Соединения титана: ...получение парофазными процессами, например окислением галогенидов – C01G 23/07

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения частиц диоксида титана при взаимодействии тетрахлорида титана с кислородсодержащим газом в трубчатом реакторе на первую стадию подают жидкий TiCl₄ в предварительно нагретый поток газа, содержащий кислород. При этом образуется газовая взвесь, содержащая первые частицы TiO₂. Молярное соотношение O₂:TiCl₄ составляет более 1. На вторую стадию подают газообразный TiCl₄ в газовую взвесь, содержащую первые частицы TiO₂. На первую стадию подают не более 20% от общего количества TiCl₄ . Изобретение позволяет обеспечить энергосбережение и получить частицы диоксида титана малого размера. 5 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к получению диоксида титана путем окисления жидкого тетрахлорида титана. Жидкий тетрахлорид титана вводят в реактор с кислородсодержащим газом по меньшей мере в две стадии. На первой стадии дозируется количество тетрахлорида титана, необходимое для запуска окисления. Количество стадий и распределение количества тетрахлорида титана по стадиями устанавливают в зависимости от адиабатической температуры смеси исходных веществ, рассчитанной для каждой стадии и обеспечивающей спонтанное протекание реакции. Способ обеспечивает равномерное распределение тетрахлорида титана и, следовательно, гомогенные условия протекания реакции, а также сокращение доли грубых частиц в пигменте. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения диоксида титана путем окисления тетрахлорида титана кислородом в реакторе включает введение на первой стадии газообразного тетрахлорида титана в поток предварительно нагретого кислородсодержащего газа при мольном соотношении тетрахлорида титана к кислороду не менее 1:1 и проведение реакции в первой реакционной зоне реактора. При этом формируется аэрозоль частиц диоксида титана в газовой среде. Далее аэрозоль частиц диоксида титана в газовой среде проходит в следующую реакционную зону. На второй стадии в эту реакционную зону вводят жидкий тетрахлорид титана и кислородсодержащий газ с формированием аэрозоля частиц диоксида титана в газовой среде. Изобретение позволяет снизить энергозатраты на производство диоксида титана, 2 н. и 6 з.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения диоксида титана в цилиндрическом трубчатом реакторе посредством окисления тетрахлорида титана включает взаимодействие тетрахлорида титана и подаваемого в реактор в аксиальном направлении кислородсодержащего газа с последующим охлаждением образовавшихся частиц. Тетрахлорид титана подают в плоскости поперечного сечения трубчатого реактора с отклонением от радиального направления указанного реактора. При этом скорость потока кислородсодержащего газа удерживают на уровне более 20 м/с. Изобретение позволяет повысить эффективность удаления отложений диоксида титана с внутренних стенок трубчатого реактора и зоны охлаждения в реакторе с помощью абразивных частиц, получить диоксид титана с более узким распределением частиц по размеру. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу переработки титансодержащего сырья и может быть использовано для получения тонкодисперсных порошков на основе диоксида титана и оксида железа. Способ включает фторирование сырья путем спекания с фторидным реагентом, термообработку профторированной массы для разделения продуктов фторирования путем возгонки, пирогидролиз остатка после возгонки с получением оксида железа. При фторировании в качестве фторидного реагента используют фторид аммония, гидродифторид аммония или их смесь и ведут его при 110-240°С в течение 0,5-5 часов без доступа воздуха или в токе инертного газа. Термообработку профторированной массы при возгонке ведут при температуре 300-600°С. Продукты возгонки улавливают водой с получением раствора фтортитаната аммония и проводят осаждение гидратированного диоксида титана водным раствором аммиака. Затем ведут фильтрацию осадка от раствора фторида аммония и термообработку осадка с получением безводного диоксида титана. Пирогидролиз остатка после возгонки осуществляют при 300-650°С в течение 0,5-3 часов. Техническим результатом изобретения является повышение степени выделения титана в виде тонкодисперсного порошка, снижение энергоемкости процесса.

