一种粗四氯化钛除钒组合物及除钒方法技术

本发明专利技术公开了一种粗四氯化钛除钒用组合物及除钒方法，所述粗四氯化钛除钒组合物包括饱和烃、单环芳烃和双环以上芳烃，其中饱和烃含量不大于45wt%，单环芳烃含量不小于45 wt%，双环以上芳烃含量不大于10 wt%。所述除钒方法包括将粗四氯化钛与所述的粗四氯化钛除钒组合物逆流接触蒸发。本发明专利技术采用富含理想除钒组分的组合物实现对四氯化钛优异的除钒效果，解决了现有工艺中使用有机物除钒时，产生大量残渣影响传热的技术问题。

A vanadium removal composition and method of crude titanium tetrachloride

【技术实现步骤摘要】
一种粗四氯化钛除钒组合物及除钒方法
本专利技术属于四氯化钛精制领域，特别是涉及一种四氯化钛除钒方法。
技术介绍
四氯化钛(TICl4)是生产海绵钛和生产钛白粉的重要中间产品。未经提纯的工业粗TiCl4是一种红棕色浑浊液，含有许多杂质，粗四氯化钛中杂质成分十分复杂，其中钒是粗四氯化钛中一种主要的杂质元素，它以VOCl3形式存在于其中。VOCl3中含氧元素，当其被还原后，氧元素可能会以四倍浓度进入海绵钛，造成海绵钛中氧含量升高，布氏硬度增大，导致海绵钛降级。另外，用含钒量高的四氯化钛生产钛白粉，会使钛白粉着色而影响钛白性能。为了保证海绵钛和氯化法钛白的产品质量，必须对氯化法生产的粗TiCI4进行除钒，目前在工业生产中，主要采用化学法除钒，即铜丝除钒法、铝粉除钒法、硫化氢除钒法和有机物除钒法。铝粉除钒和有机物除钒是粗TiC14除钒的主流工艺。铝粉除钒优点较多，由于工艺简单、除钒效率高、残渣量少、钒可回收等优点而备受关注。铝粉除钒虽然工艺较为成熟，但只适用于钒含量相对低的原料，对于钒含量较高的粗TiC14，将增加铝粉的使用量，不仅会增大蒸馏釜中的固含量从而严重影响传热，而且有可能使得精TiC14中铝超标。而有机物除钒法的突出优点就是有机物来源丰富，廉价无毒，可用于除钒的有机物种类很多，比较常用的有：矿物油、脂肪酸、植物油等。CN107010656A提出了一种使用地沟油对四氯化钛精制除钒的方法。使用饱和脂肪酸的质量比为30-70％的地沟油与油酸混匀后得到饱和脂肪酸质量比为25-50％混合物，使用该混合物进行粗四氯化钛的除钒。CN105271383A提出了一种用于四氯化钛精制除钒的有机试剂。试剂中含C6-C9的饱和脂肪酸如：葡萄花酸、辛酸和壬酸中的至少一种，饱和脂肪酸的含量为0v%-60v％；还含C15-C25的榈油酸、油酸、亚油酸、花生四烯酸和芥酸中的至少一种不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸的含量为40v％-100v％。CN104192894A提出了一种用于四氯化钛精制除钒的有机溶液。有机溶液中含石蜡油100份、饱和脂肪酸80-100份、对苯二胺2-4份、2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体0.3-0.5份。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种粗四氯化钛除钒组合物及除钒方法。本专利技术方法采用富含理想除钒组分的组合物实现对四氯化钛优异的除钒效果，解决了现有工艺中使用有机物除钒时，产生大量残渣影响传热的技术问题。本专利技术提供一种粗四氯化钛除钒组合物，所述组合物包括饱和烃、单环芳烃和双环以上芳烃，其中饱和烃含量不大于45wt%，优选为30wt%～45wt%；单环芳烃含量不小于45wt%，优选为48%～65wt%；双环以上芳烃含量不大于10wt%，优选为2wt%-8wt%。本专利技术所述粗四氯化钛除钒组合物中，所述饱和烃可以为正构烷烃、异构烷烃、环烷烃中的一种或几种，所述饱和烃链长为C15-C40，优选为C20-C35；具体可以为C20-C35正构烷烃、C20-C35异构烷烃、C14-C29烷基环己烷、C10-C25烷基十氢萘、C6-C21十四氢蒽、C4-C19烷基十六氢芘中的一种或几种。本专利技术所述粗四氯化钛除钒组合物中，所述单环芳烃中包括烷基苯、环烷基苯和二环烷基苯。所述烷基苯为C10-C40烷基苯，优选为C15-C35烷基苯；所述环烷基苯为C10-C40环烷基苯，优选为C15-C35环烷基苯；所述二环烷基苯为C10-C40二环烷基苯，优选为C15-C35二环烷基苯。所述单环芳烃中烷基苯含量不小于30wt%，优选为35wt%-60wt%；环烷基苯含量不大于10wt%，优选为2wt%-8wt%；二环烷基苯含量不大于8wt%，优选为2wt%-5wt%。本专利技术所述粗四氯化钛除钒组合物中，所述双环以上芳烃的链长为碳数C3-C20，优选为碳数C5-C15；具体可以为C5-C15烷基萘、C5-C15烷基蒽、C5-C15烷基菲、C5-C15烷基芘、C5-C15烷基芴、C5-C15烷基屈中的一种或几种。本专利技术所述粗四氯化钛除钒组合物中，所述粗四氯化钛的来源为本领域技术人员所熟知，具体可以为氯化法生产钛白和克劳尔法生产海绵钛过程的中间产物。本专利技术对粗四氯钛脱钒具有良好的效果，特别是VOCl3含量大于0.3wt%，优选VOCl3含量大于0.5wt%的高含钒的粗四氯钛脱钒具有特别良好的效果。本专利技术第二方面提供一种粗四氯化钛除钒方法，所述除钒方法包括将粗四氯化钛与前面所述的粗四氯化钛除钒组合物逆流接触蒸发。本专利技术粗四氯化钛除钒方法具体包括如下内容：将预热到50-150℃粗四氯化钛由蒸发塔上部注入，与从蒸发塔下部注入的预热到240-400℃除钒组合物在蒸发塔中逆流接触，进行充分的脱钒反应。本专利技术粗四氯化钛除钒方法中，所述除钒组合物与粗四氯化钛的质量比为0.2:100-10:100，优选为1:100-5:100。本专利技术粗四氯化钛除钒方法中，粗四氯化钛和除钒组合物两股物流在蒸发塔内逆流接触，除钒组合物在四氯化钛作用下缩合生成单质碳，单质碳与四氯化钛中的VOCl3反应生成固态的三氯化钒、二氯化钒，达到脱钒的目的。脱钒精制后的四氯化钛加热汽化从蒸发塔顶部抽出，得到精四氯化钛。固态的三氯化钒、二氯化钒随除钒组合物向蒸发塔下部流动，固态残渣被引出蒸发塔，除钒组合物由蒸发塔下部引出加热后循环回蒸发塔上部重复使用。与现有技术相比，本专利技术所述粗四氯化钛除钒组合物及除钒方法具有如下优点：1、本专利技术提供了一种全新除钒组合物，所述除钒组合物不仅组成简单，而且解决了现有除钒试剂使用时存在的除钒效果与除钒后产生的残渣二者之间存在矛盾的问题，可以在实现快速脱钒反应的同时，又保证不产生过多的残渣，解决了残渣过多影响脱钒过程的正常传热的技术问题。2、本专利技术中，所述除钒组合物通过控制饱和烃、单环芳烃和双环以上芳烃的含量，尤其是单环芳烃的组成和含量可以控制除钒组合物在强路易斯酸四氯化钛作用下生成单质碳的速度和产率，进而保证在快速除钒的同时也不会生成过多的残渣，以免影响除钒工艺的正常传热。具体实施方式下面通过具体实施例说明本专利技术的具体内容和效果。下面的实施例将对本专利技术提供的方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本专利技术的范围。本专利技术实施例和比较例中所用粗四氯化钛为经过蒸馏处理，脱除SiCl4在内的低沸点杂质。所述蒸馏处理的步骤与条件为本领域技术人员所熟知的常规过程。粗四氯化钛原料中三氯氧钒含量为0.95wt%。实施例1-3制备三种脱钒组合物，其组成及含量见表1。表1脱钒组合物的组成实施例4采用实施例1所述的除钒组合物粗四氯化钛脱钒在蒸发塔中进行。该蒸发塔有15块塔板，蒸发塔塔顶压力为101KPa～110KPa。预热到122℃的粗四氯化钛进入蒸发塔中下部第12块塔板，被加热到365℃的除钒组合物进入蒸发塔上部第4块塔板。组合物与粗四氯化钛的质量比为5.0:100。两股物流在蒸发塔内逆流接触脱钒，蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粗四氯化钛除钒组合物，所述组合物包括饱和烃、单环芳烃和双环以上芳烃，其中饱和烃含量不大于45wt%，单环芳烃含量不小于45 wt%，双环以上芳烃含量不大于10 wt%。/n

