四氯化钛工艺规程

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：TiCl4 分子量：189.712

2、 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： TiCl 4+3H 2O →H 2TiO 3+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≦0.06

2、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：TiO2 Ti2O3 TiO TiN TiC 除此外，还有其它金属及其氧化物：Fe FeO MgO CaO MnO2SiO2 Al2O3V2O5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+CO2TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+CO

⑵、1/2Ti2O3+3/4C+2Cl2=TiCl4+3/4CO21/2Ti2O3+3/2C+2Cl2=TiCl4+3/2CO

⑶、TiO+1/2C+2Cl2=TiCl4+1/2CO2TiO+C+2Cl2=TiCl4+CO

⑷、TiN+2Cl2=TiCl4+1/2N2

⑸、TiC+2Cl2=TiCl4+C

⑹、FeO+1/2C+3/2Cl2=FeCl3+1/2CO2FeO+C+3/2Cl2=FeCl3+CO

⑺、MnO+1/2C+Cl2=MnCl2+CO MnO+C+Cl2=MnCl2+CO

⑻、1/2Al2O3+3/4C+Cl2=AlCl3+3/4CO21/2Al2O3+3/2C+3/2Cl2=AlCl3+CO

⑼、MgO+1/2C+Cl2=MgCl2+1/2CO2MgO+C+Cl2=MgCl2+CO

⑽、CaO+1/2C+Cl2=CaCl2+1/2CO2CaO+C+Cl2=CaCl2+CO

⑾、SiO2+C+2Cl2=SiCl4=CO2SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO