本实用新型专利技术涉及用于生产红氧化铁颜料的设备，至少包括至少一个第一反应器，至少一个第二反应器，至少一个第三反应器，至少一个洗涤器，以及至少一个废气净化单元，其包括至少第四反应器、用于加热的预纯化气流的至少一个入口、至少一种催化剂和用于纯化气流的至少一个出口，和至少一个加热器，至少一个废气净化单元通过至少第八线路与至少一个加热器连通，和至少一个加热器，至少一个废气净化单元通过至少一个第八线路与至少一个加热器连通，以及至少一个加热器通过至少一个第七线路与至少一个洗涤器连通，利用该设备可以高质量高产率高能效产生红氧化铁颜料且避免了含有不想要的反应产物。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及用于通过使用硝酸盐的彭尼曼法（penniman process)(还称为硝 酸盐法或直接红法）生产红氧化铁（铁氧化物，iron oxide)颜料的改进方法以及用于实 施该方法的设备，并且还涉及该设备（plant)用于通过使用硝酸盐的彭尼曼法生产红氧化 铁颜料的用途。
技术介绍
氧化铁被应用于许多工业领域。例如，它们在陶瓷、建筑材料、塑料、油墨、涂料和 纸中用作着色颜料，充当用于各种催化剂或载体材料的基底，并且能够吸附或吸收污染物。 磁性氧化铁在磁性记忆介质、调色剂或铁磁流体中获得应用，或者在医疗应用如例如作为 用于磁共振成像的造影剂。 可以通过铁盐的液相沉淀和水解反应获得氧化铁（Ullmann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH Weinheim 2006， Chapter 3. L L Iron Oxide Pigments， pp. 61-67)。借助沉淀法获得的氧化铁颜料在空气存在下由铁盐溶液和碱性化合物产生。通 过定向控制该反应，还可以以该方法制备细分的针铁矿、磁铁矿和磁赤铁矿颗粒。然而，通 过该方法生产的红颜料表现出相对低的色饱和度进而主要应用于建筑材料行业。 对应于α-FeA改性的细分赤铁矿的液相沉淀是更加复杂的。然后，由于使 用熟化步骤，还可以通过直接液相沉淀以及作为核材料的磁赤铁矿改性中的细分氧化 铁，Y-Fe 2O3，或纤铁矿（1印idocrocite)改性，γ-FeOOH，生产赤铁矿（US5,421，878; EP0645437 ;W02009/100767)。 用于生产红氧化铁颜料的另一种方法是彭尼曼法（US1，327, 061 ;US1，368, 748 ; US2, 937, 927 ;EP1106577A ;US6, 503, 315)。在该方法中，通过溶解和氧化金属离子以及铁 盐和氧化铁核制备氧化铁颜料。在 SHEN，Qing ;SUN，Fengzhi ;Wujiyan Gongye 1997，（6)， 5-6 (CH)，Wujiyan Gongye Bianjib中相应地披露，（CA128 :218378η)是其中稀硝酸在升高 的温度下对铁作用的方法。其产生赤铁矿核悬浮液。该悬浮液以常规方法促成以形成红颜 料的悬浮液，如果想要，将颜料以自身例行的方法从该悬浮液中分离。然而，通过该方法产 生的红颜料的色饱和度是相对低的，其类似于商业130级产品的色饱和度，进而这些颜料 主要用于建筑材料行业。ΕΡ1106577Α公开了彭尼曼法的变化方案，其包括为了产生核（即 具有小于或等于IOOnm粒度的细分氧化铁）的目的将铁在升高的温度下暴露于稀硝酸。该 铁和硝酸的反应是络合反应并且，根据反应条件，其可能导致铁的钝化并因此导致反应停 止，或导致伴随有溶解的硝酸铁形成的铁的溶解。两个反应路径都是不想要的，并且细分赤 铁矿的产生仅在某些条件下实现。ΕΡ1106577Α描述了用于生产细分赤铁矿的这些条件。其 中使铁与稀硝酸在90至99°C的温度下反应。W02013/045608描述了用于生产红氧化铁颜料 的方法，其中，已经改进了形成核即具有小于或等于IOOnm粒度的细分赤铁矿的反应步骤。 然而，这些固有有效的方法（其允许生产在色价方面具有大变化的高级红氧化 铁）具有以下缺点： 1.式NOm的氮氧化物的释放，其中氮可以具有+1至+5之间的不同氧化值。氮氧 化物可能是有毒的（如为亚硝气勵、勵 2和N2O4，通常被确定为"N0X"）；它们产生烟雾，在紫 外辐射下破坏大气臭氧层，并且是温室效应气体。一氧化二氮通过大约300的因子尤其是 比二氧化碳更强的温室效应气体。此外，一氧化二氮目前被认为是最强的臭氧杀手。在使 用硝酸的彭尼曼法的情况下，亚硝气NO和NO 2以及一氧化二氮也以显著量形成。 2.使用硝酸的彭尼曼法产生含氮废水，其含有显著量的硝酸盐、亚硝酸盐和铵化 合物。 3.使用硝酸的彭尼曼法是非常耗能的，因为它包括必须通过外部能量供应将大体 积的水溶液从60°C加热至120°C。另外，由于含氧气体作为氧化剂进入反应混合物中，能量 会从反应混合物（蒸汽抽提）移出，并且必须以热量的形式再次供应。 因此，目的是提供避免上述缺点的用于生产红氧化铁颜料的高效环保方法，一方 面，以高产率生产具有广色谱的红氧化铁染料，另一方面，使释放到环境中的含氮副产品部 分最小化。
