四氯化钛工艺规程完整
沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术
沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术沸腾氯化生产四氯化钛是一种常用的工业化学反应，被广泛应用于冶金、化工、材料等领域。
该工艺技术以钛精矿为原料，经过氯化、还原、蒸馏等多道工序，最终制得四氯化钛，其技术难度较高，需要严格的工艺控制，下面将从原料、反应原理、工艺流程、工艺控制和优化等方面介绍沸腾氯化制备四氯化钛的工艺技术。
一、原料沸腾氯化制备四氯化钛的原料是钛精矿。
钛矿是指含有三氧化二钛（TiO2）的天然矿物，常见的矿物有金红石、铁钛矿、钛铁矿等，其中以钛铁矿是一种重要的原料。
钛精矿中含有杂质，主要有铁、钒、锰、铜、铅、锡、锑、硅、钾等，这些杂质会影响到生产的品质和成本。
二、反应原理反应原理如下所示：TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2三、工艺流程沸腾氯化生产四氯化钛的工艺流程如下：将钛精矿加入氯化锂和碳之中，经过加热反应产生TiCl4和CO2，然后再将产生的气体放入到反应釜中，采用沸腾氯化的方法进行反应，生成纯度高的四氯化钛。
在加热反应时，需要控制温度和加热速率，以免铁、钒等杂质造成污染。
在沸腾氯化反应时，需要控制反应速率和温度，以免产生杂质和产物的挥发损失。
四、工艺控制和优化沸腾氯化制备四氯化钛的过程涉及到多道反应和多步操作，因此要严格控制每一步操作的温度、压力和物料加料方法。
此外，对于工艺中产生的副产品和废气需要进行处理和回收利用，以提高资源利用率。
为了提高反应速率和增加四氯化钛产量，可以采用催化剂辅助反应。
此外，还可以采用流化床反应器等新型反应器，以提高反应效率和控制反应体系。
总之，沸腾氯化生产四氯化钛的工艺技术具有较高的难度，需要在嚴格控制反應過程的溫度、氣壓、加料方法等方面下，采用催化剂辅助反应、废气和副产品回收利用、采用新型反应器等措施进行工艺优化，才能保证产物的高纯度和高质量，提高生产效率和降低成本。
为了更好地了解沸腾氯化生产四氯化钛的工艺技术，需要对相关的数据进行分析。
四氯化钛生产工艺研究_常跃仁
文章编号:1007-967X(2009)04-0037-03四氯化钛生产工艺研究＊常跃仁(抚顺钛业有限公司,辽宁抚顺113001)摘 要:首先综述了近年来四氯化钛的生产工艺,并围绕氯化的准备阶段-配料部分进行了详细汇总。
对氯化部分,原料高钛渣品位和杂质元素含量高低,决定了国内外不同生产厂家使用不同的氯化工艺:熔盐氯化和沸腾氯化。
对这两种氯化的特点进行了总结。
在精制部分,通过四种不同除钒方式的对比,阐述了每种方法的优缺点,指出今后精制除钒向矿物油和铝粉除钒的方向发展。
关键词:四氯化钛,沸腾氯化,熔盐氯化,精制,铜丝除钒,硫化氢除钒,有机物除钒,铝粉除钒中图分类号:T Q124 文献标识码:A1 前 言四氯化钛(T i C l4)是生产海绵钛的最重要的中间产品。
金属钛性能优异,广泛应用于航空航天、国防工业、石油化工、航海设备、电子材料、发电设备、体育器材和医疗器械制造等。
随着我国经济不断增长,综合国力不断增强,钛的消费量增长速度很快,我国海绵钛工业生产已取得了很大的进步,现已成为世界上少数几个掌握全套工艺技术的国家之一。
据最乐观的预测(日本先进材料公司资料),到2010年世界钛材市场将扩大到12万t,对海绵钛的需求量将达15～16万t[1]。
根据我国钛工业发展规划,在“十一五”期间,国内海绵钛需求量将按照平均25%的速率增长,到2010年,国内海绵钛市场需求量将达到3.5万t。
据上述统计保守估算,到2010年全世界用于海绵钛生产所需四氯化钛约为62～66万t。
同时考虑到钛白行业的生产所需四氯化钛量,四氯化钛供应市场潜力巨大。
因此,在提高四氯化钛产量的同时,通过改善工艺流程,尽可能地提高四氯化钛产品质量具有十分重要的意义。
2 四氯化钛生产工艺对于四氯化钛的生产过程,虽然各个国家工艺流程上稍有差异,但主要是由配料、氯化和精制三部分组成。
下面就四氯化钛生产情况进行简要探讨。
2.1 配 料配料工段来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机,经初混后送入流化器,风送至氯化工段,经旋风和布袋收尘卸入混合料仓,供氯化炉使用[2]。
四氯化钛工艺流程
四氯化钛工艺流程储矿备料1、基本原理外购的石油焦和氯化钠含有的水分会造成对产品的影响，根据原料的水分要求对石油焦和氯化钠进行微波干燥，通过烘烤物料，蒸发水分，使石油焦和氯化钠含水≤0.5%。
2、工艺流程氯化工艺1、基本原理熔盐氯化是固体含钛物料与气体氯气在介质熔盐里温度为720-800оC的反应。
氯化反应目的是使TiO2最大程度氯化，TiO2的氯化速率取决于多种因素，例如温度，氧化物的活性，还原剂及氯化剂的类型，熔盐的物理特性和成分（表面张力、黏度、润湿性）。
