本發(fā)明涉及一種熔鹽氯化生產(chǎn)四氯化鈦淋洗塔中低熔點配合物的去除方法。
背景技術(shù)：
目前，大型熔鹽氯化生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)已是成熟技術(shù)，富鈦料中的氧化鋁組分在配碳氯化過程中會發(fā)生氯化生成AlCl3，氯化率通常達(dá)50%以上。AlCl3在固態(tài)時為層狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)接近其熔點溫度時將轉(zhuǎn)化為Al2Cl6的分子結(jié)構(gòu)，并以二聚物蒸氣分子揮發(fā)進(jìn)入氣相；當(dāng)溫度進(jìn)一步升高后，二聚物分子又分解為AlCl3分子。在熔鹽氯化體系中， FeCl3行為與AlCl3類似。在熔鹽氯化反應(yīng)器中，產(chǎn)物AlCl3、FeCl3可能會與熔鹽體系中的NaCl或KCl形成飽和蒸氣壓相對較低的氯化物配合物NaAlCl4、NaFeCl4，影響熔鹽氯化生產(chǎn)過程中的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，特別是NaAlCl4、NaFeCl4熔點低，不易去除，夾雜在生成的四氯化鈦中，隨著四氯化鈦后移；這樣在后處理的收塵器和淋洗塔溫度梯度下，這類低熔點的配合物先后冷凝下來，逐漸粘結(jié)在收塵器和淋洗塔的器壁內(nèi)，很快會使系統(tǒng)器壁上粘結(jié)較多配合物，在生產(chǎn)過程中只能停產(chǎn)保溫，進(jìn)行物理作業(yè)對系統(tǒng)中粘接的NaAlCl4、NaFeCl4低熔點配合物進(jìn)行清理，影響系統(tǒng)的長周期運(yùn)行。
兼顧收塵效果和四氯化鈦回收率，最后一級收塵器煙氣出口溫度需控制在190℃～200℃。該溫度高于NaAlCl4、NaFeCl4和AlCl3的沸點，這使得NaAlCl4、NaFeCl4和AlCl3大量進(jìn)入淋洗塔而未能像FeCl3一樣在收塵器中除去，以收塵渣形式排出。由于在淋洗塔經(jīng)過淋洗產(chǎn)生的粗四氯化鈦底流漿料直接返回收塵或氯化系統(tǒng)，將再次氣化，從而在氯化-收塵-淋洗系統(tǒng)中不斷循環(huán)累積，不僅增加了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，也極易造成系統(tǒng)結(jié)壁、收塵渣局部液化、換熱器結(jié)垢等問題，影響氯化操作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。此外，NaAlCl4、NaFeCl4和少量AlCl3還會對后續(xù)TiCl4精制及海綿鈦生產(chǎn)造成不良影響，且作為一種酸性很強(qiáng)的路易斯酸，對鋼制設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕性。給穩(wěn)定生產(chǎn)四氯化鈦產(chǎn)品的周期造成了較大的困難。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可去除副反應(yīng)中的NaAlCl4、NaFeCl4低熔點配合物，保證熔鹽氯化反應(yīng)器系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運(yùn)行的熔鹽氯化生產(chǎn)四氯化鈦淋洗塔中低熔點配合物的去除方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
一種熔鹽氯化生產(chǎn)四氯化鈦淋洗塔中低熔點配合物的去除方法，其具體步驟是：
熔鹽氯化法生產(chǎn)四氯化鈦時，在熔鹽氯化爐產(chǎn)生的高溫含有氯化物雜質(zhì)的四氯化鈦氣體經(jīng)收塵器收塵后，進(jìn)入淋洗塔用四氯化鈦液體進(jìn)行淋洗，四氯化鈦氣體流量為1000m3/h～1100m3/h、溫度為220℃，在淋洗塔塔頂設(shè)置一個水噴淋噴頭，通過通入氮氣使所述水噴淋噴頭進(jìn)行噴淋水，氮氣的壓力為0.45Mpa，流量為12m3/h，噴淋水流量為20 kg/h～24kg/h，淋洗塔內(nèi)溫度控制在180℃～200℃，進(jìn)入淋洗塔內(nèi)的水與四氯化鈦氣體中夾帶的NaAlCl4、NaFeCl3低熔點配合物以及AlCl3進(jìn)行水解反應(yīng)，生成氧化鋁和氧化鐵，隨著四氯化鈦進(jìn)入淋洗塔的淋洗槽內(nèi)，混入泥漿中，然后將淋洗槽內(nèi)的泥漿返回至收塵器進(jìn)行收塵器，泥漿中的氧化鋁和氧化鐵成固體狀態(tài)在收塵器中收塵。
本發(fā)明的有益效果：