技术实现思路
目前已经发现了实现该目的的用于生产红氧化铁的方法，并且还提供了在工业规 模可以实施该方法的设备。 本技术提供了一种用于生产红氧化铁颜料的设备，其中，设备至少包括 至少一个第一反应器， 至少一个第二反应器， 至少一个第三反应器， 至少一个洗涤器，其中 (a)至少一个第一反应器通过至少一个第一线路与至少一个洗涤器连通， (b)至少一个第三反应器通过至少一个第二线路与至少一个洗涤器连通，和 (c)至少一个第二反应器通过至少一个第三线路与至少一个氧化单元连通，和至 少一个氧化单元通过至少一个第四线路与至少一个洗涤器连通，以及 至少一个废气净化单元，至少一个废气净化单元包括至少一个第四反应器；至少 一个用于加热的预纯化气流的入口；至少一种催化剂和至少一个用于纯化气流的出口；和 至少一个加热器；至少一个废气净化单元通过至少一个第八线路与至少一个加热器连通， 和至少一个加热器通过至少一个第七线路与至少一个洗涤器连通。 优选地，本技术的设备，其中，设备包括至少一个洗涤器中的第一洗涤器和第 二洗涤器。 优选地，本技术的设备，其中，设备进一步包括至少一个废水净化单元，至少 一个废水净化单元通过至少第十线路与至少一个第三反应器或与至少一个分离装置连通。 优选地，本技术的设备，其中，至少一个分离装置包括用于赤铁矿颜料悬浮液 的至少一个入口；分离组件；用于赤铁矿颜料的出口；以及用于废水的出口。 优选地，本技术的设备，其中，设备进一步包括至少一个热交换器，至少一个 热交换器通过至少一个第五线路与至少一个洗涤器中的第一洗涤器连通、通过至少一个第 六线路与至少一个洗涤器中的第二洗涤器连通、通过至少一个第七线路与至少一个加热器 连通以及通过至少一个第九线路与至少一个废气净化单元连通。 优选地，本技术的设备，其中，设备进一步包括至少一个分离装置，至少一个 分离装置通过至少一个第十线路与至少一个废水净化单元连通和通过至少一个第十二线 路与至少一个第三反应器连通。 优选地，本技术的设备，其中，第一洗涤器包括至少一个洗涤柱；用于第一氧 化物流、氧化的第二氧化物流、第三氧化物流中任一个、任两个或三个的一个入口；用于水 洗涤相的入口；用于预纯化气流的出口；以及用于洗涤相的出口。 优选地，本技术的设备，其中，第二洗涤器包括至少一个洗涤柱；用于第一氧 化物流、氧化的第二氧化物流、第三氧化物流中任一个、任两个或三个的一个入口；用于水 洗涤相的入口；用于预纯化气流的出口；以及用于洗涤相的出口。 优选地，本技术的设备，其中，至少一个废气净化单元包括具有用于加热的预 纯化气流的具有入口的蒸发器；用于尿素和/或氨的入口；用于尿素和/或氨的液体分配 器；以及用本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于生产红氧化铁颜料的设备，其特征在于，所述设备至少包括至少一个第一反应器(1)，至少一个第二反应器(2)，至少一个第三反应器(3)，至少一个洗涤器(4、6)，其中(a)所述至少一个第一反应器(1)通过至少一个第一线路(L‑3a)与所述至少一个洗涤器(4、6)连通，(b)所述至少一个第三反应器(3)通过至少一个第二线路(L‑3b)与所述至少一个洗涤器(4、6)连通，和(c)所述至少一个第二反应器(2)通过至少一个第三线路(L‑4)与至少一个氧化单元(5)连通，和所述至少一个氧化单元(5)通过至少一个第四线路(L‑5)与所述至少一个洗涤器(4、6)连通，以及至少一个废气净化单元(9)，所述至少一个废气净化单元(9)包括至少一个第四反应器(92)；至少一个用于加热的预纯化气流的入口(921)；至少一种催化剂(922)和至少一个用于纯化气流(G‑1)的出口(924)；和至少一个加热器(8)；所述至少一个废气净化单元(9)通过至少一个第八线路(L‑8)与所述至少一个加热器(8)连通，和所述至少一个加热器(8)通过至少一个第七线路(L‑7)与所述至少一个洗涤器(4、6)连通。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：瓦尔德马·恰普利克，于尔根·基施克维茨，沃尔夫冈·厄勒特，李华军，乌多·奥尔特曼，比尔吉特·布兰克梅耶尔门格，吉多·克特勒，阿尔弗雷德·巴尔道恩，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，朗盛特殊化学品有限公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE
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