参与氯化反应组分的催化性能。
熔盐氯化主要反应方程式如下：微波干燥埋刮板输送斗式提升氯化钠石油焦送氯化工序高钛渣入料仓拆袋TiO2＋C＋2Cl2====TiCl4＋CO2 铁，铝，锰，铬的氧化物在和氯气反应后生成的氯化物极易溶解在熔盐中，作为氯化反应的催化剂。
在氯化熔盐中，这些氯化物适宜的浓度能增加熔盐的活性，能提高高钛渣的氯化速率。
氯气浓度对氯化反应有很大影响，入炉氯气浓度一般在80% 到90%（vol.），其余为空气。
氯化反应的温度通过从淋洗循环槽返回的泥浆量调整氯化炉温度。
放热反应产生的多余热量蒸发了返炉泥浆中的四氯化钛，然后四氯化钛就和混合炉气一起进入冷凝系统。
生产粗四氯化钛是升华和冷凝的过程。
冷凝是改变物质的物理状态，从气相变为液相，而升华是没有经过中间的液相，直接从固相转变为气相，这些过程均伴随着热损失。
混合炉气从气相转变为液相或固相的温度取决于混合炉气中各种物质的蒸汽分压。
氯化工序的产品是粗四氯化钛，首先冷凝高沸点氯化物，然后冷凝四氯化钛及低沸点氯化物。
2、工艺流程粗四氯化钛工艺流程图石油焦氯化钠4 高钛渣4 氯气重力收尘淋洗废熔盐送渣场氯化收尘渣送渣场粗四氯化钛5、主要生产过程及技术参数外购的NaCl和石油焦（含水量都为1%），人工开袋后送入各自料仓，经微波干燥后（含水量都变为0.5%）皮带输送到斗式提升机，再由斗式提升机送到各自干燥后料仓，然后由埋刮板输送机送到氯化工段的氯化钠仓和煅后焦仓；外购和自产的高钛渣，人工开袋后送入高钛渣料仓，经埋刮板输送机送到斗式提升机，再由斗式提升机送到高钛渣干燥后料仓，然后由埋刮板输送机送到氯化工段的高钛渣仓。
四氯化钛冶炼技术
四氯化钛技术及四氯化钛的应用摘要：本文概述了四氯化钛生产技术及以四氯化钛为原料的钛工业产品的制备。
其中包括：海绵钛、钛白粉、纳米二氧化钛、钛酸盐功能陶瓷、云母钛珠光颜料、钛酸酯偶联剂及钛系催化剂等。
关键词：四氯化钛；；海绵钛；钛白粉；云母钛珠光颜料；纳米二氧化钛；钛酸盐功能陶瓷；液相；制备1 序言钛的发展初期是在二十世纪初1910年由美国科学家M.A.亨特(Hunter)首次用钠还原四氯化钛制取了纯钛。
1940年卢森堡科学家W.J.克劳尔(kroll)用镁还原四氯化钛制得了纯钛。
从此，镁还原法（又称克劳尔法）和钠还原法（又称亨特法）成为生产海绵钛的工业方法。
美国1948年用镁还原法制出了2吨纯钛。
从此进入了工业化生产【1】。
随后，英国1951年、日本1952年、俄罗斯1954年、我国1958年相继建立起自己的钛生产工业。
由于海绵钛的发展，钛材作为结构材料广泛应用于飞机、潜艇、和航天器。
自50年代开始规模生产四氯化钛以来，先后采用过四种氯化方法：竖炉间断氯化法；竖炉连续氯化法；熔盐氯化法；沸腾氯化法。
工业用炉从￠600mm、￠1200mm、￠1900mm、￠2400mm、￠2600mm、￠3500mm、￠5000mm，到目前一直在发展，炉型及氯化方法也在不断发展变化，从竖炉固定床发展到熔盐氯化、有筛板沸腾氯化、无筛板沸腾氯化乃至美国正在研究的低温氯化，我国中科院过程工程研究所正在研究实施的多级快速流化床等。
总之，研究开发在不断进行，新工艺的出现正向着设备集约化、产量扩大化、技术密集化、质量精良化方向发展。
2 四氯化钛的制备2.1 沸腾氯化沸腾氯化是采用细颗粒富钛料（高钛渣或金红石）粒度在30-200目与固体碳质（石油焦）还原剂粒度在60-150目，按一定比例混合后，在炉温800度时加入到沸腾氯化炉中，炉底按一定压力通入氯气，物料在氯气流的作用下，成流态化状态进行氯化沸腾反应，从而制取四氯化钛的方法。
熔盐氯化法生产四氯化钛工艺
熔盐氯化法生产四氯化钛工艺第一部分：熔盐氯化基础理论知识1、熔盐氯化的原理熔盐氯化是指高钛渣在熔盐介质中，在还原剂碳存在的条件下，氯气将高钛渣中的氧化物氯化成氯化物的过程。
其主要化学反应为：Q g CO g TiCl g Cl s C s TiO C ++−−−→−++︒-)()()(2)()(2485070022 Q g CO g TiCl g Cl s C s TiO C++−−−→−++︒-)(2)()(2)(2)(485070022Q g CO g TiCl g Cl g CO s TiO C ++−−−→−++︒-)(2)()(2)(2)(2485070022 熔盐氯化工艺作为氯化法生产钛白粉的氯化工序。
应用氧化工序尾气或纯氯气为主要原料进行熔盐氯化生产。
当氯气以一定速度通入氯化炉熔盐层时会强烈地搅动熔盐。
同时入炉氯气被加热并分散在熔盐介质中。
并使从熔盐界面上部加入到炉内的高钛渣和石油焦固体混合料充分地分散在熔盐中，并在表面张力的作用下使这些固体粉状混合料保持在分散的熔盐介质中许多小气泡的表面，实际上氯化反应正是在这些无数小气泡表面进行的。
熔盐氯化反应时ΣTi 在熔盐中的含量在1～3%，碳含量控制在2～7%，反应生成的气体产物进入到气泡中，使气泡长大、上升，最终冲出熔盐界面后破裂进入到气相中去，液态产物则留在熔盐中最后随废盐一同排出。
高钛渣熔盐氯化反应为放热反应，因此提高氯化炉产能的同时应有效地控制好温度，做好系统的热平衡。
2、熔盐氯化的特点优点：①对含钙镁高的钛原料具有良好的适应性。
②熔盐氯化流程简单，炉料不需制团和焦化。
③熔盐氯化的耗碳量和废气量比非熔盐氯化少，有利于四氯化钛的冷凝。
④熔盐中的氯化钠、氯化钾能与三氯化铁、三氯化铝形成稳定的氯络合物，因而熔盐有净化杂质的作用。
缺点：①大量的废盐回收困难。
②炉衬的寿命短。
3、影响熔盐氯化的主要因素①熔盐组成熔盐的物料化学性质是影响氯化过程的重要因素。
钛金属真空结晶工艺流程
钛金属真空结晶工艺流程
1. 原材料制备
使用四氯化钛 (TiCl4) 和镁 (Mg) 作为原材料。
2. 化学反应
在反应釜中将 TiCl4 和 Mg 反应，生成氯化镁 (MgCl2) 和海绵状钛 (Ti)。
控制反应温度和压力以优化反应产率。
3. 真空分离
将反应产物转移到真空蒸馏塔。
在高真空条件下，加热蒸馏塔，将 Ti 挥发出来。
4. 真空冷凝
钛蒸气冷凝在冷却器壁上，形成钛结晶。
5. 真空精炼
对钛结晶进行真空精炼，进一步去除杂质。
控制精炼温度和时间以提高钛的纯度。
6. 真空熔铸
将精炼过的钛结晶熔化并铸造成锭。
在高真空环境下进行熔铸以防止污染。
7. 锻造和轧制
将钛锭锻造和轧制成所需的形状和尺寸。
控制锻造和轧制参数以优化钛的机械性能。
8. 热处理
对钛进行热处理以改善其性能。
热处理包括退火、淬火和回火。
9. 表面处理
根据需要，对钛表面进行处理，例如抛光、电镀或阳极氧化。
工艺特点
真空结晶过程在高真空条件下进行，可防止污染并提高钛的纯度。
该工艺可生产高纯度、高密度的钛金属。
产出的钛金属具有优异的机械和物理性能，适合于航空航天、医疗和化学工业等领域的应用。
四氯化钛工艺流程
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粗四氯化钛制备流程
第二章粗四氯化钛的生产1. 功能氯化车间是进行粗四氯化钛的生产。
粗四氯化钛的生产是15000吨/年海绵钛生产线的一个组成部分。
采用带组合式冷凝系统的熔盐氯化炉来生产粗四氯化钛(CТТ)。
粗四氯化钛的生产能力将不低于68500吨/年。
氯化车间厂房是一座多用途的建筑物，除用作四氯化钛生产外，还用于四氯化钛的精制、粗四氯化钛和精四氯化钛的储存。
2．氯化车间物料平衡3、生产工艺3．1主要设备：粗四氯化钛(CТТ)生产所需的生产线和运输设备包括：炉前料仓;混合炉料配料设备和将炉料输送到氯化炉的加料仓的管式输送机；熔盐氯化炉，粗四氯化钛生产能力：80-100吨/天两个可互换的收尘室;两个喷淋洗涤器，与一个循环矿浆罐和一个冷却器相互连接;两个喷淋冷凝器，与一个喷淋罐、一个冷却器和一个捕集器相互连接；两个尾气风机沉降槽,储罐。
3．2粗四氯化钛生产工艺包括如下几个阶段：∙所需原料的接收和氯化炉料的准备；∙氯化∙从气体混合物中收尘以去除氯化升华物∙气体混合物(VGM)的冷凝∙粗四氯化钛冷凝物的沉降∙对从气体混合物中分离的氯化升华物的清洗氯化车间有三条CTT生产线(两用一备，当某条运行生产线由于大修而停车时，备用生产线投入使用)。
3．2．1氯化将粉碎的钛渣、石油焦和NaCl按照一定的比例配制成混合炉料，炉料从配料料仓通过给料螺旋以适当的速度加入到氯化炉中。
混合炉料在700-800︒С温度下和氯化物的熔化环境中，与氯气相互作用形成钛、铁、铝等的氯化物。
反应体系的温度通过反应释放出的热量和四氯化钛循环矿浆蒸发吸热来保持。
反应的主要产物以蒸汽－气体形态从氯化炉输送往收尘和冷凝设备系统。
当氯气通入氯化炉熔盐层时会强烈搅动熔盐，同时入炉氯气被加热并分散在熔盐介质中，并使从熔盐界面上部加入到炉内的高钛渣和石油焦固体混合料充分地分散在熔盐中，氯化炉内主要反应为：TiO2+C+2Cl2 700-800℃TiCl4+CO2TiO2+2C+2Cl2 700-800℃ TiCl4+2COTiO2+2CO+Cl2 700-800℃ TiCl4+2CO2根据氯气的流速来调节氯化炉进料速度，矿浆返回氯化炉的速度根据熔体温度进行调节，氯气的进气压力控制在0.1－0.15Mpa。
无筛板沸腾氯化法四氯化钛生产工艺_陆和东
【产 品】无筛板沸腾氯化法四氯化钛生产工艺陆和东＊,练林海(甘肃中天化工有限责任公司,甘肃临夏731601) [关键词]四氯化钛;无筛板沸腾氯化法;生产技术;工艺条件[摘 要]阐述无筛板沸腾氯化法生产四氯化钛的原理、工艺条件、“三废”治理技术,探讨判断沸腾状况的方法与异常现象的处理措施。
