一种沸腾氯化系统中四氯化钛的除钒方法
技术领域
本发明涉及一种沸腾氯化系统中四氯化钛的除钒方法。
背景技术
目前，大型沸腾氯化生产四氯化钛已在国内工业化生产，生产原料中的高钛渣含有0.1％-0.2％的钒杂质，在沸腾氯化反应过程中生成三氯氧钒，四氯化钛和三氯氧钒的沸点及相对挥发度相差均较小，因此，不适合采用物理方法精馏操作进行分离。
在工业生产中，四氯化钛除钒可以采用矿物油除钒，如CN 103011269A公开的“一种四氯化钛提纯除钒的工艺及系统”。而矿物油除钒过程中，产生的含有二氯氧钒的粗四氯化钛泥浆，需要对含有二氯氧钒的粗四氯化钛泥浆状粗四氯化钛进行回收，由于在除钒塔内矿物油被部分碳化，因此含有二氯氧钒的粗四氯化钛泥浆中含碳，也称为含碳泥浆。目前，采用蒸汽或电加热等方法对含碳泥浆进行蒸发冷凝处理，处理方法虽然较为简单，但处理过程中能耗较高，增加了生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种沸腾氯化系统中四氯化钛的除钒方法，在沸腾氯化系统直接进行除钒处理，可有效去除四氯化钛中的钒，保证沸腾氯化系统稳定、连续生产；且能够稳定处理含碳泥浆，无需额外蒸汽加热或电加热。
本发明专利的技术解决方案：
一种沸腾氯化系统中四氯化钛的除钒方法，其具体步骤如下：
采用沸腾氯化除钒系统，包括沸腾氯化炉，其特殊之处在于：所述沸腾氯化炉出口通过急冷管连接有收尘器，所述收尘器的气体出口通过管道依次连接有四氯化钛淋洗塔、四氯化钛储罐，所述四氯化钛储罐的底部粗四氯化钛出液口通过管道连接有粗四氯化钛处理器，粗四氯化钛处理器的混合泥浆出口通过混合泥浆管道与急冷管相连通，在混合泥浆管道的出料口安装有雾化喷头；所述粗四氯化钛处理器的含碳泥浆入口通过含碳泥浆管道连接有含碳泥浆罐；在混合泥浆管道上安装有泥浆泵Ⅰ，在含碳泥浆管道上安装有泥浆泵Ⅱ。
将用矿物油对四氯化钛提纯除钒产生的含碳泥浆打入含碳泥浆罐中，通过含碳泥浆罐顶部的泥浆泵Ⅱ将含碳泥浆持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器中，将含碳泥浆与粗四氯化钛液体混合获得混合泥浆，所述粗四氯化钛处理器内粗四氯化钛液体是通过四氯化钛储罐持续稳定供给的，将混合泥浆通过泥浆泵Ⅰ返入急冷管中，使粗四氯化钛处理器内的混合泥浆液位稳定，经过雾化喷头雾化的混合泥浆与沸腾氯化炉内沸腾氯化反应生成的气相四氯化钛混合，气相四氯化钛中的三氯氧钒与含碳泥浆中矿物油碳化产物反应生成二氯氧钒，随气相四氯化钛进入收尘器中，二氯氧钒被收尘器收集处理，收尘器内的气相四氯化钛由收尘器气体出口进入四氯化钛淋洗塔淋洗，获得的四氯化钛液体通过离心泵Ⅰ送入四氯化钛储罐中，四氯化钛液体在四氯化钛储罐中沉降，四氯化钛储罐底部获得粗四氯化钛液体，通过离心泵Ⅱ持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器中。
进一步的，所述气相四氯化钛的流量为10t/h-12t/h。
进一步的，在含碳泥浆管道上还安装有流量计，能够稳定控制进入粗四氯化钛处理器的含碳泥浆量。
进一步的，所述含碳泥浆进入粗四氯化钛处理器的流量为1.5t/h-2.5t/h，含碳泥浆的含固量为10％-15％。
进一步的，所述粗四氯化钛处理器内的混合泥浆的固含量为6％-10％。
进一步的，所述粗四氯化钛液体还可以使用沸腾氯化法获得的粗四氯化钛。
进一步的，在四氯化钛淋洗塔和四氯化钛储罐之间的管道上设有离心泵Ⅰ。
进一步的，在四氯化钛储罐和粗四氯化钛处理器之间的管道上设有离心泵Ⅱ。
本发明的有益效果：
通过对除钒过程中含碳泥浆含固量的控制，保证除钒效果，通过粗四氯化钛处理器内粗四氯化钛的加入可以调节混合泥浆的含固量，可以有效连续稳定处理沸腾氯化铝内的气相四氯化钛，使气相四氯化钛中的三氯氧钒生成二氯氧钒固体，二氯氧钒固体在收尘过程中被收集，有效地控制了粗四氯化钛中的含钒量，既保证了沸腾氯化连续稳定运行，又减少了含碳泥浆处理的生产工序，降低了能源消耗。且生成的四氯化钛中含钒量低，满足除钒四氯化钛产品指标，可以作为原料直接进入除硅四氯化钛生产。
附图说明
图1是本发明的沸腾氯化除钒系统的结构示意图；
图中，1-沸腾氯化炉，2-急冷管，3-收尘器，4-四氯化钛淋洗塔、5-四氯化钛储罐、6-粗四氯化钛处理器，7-混合泥浆管道，8-雾化喷头；9-泥浆泵Ⅰ，10-含碳泥浆罐，11-含碳泥浆管道，12-泥浆泵Ⅱ，13-流量计，14-离心泵Ⅰ，15-离心泵Ⅱ。
具体实施方式
下面参照附图叙述实施例。
实施例1
采用沸腾氯化除钒系统，包括沸腾氯化炉1，所述沸腾氯化炉1出口通过急冷管2连接有收尘器3，所述收尘器3的气体出口通过管道依次连接有四氯化钛淋洗塔4、四氯化钛储罐5，所述四氯化钛储罐5的底部粗四氯化钛出液口通过管道连接有粗四氯化钛处理器6，粗四氯化钛处理器6的混合泥浆出口通过混合泥浆管道7与急冷管2相连通，在混合泥浆管道7的出料口安装有雾化喷头8；所述粗四氯化钛处理器6的含碳泥浆入口通过含碳泥浆管道11连接有含碳泥浆罐10；在混合泥浆管道7上安装有泥浆泵Ⅰ9，在含碳泥浆管道11上安装有泥浆泵Ⅱ12；在含碳泥浆管道11上还安装有流量计13，能够稳定控制进入粗四氯化钛处理器6内的含碳泥浆量；在四氯化钛淋洗塔4和四氯化钛储罐5之间的管道上设有离心泵Ⅰ14，在四氯化钛储罐5和粗四氯化钛处理器6之间的管道上设有离心泵Ⅱ15。
将用矿物油对四氯化钛提纯除钒产生的含碳泥浆打入含碳泥浆罐10中，通过含碳泥浆罐10顶部的泥浆泵Ⅱ12将含碳泥浆持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中，将含碳泥浆与粗四氯化钛液体混合获得混合泥浆，所述粗四氯化钛处理器6内粗四氯化钛液体是通过四氯化钛储罐5持续稳定供给的，将混合泥浆通过泥浆泵Ⅰ9返入急冷管2中，使粗四氯化钛处理器6内的混合泥浆液位稳定，经过雾化喷头8雾化的混合泥浆与沸腾氯化炉1内沸腾氯化反应生成的气相四氯化钛混合，气相四氯化钛中的三氯氧钒与含碳泥浆中矿物油碳化产物反应生成二氯氧钒，随气相四氯化钛进入收尘器3中，二氯氧钒被收尘器3收集处理，收尘器3内的气相四氯化钛由收尘器3气体出口进入四氯化钛淋洗塔4淋洗，获得的四氯化钛液体通过离心泵Ⅰ14送入四氯化钛储罐5中，四氯化钛液体在四氯化钛储罐5中沉降，四氯化钛储罐5底部获得粗四氯化钛液体，通过离心泵Ⅱ15持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中。
沸腾氯化炉1内沸腾氯化反应生成的气相四氯化钛中三氯氧钒含量为0.152％，气相四氯化钛在急冷管2内的流量为12t/h，将含碳泥浆连续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中，含碳泥浆流量为2.5t/h，含碳泥浆含固量为10％，粗四氯化钛处理器6中混合泥浆含固量为10％；四氯化钛储罐内的粗四氯化钛中三氯氧钒含量为0.0006％。
实施例2
采用沸腾氯化除钒系统，包括沸腾氯化炉1，所述沸腾氯化炉1出口通过急冷管2连接有收尘器3，所述收尘器3的气体出口通过管道依次连接有四氯化钛淋洗塔4、四氯化钛储罐5，所述四氯化钛储罐5的底部粗四氯化钛出液口通过管道连接有粗四氯化钛处理器6，粗四氯化钛处理器6的混合泥浆出口通过混合泥浆管道7与急冷管2相连通，在混合泥浆管道7的出料口安装有雾化喷头8；所述粗四氯化钛处理器6的含碳泥浆入口通过含碳泥浆管道11连接有含碳泥浆罐10；在混合泥浆管道7上安装有泥浆泵Ⅰ9，在含碳泥浆管道11上安装有泥浆泵Ⅱ12；在含碳泥浆管道11上还安装有流量计13，能够稳定控制进入粗四氯化钛处理器6内的含碳泥浆量；在四氯化钛淋洗塔4和四氯化钛储罐5之间的管道上设有离心泵Ⅰ14，在四氯化钛储罐5和粗四氯化钛处理器6之间的管道上设有离心泵Ⅱ15。
用矿物油对四氯化钛提纯除钒：四氯化钛由以10t/h的速度进入除钒反应塔的塔底，矿物油送入除钒反应塔的塔底，所述四氯化钛与矿物油的进料速度比为1000:1；除钒塔内反应温度130℃、压力为50kPa，塔底生成的含碳泥浆；
