Титан тетрахлоридін тазарту үшін арналған технология және аппаратура

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ.
1.1 Домналық пешке жалпы түсініктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.2 Шикіқұрамның тиеліуі және материалдың колошникте таралуы, ондағы процестердің жүру барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3 Тотықсыздандыру процестері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 Шойынның түзілуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.5 Қождың түзілуі және құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.6 Күкіртсіздендіру процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.7 Домналық балқытудың өнімдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1 Агломераттың химиялық құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2 Темір рудасының химиялық құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3 Марганец рудасының химиялық құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.4 Әктастың химиялық құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.5 Кокстың химиялық құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.6 Кокс күлінің химиялық құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.7 Шойынның химиялық құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.8 Шойын, қож және газ арасында элементтердің таралуы коэфиценті ... ...
2.9 Қосымша шарттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Руда қоспасының құрамын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2 Домна шикіқұрамының құрамын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3 Кокс шығынын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4 Шойын құрамын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Қож құрамын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.6 Домна пешінің колошник газының құрамын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.7 Домнада балқытудың материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
ҚОЛДАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

Титан - ғылыми-техникалық алға басу дамуда өзгеше маңызды рольді өзінің жоғары беріктілігімен, қаттылығымен және татқа қарсы жоғары тұрақтылығымен атқарады, ол өнеркәсіптің барлық салаларында қолданыс тапты: тамақ, медицина, авиация, космос және т.с.с. Кейінгі 40 жылда титанның әлемдік өнімділігі жылына 10 мың тоннаға дейін өсті .
Адамзат баласы әрқашан өзінің қару қоймасында салмағы екі – үш есе темірден жеңіл, созымдылық, әсемдік, уақытқа, теңіз суына, өзен суына, бұзылмайтын қасиеті бар металл армандаған. Дәл осынтай металл болып титан болды да оны ХХ ғасырдың басында өндіре бастады.
ТМД-дағы барлық үш өндіріс орындарының барлығы да – Украинадағы Запорожье титан магний комбинаты, Ресейдегі Березниковск титан – магний комбинаты, Өскемен титан – магний комбинаты титанды хлорлы технологиясымен өндіреді.
Техникалық титан тетрахлоридін әр түрлі қоспалардан тазалау үшін қарапайым химиялық технологиясын қолданады: сүзу, ректификация, айдау, және т.б. Ақырғысы титан тетрахлоридінің өзгеше қасиетерімен және құрылғының толық герметизациясымен байланысты.
Титанды өндіру қазір хлорлық технологияға негізделеді: титан тетрахлоридін тазарту арқылы алынады. Хлорлау нәтижесінде алынған, құрамында титаны бар қож төртхлорлы титан: жүзгіндік, еритін, газ тәрізді және ұшқыш қоспалардан тұрады. Титанның қосымша техникалық тетрахлориді ректификациялық бағанаға келіп түседі. Ректификациялық бағананың куб-буландырғышына титан тетрахлоридін ванадий оксихлоридінен тазарту үшін титанның төменгі хлоридтері түседі.
Титан және оның қорытпаларының беріктігі жоғарлы легірлі болаттардың маркаларына жақын. 4,5г/см3 титанның жеке салмағы болаттың 56% жеке салмағын құрайды, ал татқа беріктігі жағынан платинаға жол бермейді.

1 В.В. Сергеев, Н.В. Галицкий, В.П. Киселев «Металлургия титана», 1979 г.
2 А.В. Тарасов «Металлургия титана», 2003.
Г.И. Мальшин, В.Н Завадская, Н.А. Пампушко, «Металлургия титана», 1991.
3 Н.А. Надольский, Расчеты процесса производства тугоплавких металлов. - М.: Металлургия, 1978. - 127 б.
4 Пат. (19)SU(11)1400634 A1 / В.П. Пищулин, С.Н. Гришин. 07.06.1988, бюл. № 21.
5 Пат. (19)SU(11) 1400633 / В.П. Пищулин, С.Н. Гришин. 07.06.1988, бюл. № 21.
6 «Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздік». Алматы., «Рауан» баспасы, 2000