[中图分类号]T Q 134.11 [文献标志码]B [文章编号]1008-133X (2009)09-0026-05T i t a n i u m t e t r a c h l o r i d e p r o d u c t i o np r o c e s s b y b o i l i n g c h l o r i n a t i o nw i t h o u t s i e v e p l a t e sL UH e -d o n g ,L I A NL i n -h a i(G a n s u Z h o n g t i a n C h e m i c a l I n d u s t r y C o .,L t d .,L i n x i a 731601,C h i n a )K e yw o r d s :t i t a n i u m t e t r a c h l o r i d e ;b o i l i n g c h l o r i n a t i o n w i t h o u t s i e v e p l a t e s ;p r o d u c t i o nt e c h n o l o g y ;p r o c e s s c o n d i t i o n sA b s t r a c t :T h e p r i n c i p l e a n d p r o c e s s c o n d i t i o n s o f t i t a n i u mt e t r a c h l o r i d e p r o d u c t i o n b y b o i l i n g c h l o r i n -a t i o n w i t h o u t s i e v e p l a t e s a r er e l a t e da s w e l l a s t h et r e a t m e n t t e c h n o l o g yo f “t h r e e w a s t e s ”.B o t ht h em e t h o d s o f j u d g i n g t h eb o i l i n gs i t u a t i o na n dt h e t r e a t m e n t m e a s u r e s o f a n o m a l o u s p h e n o m e n a a r ed i s -c u s s e d . 近年来,国内氯碱工业迅速发展,但生产过程中氯平衡问题制约着企业的发展,很多企业为此开发多晶硅、钛白粉、海绵钛等耗氯产品。
四氯化钛的生产
四氯化钛的生产国内由高钛渣生产四氯化钛主要采用沸腾氯化、铜丝除钒工艺，主要设备有：氯化炉、收尘器、淋洗塔、过滤器、浓密机、浮阀塔、铜丝塔、蒸馏釜、液氯蒸发设备等。
TICL4生产的主要过程是：原料金红石与煅后石油焦按一定的比例（质量比10：3）混和后加入氯化炉，在氯气流的作用下，呈流态化状态，在这个过程中，气相与固相物质充分接触，强化了传质、传热效果，加快了反应速度。
过程反应所需的温度靠氯化反应放出的热量来维持。
正常的反应温度维持在800～1100℃。
生成的TiCl4、FeCl3、AlCl3、SiCl4、VOCl3、CO、CO2等混合气体进入收尘、冷凝系统。
经收尘冷凝器降温后除去其中部分高沸点及固体杂质，再经循环淋洗塔冷凝降温、沉降过滤获得液态的粗TiCl4。
未被氯化的炉料及挥发温度较高的氯化物以残渣形式留在炉内，定期从排渣口排出四氯化钛生产工艺四氯化钛的生产过程主要是由配料、氯化和精制三部分组成。
(1)配料工段、来自高位料仓合格粒度的富钛料与破碎、干燥后的石油焦按一定配料比加入到螺旋输送机，经初混后送入流化器，风送至氯化工段，经旋风和布袋收尘卸入混合料仓，供氯化炉使用。
(2)氯化工段来自混合料仓的富钛料和石油焦连续加入氯化炉，通入氯气在高温下反应生成含TiCl4的混合气体，向混合气体中喷入精制返回钒渣泥浆和粗四氯化钛泥浆以回收TiCl4，并使热气流急剧冷却，在分离器中分离出矾渣、钙、镁、铁等氯化物固体杂质。
分离器顶部排出的含TiCl4气体进入冷凝器，用粗TiCl4循环冷却液将气态TiCl4冷凝，冷凝尾气再经冷冻盐水冷凝后，废气进入废气处理系统处理合格后由烟囱排空。
粗TiCl4送至精制工段除钒。
分离器排渣经处理后去专用渣场堆放。
氯化工艺主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化三种方法。
沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法(中国、日本、美国采用)，其次是熔盐氯化(独联体国家采用)，而竖炉氯化已被淘汰。
沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料，而熔盐氯化则可使用含高钙镁的原料。
粗四氯化钛的精制
ⅴ）硫化氢除钒效果好 可同时除去TiCl4中的铁、铬、铝 等有色金属杂质和细分散的悬浮固体物。
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当原料TiCl4含钒量较高且附 近又有硫化氢副产品的工厂 时，可考虑选用硫化氢除钒 法。美、日、英等国的某些 海绵钛和钛自工厂采用硫化 氢除钒法精制TiCl4。