将含碳泥浆打入含碳泥浆罐10中，通过含碳泥浆罐10顶部的泥浆泵Ⅱ12将含碳泥浆持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中，将含碳泥浆与粗四氯化钛液体混合获得混合泥浆，所述粗四氯化钛处理器6内粗四氯化钛液体是通过四氯化钛储罐5持续稳定供给的，将混合泥浆通过泥浆泵Ⅰ9返入急冷管2中，使粗四氯化钛处理器6内的混合泥浆液位稳定，确保含碳泥浆持续稳定的供给急冷管，经过雾化喷头8雾化的混合泥浆与沸腾氯化炉1内沸腾氯化反应生成的气相四氯化钛混合，气相四氯化钛中的三氯氧钒与含碳泥浆中矿物油碳化产物反应生成二氯氧钒，随气相四氯化钛进入收尘器3中，二氯氧钒被收尘器3收集处理，收尘器3内的气相四氯化钛由收尘器3气体出口进入四氯化钛淋洗塔4淋洗，获得的四氯化钛液体通过离心泵Ⅰ14送入四氯化钛储罐5中，四氯化钛液体在四氯化钛储罐5中沉降，四氯化钛储罐5底部获得粗四氯化钛液体，通过离心泵Ⅱ15持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中。沸腾氯化炉1内沸腾氯化反应生成的气相四氯化钛中三氯氧钒含量为0.052％，气相四氯化钛在急冷管2内的流量为10t/h，将含碳泥浆连续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中，含碳泥浆流量为1.5t/h，含碳泥浆含固量为12％，粗四氯化钛处理器6中混合泥浆含固量为6％。四氯化钛储罐内的四氯化钛中三氯氧钒含量为0.0007％。
实施例3.
采用沸腾氯化除钒系统，包括沸腾氯化炉1，所述沸腾氯化炉1出口通过急冷管2连接有收尘器3，所述收尘器3的气体出口通过管道依次连接有四氯化钛淋洗塔4、四氯化钛储罐5，所述四氯化钛储罐5的底部粗四氯化钛出液口通过管道连接有粗四氯化钛处理器6，粗四氯化钛处理器6的混合泥浆出口通过混合泥浆管道7与急冷管2相连通，在混合泥浆管道7的出料口安装有雾化喷头8；所述粗四氯化钛处理器6的含碳泥浆入口通过含碳泥浆管道11连接有含碳泥浆罐10；在混合泥浆管道7上安装有泥浆泵Ⅰ9，在含碳泥浆管道11上安装有泥浆泵Ⅱ12；在含碳泥浆管道11上还安装有流量计13，能够稳定控制进入粗四氯化钛处理器6内的含碳泥浆量；在四氯化钛淋洗塔4和四氯化钛储罐5之间的管道上设有离心泵Ⅰ14，在四氯化钛储罐5和粗四氯化钛处理器6之间的管道上设有离心泵Ⅱ15。
将用矿物油对四氯化钛提纯除钒产生的含碳泥浆打入含碳泥浆罐10中，通过含碳泥浆罐10顶部的泥浆泵Ⅱ12将含碳泥浆持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中，将含碳泥浆与粗四氯化钛液体混合获得混合泥浆，所述粗四氯化钛处理器6内粗四氯化钛液体是通过四氯化钛储罐5持续稳定供给的，将混合泥浆通过泥浆泵Ⅰ9返入急冷管2中，使粗四氯化钛处理器6内的混合泥浆液位稳定，经过雾化喷头8雾化的混合泥浆与沸腾氯化炉1内沸腾氯化反应生成的气相四氯化钛混合，气相四氯化钛中的三氯氧钒与含碳泥浆中矿物油碳化产物反应生成二氯氧钒，随气相四氯化钛进入收尘器3中，二氯氧钒被收尘器3收集处理，收尘器3内的气相四氯化钛由收尘器3气体出口进入四氯化钛淋洗塔4淋洗，获得的四氯化钛液体通过离心泵Ⅰ14送入四氯化钛储罐5中，四氯化钛液体在四氯化钛储罐5中沉降，四氯化钛储罐5底部获得粗四氯化钛液体，通过离心泵Ⅱ15持续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中。
沸腾氯化炉1内沸腾氯化反应生成的气相四氯化钛中三氯氧钒含量为0.119％，气相四氯化钛在急冷管2内的流量为11t/h，将含碳泥浆连续稳定泵送至粗四氯化钛处理器6中，含碳泥浆流量为2t/h，含碳泥浆含固量为15％，粗四氯化钛处理器6中混合泥浆含固量为8％。四氯化钛储罐内的四氯化钛中三氯氧钒含量为0.0005％。
结合含碳泥浆罐及粗四氯化钛处理器中液位，监控含碳泥浆及粗四氯化钛流量的稳定性；既能够连续稳定处理含碳泥浆，又降低了沸腾氯化系统生产四氯化钛中含钒量，有利于原精馏系统的稳定运行，降低了物料的消耗。由于在沸腾氯化生产过程中去除了钒杂质，因此，用此方法生成粗四氯化钛可以作为原料直接进入除硅四氯化钛生产。