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 29 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ.
1.1 Домналық пешке жалпы
түсініктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.2 Шикіқұрамның тиеліуі және материалдың колошникте таралуы, ондағы
процестердің жүру
барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... .
1.3 Тотықсыздандыру
процестері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ..
1.4 Шойынның
түзілуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .
1.5 Қождың түзілуі және
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
1.6 Күкіртсіздендіру
процесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ..
1.7 Домналық балқытудың
өнімдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1 Агломераттың химиялық
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2 Темір рудасының химиялық
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

2.3 Марганец рудасының химиялық
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4 Әктастың химиялық
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
...
2.5 Кокстың химиялық
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .
2.6 Кокс күлінің химиялық
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.7 Шойынның химиялық
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

2.8 Шойын, қож және газ арасында элементтердің таралуы коэфиценті ... ...
2.9 Қосымша
шарттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ..
2.1 Руда қоспасының құрамын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2 Домна шикіқұрамының құрамын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.3 Кокс шығынын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... .
2.4 Шойын құрамын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ..
2.5 Қож құрамын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ...
2.6 Домна пешінің колошник газының құрамын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.7 Домнада балқытудың материалдық
балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОЛДАНҒАН
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ...

КІРІСПЕ

Титан - ғылыми-техникалық алға басу дамуда өзгеше маңызды рольді
өзінің жоғары беріктілігімен, қаттылығымен және татқа қарсы жоғары
тұрақтылығымен атқарады, ол өнеркәсіптің барлық салаларында қолданыс тапты:
тамақ, медицина, авиация, космос және т.с.с. Кейінгі 40 жылда титанның
әлемдік өнімділігі жылына 10 мың тоннаға дейін өсті .
Адамзат баласы әрқашан өзінің қару қоймасында салмағы екі – үш есе
темірден жеңіл, созымдылық, әсемдік, уақытқа, теңіз суына, өзен суына,
бұзылмайтын қасиеті бар металл армандаған. Дәл осынтай металл болып титан
болды да оны ХХ ғасырдың басында өндіре бастады.
ТМД-дағы барлық үш өндіріс орындарының барлығы да – Украинадағы
Запорожье титан магний комбинаты, Ресейдегі Березниковск титан – магний
комбинаты, Өскемен титан – магний комбинаты титанды хлорлы технологиясымен
өндіреді.
Техникалық титан тетрахлоридін әр түрлі қоспалардан тазалау үшін
қарапайым химиялық технологиясын қолданады: сүзу, ректификация, айдау, және
т.б. Ақырғысы титан тетрахлоридінің өзгеше қасиетерімен және құрылғының
толық герметизациясымен байланысты.
Титанды өндіру қазір хлорлық технологияға негізделеді: титан
тетрахлоридін тазарту арқылы алынады. Хлорлау нәтижесінде алынған,
құрамында титаны бар қож төртхлорлы титан: жүзгіндік, еритін, газ тәрізді
және ұшқыш қоспалардан тұрады. Титанның қосымша техникалық тетрахлориді
ректификациялық бағанаға келіп түседі. Ректификациялық бағананың куб-
буландырғышына титан тетрахлоридін ванадий оксихлоридінен тазарту үшін
титанның төменгі хлоридтері түседі.
Титан және оның қорытпаларының беріктігі жоғарлы легірлі болаттардың
маркаларына жақын. 4,5гсм3 титанның жеке салмағы болаттың 56% жеке
салмағын құрайды, ал татқа беріктігі жағынан платинаға жол бермейді.

1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1.1 Титан тетрахлоридін тазарту үшін арналған технология және
аппаратура.

Бірінші реакторға үздіксіз техникалық титан тетрахлоридін жібереді
және оны 60-80оС-ға дейін қыздырады. Осында ылғал активтелген көмір және
мыс ұнтағын қосады. Көмірді алюминий хлорид ерітіндісінен арылту үшін
қолданады.

