一种四氯化钛精制除钒的方法

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种四氯化钛精制除钒的方法。

背景技术

四氯化钛是氯化法生产钛白粉和克劳尔法生产海绵钛最重要的中间产品。下游产品海绵钛和钛白粉对四氯化钛中钒含量有严格要求，因此，粗四氯化钛除钒是精制四氯化钛的一个重要工艺过程。由于四氯化钛沸点136.4℃与四氯化钛中钒的主要成分三氯氧钒的沸点127.2℃相差不到10度，很难通过精馏技术实现分离。

现有技术中，比较成熟的除钒工艺有色铝粉除钒、铜丝除钒、硫化氢除钒及有机物除钒等，除钒机理均是通过改变钒化合物的沸点，增加钒化合物与四氯化钛的沸点差异，通过精馏除去钒化合物。但这些方法都会通过其它的介质进行除钒，难免引入杂质。另一种除钒工艺是冷冻法除钒，但冷冻的方法能耗较高，在工业上不具有实用价值，因此需要开发出一种低能耗的冷冻除钒的方法。

发明内容

针对现有技术中四氯化钛除钒工艺会引入杂质以及能耗较高的问题，本发明提供一种四氯化钛精制除钒的方法，其目的在于：降低除钒工艺中的能耗，同时防止杂质的引入，提高四氯化钛的纯度。

本发明采用的技术方案如下：

一种四氯化钛精制除钒的方法，包括以下步骤：

S1:将精馏后的四氯化钛的温度降至四氯化钛的熔点以下三氯氧钒的熔点以上，得到固态精四氯化钛和液态的三氯氧钒；

S2：通过固液分离的方法使固态精四氯化钛和液态的三氯氧钒分离；

S3：使用内部通有换热液的换热器将固态精四氯化钛加热液化，得到液态纯四氯化钛，

同时换热液温度降低，得到冷冻后的换热液；

S4：将冷冻后的换热液输送到氯化车间用于对粗四氯化钛的冷却，同时换热液温度升高，升温后的换热液再次输送到换热器中用于固态精四氯化钛加热液化。

三氯氧钒的熔点-78.9℃与四氯化钛熔点-25℃相差近54度，因此采用冷冻法并通过固液分离的方法可以将四氯化钛中的三氯氧钒完全去除，而不会引入其他杂质，而且冷冻后的四氯化钛通过换热器使换热液降温，降温后的换热液又用于对粗四氯化钛气体的冷却，实现了能量的回收利用，降低了能耗，克服了技术偏见，使冷冻法除钒工艺在工业上具有了实用价值。

作为优选，步骤S3中的换热液为盐水。

采用该优选方案后，盐水的熔点比纯水低，不易结冰，能够防止换热液凝固而堵塞换热器，影响能量的回收利用。

作为优选，步骤S1中的四氯化钛的冷冻温度为-25℃～-78℃。

三氯氧钒的熔点-78.9℃与四氯化钛熔点-25℃，采用该优选方案后，可以使三氯氧钒为液态，四氯化钛为固态，便于将三氯氧钒从四氯化钛中去除。

作为优选，步骤S1中四氯化钛的降温方法为喷雾冷冻或升压冷冻。

采用该优选方案后，能够实现冷冻的同时实现固液分离。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.三氯氧钒的熔点-78.9℃与四氯化钛熔点-25℃相差近54度，因此采用冷冻法并通过固液分离的方法可以将四氯化钛中的三氯氧钒完全去除，而不会引入其他物质，可提高四氯化钛的纯度，而且冷冻后的四氯化钛通过换热器使换热液降温，降温后的换热液又用于对粗四氯化钛的冷却，实现了能量的回收利用，降低了能耗，克服了技术偏见，使冷冻法除钒工艺在工业上具有了实用价值。

2.盐水的熔点比纯水低，不易结冰，能够防止换热液凝固而堵塞换热器，影响能量的回收利用。

3.冷冻温度为-25℃～-78℃，可以使三氯氧钒为液态，四氯化钛为固态，便于将三氯氧钒从四氯化钛中去除。

4.采用喷雾冷冻或升压冷冻，能够实现冷冻的同时实现固液分离。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1对本发明作详细说明。

一种四氯化钛精制除钒的方法，包括以下步骤：

S1:将精馏后的四氯化钛的温度降至四氯化钛的熔点以下三氯氧钒的熔点以上，得到固态精四氯化钛和液态的三氯氧钒；

S2：通过压滤的方法使固态精四氯化钛和液态的三氯氧钒固液分离；

S3：使用内部通有盐水的换热器将固态精四氯化钛加热液化，得到液态纯四氯化钛，然后输送至精四氯化钛罐中储存，同时盐水温度降低，得到冷冻盐水；

S4：将冷冻盐水输送到氯化车间用于对粗四氯化钛气体的冷却，同时盐水温度升高，升温后的盐水再次输送到换热器中用于固态精四氯化钛加热液化。

本实施例中，步骤S1中的四氯化钛的冷冻温度为-45℃。

本实施例中，步骤S1中四氯化钛的降温方法为喷雾冷冻。

实施例二

一种四氯化钛精制除钒的方法，包括以下步骤：

S1:将精馏后的四氯化钛的温度降至四氯化钛的熔点以下三氯氧钒的熔点以上，得到固态精四氯化钛和液态的三氯氧钒；

S2：通过抽滤(减压过滤)的方法使固态精四氯化钛和液态的三氯氧钒固液分离；

S3：使用内部通有盐水的换热器将固态精四氯化钛加热液化，得到液态纯四氯化钛，然后输送至精四氯化钛罐中储存，同时盐水温度降低，得到冷冻盐水；

S4：将冷冻盐水输送到氯化车间用于对粗四氯化钛的冷却，同时盐水温度升高，升温后的盐水再次输送到换热器中用于固态精四氯化钛加热液化。

本实施例中，步骤S1中的四氯化钛的冷冻温度为-25℃，冷冻到该温度可以减小能耗。

本实施例中，步骤S1中四氯化钛的降温方法为升压冷冻。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。