專利名稱：一種四氯化鈦提純除釩的工藝及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四氯化鈦提純除釩的工藝及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
四氯化鈦是制取海綿鈦及鈦白粉的主要原料。在四氯化鈦的生產(chǎn)過程中，原料中含有多種金屬及非金屬雜質(zhì)，會被帶入到四氯化鈦中，影響后續(xù)工序中生產(chǎn)海綿鈦及鈦白粉的質(zhì)量。如四氯化鈦中存在黃色的三氯氧釩(VOCl3),在生產(chǎn)海綿鈦過程中會增加海綿鈦的硬度，在生產(chǎn)鈦白粉過程中會影響鈦白粉的白度。因此，四氯化鈦需 去除三氯氧釩雜質(zhì)，使其含量達到后續(xù)工序的生產(chǎn)要求。四氯化鈦和三氯氧釩的沸點及相對揮發(fā)度相差均較小，因此，不適合采用物理方法精餾操作進行分離。目前，在工業(yè)生產(chǎn)中，四氯化鈦除釩以化學(xué)方法為主，包括銅粉、鋁粉除釩法，硫化氫除釩法和有機物除釩法。銅粉、鋁粉除釩法投資高、設(shè)備效率及安全性低，目前實際生產(chǎn)中應(yīng)用不多；硫化氫除釩法雖然成本低，但生產(chǎn)條件惡劣，設(shè)備腐蝕嚴重，并且，四氯化鈦回收率相對較低。相對而言，有機物除釩法(一般為礦物油除釩)生產(chǎn)成本低，操作簡便，可實現(xiàn)精制過程的連續(xù)操作，是一種比較理想的除釩方法。礦物油除釩是將四氯化鈦和礦物油加入到蒸發(fā)釜中混合均勻，加熱至礦物油碳化溫度(120°C 138°C)使其碳化，并利用碳化生成的活性炭將三氯氧釩還原為二氯氧釩，以固體形態(tài)存在于四氯化鈦中，通過蒸發(fā)使其與四氯化鈦分離，從而達到除釩目的。在實際生產(chǎn)中，對四氯化鈦和礦物油的混合物進行加熱時，一般是將蒸汽加熱或電元件加熱管浸入蒸發(fā)釜中，由于加熱管置于混合物中，且釜內(nèi)流速小，蒸汽單耗大于230kg/噸四氯化鈦，換熱效率低；并且，加熱管極易結(jié)疤，影響換熱效果，拆卸處理過程中會產(chǎn)生大量四氯化鈦煙霧，工作環(huán)境惡劣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種四氯化鈦提純除釩的工藝及系統(tǒng)，避免加熱管在加熱過程中存在的結(jié)疤問題，提高換熱效率，改善工作環(huán)境。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種四氯化鈦提純除釩的工藝，其具體步驟如下
將粗四氯化鈦由粗四氯化鈦儲罐送入循環(huán)槽內(nèi)，通過供料泵將粗四氯化鈦送至換熱器的管程，粗四氯化鈦在換熱器管程內(nèi)的流速控制在1. 5m/s 6m/s，在換熱器的殼程通入蒸汽將粗四氯化鈦物料加熱至130°C 180°C，控制換熱器的物料出口壓力為O.1MPa 1.OMPa，加熱后的粗四氯化鈦由換熱器出口進入閃蒸罐，在閃蒸罐內(nèi)汽化后，由進料口 g以5噸/小時 15噸/小時的速度進入除釩反應(yīng)塔的塔底，礦物油由進料口 e送入除釩反應(yīng)塔的塔底，所述四氯化鈦與礦物油的進料速度比為600:1 1400:1 ;汽化的粗四氯化鈦與礦物油接觸、換熱，控制除釩塔內(nèi)溫度在120°C 150°C、壓力為O kPa IOOkPa,進行還原反應(yīng)，塔底生成的含有二氯氧釩固體懸浮物的四氯化鈦泥漿，四氯化鈦氣體由塔頂出料口 f排出進入冷卻釜中，得到四氯化鈦。