Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
302
Гл. 16. Титанорганические соединения
конденсаторах улавливается 50—60% всех твердых частиц, а в фильтрах — остальные 40—50%. После фильтров количество твердых частиц в реакционных газах составляет 1,5—2 г/м3.
Паро-газовая смесь из рукавных фильтров поступает в конденсаторы 4, состоящие из двух труб, соединенных внизу общим конусом, и орошаемые охлажденным четыреххлористым титаном. В верхней части каждой трубы установлены форсунки для разбрызгивания четыреххлористого титана. Полноту конденсации и улавливания твердых хлоридов определяют по интенсивности орошения и температуре газов на выходе из последнего оросительного конденсатора (она обычно не превышает 70 СС). Освобожденный от твердых частиц газовый поток направляется далее в холодильники для конденсации оставшегося четыреххлористого титана (10—20%).
Первые по ходу газа холодильники охлаждаются водой, последний — рассолом. Образовавшаяся в оросительных конденсаторах пульпа стекает в промежуточные баки, из которых часть четыреххлористого титана погружными насосами 7 подается через холодильники 5 и 6 на орошение конденсаторов 4; остальная пульпа направляется в сгустители 8 для отделения четыреххлористого титана от твердых хлоридов. Осветленный четыреххлористый титан из сгустителей направляется в сборники технического продукта, а твердые хлориды (шлам) из нижней части сгустителей шнеками 9 передаются на фильтры 10.
Газы после конденсационной системы содержат в основном СО и СО, и немного примесей (С1а, Т1С14, SiCl4, А1С13, HCl, SOCla, СОС1а, VOCl3 и др.). Перед выбросом в атмосферу эти газы подвергают санитарной очистке в скрубберах, орошаемых водой или известковым молоком; туда же подают медь для улавливания хлора. В скрубберах происходят следующие реакции:
2А1С13 + ЗНаО -> А1(ОН)С12 + А1(ОН)аС1 + ЗНС1
2V0C13+Cu -> СиС12 + 2УОС1г
«SiCl4 + 2nHaO -> (Si02)„ + 4nHCl
Cla + 2Cu -> CuaCl2;
C0C12 + H20 -у C02+2HC1 и т. д.
При повышенном содержании четыреххлористого кремния в отходящих газах становится выгодной его утилизация. Для этой цели перед скрубберами для санитарной очистки устанавливают абсорберы, орошаемые холодным четыреххлористым титаном. Полученную в абсорберах смесь Т1С14 и SiCl4 направляют далее на ректификацию.
Технический четыреххлористый титан содержит растворенные и взвешенные примеси. К первым относятся газы (Na, С12, СОС1а), хлориды некоторых металлов (А1С13, FeCl3, SiCL, SnCl4), оксихлориды (VOCl3, ТЮС12, SOCl2) и органические соединения (СС14 и др.), а в виде тонкодисперсной взвеси присутствуют хлориды железа, алюминия, кальция и магния. Состав и количество примесей зависят от качества исходного сырья и от условий процесса. Фактическое содержание примесей в техническом четыреххлористом титане таково (в %):
Si..... 0,01-0,3 TiOCl2 . . 0,04-0,5
Al..... 0,01-0,1 СОС12 . . . 0,005-0,15
Fe..... 0,01-0,02 Cl2 .... 0,03-0,08
V ..... 0,01-0,1 S..... 0-0,03
Четыреххлористый титан очищают от взвешенных частиц фильтрованием или центрифугированием, а от растворенных примесей — фракционной перегонкой.
В последние годы предложены методы более глубокой очистки TiCl4 от примесей. Например, обрабатывают четыреххлористый титан различными веще-
Титанорганические соединения
303
ствами (животными или растительными жирами, органическими кислотами, спиртами и др.) и нагревают смесь до обугливания. Примеси адсорбируются продуктами обугливания и удаляются при фильтровании. Этим методом получают четыреххлористый титан высокой чистоты.
Очистку четыреххлористого титана от примесей можно осуществить и непрерывным способом. Установка для непрерывной очистки состоит из нескольких вертикальных трубчатых холодильников. Жидкие продукты реакции подают в первичный холодильник, расположенный несколько выше остальных, где эту смесь вначале охлаждают при перемешивании до минус 3 — минус 5 °С. Затем смесь резко охлаждают до минус 20^минус 23,5 °С; при этом из раствора выпадают кристаллы 812С16 и УОС13. Выпавшие кристаллы остаются в первичном холодильнике, а раствор самотеком поступает во вторичные холодильники, где он постепенно охлаждается от —23 до —27° С, и здесь четыреххлористый титан выпадает в виде белого осадка. Четыреххлористый титан собирают из вторичных холодильников и промывают водой. Чистота ТЮ14, очищенного указанным способом, достигает 99,92%.
Четыреххлористый титан — бесцветная прозрачная жидкость (т. кип. 136 °С), легко разлагающаяся водой с образованием хлористого водорода и двуокиси титана. Соединяясь с влагой воздуха, он образует белый удушливый дым, представляющий собой капельки соляной кислоты.
Четыреххлористый титан применяется в качестве исходного сырья в производстве тетраалкокси(арокси)титанов и для приготовления губчатого титана, получаемого восстановлением четыреххлористого титана магнием. Кроме того, четыреххлористый титан используется для производства чистой двуокиси титана.
Получение тетрабутоксититана
Тетрабутоксититан получают этерификацией четыреххлористого титана бутиловым спиртом:
Т1С14+4С4Н9ОН "ПнсТ Т1(ОС4Н9)4