【技术特征摘要】
1.一种粗四氯化钛除钒组合物，所述组合物包括饱和烃、单环芳烃和双环以上芳烃，其中饱和烃含量不大于45wt%，单环芳烃含量不小于45wt%，双环以上芳烃含量不大于10wt%。


2.按照权利要求1所述的粗四氯化钛除钒组合物，其特征在于：饱和烃含量为30wt%～45wt%；单环芳烃含量为48%～65wt%；双环以上芳烃含量为2wt%-8wt%。


3.按照权利要求1所述的粗四氯化钛除钒组合物，其特征在于：所述饱和烃为正构烷烃、异构烷烃、环烷烃中的一种或几种。


4.按照权利要求1或3所述的粗四氯化钛除钒组合物，其特征在于：所述饱和烃链长为C15-C40，优选为C20-C35。


5.按照权利要求1或3所述的粗四氯化钛除钒组合物，其特征在于：所述饱和烃为C20-C35正构烷烃、C20-C35异构烷烃、C14-C29烷基环己烷、C10-C25烷基十氢萘、C6-C21十四氢蒽、C4-C19烷基十六氢芘中的一种或几种。


6.按照权利要求1所述的粗四氯化钛除钒组合物，其特征在于：所述单环芳烃的链长为C10-C40，优选为C15-C35。


7.按照权利要求1或6所述的粗四氯化钛除钒组合物，其特征在于：所述单环芳烃包括烷基苯、环烷基苯和二环烷基苯。


8.按照权利要求7所述的粗四氯化钛除钒组合物，其特征在于：所述烷基苯为C10-C40烷基苯，优选为C15-C35烷基苯；所述环烷基苯为C10-C4...

【专利技术属性】
技术研发人员：全辉，张志银，赵威，孙国权，刘林东，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11