Спосіб одержання тетрахлориду титану

Спосіб одержання тетрахлориду титану, що включає хлорування титановмісної шихти в розплаві хлористих солей, конденсацію одержаної парогазової суміші та попередню очистку одержаного продукту, ректифікацію одержаної суміші з виділенням легкокиплячого дистиляту та ректифікацію кубового залишку, що лишається, до одержання цільового продукту, який відрізняється тим, що виділений легкокиплячий дистилят повертають на стадію хлорування. Зоя (13) 34071 (11) UA парогазову суміш конденсують з одержанням ТТТ. ТТТ піддають трьохступеневій очистці: попередня очистка від YOCL3 і частини вищекип'ячих домішок, перша ректифікація з виділенням концентрата домішок - ЛКД і друга ректифікація з одержанням готового продукту. Виділений ЛКД знешкоджують шляхом додаткової переробки на двох послідовно працюючих колонах ректифікації, концентруючи ЛКД до ЛКД-2, далі до ЛКД-3, який нейтралізують вапняковим молоком і направляють в сто ки. Заводська схема складна, потребує ви користання додаткового обладнання, значних матеріальних і енергетичних затрат для нейтралізації ЛКД. Крім того, операція централізації приводить до утрати титану, а значні об'єми стоків, які при цьому з'являються, забруднюють навколишнє середовище і потребують додаткових витрат на їх переробку або утилі зацію. B основу ви находу поставлено задачу зниження затрат, ліквідації стоків шляхом спрощення способу одержання тетрахлориду титану за рахунок повернення виділеного ЛКД на стадію хлорування і знешкодження його у хло раторі. Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі одержання тетрахлориду ти тану шляхом хлоруван ня титанвмісної шихти у хло раторі у розплаві хлористи х солей з наступ ною конденсацією одержаної парогазової суміші до ТТТ, попередньою очисткою ЛКД ректи фікацією з виділенням ЛКД і кубового залишку, наступною ректифіка (19) Винахід стосується кольорової металур гії, а саме способів одержання тетрахлориду із титанових шла ків. Відомий спосіб одержання тетрахлориду титану, М.К.Байбеков та інші "Ви робництво чотирьоххлористого ти тану". М.: Металур гія, 1980 р., с.7, в якому технічний чотирьоххлористий титан (тетрахлорид титану) одержують шля хом хло рування титанвмісної шихти у розплаві хло ристих со лей. Далі технічний тетрахлорид титану (TIТ) проходить трьохступеневу очистку з одержанням цілевого очищеного тетрахлориду титану (ОТТ) і промпродуктів: к убового залишку та легкокип'ячого дистиляту (ЛКД). Кубовий залишок вертають на повторну очистку, а ЛКД піддають розділенню на ректифікаційній колоні з виділенням концентрату домішок – вто ринного ЛКД. Ви ділений ЛКД знешкоджується методом спалювання на плазмохімічній установці з одержанням диоксиду ти тану. Даний варіант знешкодження вимагає застосування складного і дефіцитного обладнання, великих енерго- та матеріальних затрат, а одержаний діоксид титану має низьку якість. Найбільш близьким технічним рішенням (прототип) є спосіб одержання тетрахлориду ти тану (ТіСІ4), який використовується на Запорізькому титано-магнієвому комбінаті, "Технологічна інструкція по виробництву тетрахлориду титану на ЗТМК", ТІ № 48-0513-02-07-8,. м. Запоріжжя, 1986 р., 26 с. Цей спосіб полягає в тому, що ти танвмісну ши хту хло рують у розплаві хлористих со лей і утворену C2 _______________________ 34071 цією кубового залишку з одержанням очищеного тетрахлориду ти тану (ОТТ) и знешкодження ЛКД, знешкодження ЛКД проводять у хло раторі, причому ЛКД подають на розплав. При подачі ЛКД у хло ратор на розплав у підсклепінному просто рі підвищується концентрація легкокип'ячих домішок. Завдяки цьому реакції утворення легкокип'ячих до мішок, які звичайно проходять у хло раторі, відповідно з