[發明專利]一種用于鈦白粉的生產系統

有效

• 申請號: 201710524562.X
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107128972B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 杜明;陸平;周艾然;馬維平;李冬勤;王云
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團研究院有限公司
• 主分類號: C01G23/07
• 分類號: C01G23/07
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 許澤偉

本發明公開了涉及鈦白粉生產技術領域，尤其是一種用于鈦白粉的生產系統，其包括氧氣儲罐、四氯化鈦輸入裝置、甲苯輸入裝置、氧化反應器、四氯化鈦預熱器、氧氣預熱器；氧化反應器包括依次連接燃燒段、進料環、反應段、冷卻段，反應段的外部設置有第一外套管，冷卻段的外部設置有第二外套管，第一外套管與第二外套管相連接；氧氣儲罐與氧氣預熱器的進料口相連接，氧氣預熱器的出料口與燃燒段相連接，甲苯輸入裝置與燃燒段相連接，四氯化鈦輸入裝置與第二外套管相連接，四氯化鈦預熱器的進料口與第一外套管相連接，四氯化鈦預熱器的出料口與進料環相連接。本發明提供了一種降低生產成本、資源利用率高的鈦白粉的生產系統。

技術領域

本發明涉及鈦白粉生產技術領域，尤其是一種用于鈦白粉的生產系統。

背景技術

鈦白粉是國際公認的最佳白色顏料，具有無毒、比表面積大、表面活性高、吸收紫外線強等特點，廣泛應用于油漆、化妝品(紫外線吸收劑)、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、陶瓷、搪瓷、電子、食品、醫藥等工業。

由于氯化鈦白工藝具有工藝流程短，自動化程度高，產品質量好，三廢排放少，且容易治理，所以鈦白粉的生產通常采用氯化鈦白工藝，氯化鈦白工藝通過氣態的四氯化鈦和氧氣原料，在氧化反應器反應生成二氧化鈦(鈦白粉)，其化學反應式為：TiCl₄(g)+O₂(g)＝TiO₂(R)+2Cl₂(g)△H＝-181.5856kJ/mol，在常溫下該反應基本上不能進行，只有當溫度高于600℃以上才有明顯的反應速度，隨著溫度提高，反應速度加快。該反應雖然為放熱反應，但單釋放的反應熱不足以維持系統在高溫下反應，因此必須事先將原料(TiCl₄,O₂)預熱，以維持反應連續進行。另外，該反應中的產物TiO2(R)是一種固體產物，是一種由兩種氣相反應生成一種固相和氣相的反應，該過程中存在固相的形核和長大，而TiO₂粒度是一個重要的產品指標，為了得到粒度滿足要求的產品，就必須控制固相的持續長大，溫度是固相長大的一個必須條件。在生產中，一個有效抑制固相持續長大的手段就是控制溫度。

目前，為滿足反應溫度的要求，原料通過一級或者多級預熱，達到高溫反應條件；為控制產品質量，反應得到的產品和尾氣則通過氣冷或者水套急冷來達到降溫的作用，氧氣通過預熱爐的一級和高溫火焰的二級預熱來達到1600℃，而四氯化鈦通過預熱爐的預熱達到450℃進入氧化爐反應，反應得到的產品和尾氣溫度高達1680℃，高溫混合物通過管道水冷的方式進行降溫，而冷卻水通過水冷換熱系統和大氣進行換熱，該過程中，每生產一噸鈦白粉，預熱四氯化鈦需要60kg柴油，預熱氧氣需要柴油70kg和15kg甲苯，冷卻水的消耗量也較大，導致整個鈦白粉的生產系統損耗大、成本高、資源利用率低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種降低生產成本、資源利用率高的鈦白粉的生產系統。

本發明解決其技術問題所采用的一種用于鈦白粉的生產系統，包括氧氣儲罐、四氯化鈦輸入裝置、甲苯輸入裝置、氧化反應器、四氯化鈦預熱器、氧氣預熱器；

氧化反應器包括依次連接的燃燒段、進料環、反應段、冷卻段，反應段的外部設置有第一外套管，冷卻段的外部設置有第二外套管，第一外套管與第二外套管相連接；

氧氣儲罐與氧氣預熱器的進料口相連接，氧氣預熱器的出料口與燃燒段相連接，甲苯輸入裝置與燃燒段相連接，四氯化鈦輸入裝置與第二外套管相連接，四氯化鈦預熱器的進料口與第一外套管相連接，四氯化鈦預熱器的出料口與進料環相連接。

進一步的是，四氯化鈦輸入裝置包括依次連接的四氯化鈦儲罐、四氯化鈦動力泵、第一閥門。

進一步的是，第一閥門為球閥。

進一步的是，四氯化鈦動力泵與氧氣預熱器的進料口相連接，且四氯化鈦動力泵與四氯化鈦預熱器的進料口之間設置有第二閥門。