[发明专利]一种四氯化锆的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工工艺技术领域，尤其是涉及一种采用锆英砂为原料生产四氯化锆的工艺方法。

背景技术

目前国内外采用锆英砂沸腾氯化法生产四氯化锆的氯化炉都是在氯化炉内部通过石墨筒加热来补充反应所需的热量，现有技术存在的弊端是：石墨筒会与氯气、锆英砂发生化学反应而消耗石墨筒，生产中需要频繁停车来更换石墨筒，更换成本较高；而且，沸腾氯化炉的直径不能放大，限制了单炉的产能；整个工艺耗电量大，不利于节约能源。

如何避免频繁更换石墨筒，降低耗电量，降低生产成本，目前还没有有效的方案来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种四氯化锆的生产方法，本发明解决了现有技术采用石墨筒的弊端，通过加入其他辅助制剂代替石墨筒，既能恒定地控制反应温度，也避免了频繁停车更换的繁琐，提高了生产效率，降低了生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种四氯化锆的生产方法，包括：将锆英砂粉碎到300目-330目，石油焦粉粉碎到150目-250目，将化学辅剂粉碎到300目-400目，将所述锆英砂和所述石油焦粉按比例充分混合后加入到沸腾氯化炉内，再通入氯气进行氯化反应；由自动控制系统调节加入所述化学辅剂的用量，使所述沸腾氯化炉的温度一直保持在1100℃；所述化学辅剂占所述锆英砂和所述石油焦粉的总重量的15％-30％，所述锆英砂和所述石油焦粉重量比为10：1-2.5；所述化学辅剂为金属硅、碳化硅、或是金属硅和碳化硅二者的混合物。

优选的，所述锆英砂、所述石油焦粉和所述化学辅剂的重量比为1：0.1-0.25：0.2-0.4。

更加优选的，所述锆英砂、所述石油焦粉和所述化学辅剂的重量比为1：0.1：0.32。

更加优选的，所述锆英砂、所述石油焦粉和所述化学辅剂的重量比为1：0.25：0.36。

更加优选的，所述锆英砂、所述石油焦粉和所述化学辅剂的重量比为1：0.22：0.4。

更加优选的，所述自动控制系统包含PLC控制系统、DCS控制系统或CIPS控制系统。 

更加优选的，所述自动控制系统为CIPS控制系统。 

本发明的工艺原理是：

碳化硅与氯气的反应式为：SiC+2Cl₂＝SiCl₄+C；

锆英砂氯化生产四氯化锆的主反应式为：ZrSiO₄+4C+4Cl₂＝ZrCl₄+SiCl₄+4CO。

其中，所述PLC控制系统(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其基本构成包括电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块(如计数、定位等功能模块)和通信模块。可编程逻辑控制器其工作过程分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出结果。

其中，所述DCS控制系统(Distributed Control System，分散式控制系统)是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治 和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统，它由过程控制级和过程监控级组成，以通信网络为纽带，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活和组态方便。该系统主要有现场控制站(I/O站)、数据通讯系统、人机接口单元(操作员站OPS、工程师站ENS)、机柜、电源等组成。该系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。

其中，所述CIPS控制系统(Computer Integrated Producing System，计算机集成生产系统)是企业在当前实施的人工集成信息的生产系统。CIPS属于工业生产控制论系统，其主要硬件系统除原生产系统中的基础自控装置如DCS，PLC等外，还可以包含计算机网络构架及服务器，网络交换机等。软件系统除各相关的系统软件及数据库系统外，还包括三大类：(1)管理信息系统类(2)信息存贮、综合统计类(3)生产过程优化及管理决策类。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：