Изобретение может быть использовано при изготовлении пигментов, средств защиты от солнца и ультрафиолетового излучения, катализаторов. Способ синтеза нанопорошка оксида металла из паров соединения металла включает генерирование струи индукционной плазмы путем пропускания рабочего газа через высокочастотное электромагнитное поле. Пары соединения металла, например TiCl ₄, и струю индукционной плазмы вводят через первый осевой конец реактора. Давление в реакторе поддерживают в диапазоне 400-500 Торр. Под воздействием струи плазмы пары достигают температуры реакции от 1500 до 3000°С и реагируют с рабочим газом, образуя наноразмерные частицы оксида металла, например TiO₂ . Затем их охлаждают со скоростью порядка 10⁶°С/с в зоне быстрого охлаждения, обладающей турбулентностью высокой интенсивности. Зона быстрого охлаждения расположена ниже по потоку и вызывает турбулентность, по меньшей мере, 20-30%, останавливая рост частиц. Эту зону создают путем инжектирования интенсивных потоков охлаждающего газа со скоростью свыше 100 м/с в струю плазмы. Охлаждающий газ выбирают из группы, включающей воздух, кислород и азот. Изобретение позволяет получить нанопорошки с удельной поверхностью по БЭТ 34,7 м²/г, средним диаметром 43,3 нм и более узким распределением частиц по размерам. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение может быть использовано при получении диоксида титана. Полученный пламенным гидролизом порошкообразный диоксид титана находится в виде агрегатов первичных частиц и обладает площадью поверхности БЭТ, равной от 20 до 200 м ²/г, полушириной (ПШ) [нм] распределения первичных частиц, ПШ=а×БЭТ^f, где а=670×10 ^-9 м³/г и -1,3 f -1,0. Доля частиц с диаметром, превышающим 45 мкм, находится в диапазоне от 0,0001 до 0,05 мас.%. Порошкообразный диоксид титана получают способом, в котором тетрахлорид титана испаряют при температуре ниже 200°С, пары подают в камеру смешивания с помощью влажного газа-носителя. Независимо от этого водород, первичный воздух, который необязательно может быть обогащен кислородом и/или предварительно подогрет, и пар подают в камеру смешивания. Полученную реакционную смесь сжигают в реакционной камере. В реакционную камеру дополнительно подают вторичный воздух. Полученный порошкообразный диоксид титана отделяют от газообразных веществ и обрабатывают паром. Изобретение позволяет получить в промышленном масштабе легко диспергирующийся высокочистый диоксид титана с уменьшенным содержанием крупнозернистой фракции. 5 н.п. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, в производстве катализаторов, пластмасс, диэлектриков и других отраслях промышленности. Способ получения диоксида титана основан на конверсии тетрахлорида титана в кислородной плазме в дисперсный диоксид титана и хлор-газ. Поток кислородной плазмы генерируют несколькими электродуговыми плазмотронами, равномерно распределенными по горизонтальному сечению реактора и расположенными ниже зоны ввода сырья и рутилизирующей добавки, сырье и рутилизирующую добавку - хлорид алюминия вводят в поток плазмы сверху в виде дезинтегрированного раствора хлорида алюминия в тетрахлориде титана, одновременно вводят в поток раствора дезинтегрирующую добавку - тетрахлорид кремния вместе с кислородом, перемешивают сырье и указанные добавки с потоками кислородной плазмы. Двухфазный поток продуктов конверсии на выходе из зоны смешения обжимают тангенциальным потоком оборотного хлор-газа, разделяют рутильный диоксид титана и хлор-газ последовательно в циклоне, металлотканевом и металлокерамическом фильтрах, непрерывно выводят из аппарата пигментный дисперсный диоксид титана, непрерывно очищают хлор-газ от остаточного содержания дисперсной фазы и направляют его на повторное использование. Изобретение позволяет повысить выход рутильной модификации диоксида титана и эффективность работы реактора, снизить потери диоксида титана и энергозатраты. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для получения высококачественного нанодиоксида титана - диоксида титана, размеры частиц которого находятся в диапазоне 10÷100 нанометров. Способ синтеза нанодиоксида титана включает генерацию газовой плазмы, ввод в зону синтеза потока газовой плазмы, кислорода и паров тетрахлорида титана, окисление в зоне синтеза тетрахлорида титана кислородом с образованием диоксида титана и хлора и закалку продуктов синтеза в сверхзвуковом сопле путем преобразования выходящего из зоны синтеза дозвукового потока продуктов синтеза в сверхзвуковой поток с последующим расширением сверхзвукового потока и вдува в последний холодного закалочного газа. Перед вводом в зону синтеза осуществляют смешение паров тетрахлорида титана с кислородом при соотношении молярных расходов тетрахлорида титана и кислорода от 1,0 до 3,0, синтез нанодиоксида титана производят при температуре 1000÷1800°С и времени пребывания компонентов синтеза в зоне синтеза от 0,05 до 0,25 с, а холодный закалочный газ вводят при расширении сверхзвукового потока внутри расширяющейся части сверхзвукового сопла, угол раствора которой составляет 10÷15°. Изобретение позволяет повысить качество нанодиоксида титана. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано при получении пигментного диоксида титана по хлоридной технологии. Способ получения пигментного диоксида титана включает окисление тетрахлорида титана кислородом или кислородсодержащим газом в плазмохимическом реакторе, охлаждение продуктов реакции в закалочной камере и последующее микроизмельчение промежуточного продукта - диоксида титана в несколько стадий путем воздействия сверхзвуковой струи газа при температуре 100÷500°С и отношении массовых расходов газа и диоксида титана G _г/G_дт 0,2, где G_г - массовый расход газа, G_дт - массовый расход диоксида титана. При этом на первой стадии микроизмельчения обработку диоксида титана производят сухим газом с добавкой пара органического или кремнийорганического модификатора, молекулы которого содержат по меньшей мере одну из функциональных групп: -ОН, -NH ₂, -NH, -SH, при массовом расходе модификатора 0,1÷2,0% от массового расхода диоксида титана. Изобретение позволяет повысить качество пигментного диоксида титана и упростить технологию его производства. 1 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано для получения порошкового диоксида титана по хлоридной технологии. Установка для синтеза диоксида титана содержит плазмотрон 1, к которому подключен источник 2 кислорода или кислородсодержащего газа, плазмохимический реактор 3, связанный с расходной емкостью 4 и средством 5 подачи тетрахлорида титана, закалочную камеру 6, однотрубчатый теплообменник 8 типа "труба в трубе" и блок 10 разделения продуктов синтеза. Блок разделения продуктов синтеза состоит из циклона 11 и фильтра 13. Закалочная камера имеет цилиндрический корпус, к коническому днищу которого подсоединен бункер 21 крупной фракции диоксида титана, и радиально расположенный выходной патрубок 9. Закалочная камера дополнительно снабжена пневмоимпульсным генератором 7. Ствол 14 пневмоимпульсного генератора установлен в нижней части цилиндрического корпуса соосно и диаметрально противоположно радиальному выходному патрубку 9. Циклон блока разделения продуктов синтеза, вход которого подсоединен к теплообменнику 8, выполнен с осесимметричной успокоительной камерой 15, соосно размещенной между корпусом и отводной трубой 17 при следующем соотношении геометрических параметров: d/D=(0,1-0,7), где d - максимальный диаметр успокоительной камеры; D - диаметр цилиндрического корпуса. В способе синтеза диоксида титана охлаждение продуктов реакции после закалочной камеры осуществляют при течении пылегазового потока в однотрубчатом теплообменнике типа "труба в трубе" с массовой скоростью - плотностью потока массы от 5 до 80 кг/м ²с. Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность работы установки для синтеза диоксида титана. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение может быть использовано в производстве дисперсного диоксида титана парофазным гидролизом тетрахлорида титана. Способ получения диоксида титана включает сжигание природного газа и воздуха, подачу в реакционную зону тетрахлорида титана и воды, проведение процесса термогидролиза, отделение диоксида титана от газообразных продуктов и последующую обработку газообразных продуктов реакции в несколько стадий. Первоначально газообразные продукты реакции обрабатывают раствором хлорида кальция с получением суспензии диоксида титана, полученную суспензию фильтруют, осадок промывают, сушат и измельчают с получением товарного диоксида титана. Далее газообразные продукты обрабатывают суспензией гидроксида кальция с получением товарного хлорида кальция. Изобретение позволяет уменьшить потери диоксида титана с газообразными продуктами реакции, повысить полноту извлечения диоксида титана из газообразных продуктов, снизить загрязнение окружающей среды, а также дополнительно получить хлорид кальция, 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам получения и охлаждения диоксида титана. Газообразный тетрахлорид титана и кислород взаимодействуют при высокой температуре для образования твердого диоксида титана в виде частиц и газообразных продуктов реакции. Диоксид титана и газообразные продукты реакции охлаждают, пропуская их через трубчатый теплообменник вместе с чистящим средством для удаления отложений с внутренних поверхностей трубчатого теплообменника. Дисперсное чистящее средство, диоксид титана в виде частиц и газообразные продукты реакции пропускают по спиральному пути во время их прохода через трубчатый теплообменник. Внутренние поверхности теплообменника снабжены несколькими спиральными лопатками, которые расположены на всей поверхности или части поверхностей теплообмена. В результате чистящее средство более тщательно удаляет отложения и диоксида титана, и газообразные продукты реакции охлаждаются более эффективно. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил, 1 табл.