принципом ЛеШательє зрушуються у лі во, у бік розкладення домішок. Таким чином концентрація домішок у підсклепінні хлоратору практично не змінюється і підвищення їх у ТТТ не відбувається. Знешкодження ЛКД у хлораторі дозволяє значно спростити технологічну схе му одержання TіCІ4, тому що відпадає необхідність переробки ЛКД на окремій групі колон у 2 етапи. За рахунок цього ліквідуєть ся додаткове устаткування, значно знижується витрата електроенергії, виключається споживання вапнякового молока і утворення стоків. Повернення ЛКД у хлоратор запобігає утраті ТіСІ4 зі стоками і підвищує здобування титану. Пропонуємий спосіб здійснюється таким чином. Хло рування титанвмісної шихти ви конують відомим способом в хлораторі у розплаві хло ристих со лей з одержанням ТТТ, який передають до відділення ректифікації. Після попередньої очистки його очищають від VОСL3 нижчими хлоридами титану та ві докремлюють легкокиплячі домішки, які концентрують ся у ЛКД. ЛКД самопливом подають через патрубок у склепінні хлоратору на розплав, де він знешкоджується за рахунок розкладення домішок. Спосіб здійснено на діючому промисловому устаткуванні, процес безперервний, тому випробуван ня тривало визначений період часу. Приклад № 1 (по прототипу). Хло рування проведено в сольовому хлораторі проектної продук тивності 100 т/добу при температурі 700°С по відомому способу. Продуктивність по TіCІ4 була визначена 2,9 т/годину. Одержаний ТТТ мав слідуючий склад: (у %) V0,0606; Si - 0,0025; фосген - 0,0016; Сl - 0,0074. TTT перероблений по відомій комбінованій схемі очистки з використанням колон діаметром 1200 мм і висотою 15 м. За добу одержано: ТТТ- 69,6 т; ЛКД - 4,0 т; ОТТ - 68,2 т. Ви ділений на стадії першої ректифікації ЛКД перероблений на двох послідовно працюючих колонах діаметром 600 мм і висотою 15 м з сітчастими тарілками, потужністю куба 300 кВт, у два етапи. На першо му етапі відібрано 0,275 т ЛКД-2 при температурі 130°С. На дру гому етапі ЛКД-2 перероблений у ЛКД-3 при температурі 90°С у кількості 0,165 т нейтралізований вапняковим молоком і відправлений у стоки. На нейтралізацію витрачено 1 м 3 вапнякового молока. Контроль якості продуктів на всіх ста діях процесу здійснювався шляхом відбору і аналізу проб згідно з прийнятою схемою контролю. Результа ти зведені у таблицю. Приклад № 2 (заявка). Хло рування проведено у сольовому хлораторі з проектною продуктивністю 100 т/добу при температурі 700°С по відомому способу. Продуктивність по ТІСl4 2,9 т/го дину. Одержаний ТТТ слідуючого складу: (у %) V - 0,0612; Si - 0,0023; Сl 0,0084; фосген - 0,0019. ТТТ перероблений по комбінованій схемі очистки з використанням колон діаметром 1200 мм і висотою 15 м. За добу одержано: ТТТ - 69,76 т; ЛКД - 4,01 т; ОТТ- 68,35 т. Виділяємий на стадії першої ректифікації ЛКД безперервно передавали у хлоратор на розплав. Контроль якості здійснювали по відомій схемі. Результа ти зведені у таблицю. Показники Прототип Заявка 1. Споживання електроенергії на знешкодження ЛКД, кВт/го дина 614,0 0,014 0,032 78,0 81,1 24,2 2.Витрати вапнякового молока, м 3/т ОТТ 3.Кількість стоків, м 3/т ОТТ 4. Вихід ви щого сорту ОТТ, % 5.Утрати ТіСl4 на стадії знешкодження ЛКД, кг/т ОТТ Таким чином застосуван ня цього способу дозволить: 1. Знизити витрати електроенергії на 614 кВт/година, що дозволить за рік мати економію електроенергії 5379 тис.кВт/рік. 2. Виключити утворення 800 м 3 стоків у рік та споживання 350 м 3/рік вапнякового молока, що дозволить знизити витрати і підвищити екологічність способу. Додатково підвищуєть ся вихід вищого сорту ОТТ-О на 3,1% і виключаються утрати ТіСl4 у кількості 602 т/рік на стадії знешкодження ЛКД. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 2