» » Очистка технического четыреххлористого титана
28.04.2015

Характеристика технического четыреххлористого титана

Состав технического четыреххлористого титана не постоянен.
В зависимости от состава исходного сырья и условий, при которых осуществляются процессы хлорирования и конденсации, в технический четыреххлористый титан переходит различное количество примесей.
Обычно в нем растворены хлориды сопутствующих элементов (AlCl3, FeCl3, VOCl3, SiCl4), оксихлорид титана (TiOCl2), органические соединения, хлор, фосген и др. Возможно присутствие небольших количеств хлоридов серы и фосфора. Помимо растворенных примесей обычно содержится также некоторое количество тонкодисперсной взвеси хлоридов железа, алюминия, кальция, магния и др.
Окраска технического четыреххлористого титана зависит от его состава и может изменяться от светло-желтой до темно-бурой.
Ниже показано содержание примесей в техническом четыреххлористом титане, % (вес ):
Очистка технического четыреххлористого титана

К качеству очищенного четыреххлористого титана предъявтяются высокие требования: содержание железа, ванадия и кремния не должно превышать 0,01% каждого.
Остальные примеси обычно переходят в рафинированный продукт в пределах допустимых норм.
Способы очистки

Для очистки технического четыреххлористого титана от примесей применяются обычные используемые в химической технологии приемы: фильтрация, ректификация, дистилляция и др., отличающиеся только аппаратурным оформлением. Последнее связано со специфическими свойствами четыреххлористого титана, требующими полной герметизации аппаратуры.
Ниже рассматриваются основные методы очистки технического четыреххлористого титана от примесей.
Взвесь твердых хлоридов (FeCl3, AlCl3 и др.) может быть удалена фильтрацией или центрифугированием, В качестве фильтрующей основы применяют стеклянную ткань, асбестовую набивку, кислотостойкие ткани из искусственного волокна и т. п. Некоторые твердые хлориды могут быть выделены путем дистилляции. В том случае, когда твердые хлориды образуют с четыреххлористым титаном комплексные соединения с низкой температурой кипения, применяют вакуумную дистилляцию.
Растворенные хлориды железа и алюминия отделяются также вакуумной дистилляцией, поскольку хлористый алюминий образует с четыреххлористым титаном соединения с низкой температурой кипения.
С целью упрощения схемы очистки используются следующие свойства хлоридов железа и алюминия: незначительная растворимость FeCl3 в четыреххлористом титане в отсутствие AlCl3, нерастворимость окси-хлоридов алюминия в четыреххлористом титане.
Таким образом, введение в четыреххлористый титан некоторого количества влаги позволяет перевести хлориды железа и алюминия в осадок и удалить их фильтрацией.
Четыреххлористый кремний SiCl4 смешивается с четыреххлористым титаном в любых соотношениях Используя достаточно большую разницу в температурах кипения этих хлоридов (около 80°), можно, применяя обычную ректификацию, достигнуть высокой степени очистки четыреххлористого титана. Последующая ректификация дистиллята позволяет получить товарный четыреххлористый кремний.
Как известно, хлор хорошо поглощается активированным углем. При ректификации для удаления SiCl4 хлор и фосген почти полностью удаляются, поэтому сбрасываемые из ректификационных колонн газы нуждаются в специальной очистке.
Хлориды фосфора отделяют методами ректификации.
Хлорид серы, растворенный в TiCl4 при нормальной температуре, присутствует, по всей вероятности, в виде S2Cl2 и удаляется при обработке четыреххлористого титана медью.
Оксихлорид титана TiOCl2 образуется как в процессе хлорирования и конденсации, так и в результате частичного гидролиза при транспортировке, хранении и обработке тетрахлорида за счет подсосов воздуха, содержащего пары влаги.
Для выделения оксихлорида титана применяются два процесса либо вакуумная дистилляция, либо ректификация. Однократная дистилляция при атмосферном давлении положительных результатов не дает.
При охлаждении растворов оксихлорида титана последний частично выделяется в коллоидодисперсном состоянии и его отделить фильтрацией ее возможно. Остаточное содержание оксихлорида титана в растворе при этом превышает допустимый предел.
Органические соединения типа хлорацетилхлоридов взаимодействуют с медью, образуя на ее поверхности нерастворимые в TiCl4 соединения. Гексахлорбензол, имеющий температуру возгонки 224°, обычно удаляется в виде сухого остатка при дистилляции или вакуум-дистилляции.
Рассмотренные выше методы очистки технического четыреххлористого титана не исчерпывают всех возможных вариантов.
Особое внимание следует уделять получению технического четыреххлористого титана, где в результате правильного ведения технологических процессов может быть обеспечено минимальное содержание примесей при постоянном составе продукта.