[其他]脱除气流中的四氯化钛蒸气的方法

说明书

本发明涉及一种脱除气流中的四氯化钛蒸气的方法。

气流（如废气流）中如有四氯化钛，将该气流排放到大气中就会成为一个大问题。在文献中介绍过几种脱除四氯化钛蒸气的方法。

美国专利说明书第2，682，930号介绍了一种用碳作吸附剂以从残余气体混合物中分离并回收四氯化钛的方法。从碳中可回收部分四氯化钛，但要采用很高的温度，而且要在无水的条件下进行。

美国专利说明书第4，474，587号介绍了一种处理废气的方法，该方法是利用活性碳来吸附废气中的四氯化钛。碳的一个缺点是从回收部分四氯化钛之后，碳中仍含大量活性四氯化钛，这些四氯化钛仍须破坏与中和。

苏联专利说明书第990.273号介绍了一种脱除工业废气中的四氯化钛蒸气的方法，该方法是使废气在金属铜涂覆的多孔吸着剂的上面通过。

但吸着剂的再生是复杂的。

人们还知道这样一种处理含四氯化钛蒸气的废气的方法，即先用氢氧化钙水溶液处理，接着用氢氧化钠水溶液处理（参见美国专利说明书第4，474，587号）。专利申请人发现，在脱除四氯化钛蒸气的过程中采用碱洗气器时会在洗气器顶部系统生成酸雾，造成管道堵塞，带来一些操作上的问题。

美国专利说明书第4，157，374号公开了一种使气态金属氯化物含量达15%（重量）的废气净化的方法，该方法是使废气通过一活性碳床以脱除金属氯化物，然后使汽提气体通过该活性碳床，再使汽提气体和所夹带的金属氯化物气体在与水蒸汽接触的同时通过一个ⅡA、ⅢA、ⅣA或ⅣB族金属氧化物床。原料气中的和金属氯化物水解时所释出的氯化氢被吸收在水中。该方法是昂贵的，因为使碳吸附剂再生要消耗大量热和气体，而且需更换失效的活性碳（参见美国专利说明书第4，209，496号）。

美国专利说明书4，209，496号公开了一种改进的处理废气的方法，但没有提到金属氧化物床可以再生的问题。

现在本专利申请人已找到一种脱除气流中的四氯化钛蒸气的方法，该方法包括在无水的条件下使气流在一个含羟基固体物质的床上面通过，四氯化钛被吸附在固体物质上，同时释出氯化氢，然后用水或水蒸汽处理固体物质使之再生，并将再生后的固体物质床重新用于脱除气流中的四氯化钛蒸气。

固体物质是在120-250℃下用水或水蒸汽再生的。

气体中的气态四氯化钛在无水的条件下与固体物质的羟基起反应，释出氯化氢。固体物质最好是金属氧化物。很多金属氧化物即使在煅烧后，其表面上仍含有羟基。其例子有氧化铝、二氧化硅和二氧化钛。四氯化钛是通过氧原子与金属氧化物表面结合的，但氯原子仍保留，那些氯原子会与水或水蒸汽起反应再生成羟基，同时释出氯化氢。此时固体物质便获得再生。

如果在四氯化钛通过固体物质的上面的同时加入水或蒸汽，固体物质床会迅速堵塞，压力下降，使反应不宜继续进行。

吸附剂最好采用在由丙烯和氢过氧化乙苯制备氧化丙烯和α-苯基乙醇的反应中已失效的以二氧化硅为载体的二氧化钛催化剂。

本发明的方法的一个优点是含羟基的固体物质可以再生，而且可重复使用很多次（例如十次或更多次）。本方法的另一个优点是没有雾生成，不会发生堵塞。

气流在通过羟基固体物质床之后还可再通过水，最好是通过碱性水的溶液，使释出的氯化氢溶解并中和。这种既不含四氯化钛又不含氯化氢的气流便可排放到大气中。

在集中处理时，含羟基的物质用作气体排放到大气中之前的保护床，安装在产生含四氯化钛的气体的容器与收集酸性成分的碱洗气器之间。该保护床防止在碱洗气器中生成雾和固体。该保护床易于操作的。

一般，四氯化钛的吸收是在大气压或超计大气压力下进行的。

吸收时的温度可从室温20℃直至300℃，最好为100-250℃。

实施例

含四氯化钛蒸气和氮的气流是用使氮通过含四氯化钛液体的烧瓶的方法而制得的。使含四氯化钛蒸气的氮气流在200℃下通过110毫升保护床并进一步通入一个一米长的填充玻璃洗气柱，该洗气柱的顶部有水流下，流下的水在底部收集起来再循环回到柱的顶部。保护床装填失效的以二氧化硅为载体的二氧化钛催化剂。使用40升总共搀有2克四氯化钛的氮通过保护床，但不能出现浓雾，因浓雾的出现表明四氯化钛已穿透保护床。

重复试验，直至正好要发生穿透之前停止氮气流。在1小时内使40毫升蒸汽态水在200℃下通过保护床，然后该保护床用干燥的纯氮冲洗30分钟。

再使含有2克四氯化钛的38升氮在保护床上面通过。接着使40毫升蒸汽态水通过保护床，然后再用干燥的氮冲洗保护床。