（2）冷冻结晶法除钒
TiCl4-VOCl3 系 两 组 分 凝 固 点 差 异 较 大 ， 约 相 差 54℃，因此也可采用冷冻结晶法除VOCl3，但冷冻消耗 的能量很大，故也未获得工业应用。
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2.化学法除钒
化学除钒的实质： （ⅰ）选择性还原或选择性沉淀
在粗TiCl4中加入一 种化学试剂，使VOCl3(或VCl4)杂 质生成难溶的钒化合物和TiCl4相互分离。
精馏操作时，塔底含有SiCl4等杂质的TiCl4蒸气 向塔顶上升，穿过一层层塔板，并和塔顶的回流液 和塔中向下流动的料液相迎接触。在每块塔板上， 在气液两相间的逆流作用下进行了物质交换。在塔 底的蒸气上升时，由于温度递降，挥发性小的TiCl4 逐渐被冷凝，因而越向上，塔板上的蒸气中易挥发 的SiCl4的浓度越大；相反，塔顶向下流的液相，由 于温度递增，挥发性差的TiCl4浓度越大。
在60年代对铜除钒法进行了改进研究，研究成功了铜 屑(或铜丝)气相除钒法。即将铜丝卷成铜丝球装入除钒塔中， 气相TiCl4(136～140℃)连续通过除钒塔与铜丝球接触，使 钒杂质沉淀在铜丝表面上。当铜表面失效后，从塔中取出铜 丝球，用水洗方法将铜表面净化，经干燥后返回塔中重新使 用。
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⑤ 铜屑(或铜丝)气相除钒法的评价 ⅰ）因TiCl4中可与铜反应的AlCl3和自由氯等杂质
四氯化钛沸腾氯化技术---乘钒钛文化之风 创钒钛经济之业
四氯化钛沸腾氯化技术---乘钒钛文化之风创钒钛经济之业原创邹建新等沸腾氯化沸腾氯化是采用细颗粒富钛物料与固体碳质还原剂，在高温、氯气流作用下呈流态化状态，同时进行氯化反应制取TiCl4的方法。
流态化氯化的操作温度一般控制在1000～1050℃，在此温度下富钛料发生加碳氯化反应，主要反应方程式如下：TiO2 + 2Cl2 + C ═ TiCl4 + CO2TiO2 + 2Cl2 + 2C ═ TiCl4 + 2COTiO2 + 2Cl2 + 2CO ═ TiCl4 + 2CO2在实际生产中，准确的配炭比、氯料比、混合料粒度以及合适的氯化温度是影响沸腾氯化的关键因素。
1.沸腾氯化工艺（1）沸腾氯化制取TiCl的原则性流程图4沸腾氯化的工艺流程如图4.6.1所示。
图4.6.1 沸腾氯化原则工艺流程图（2）沸腾氯化工艺特点和条件沸腾氯化工艺的特点：①反应在沸腾层中进行，传热、传质好，使生产强化；②无需制团，操作过程简单，可连续生产；③缺点是气流带出的粉尘大；④不适于含钙、镁高的物料。
沸腾氯化工艺的条件：钛渣：石油焦＝100：30（质量比）粒度=120目>90%氯化温度800～1000℃排渣量=加料量的7%系统压力5～50mmHg2.沸腾氯化的设备流程图沸腾氯化设备流程图如图4.6.2所示。
图4.6.2 沸腾氯化设备流程图1-钛渣料仓；2-油焦料仓；3-配料称；4-混和机；5-混合料仓；6-管状加热器；7-加料螺旋；8-液氯钢瓶；9—蒸发器；10-缓冲罐；11-氯化炉；12-收尘器；13-套管冷却器；14-淋洗塔；15-捕滴器；16-洗涤塔；1-气水分离器；18-排气风机；19-烟囱；20-耐酸泵；21-收尘渣桶；22-环泵槽；23-高位槽；24-过滤器；25-浓密机；26-泥浆蒸发器；27-冷凝器；28-渣桶。
3.氯化设备（1）沸腾氯化炉。
目前国内采用的沸腾炉型多为圆柱型沸腾床。
分沸腾段、过渡段、扩大段和氯气分配室四个部分。
四氯化钛电解法制备钛新工艺流程
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钛渣熔盐氯化生产四氯化钛的工艺与设备---乘钒钛文化之风 创钒钛经济之业
钛渣熔盐氯化生产四氯化钛的工艺与设备---乘钒钛文化之风创钒钛经济之业原创邹建新等钛渣的熔盐氯化1.熔盐氯化工艺流程熔盐氯化技术是针对高钙镁含量的含钛原料难以采用沸腾氯化技术的问题, 采用的一种生产粗四氯化钛的生产技术。
目前只有我国的锦州钛白粉厂、攀钢海绵钛厂和前苏联的海绵钛生产厂等采用这种氯化技术。
含钛矿物熔盐氯化法的原理是将磨细的钛渣和石油焦悬浮在熔盐介质（碱金属和碱土金属氯化物）中通氯氯化生成四氯化钛的一种氯化方法。
碱金属氯化物（NaCl、KCl）和碱土金属氯化物（CaCl2、MgCl2）本身并不直接参与反应, 但它们的物理化学性质（粘度、表面张力等）对氯化过程却有重要影响。
工艺流程如图4.6.5所示。
当高速的氯气流喷入熔盐后对熔盐和反应物产生了强烈的搅动。
氯气流本身分散成许多小泡，逐渐由底部向上移动。
在表面张力作用下，悬浮于熔盐中的固体粒子粘附在熔盐与氯气泡的界面上，随熔盐和气泡的流动而分散于整个熔体中，使反应物之间有良好接触，为氯化反应过程创造了必要条件。