Ti+HO↔TiOCl+2HCl

Қайта алюминиден тазалауда тетрохлорид оттегімен кірленеді, осыдан
оксихлорид түзіледі. Бұл - әдістің жетіспеушілігі.
Мыс ұнтағының шығыны титан тетрохлоридіндегі ванадий коцентрациясына
байланысты. TiCl-тің мыспен байланысуының жалғасуы 2-3 сағатты
құрайды. Титан тетрохлоридінен пайда болған буларды тоңазытқыштарда
конденсациялайды да реакторға қайта қайтарады. Тазалау қондырғыларының
өнімділігі реакторлардың көмегімен және каскадта олардың санымен
анықталады.
Мыс пен ванадий трихлороксидімен өзара байланысқаннан соң, қара түсті
қатты жүзгіндер пайда болады. Суспензияны ары қарай фильтрацияға немесе
тұндыруға жібереді. Герметикалық қоюлатқыштар қолданылады, олардың
диаметрлері 3,0-6,5 м. Мөлдірленген титан тетрохлоридін сынақ
фильтрациялауға жібереді. Тұнып қалған қатты бөліктерді қоюлатқыштан
шиекпен тиеп алып тастайды. Кек цементацияланбас үшін қоюлатқыштар мен
араластырғыштар үзбей жұмыс істеуі қажет. Егер аппараттар ұзақ уақыт тоқтап
тұрса, аппараттар кекті жою керек.
Жалпы кек 5% -ға дейін V және титан тетрохлоридінің негізгі бөлігінен
тұрады, сол үшін тауарлы ванадий қосылыстарын және титан тетрохлоридін
алғанға дейінгі кекті қайта өңдеу осы себептен.
Титан тетрохлоридін VOCl -тен тазалау кезінде титан
тетрохлоридінің техникалық дистеляция процесін қатты қосылыстардан айырумен
жиі байланыстырады, ол үшін кубтық буландырғыштарды ылдыс ретінде
қолданылады. Осыдан шыққан VOClжәне TiClқосылыстарының ванадидің
қатты дихлороксидін кубтан техникалық TiCl-тен қалған қатты
қосылыстармен пульпа түрінде шығарады. Мыс ванадилі кек сияқты, пульпаны
оның құрамындағы ванадимен TiCl-ті алып өңдейді. Ванадимен қатты
қосылыстардан арылған титан титрохлоридін дистилятты мұнараға дистмлят
тұрінде жіберіледі. Одан ары оны ректификациялық тазалауға жібереді.

Титан титрохлоридін тазалау үшін арналған қондырғы 2 үздіксіз жұмыс
істейтін реактификациялық мұнаралардан тұрады. ( сурет 2) Бірінші сатылы
реактификациялық мұнара итөменгі қайнаған қосылыстарын тазарту үшін
арналған. Ол 2 бөлімнен тұрады: жоғарғы, ол қоректену нүктесіне жоғары
орналасқан. Титан титрохлоридін түтікті қыздырғышта алдын-ала 60-135С-
ге дейін қыздырады, содан кейін реактификациялық мұнараның орта бөлігіне
жібереді. Колоннада берілетін булармен титан титрохлориді байланысып, буға
айналып ұшып кетеді. Ол төмен аққан флегмамен байланыса отырып, үстіне бу
түрінде шығады. Нәтижесінде, осындай будың ауысуы кезінде будан TiCl
конденсацияланады. Мұнараның үстінгі бөлігінде кремний титрохлориді, фосген
және конденсацияланбайтын газдармен байтылған булар түтікшелі конденсатор –
дефлегматорға түседі, ол сумен суытылып отырады. Осы жерде SiCl4,
TiCl және басқа қосылыстардың конденсайиялануы жүреді, олар бөліктеніп
флегма түрінде мұнараға сулануға қайтарылады, конденсацияланған өнімнің бір
бөлігі дифлегматодан жеңіл қайнайтын дистилят ретінде шығарылады, одан
титан титрохлоридін түзіп алып, қайта циклға өткізеді. Дефлегматорда
конденсация кезінде конденсацияланбайтын газдар қалып қалады: СО2, N2, O2,
COCl2. Осыдан кейін бұл газдарды гидро қақпақ арқылы фосгеннен арылтуға
және түтік арқылы атмосфераға жібереді.
Ректификациялық мұнараның бірінші сатысында TiCl- ті
неорганикалық қосылыстардан, яғни, сутегі, көміртегі, күкірт, фосфор
молекулярлық газдардан кремний қосылыстарынан (Si3O2Cl8 ,басқасы) тазалау
жұмыстары өтеді.
Екінші сатылы ректификациялық мұнарада жоғарыда қайнайтын
қосылыстардан, яғни, титан хлороксиді, темір хлориді, алюминий хлориді,
Si3O2Cl8, иістендірілген көмірсутектерден тазартуға қолданылады. Екінші
сатылы ректификациялық мұнара тек қатайтатын бөліктен тұрады.

Ректификация және дистиляциялық аппаратура-технологиялық сұлбасы:
P-қысым; T-температура; V-шығын өлшеуіш; Y-деңгей өлшеуіш; C-реттеуіш

1.2 Титан тетрохлоридінің физикалық
және химиялық тазарту әдістері

Қоспалардың көбі TiCl4-тен өздерінің қайнау және балқу
температураларымен ажыратылады. Осыдан, олар белгілі физикалық әдістер
арқылы бөлінеді, мысалы, фильтрациялау, центрифугирлеу, адсорбция,
дистиляциялау, кристализация.
Фильтрациялау және центрифугирлеу бірнеше жағдайларға байланысты
жұмысты қиындатады. Қатты қоспалар TiCl4 құрамында жұқа дисперсті күйде
болады. Олар әртүрлі қоспалар түзе отырып, TiCl4 -мен сияқты жеңіл
әрекеттеседі. Ол эффективті, жоғары герметикалық аппараттар қажет етеді.
Адсорбциялық тазарту әдісін, регенерация тәсілдері болғандықтан
қолданбайды.
Кристализация әдісі көп қоспалардан титан тетрохлоридін эффективті
тазартуға қолдануға болады, бірақ оның энергетикалық шығыны көп.
Аппаратуралық жабдықталуы күрделі болып келеді.
Өндірісте титан тетрохлоридін тазарту үшін кеңінен қолданылатын
дистиляция және ректификация әдістері, экономика жағынан тиімді және
техникалық құрылымы қарапайым.
Дистиляция – сұйық қоспаны буландыру кезінде төменгі температурада
қайнайтын компоненттердің концентрациясы сұйық фазамен салыстырғанда, бу
фазасында көп мөлшерде болады. Ол бастапқы сұйық қоспаны әр түрлі құрамды
бірнеше фракцияға бөлуге мүмкіндік береді. Алынған конденсаттарды дистслят,
ал сұйық қоспаның буланбай қалған иелігікубтық қалдық деп аталады.
Ректификация – бұл буландыру және конденсация операциялары жеке
фракциялар үшін көп рет қайталанатын екі компонентті болуы керек.
Тәжірибе жүзінде ректификация ректификациялық мұнараларда өткізіледі.
Олардың ішінде ең кеңінен таралғаны тарелкалы ректификациялық мұнара.
Тарелкалы ректификациялық мұнаралар үш бөліктен құралады: қыздырғышы
бар куб, ректификациялық мұнара, конденсатор.
Ректификациялық мұнара белгілі бір концентрациясы бар көлденең
тарелкалар қатарынан тұрады. Тарелкалар саны бірнеше ондаған дана болады.
Алдын - ала қыздырылған бастапқы қоспа арнайы қондырғы арқылы ортада
орналасқан тарелкалардың біріне беріледі. Ол жерде қоспа тарелкалар арқылы
өтетін түтіктердің көмегімен бумен кездеседі де, мұнара бойымен жоғары
көтеріледі. Түтікшелер сұйықпен бу арасындағы әсерлесуі жақсы буы үшін
арнайы қақпақтармен қамтамасыз етілген әсерлесу кезінде, ұшқыштығы төмен
компонент конденсацияланады. Ал ұшқыштығы жоғары компонент булы газ
фазасына өтеді. Нәтижесінде бу мұнара арқылы жоғары көтерілуі кезінде
ұшқыштығы жоғары компоненттерге байытыла бастайды. Ал түтікшелер арқылы
тарелкаларға үздіксіз ағып отыратын сұйық ұшқыштығы төмен компоненттерге
байытылады. Егер тарелка санымен температуралық режим дұрыс таңдалса,
бастапқы қоспаның тек қана ұшқыш компоненті болатын буды мұнараның үстіңгі
бөлігінде және бастапқы қоспаның ұшқыштығы төмен компонентті мұнараның
төменгі бөлігінде алуға болады.

1.3 Техникалық таза титан тетрохлоридінің сапасы.

Құрамында титан кездесетін материалдарды хлорлау нәтижесінде, сұйық
титан тетрохлоридінің құрамында ерітінді және қатты бөлшектер түріндегі
қоспалардан тұрады. Олар сұйық фаза көлемінде суспенцияланған. Қоспалар
мөлшері бастапқы шикізат құрамына, хлоратор типіне, хлорлау режиміне және
конденсацияға байланысты.
Конденсация температурасы азайған кезде титан тетрохлориді қоспалармен
байытылады, осы уақытта қоспалар ерітінділігі жоғарлайды. Мұндай
қоспаларға: сутек хлориді, фосген, хлор, оттегі және азотты жатқызамыз.
Конденсацияның температурасының төмендеуі сол уақытта ертінділенген
алюминий, хром, магний, марганец және т.б хлоридтердің концентрацияларының
төмендеуіне әкеледі. Айтылып кеткен қоспалардың төмен температурада титан
тетрохлоридінде өте нашар ертінділенеді.
Хлорлау нәтижесінде титан тетрохлоридіндегі қоспалар концентрациясы
келесідегідей:% V 0.1- 0.15:Si - 0.001- 0.02; Cl(газ) 0,07-0,15; фосген
және хлорацетилхлорид 0,003 - 0,25; қатты қалдықтар 2 - 4 гсм3.
Қалыпты жағдайда титан тетрозлориді түссіз, сұйық және балқу
температурасы 24,00С, қайнау температурасы 136,60С болып келеді. Титан
тетрохлориді диэлектрик болып табылады. Онда тек өзіне сәкес заттар ғана
ертінділенеді, яғни, жеңіл балқымалы хлоридтер. Титан тетрохлоридінде
концентрленетін қоспаларды органикалық және бейорганикалық деп екі топқа
бөледі.
Бейорганикалық қоспаларға:
1. Элементар газдар: N2, O2, Ar, Cl2.
2. Mеталл қосылыстары: HCl, CO, COCl2, COSi, SO2, CS2, SOCl2, SO2Cl2,
POCl2.
3. Металл қосылыстары: SiHCl3, SiCl4, SnCl4, VOCl4, Si2OCl3, TiCl3Br,
MoO2Cl2, AlCl3, Si3O2Cl8, AlOCl, TiOCl2, NbCl5, FeCl3, ZrCl4, NbOCl3.
Органикалық қоспаларға:
1. Шекті хлорлы көмірсутектер: CH2Cl2, CHCl3, C2H5Cl, C2H4Cl2,
CCl4,
C2H3Cl3, C2H4, C2Cl6.
2. Жұпарланған көмірсутектер: C6Cl6, C6H4Cl2.
3. Сірке қышқылымен өнімделген: CH2ClCOCl, CHCL2COCL, CCl3COCl.
Титан тетрохлоридінде барлық агрегаттық күйдегі қоспалардан тұрады:
газтәріздес, сұйық және қатты.
O2, POCl3, MoO2Cl2 және AlCl3 қоспалары TiCl4 ішінде молекулярлы
түрде және онымен әрекеттеспейді. Оттегі конденсация температурасында TiCl4-
ке хлор жібермейді.
Айта кеткен жөн, техникалық титан тетрохлоридінің құрамындағы
ерітінділенбейтін қоспалар тізімі конденсация кезінде ерітінділенген күйде
болады. Оларға: FeCl2, MnCl2, KCl2, NaCl2, MgCl2 және т.б. бұл конденсация
процесінің бірқалыпсыздығынан болып келеді. Техникалық титан тетрохлоридін
сақтау кезінде, бұл қоспалар ертіндіден қатты шөгінділер түрінде бөлінеді.

