Dichte des auftreibenden Gases, die Teilchengröße und auch durch die Turbulenz des in dem Absetzbehälter befindlichen Dampfes. In jedem Falle werden sich die größeren und schwereren Teilchen schneller absetzen und die feineren Teilchen in hochgewirbeltem Zustand werden in dem Dampf während einer längeren Zeitspanne in Suspension verbleiben. Auf diese Weise besteht für die kleineren Teilchen ein höherer Grad von Wahrscheinlichkeit, daß sie mit dem heißen Dampfstrom gemischt werden und ihre Größe zunimmt. Da die feineren Teilchen dem heißen Dampfstrom öfter begegnen, geht das Wachstum vorzugsweise an den feineren Teilchen vor sich, und weniger an den größeren Teilchen, so daß ein hohes Ausmaß von Gleichmäßigkeit in der Teilchengröße des Titantrichlorids erreicht wird.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde Titantrichlorid durch Reduktion von Titantetrachlorid mit Titanschwamm hergestellt. Bei diesem Verfahren wurden 22,7 kg Titantetrachloriddampf pro Stunde durch ein Bett von Titanschwamm bei einer Temperatur von ungefähr 90O⁰C hindurchgeleitet Zusätzlich wurden ungefähr 0,283 m³ Argon pro Stunde mit dem verdampften Titantetrachlorid gemischt, um den Durchgang des Dampfes durch die Anlage in der gewünschten Weise zu gewährleisten. Unter den gewählten Reaktionsbedingungen wurden etwa 23 bis 4,5 k Titantrichloriddampf pro Stunde erzeugt und dieser Dampf wurde einer Kondensationskammer durch ein I D-Graphitrohr von 1,9 cm Durchmesser zugeleitet, das bei etwa 900° C gehalten wurde. Der Druck in der Kondensationskammer wurde in der Größenordnung von etwa 035 bis 1,5 atü gehalten.

Die Kondensationskammer bestand aus einem Stahlzylinder von ungefähr 1,20 m Innendurchmesser und 4,8 m Höhe, dessen Oberseite mit feinen Filtern aus rostfreiem Stahl ausgerüstet war. Mit dem Boden der Kammer wurden an seinen beiden Seiten je ein Rohr von 0,6 cm Durchmesser verbunden und jedes der Rohre wurde mit einem üblichen magnetgesteuerten Ventil versehen, so daß Argongas in den Boden der

■i Kammer eingeblasen werden konnte. Die Wandungen der Kammer wurden auf einer Temperatur im Bereich von etwa 300 bis 350° C gehalten, so daß die Gase und die Dämpfe, die die Filter erreichten, sich auf einer Temperatur von weniger als etwa 400° C befanden. Auf

ίο diese Weise wird das Titantetrachlorid in Dampf form gehalten und das Titantrichlorid kondensiert.

Nach etwa 12 bis 18 Stunden Betriebsdauer setzte sich Titantrichloridpulver am Boden der Kammer in einer Höhe von etwa 60 cm ab.

Während der Betriebsdauer wurden Argon-, Stickstoff- oder Heliurngas während unterbrochener Zeitintervalle abwechselnd durch die eine oder die andere der beiden Gaseinlaßleitungen dadurch eingeführt, daß die Magnetventile dieser Leitungen durch einen selbsttätigen Zeitgeber bzw. Zeitregler gesteuert wurden. Bei einer Ausführungsform wurde Argongas mit ungefähr 0,35 atü während ungefähr 5 Sekunden durch das eine Ventil eingelassen, dieses dann während 15 Sekunden geschlossen, worauf für 5 Sekunden auf das andere

Ventil umgeschaltet wurde, dieses während 15 Sekunden abgesperrt wurde, usw. Bei einer anderen Ausführungsform wurde Stickstoffgas abwechselnd durch die beiden Gaseinlaßleitungen mit einer Geschwindigkeit von 0,24 m³ pro Minute in einem

Arbeitszyklus eingeblasen, bei dem das eine Ventil eine Minute angestellt war, dann beide Ventile 1 Minute abgestellt waren, dann das andere Ventil 1 Minute angestellt war, dann beide Ventile eine Minute abgestellt waren, usw. Bei jeder dieser Ausführungsfor-

3¹) men sammelten sich Titantrichloridteilchen hauptsächlich in der Größenordnung von etwa 2 bis 8 Mikron in der Kammer. Wenn erwünscht kann Titantetrachloriddampf bei erhöhter Temperatur anstelle eines inerten Gases dazu verwendet werden, das Volumen an nicht

4(i kondensierbarem Material in der Anolage herabzusetzen.

An den beispielsweise geschilderten Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung können Abänderungen in den Intervallen der Zuführung von Gas zum Aufwirbeln, in den Strömungsgeschwindigkeiten, den Dichten bzw. spezifischen Gewichten und den Temperaturen, die zur Herbeiführung der gewünschten Größenordnung des Teilchenwachstums dienen, vorgenommen werden, um die

so Vorrichtung mit anderen als den vorgenannten Stoffen zu betreiben oder um andere Teilchengrößen zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Desublimieren eines in einem Träger enthaltenen dampfförmigen Stoffes durch Einleiten des Trägergas-Dampfgemisches in eine auf unterhalb der Kondensationstemperatur gehaltene Kondensationskammer, auf deren Boden sich der kondensierte Stoff ansammelt, und unter Einleiten eines Inertgases in die Kondensationskammer, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas intermittierend in den unteren Teil der Kondensationskammer derart eingeblasen wird, daß der am Kammerboden angesammelte kondensierte Stoff zeitweise aufgewirbelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas mit einer derartigen Strömungsgeschwindigkeit und während eines solchen Zeitintervalls intermittierend eingeblasen wird, daß das eingeführte Gasvolumen dazu ausreicht, die am Boden der Kondensationskammer angesammelten Teilchen vorübergehend in den Strom des in die Kammer eingeleiteten Trägergas-Dampfgemisches hochzutreiben, aber nicht dazu ausreicht, die hochgetriebenen Teilchen oder die daraus zusätzlich durch Kondensation gebildeten Teilchen aus der Kammer herauszutreiben.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer mit Wärmeübertragungseinrichtungen versehenen Kondensationskammer, einem Einlaß für das Trägergas-Dampfgemisch und einem Einlaß zur Einführung eines Inertgases, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß für das Inertgas sich im unteren Teil der Kondensationskammer befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß für das Inertgas zwei Gaseinlässe (33a, 33b) umfaßt und Steuereinrichtungen (34a, 34b) vorgesehen sind, mittels derer das Inertgas von einem Vorratsbehälter (36) abwechselnd und intermittierend zum Gaseinlaß (33a) oder zum Gaseinlaß (33b) leitbar ist.