反应物根据其性质差异，低蒸汽压组分（CaCl2、MgCl2、MnCl2、FeCl2）以熔融态转入熔盐中，高蒸汽压组分（SiO2、Al2C3）逐渐以固体渣形式在熔盐中积累。
图4.6.5 熔盐氯化原则工艺流程示意图2.熔盐氯化设备熔盐氯化是将待氯化粉状物料从上部加入熔盐氯化炉（其结构如图 4.6.6所示）内，气体氯气以一定流速从底部通过熔盐与物料的混合层，利用熔盐的循环运动及氯气与气体反应的鼓泡搅拌作用，使待氯化物料、还原剂碳和氯气充分接触发生氯化反应。
图4.6.6 熔盐氯化炉简图熔盐氯化工艺的主要优点在于传热传质好，操作连续化，生产能力高；可使用低浓度氯气，碳耗低；可用于处理含镁、钙高的原料。
缺点是随氯化反应进行熔盐组成变化，导致氯化反应不稳定，需定期更换电解质，所以废电解质量大（160～200kg/吨TiCl 4)，并难回收利用；炉结构复杂，高温腐蚀严重，炉寿命短。
粗四氯化钛精制
粗四氯化钛精制
1、粗四氯化钛精制生产工艺流程应根据除钒的方法来确定除低沸点物、高沸点物和三氯氧钒杂质的顺序。
2、除钒工艺宜选择有机物或铝粉除钒，不宜选择铜除钒工艺。
采用铝粉除钒的工艺，宜单独设置低价钛制备装置。
3、蒸馏塔、精馏塔应设置测温装置、测压装置、回流口和回流调节装置。
4、再沸器加热宜采用蒸汽间接加热方式。
5、精馏塔顶四氯化钛气体冷凝应设两级冷凝装置，第一级可用空气或循环水作为换热介质，第二级宜采用循环水或低温水作为换热介质。
6、含钒的高沸点物、低沸点物的中间贮存宜分开设置，低沸点物应返回氯化工序，含钒高沸点物的处理可采用干蒸法，也可返回氯化工序。
采用干蒸法时，蒸出的混合气体应采用强制冷凝回收四氯化钛。
四氯化钛工艺流程
四氯化钛工艺流程储矿备料1、基本原理外购的石油焦和氯化钠含有的水分会造成对产品的影响，根据原料的水分要求对石油焦和氯化钠进行微波干燥，通过烘烤物料，蒸发水分，使石油焦和氯化钠含水≤0.5%。
2、工艺流程氯化工艺1、基本原理熔盐氯化是固体含钛物料与气体氯气在介质熔盐里温度为720-800оC的反应。
氯化反应目的是使TiO2最大程度氯化，TiO2的氯化速率取决于多种因素，例如温度，氧化物的活性，还原剂及氯化剂的类型，熔盐的物理特性和成分（表面张力、黏度、润湿性）。
参与氯化反应组分的催化性能。
熔盐氯化主要反应方程式如下：微波干燥埋刮板输送斗式提升氯化钠石油焦送氯化工序高钛渣入料仓拆袋TiO2＋C＋2Cl2====TiCl4＋CO2 铁，铝，锰，铬的氧化物在和氯气反应后生成的氯化物极易溶解在熔盐中，作为氯化反应的催化剂。
在氯化熔盐中，这些氯化物适宜的浓度能增加熔盐的活性，能提高高钛渣的氯化速率。
氯气浓度对氯化反应有很大影响，入炉氯气浓度一般在80% 到90%（vol.），其余为空气。
氯化反应的温度通过从淋洗循环槽返回的泥浆量调整氯化炉温度。
放热反应产生的多余热量蒸发了返炉泥浆中的四氯化钛，然后四氯化钛就和混合炉气一起进入冷凝系统。
生产粗四氯化钛是升华和冷凝的过程。
冷凝是改变物质的物理状态，从气相变为液相，而升华是没有经过中间的液相，直接从固相转变为气相，这些过程均伴随着热损失。
混合炉气从气相转变为液相或固相的温度取决于混合炉气中各种物质的蒸汽分压。
氯化工序的产品是粗四氯化钛，首先冷凝高沸点氯化物，然后冷凝四氯化钛及低沸点氯化物。
2、工艺流程粗四氯化钛工艺流程图石油焦氯化钠4 高钛渣4 氯气重力收尘淋洗废熔盐送渣场氯化收尘渣送渣场粗四氯化钛5、主要生产过程及技术参数外购的NaCl和石油焦（含水量都为1%），人工开袋后送入各自料仓，经微波干燥后（含水量都变为0.5%）皮带输送到斗式提升机，再由斗式提升机送到各自干燥后料仓，然后由埋刮板输送机送到氯化工段的氯化钠仓和煅后焦仓；外购和自产的高钛渣，人工开袋后送入高钛渣料仓，经埋刮板输送机送到斗式提升机，再由斗式提升机送到高钛渣干燥后料仓，然后由埋刮板输送机送到氯化工段的高钛渣仓。
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四氯化钛工艺规程目录一、产品说明二、原料说明三、生产原理四、生产工艺流程五、岗位操作六、安全注意事项七、分析检测控制一览表八、废物一览表九、消耗定额十、设备一览表福建金太化工有限公司2008年1月1日一、产品说明1、 简介：学名四氯化钛，商品名四氯化钛，分子式：TiCl 4 分子量：189.7122、 物理性质:常温下四氯化钛为无色透明的液体,在空气中发白烟。