1.4 Ғылыми-зерттеу жұмыстарының талдауы

Адамзат баласы әрқашан өзінің қару қоймасында салмағы екі – үш есе
темірден жеңіл, созымдылық, әсемдік, уақытқа, теңіз суына, өзен суына,
бұзылмайтын қасиеті бар металл армандаған. Дәл осынтай металл болып титан
болды да оны ХХ ғасырдың басында өндіре бастады.
ТМД-дағы барлық үш өндіріс орындарының барлығы да – Украинадағы
Запорожье титан магний комбинаты, Ресейдегі Березниковск титан – магний
комбинаты, Өскемен титан – магний комбинаты титанды хлорлы технологиясымен
өндіреді.
Техникалық титан тетрахлоридін әр түрлі қоспалардан тазалау үшін
қарапайым химиялық технологиясын қолданады: сүзу, ректификация, айдау, және
т.б. Ақырғысы титан тетрахлоридінің өзгеше қасиетерімен және құрылғының
толық герметизациясымен байланысты.
Төрт хлорлы кремнийді SiCl4 титан тетрахлоридімен кез келген мөлшерде
араластырылады. Осы хлоридтердің қайнау температурасының үлкен
арақатынасына байланысты (800 -тай) жай ретификацияны қолданып, титан
тетрахлоридінің тазалығының үлкен дәрежесіне жетуге болады. Содан кейінгі
диситиллятты ректификациялауда тауарлы кремний тетрахлоридін алуға болады.
Хлор активті көмірмен жақсы сіңірілетіні жақсы белгілі. Ректификация
кезінде SiCl4 жойю үшін хлор мен фосген толығымен жойылатындықтан,
ректификация бағанасынан шыққан газды тазалаудан өткізу кажет.
Фосфордың хлоридтерін ректификация тәсілімен бөледі. Қалыпты
температурада титан тетрахлоридінде күкірт хлориді ерітілгенде S2Cl2
түрінде болады да титан тетрахлоридін мыспен өңдегенде жойылады. Титан
оксихлориді TiOCl2 хлорлау мен конденсациялау үрдісінде, және тасымалдау
кезінде біраз бөлігі гидролизде және ауа сору арқылы тетрахлоридті сақтау
мен өндеу кезінде бөлінеді.
Титан оксихлоридін бөлу үшін екі үрдісті қолданады: вакуумды дистиллят
немесе ректификация. Атмосфералық қысым кезінде жалғыз дисстиляция дұрыс
нәтиже бермейді. Титан оксихлоридін суытқанда колоидодисперсті күйінде
бөлінеді де оны сүзу арқылы бөліп тастау мүмкін емесболады.Себебі титан
оксихлоридінің ерітіндегі қалдығының мөлшері көп.
Хлорацетилхлорид тәріздес органикалық қосылыстар мыс пен әрекеттесіп
оның бетінде титан тетрахлоридінің ерімейтін қасылыс пайда болады.
Жоғарыда көрсетілген тазарту тәсілдерін басқа тәсілдерді жоққа
шығармайды.
Ванадиден тазарту. Ректификациямен титан тетрахлоридін ванадидан
тазартамыз. Ванадий оксихлоридін VOCl3 ректификациямен бөлу өте қиын,
өйткені VOCl3 мен TiCl4 қайнау температурасы жақын болғандықтан. Сондықтан
алдын ала VOCl3-ды VOCl2-ге дейін тотықсыздандырады. ТМД зауыттарында
тотықсыздандырғыш ретінде мыс немесе алюминий ұнтағын қолданады. Титан
тетрахлоридін мыс ұнтағымен араластырғанда ванадий оксихлориді келесі
реакция бойынша тотықсызданады:

VOCl3+ Cu→ VOCl2+CuCl

Шын жүзінде тотықсыздану CuTiCl4 түзе жүреді:

Сu+TiCl4→CuTiCl4

CuTiCl4+ VOCl3→ VOCl2+ CuCl+ TiCl4

Реакторларға мыс ұнтағын салмақтарына қарай қосады. Мыс-ванадий
қойыртпағын араластыруды керекті қанғандыққа дейін, ал одан кейін
реакторлар арқылы өткізеді. Реакторлардан қойыртпа фазаларын бөлуге
жіберіледі. Осы үрдістер арнайы қоюландырғыш қондырғыда жүгізілеп, одан
TiCl4 ректификациялауға барады, ал мыс-ванадий қышы сүзу мен кептіруге
жіберіледі. Буланған TiCl4 суытқыштарға, ал қыш қайда өндеуге жіберіледі.
Мыс ұнтағымен тағыда хром оксихлоридімен хлорлы қалайыны
тотықсыздандырады. Мыс-ванадий қалдықтарының құрамында: 6-8 %Ti, 4-6% V,
45% Cl, қалғаны оттегі мен алюминий және темір қосылыстары және т.б.
Олардан ваниадий мен мысты алуға арналған сұлбалар ойлап шығарылған. Мыс
ұнтағын қолданудағы кемшілік титан тетрахлоридін алдын ала AlCl3-тен
тазарту керек әйтпесе мыс ұнтағы енжарланады. Титан тетрахлоридін
алюминиден тазарту үшін оған тұз араласқан суды немесе активті көмірді
алюминий оксихлориді пайда болғанша қосады:

AlCl3+H2O→ AlOCl+2HCl

Ақырғы кездері зауыттарда VOCl3 тотықсыздандыру мыс ұнтағының
орнына, алюминий ұнтағын қолданады. ең ақырғы болып TiCl4 сезінеді, одан
кейін VOCl3 тотықсызданады:
3TiCl4+Al→ TiCl3+AlCl3

TiCl3+VOCl3→ TiCl4+VOCl2

Алюминий ұнтағымен TiCl4 әрекетесуі хлорлы алюминийдің пайдасымен
үрдісімен тездетіледі. Хлорлы алюминидің орнына TiCl4 мен алюминий ұнтағын
содан кейін хлорды қосуға да болады. реакция басталғанан кейін
(температураның жоғарлануынан көруге болады) хлорды қосу тоқтатылады.
VOCl2, TiCl3, AlCl3 қоспаларына құрылған тұнбаны ванадиді шығаруға
жіберіледі.
Кейбір шетел зауыттарында ванадиден тазарту үшін күкіртті сутегімен
тотықсыздану қолданады. 2000 кг TiCl4-ті бар реакторға 900С температурасы
бар 4-6 сағат ішінде H2S қосады. Күкітті сутекті болаттан жасалған
баллондардан баяу (0.45кгсағ) қосады өйткені титан тетрахлоридінде аз
еритіндіктен. Ванадий оксихлориді мен H2S әрекеттесіп VOCl2 бөлінеді:

2VOCl3+H2S=2VOCl2+2HCl+S

Пайда болатын тұнбалар жақсы тұнады және сүзіледі. Тәсілдің
артақшылығы – арзан тотықсыздандырғышпайдалану және ванадимен бай тұнба
алу. Кемшілігі – улы күкіртті сутекті қолдану және өндірісте күкіртті сутек
генераторын жасау.
TiCl4 кремниден, органикалық қоспалардан тазарту ректификация
тәсілімен жүргізіледі. Бұл үрдіс бір - бірімен әрекеттеспейтін әртүрлі
ұшқыштығы бар сұйықтарды айдау кезінде конденсат ұшқыштығы көп бумен, ал
қалдығы жоғары қайнайтын сұйықпен байытылу негізінде құрылған.
TiCl4-ді қысым багынан түтікшелік электр қызырғышпен ректификациялық
бағананың ортанғы жағына жіберіледі бағананың төменгі жағынан келетін бумен
байланысып дистилляциялық кубқа барыа бу күйінде қайта бағанаға келеді.
Бағанадағы жұмыстың тоқтауыз болу үшін бірнеше кубты бір-біріне қосады.
Кубтарды бір – біріне қосу тәсілі нәтижелі өйткені, TiCl4 бірінші кубқа
содан кейін басқалардан өткенде оксихлоридпен байытылады да ақырғы кубта
жиналып одан оңай алынып тасталады.
Бағанадан булар түтікшелі конденсатор-дефлегматорға барады да одан
дисстилят күйінде біраз дайын өнім алынады. Түтікшелі электр
қыздырғыштарда TiCl4 50-600С дейін қыздырады. Бағананың төменгі бөлігінде
температурасын 145-150 0С шамасында, ал қысымды 200-300 мм сын. бағ.
Бағананың төменгі бөлігінде температура 130-1350С, ал қысым 15-30 мм. сын.
бағ. ұстап тұрады. (CO2, Cl2, CoCl2*Co және т.б.) конденсацияланбайтын
газдарды тазалау жүйесіне жібереді. TiCl4 ректификациядан кейін дл осындай
бағанада дисстиляциялауға жібереді. Бұл үрдіс ректификациядан өзгешелігі
бірінші куб буландырғышқа содан соң бу күйінде бағананың төменгі жағана
қарай жіберіледі. TiCl4 буы бағананың ішімен өтіп титан оксихлоридінен және
басқа жоғары қайнайтын қоспалардан тазартылады. Бағана жоғарыдан сұйық
флегмамен суланады.
Тазартылған TiCl4 бу күйінде конденсацияға жіберіледі. Дисстиляция
бағанасында төмендегі будың температурасын 136-1380С, ал жоғарғысын 1340С
ұстап тұрады.
Сулауға, титанның төменгі хлоридтерін дайындауға керек біраз
бөлігіннен басқасын, конденсацияланған TiCl4 жинағыш бакқа ағызып қоймаға
жіберіледі. Кубтық қалдықтарды кубтардан шығарып буландыруға жібереді.
TiCl4 буын кубтық қалдықты буландырғаннан кейінконденсациялап қоймаға, ал
қатты қалдықты күресінге жібереді.

Ректификациялық мұнара:
1-сұйықтың ағу келте құбыры; 2-бу өткізу келте құбыры; 3-қарауға арналған
түтікше; 4- жылуоқшаулағыш; 5- тарелкалар; 6- копус; 7-бу шығарылатын келте
құбыр; 8-флегма өткізетін келте құбыр; 9-бастапқы сұйықтықты өткізетін
келте құбыр; 10- дайын өнімді шығаратын келте құбыр.
Ректификациялық бағананың басқа құрылғылардан айырмашылығы
герметикалығы өте жоғары болуымен ерекшеленеді. Конструкцияның ерекшелігіне
қарай бағаналар қалпақты, сүзгілі, шарбақты болып бөлінеді. Бағананың
ішінде бөлгіш құралдар ретінде бу өту үшін қөлденең тесіктері бар
табақшалар атқарады. Бағананың өзінде буландырғыштан TiCl4 буын беретін
түтікшелер, кубқа беретін түтікшелер, буларды конденсациялауға жіберетін
түтікшелер, флегманы шығаратын түтікшелер, техникалық TiCl4 беретін
түтікшелер, дайын өнімді алатын түтікшелер орналасқан. Бағана
жылуизоляциясымен қамтамасыз етілген. Үрдісті бақылау үшін көргіш шынылар
орнатылған.
Куб буландырғышта пайда болған бу бағананың төменгі жағынан беріліп,
ағып тұрған сұйықпен байланысады. Бағанадан бу түтікше арқылы
конденсациялау үшін конденсаторға барады да, одан шыққан конденсаттың біраз
бөлігі флегманы шығару үшін қайта бағанаға оралады. Қалған конденсаттың
бөлігі ақырғы өнім болып шығарылады. Қалған флегма төменге ақып бумен
байланысқаннан кейін қайта буланады.
Дистилляциялық кубтар TiCl4 – ді буландыру үшін қолданылады. Кубтарды
бумен, газбен, электр тогымен қыздырылады. Ең көп таралатыны электр тогымен
қыздыру. Кубтар көлдененжәне тік болуы мүмкін. Куб буландырғыш целиндрлі
болады және оның ішінде жолақты электр қыздырғыштар бар. Қыздырғыштарға 220-
380 В ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.