在適當(dāng)溫度下，NaAlCl4、NaFeCl4低熔點配合物以及AlCl3優(yōu)先于TiCl4發(fā)生水解，適量引入水選擇性水解體系中的NaAlCl4、NaFeCl4和AlCl3，使之轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的氧化物，以泥漿形態(tài)返回收塵塔收塵，從而避免了NaAlCl4、NaFeCl4等低沸點物質(zhì)在淋洗塔內(nèi)的掛壁現(xiàn)象，保證熔鹽氯化反應(yīng)器系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運(yùn)行。
具體實施方式
實施例1
熔鹽氯化法生產(chǎn)四氯化鈦時，在熔鹽氯化爐產(chǎn)生的高溫含有氯化物雜質(zhì)（主要為氯化鋁和氯化鐵）的四氯化鈦氣體經(jīng)收塵器收塵后，進(jìn)入淋洗塔用四氯化鈦液體進(jìn)行淋洗，四氯化鈦氣體流量為1000m3/h、溫度為220℃，在淋洗塔塔頂增加一個水噴淋噴頭，通過通入氮氣使所述水噴淋噴頭進(jìn)行噴淋水，氮氣的壓力為0.45Mpa，流量為12m3/h，噴淋水流量為20 kg/h，淋洗塔內(nèi)溫度控制在180℃，進(jìn)入淋洗塔內(nèi)的水與四氯化鈦氣體中夾帶的NaAlCl4、NaFeCl4低熔點配合物以及AlCl3進(jìn)行水解反應(yīng)，生成氧化鋁和氧化鐵，隨著四氯化鈦進(jìn)入淋洗塔的淋洗槽內(nèi)，混入泥漿中，然后將淋洗槽內(nèi)的泥漿返回至收塵器進(jìn)行收塵器，泥漿中的氧化鋁和氧化鐵成固體狀態(tài)在收塵器中收塵，作為收塵渣排出，收塵塔中的收塵渣內(nèi)Al含量為20%，淋洗塔內(nèi)基本無掛壁現(xiàn)象，能保證系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
實施例2
熔鹽氯化法生產(chǎn)四氯化鈦時，在熔鹽氯化爐產(chǎn)生的高溫含有氯化物雜質(zhì)（主要為氯化鋁和氯化鐵）的四氯化鈦氣體經(jīng)收塵器收塵后，進(jìn)入淋洗塔用四氯化鈦液體進(jìn)行淋洗，四氯化鈦氣體流量為1100m3/h、溫度為220℃，在淋洗塔塔頂增加一個水噴淋噴頭，通過通入氮氣使所述水噴淋噴頭進(jìn)行噴淋水，氮氣的壓力為0.45Mpa，流量為12m3/h，噴淋水流量為24kg/h，淋洗塔內(nèi)溫度控制在200℃，進(jìn)入淋洗塔內(nèi)的水與四氯化鈦氣體中夾帶的NaAlCl4、NaFeCl3低熔點配合物以及AlCl3進(jìn)行水解反應(yīng)，生成氧化鋁和氧化鐵，隨著四氯化鈦進(jìn)入淋洗塔的淋洗槽內(nèi)，混入泥漿中，然后將淋洗槽內(nèi)的泥漿返回至收塵器進(jìn)行收塵器，泥漿中的氧化鋁和氧化鐵成固體狀態(tài)在收塵器中收塵，作為收塵渣排出，收塵塔中的收塵渣內(nèi)Al含量為18%，淋洗塔掛壁料厚為30mm/月，能保證系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
實施例3
熔鹽氯化法生產(chǎn)四氯化鈦時，在熔鹽氯化爐產(chǎn)生的高溫含有氯化物雜質(zhì)（主要為氯化鋁和氯化鐵）的四氯化鈦氣體經(jīng)收塵器收塵后，進(jìn)入淋洗塔用四氯化鈦液體（可以用淋洗槽內(nèi)的四氯化鈦循環(huán)使用）進(jìn)行淋洗，四氯化鈦氣體流量為1050m3/h、溫度為220℃，在淋洗塔塔頂增加一個水噴淋噴頭，通過通入氮氣使所述水噴淋噴頭進(jìn)行噴淋水，氮氣的壓力為0.45Mpa，流量為12m3/h，噴淋水流量為22kg/h，淋洗塔內(nèi)溫度控制在190℃，進(jìn)入淋洗塔內(nèi)的水與四氯化鈦氣體中夾帶的NaAlCl4、NaFeCl3低熔點配合物以及AlCl3進(jìn)行水解反應(yīng)，生成氧化鋁和氧化鐵，隨著四氯化鈦進(jìn)入淋洗塔的淋洗槽內(nèi)，混入泥漿中，然后將淋洗槽內(nèi)的泥漿返回至收塵器進(jìn)行收塵器，泥漿中的氧化鋁和氧化鐵成固體狀態(tài)在收塵器中收塵，作為收塵渣排出，收塵塔中的收塵渣內(nèi)Al含量為17%，淋洗塔掛壁料厚為50mm/月，能保證系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
對比例1
熔鹽氯化法生產(chǎn)四氯化鈦時，在熔鹽氯化爐產(chǎn)生的高溫含有氯化物雜質(zhì)（主要為氯化鋁和氯化鐵）的四氯化鈦氣體經(jīng)收塵器收塵后，四氯化鈦氣體流量為1000 m3/h、溫度為200℃，進(jìn)入淋洗塔用四氯化鈦液體進(jìn)行淋洗，淋洗塔內(nèi)溫度控制在180℃，進(jìn)入淋洗塔內(nèi)的水與四氯化鈦氣體中夾帶的NaAlCl4、NaFeCl3低熔點配合物以及AlCl3隨著四氯化鈦進(jìn)入淋洗塔的淋洗槽內(nèi)，混入泥漿中，然后將淋洗槽內(nèi)的泥漿返回至收塵器作為噴淋液噴淋，而泥漿中的NaAlCl4、NaFeCl3低熔點配合物以及AlCl3無法作為收塵渣排出，淋洗塔掛壁料厚為200mm/月，收塵塔中的收塵渣內(nèi)Al含量為8%。
以上僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。