物理常数如下：（1）沸点：136.4℃（760mmHg 柱）（2）熔点：-25℃（3）不同温度下的比重（液体）(4)蒸气压力logP=7.64433-1947.6/T(mmHg 柱)(5)临界温度358℃(6)比热 液体C P =35.7卡/克分子·度 气体C P =24.87+1.09 ×10-3-2.08×105T -2(7)在不同温度下的粘度(液体) (8)蒸发热：20℃ γ=8.96千卡/克分子，沸点γ=13.05-0.0115T 千卡/克分子(9)熔化热：2.24千卡/克分子 (10)导热系数 (11)表面张力(12)介电常数 (13)平均体膨胀系数 0.001086(0--100℃)(14)熵四氯化钛(固) S 0298=34.4卡/克分子.度四氯化钛(液) S 0298=60.4卡/克分子.度 四氯化钛(气) S 0298=84.4卡/克分子.度(15)生成热 TiCl 4(气) △H 298=-182.4仟卡/克分子 TiCl 4(液) △H 298=-192.3仟卡/克分子TiCl 4(固) △H=-198.5仟卡/克分子(00K) 3、 化学性质（1） 与碱金属或碱土金属进反应生成低价氯化物或金属钛 TiCl 4+2Na= TiCl 2+2NaCl TiCl 4+2Na=Ti+4NaCl TiCl 4+2Mg= Ti+2MgCl 2(2)与氢进行反应生成钛的低价氯化物 2TiCl 4+H 2= TiCl 3+2HCl （800℃） (3)与水反应，四氯化钛与水反应很剧烈，并放出热量。
TiCl 4+H 2O →TiCl 3(OH)·4H 2O+HCl →TiCl 2(OH)2·3H 2O+HCl →TiCl(OH)3·2H 2O+HCl →Ti(OH)4+HCl在高温下反应过程很快就进行到底，生成偏钛酸：TiCl4+3H2O→H2TiO3+4HCl(4)与氧反应：TiCl4+O2→TiO2+2Cl2(5)与硫化氢反应（500℃）：TiCl4+2H2S→TiS+HCl(6)四氯化钛是强烈的溶剂：它能与四氯化碳和四氯化硅均匀混合，能溶解有机物质。
4、产品标准：四氯化钛产品有两种：（1）粗四氯化钛固液比﹤0.5%（2）精四氯化钛为透明无色液体5、用途（1）制取海绵钛的原料。
（2）改善铝合金的晶粒结构。
（3）做为溶剂。
（4）颜料、涂料工业制取钛白粉。
（5）陶瓷工业、二氧化钛宝石的原料。
（6）作为生产聚丙烯的催化剂。
（7）皮革工业的鞣革剂。
（8）烟幕和飞机放烟用。
（9）制取钛酸钡及各种钛酸盐等产品。
二、原料说明1、氯分子式Cl2，分子量 71.06。
物理性质：氯气是黄绿色的气体，具有刺激性的嗅味和剧毒。
（1）密度：标准状况下3.214分斤/米3，液氯1.4257克/厘米3(2)沸点:大气压下—33.9℃(3)熔点: 大气压下—100.5℃(4)临界常数：t c=144℃ P C=76.1大气 f c=0.573公斤/升(5)气化热 4.878仟卡/克分子(-34℃)(6)熔化热 1.531仟卡/克分子(7)比热气体C P=0.115仟卡/克.度(15℃) C V=0.085仟卡/克.度液体C P=0.2262仟卡/克.度(--80～+30℃)固体C P=0.19仟卡/克.度(--113℃)(8)导热系数气体6.7×10-3仟卡/米.小时.℃液体0.0115～0.0144仟卡/米.小时.℃(9)在水中溶解度(10)溶解热：5.28仟卡/克分子.(11)粘度 0℃时气体0.0123厘泊，液体0.385厘泊。
化学性质:氯气很活泼，为强氧化剂。
（1）与金属反应：2Fe+3Cl2=2FeCl3（2）与氨反应：12NH3+6Cl2=9NH4Cl+NCl3+N2（3）与碱反应：2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O（4）与氢反应：Cl2+H2=2HCl与机化合物反应：CH4+Cl2=CH3Cl+HCl高温下甲烷与氯能发生剧烈反应CH4+2Cl2=C+4HCl（5）与金属氧化物反应：2FeO+2Cl2=2FeCl2+O2液氯规格（HG1-31-64）：氯Cl2（体积%）≧99.5，水份≦0.062、高钛渣：是以钛铁矿（FeO·Fe2O3·TiO2）为原料，加入还原剂（碳）在电孤炉中高温还原而得高钛渣，与此同时产生铁。
高钛渣的主要成分：TiO2Ti2O3TiO TiN TiC 除此外，还有其它金属及其氧化物：Fe FeO MgO CaO MnO2 SiO2 Al2O3 V2O5等。
高钛渣通常为黑色（带有紫兰色光泽）的固体物质，比重为3.6—3.8。
高钛渣不溶于水，溶于浓硫酸、氢氟酸。
能被焦硫酸钾（K2S2O7）熔融。
高钛渣的标准。
根据1978年10月治金部召开的秦皇皇岛会议规定。
2、石油焦。
是炼油过程的产物，主要成份是碳。
石油焦外观是一种黑色、多孔的固体物质，它是良好的还原剂。
在四氯化钛生产过程中，国产3#焦和煅烧焦都可以用，以015焦较好。
三、生产原理1、沸腾氯化。
高钛渣和石油焦按照一定比例混合与氯气处于流态化的状态下进行氯化反应称为沸腾氯化。
高钛渣的所有成分在800--900℃下与氯气反应，生成氯化物、二氧化碳和一氧化碳。