所述四氯化鈦泥漿從除釩反應(yīng)塔塔底的出料口 d排出由進料口 b進入循環(huán)槽，并通過供料泵抽送至有氯化收塵系統(tǒng)進行回收處理。一種四氯化鈦提純除釩系統(tǒng)，包括粗四氯化鈦儲罐和除釩反應(yīng)塔，所述除釩反應(yīng)塔具有進料口 g、進料口 e、出料口 d和出料口 f，所述粗四氯化鈦儲罐的出料口與循環(huán)槽的進料口 a相連，所述除釩反應(yīng)塔的出料口 f連接有冷卻釜，其特殊之處在于所述除釩反應(yīng)塔的出料口 d與循環(huán)槽的進料口 b相連，所述循環(huán)槽出料口 c通過供料泵連接有換熱器，所述換熱器的出料口和除釩反應(yīng)塔的進料口 g之間連接有閃蒸罐，所述供料泵出口連接有氯化收塵系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果
通過提高換熱器管程內(nèi)四氯化鈦的流速，使四氯化鈦液體對換熱器內(nèi)部形成自清潔， 有效防止結(jié)疤，提高了換熱效率，延長其使用壽命，蒸氣單耗量是傳統(tǒng)工藝蒸汽單耗量的的70%左右；通過提高換熱器出口壓力，使四氯化鈦液體進入閃蒸罐內(nèi)被汽化，汽化的四氯化鈦進入除釩反應(yīng)塔與礦物油進行熱交換，使礦物油碳化并對三氯氧釩還原，從而有效除釩，除釩工藝安全、可靠，并大大地改善了勞動條件。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_粗四氯化鈦儲罐，2-循環(huán)槽，3-供料泵，4-換熱器，5-閃蒸罐，6-除釩反應(yīng)塔，7-冷卻釜，8-氯化收塵系統(tǒng)。
具體實施例方式實施例1
如圖1所示，該四氯化鈦提純除釩系統(tǒng)，包括粗四氯化鈦儲罐1、循環(huán)槽2和除釩反應(yīng)塔6，所述除釩反應(yīng)塔6具有進料口 g、進料口 e、出料口 d和出料口 f，所述粗四氯化鈦儲罐I的出料口與循環(huán)槽2進料口 a相連，所述除釩反應(yīng)塔6的出料口 f連接有冷卻釜7，所述除釩反應(yīng)塔6的出料口 d與循環(huán)槽2的進料口 b相連，所述循環(huán)槽2的出料口 c通過供料泵3連接有換熱器4，所述換熱器4的出料口和除釩反應(yīng)塔6的進料口 g之間連接有閃蒸罐5，所述供料泵3出口連接有氯化收塵系統(tǒng)8。生產(chǎn)時，將粗四氯化鈦由粗四氯化鈦儲罐I送入循環(huán)槽2內(nèi)，通過供料泵3將粗四氯化鈦送至換熱器4的管程，液態(tài)粗四氯化鈦在換熱器4管程內(nèi)流速的控制在1.5m/s，在換熱器4的殼程通入蒸汽將粗四氯化鈦物料加熱至130°C，換熱器4的粗四氯化鈦出口壓力為1. OMPa,加熱后的粗四氯化鈦由換熱器4出口進入閃蒸罐5，在閃蒸罐5內(nèi)汽化后，由進料口 g以5噸/小時的速度進入除釩反應(yīng)塔6的塔底，礦物油由進料口 e送入除釩反應(yīng)塔6的塔底，所述四氯化鈦與礦物油的進料速度比為600:1 ;汽化的粗四氯化鈦與礦物油接觸、換熱，進行還原反應(yīng)，控制除釩塔內(nèi)溫度在130°C、壓力為IOOkPa,塔底生成的含有二氯氧釩固體懸浮物的四氯化鈦泥漿，四氯化鈦泥漿從除釩反應(yīng)塔6塔底的出料口 d排出由進料口 b進入循環(huán)槽2，并通過供料泵3抽送至有氯化收塵系統(tǒng)8進行回收處理；四氯化鈦氣體由塔頂出料口 f排出進入冷卻釜7中，得到四氯化鈦，收率為93. 1%，蒸汽單耗為160kg/噸四氯化鈦，經(jīng)檢測，四氯化鈦除釩前后各組分的含量如表I所示。表I粗四氯化鈦和除釩后的四氯化鈦各組分質(zhì)量百分比含量
權(quán)利要求
1.一種四氯化鈦提純除釩的工藝，其特征在于將粗四氯化鈦由粗四氯化鈦儲罐送入循環(huán)槽內(nèi)，通過供料泵將粗四氯化鈦送至換熱器的管程，粗四氯化鈦在換熱器管程內(nèi)的流速控制在1. 5m/s 6m/s，在換熱器的殼程通入蒸汽將粗四氯化鈦物料加熱至130°C 180°C，控制換熱器的物料出口壓力為O.1MPa 1.OMPa，加熱后的粗四氯化鈦由換熱器出口進入閃蒸罐，在閃蒸罐內(nèi)汽化后，由進料口 g以 5噸/小時 15噸/小時的速度進入除釩反應(yīng)塔的塔底，礦物油由進料口 e送入除釩反應(yīng)塔的塔底，所述四氯化鈦與礦物油的進料速度比為600:1 1400:1 ;汽化的粗四氯化鈦與礦物油接觸、換熱，控制除釩塔內(nèi)溫度在120°C 150°C、壓力為O kPa IOOkPa,進行還原反應(yīng)，塔底生成的含有二氯氧釩固體懸浮物的四氯化鈦泥漿，四氯化鈦氣體由塔頂出料口 f 排出進入冷卻釜中，得到四氯化鈦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氯化鈦提純除釩的工藝，其特征在于所述四氯化鈦泥漿從除釩反應(yīng)塔塔底的出料口 d排出由進料口 b進入循環(huán)槽，并通過供料泵抽送至有氯化收塵系統(tǒng)進行回收處理。
3.一種四氯化鈦提純除釩系統(tǒng)，包括粗四氯化鈦儲罐和除釩反應(yīng)塔，所述除釩反應(yīng)塔具有進料口 g、進料口 e、出料口 d和出料口 f，所述粗四氯化鈦儲罐的出料口與循環(huán)槽的進料口 a相連，所述除釩反應(yīng)塔的出料口 f連接有冷卻釜，其特征在于所述除釩反應(yīng)塔的出料口 d與循環(huán)槽的進料口 b相連，所述循環(huán)槽出料口 c通過供料泵連接有換熱器，所述換熱器的出料口和除釩反應(yīng)塔的進料口 g之間連接有閃蒸罐，所述供料泵出口連接有氯化收塵系統(tǒng)。
全文摘要
一種四氯化鈦提純除釩的工藝及系統(tǒng)，將粗四氯化鈦由粗四氯化鈦儲罐送入循環(huán)槽內(nèi)，通過供料泵將粗四氯化鈦送至換熱器的管程，將粗四氯化鈦物料加熱，控制換熱器的物料出口壓力，加熱后的粗四氯化鈦由換熱器出口進入閃蒸罐，在閃蒸罐內(nèi)汽化后，進入除釩反應(yīng)塔，礦物油也送入除釩反應(yīng)塔，接觸、換熱，控制除釩塔內(nèi)溫度、壓力，進行還原反應(yīng)，塔底生成四氯化鈦泥漿，四氯化鈦氣體由塔頂排出進入冷卻釜中，得到四氯化鈦。該系統(tǒng)由粗四氯化鈦儲罐、循環(huán)槽、供料泵、換熱器、閃蒸罐、除釩反應(yīng)塔、冷卻釜、氯化收塵系統(tǒng)部分組成。優(yōu)點是有效防止結(jié)疤，提高了換熱效率，延長其使用壽命，有效除釩，除釩工藝安全、可靠，改善了勞動條件。
文檔編號C01G23/02GK103011269SQ20121058840
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者齊牧, 王彥福, 于學(xué)成, 趙慶宇 申請人:錦州鈦業(yè)有限公司