反应式：⑴、TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2 TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+CO⑵、1/2Ti2O3+3/4C+2Cl2=TiCl4+3/4CO2 1/2Ti2O3+3/2C+2Cl2=TiCl4+3/2CO⑶、TiO+1/2C+2Cl2=TiCl4+1/2CO2 TiO+C+2Cl2=TiCl4+CO⑷、TiN+2Cl2=TiCl4+1/2N2⑸、TiC+2Cl2=TiCl4+C⑹、FeO+1/2C+3/2Cl2=FeCl3+1/2CO2 FeO+C+3/2Cl2=FeCl3+CO⑺、MnO+1/2C+Cl2=MnCl2+CO MnO+C+Cl2=MnCl2+CO⑻、1/2Al2O3+3/4C+Cl2=AlCl3+3/4CO2 1/2Al2O3+3/2C+3/2Cl2=AlCl3+CO⑼、MgO+1/2C+Cl2=MgCl2+1/2CO2 MgO+C+Cl2=MgCl2+CO⑽、CaO+1/2C+Cl2=CaCl2+1/2CO2 CaO+C+Cl2=CaCl2+CO⑾、SiO2+C+2Cl2=SiCl4=CO2 SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO⑿、1/2V2O5+2C+3/2Cl2=VOCl3+2CO2 1/2V2O5+4C+3/2Cl2=VOCl3+CO以上反应生成的四氯化钛与其它金属氯化物利用它们之间的沸点和溶点的差别进行分离即得到四氯化钛产品。
2、精制。
是将氯化提到的粗四氯化钛除去杂质进一步提纯的过程。
（1）粗四氯化钛中溶解气体杂质：O2、N2、CO、CO2、Cl2、HCl等，除去这类气体将其加热解吸，以达到目的。
（2）四氯化钛中的FeCl3、AlCl3、SiCl4、等利用它们沸点的差别。
用精馏的方法使之部分气化，部分冷凝以达到分离的目的。
（3）除去VOCl3是采用铜化学吸附的原理。
使VOCl3蒸气通过铜屑塔，则VOCl3被铜吸附生成一种不易挥发的络合物Cu(VO3)CuCl或CuVOCl3。
3、影响生产的主要因素（1）原料质量：我们希望高钛渣中TiO2的含量越高越好。
如果高钛渣含铁高会产生大量三氯化铁，沸腾炉的出中管边和收尘器容易堵塞。
如果钙、镁、锰偏高，会生成氯化钙、氯化镁、氯化锰，这些物质沸点高不易挥发，而熔点较低，这类物质富集到一定量时，沸腾床就会发生结块现象。
石油焦要求灰份越低越好，炉内渣子越少。
挥发物高的石油焦会生成盐酸气（HCl），影响（使）氯气的利用率偏低。
（2）配料比：高钛渣、石油焦、氯气三种原料的配比要恰当。
当高钛渣过量时，造成浪费，氯气过量时污染空气。
（3）反应温度：特别是沸腾炉的底部温度偏低时，会造成沸腾结块，排渣困难。
（4）粗四氯化钛中悬浮物太多，精制易堵管或易断电炉丝。
四、生产工艺流程1、原料粉碎（见附图一）将石油焦用颚式破碎机（1）破碎至小于30mm与高钛渣按照一定比例混合均匀送至皮带机（5）将物料送到竖井加料机（6），加料机（6）把物料送入竖井粉碎机（7）内进行破碎。
鼓风机（8）将风鼓入竖井粉碎机（7）进行风选。
细颗粒的物料被风送至旋风分离器（9）进行气固分离，固体混合料进入料仓（10），再经过螺旋输送机（11）干燥，送至氯化炉加料机。
分离以后的气体一部分进入布袋散失掉，另一部分回到鼓风机。
在配料中产生的粉尘用引风机（12）吸入水膜除尘器（13）内进行处理。
2、液氯挥发（见图二）将液氯挥发罐内备好水，用蒸汽加热至60--70℃。
用电葫芦（1）把液氯钢瓶（2）吊到液氯平台上，连接好钢瓶与挥发器之间的紫铜管，将液氯压入挥发器（3），使之变成气体氯，经过缓冲罐（4）和执行机构控制送到氯化炉内。
3、氯化（见图三）由粉碎工艺送来的物料，经过氯化炉加料机（13）加入氯化炉（14），与由液氯挥发器送来的氯气反应生成四氯化钛TiCl4、CO2、CO、FeCl3、HCl、MnCl2等，经过收尘器（15）、（16）使大部份粉尘和一些氯化物沉积，冷凝下来，用双搅龙输渣机（17）输送到水解槽（18）进行水解，然后由耐酸泵（4）将水解物送至碱渣堆中和排掉。
气体四氯化钛、二氧化碳、一氧化碳等进入淋洗塔（19），由循环泵（22）送出的液体四氯化钛经过蛇管冷却器（20）冷却以后也进入淋洗塔（19）与气体四氯化钛相接触，使气体四氯化钛冷凝变成液体四氯化钛流入循环槽（21）然后溢流至计量罐（24）计量以后放入地下槽（27），由液下泵（26）送到高位槽（25）再压过滤器（28），清净的四氯化钛流入清液槽（31）用液下泵输送至大贮罐（33），供精制工序使用或灌入槽车。
过滤器（28）产之泥浆放入双搅龙干燥器（30）内，采用电感加热进行干燥，得到的液体四氯化钛经过分离罐（29）流入地下槽（27），未被冷凝下的气体四氯化钛，被喷射泵（44）抽入淋洗塔（19）进一步冷凝。
经过淋洗塔以后，绝大部份四氯化钛冷凝下来，未被冷凝的CO2、CO、HCl和少量TiCl4等经分离器（23），进入尾气吸收塔（40），与由耐酸泵（4）送来的水进行喷雾吸收，流回酸循环槽（39）往复循环制得20%的盐酸。