【文章內(nèi)容簡介】 油焦為原料，在 1000℃ 的高 溫下，通入氯氣進行氯化反應(yīng)，生成四氯化鈦，其化學(xué)反應(yīng)式為 : TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2 目前國際上普遍采用沸騰氯化法制取四氯化鈦，我國四氯化鈦 的生產(chǎn)是從來用固定床氯化爐開始的，在二十世紀(jì) 70 年代研制成功流態(tài)化沸 騰氯化法制四氯化鈦技術(shù)，目前已達到國際先進水平。公司規(guī)采用 Φ 米沸騰氯化爐的沸騰氯化法工藝，已長期穩(wěn)定地用于生產(chǎn)。本次新工藝采用目前國際先進水平的沸騰氯化法生產(chǎn)工藝，為提高單爐產(chǎn)能，采用 Ф 米沸騰氯化爐。 (2) 海綿鈦的生產(chǎn)是以精四氯化鈦為原料，在 800~900℃ 的溫度 下，用鎂還原四氯化鈦生成海綿鈦，其化學(xué)反應(yīng)式為 : TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2 目前國際上生產(chǎn)海綿鈦采用的主要方法是鎂熱還原法 (克勞爾 法 )。我國海綿鈦生產(chǎn)一開始就采用鎂熱還原技術(shù)路線，按 照設(shè)備配置不同鎂還原法又分為串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種制海綿鈦技術(shù)。近年來對 3 噸 /爐串聯(lián)式聯(lián)合法制海綿鈦技術(shù)的工藝和設(shè)備進行了優(yōu)化、改造，并在該廠成功生產(chǎn)多年，效果較好。因此本次海綿鐵擴建工程采用 3 噸 /爐串聯(lián)式聯(lián)合爐工藝。 (3)電解工序是將制取海綿鈦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氯化鎂進行電解。 電解鎂經(jīng)精煉后，以熔體鎂的形式返回還原車間 。電解產(chǎn)生的氯氣送往氯化車間生產(chǎn)四氯化鈦。 鎂電解車間 (1998 年停產(chǎn) )系采用無隔板槽鎂電解工藝，該工藝為當(dāng)今世界較為先進的電解鎂生產(chǎn)工藝。本次改擴建后，規(guī)模達到年產(chǎn) 5000t，將產(chǎn)生 2 萬多噸氯化鎂。恢復(fù)鎂電解車間，其電解鎂的生產(chǎn)能力可滿足 5000t/a 海綿鈦生產(chǎn)對還原劑鎂的需求。 生產(chǎn)工藝流程說明 (1)鈦渣氯化生產(chǎn)四氯化鈦工藝 原料高鈦渣和石油焦先經(jīng)破碎和風(fēng)選，按配比混合后加入到沸騰氯化爐中，通入氯氣進行氯化反應(yīng)。沸騰氯化爐出來的混合氣體經(jīng)收塵、淋洗及過濾后得到的粗四氯化欽進入粗四氯化鈦貯槽。沸騰氯化爐爐渣及過濾排出的殘渣經(jīng)回收利用后排放。 （ 2）四氯化鈦精制生產(chǎn)工藝 粗四氯化鈦中含有許多雜質(zhì) (氣態(tài)雜質(zhì)、液態(tài)雜質(zhì)和固態(tài)雜質(zhì) )，作為生產(chǎn)海綿鈦的原料，必須經(jīng)過除高 低沸點雜質(zhì)和除釩等凈 化處理。粗四氯化鈦進入浮閥蒸餾塔和精餾塔，除去低沸點雜質(zhì)和高沸點雜質(zhì)，再采用鋁粉除釩 (鋁粉除釩技術(shù)引進 )釩含量低于 %及色度合格后，送入精四氯化鈦貯槽，作為生產(chǎn)海綿欽的原料，其申部分精四氯化鈦亦作為產(chǎn)品出售。 分離出來的低沸點物和高沸點物，送回收工序回收處理。 (3)海綿欽還原 蒸餾生產(chǎn)工藝 來自精四氯化鈦貯槽的精四氯化鈦，進入還原 蒸餾工序。 由鎂電解車間來的熔體金屬鎂加入還原反應(yīng)器內(nèi)。精四氯化鈦加入反應(yīng)器內(nèi)與鎂反應(yīng)生成海綿鈦和氯化鎂，氯化鎂送鎂電解車間回收鎂和氯氣。還原 結(jié)束后進行真空蒸餾，拆卸，從反應(yīng)器申取出海綿鈦坨送破碎包裝工序。 (4)海綿欽被碎和包裝 來自還原 蒸餾工序的海綿鈦經(jīng)精整、破碎、篩分、磁選、混均、取樣及包裝后，作為產(chǎn)品出售。精整過程的等外鈦作為副產(chǎn)品出售。 目前海綿鈦的破碎能力為 1500 噸 /年，海綿鈦經(jīng)油壓機壓碎后，再用鄂式破碎機聯(lián)動線進行多次破碎后混勻包裝。生產(chǎn)實踐表明該工藝方案破碎能力較小，滿足不了生產(chǎn)要求。為此，新增一臺1000 噸油壓機，并對 1500 噸油壓機進行改造，增加切削功能。 、主要設(shè)備選擇計算 （?。┓序v氯化爐 計算依據(jù)： a. 年工作天數(shù) 300 天 b. η 沸騰床生產(chǎn)能力： 25t/m178。.d c. 沸騰氯化爐規(guī)格：Ф 140010000mm 單臺氯化爐每日產(chǎn)能 :（粗四氯化鈦） 單臺氯化爐年產(chǎn)粗四氯化鈦產(chǎn)能 :11544t/a 氯化爐臺數(shù) :3 臺 考慮到氯化工藝生產(chǎn)的特性，本項目 Ф 1400Х 10000mm 沸騰氯化爐建 4 臺，其中 1 臺備用。 （ 2）浮閥蒸餾塔 計算依據(jù) : :300 天 。 ： 112 噸； 167 噸四氯化鈦 。 則所需浮閥蒸餾塔截面積為 F=112/167=0、 67m178。 選蒸餾面積為 0， 37m178。的 Ф 690mm23 節(jié)不銹鋼浮閥蒸餾塔 2臺，與之配套的 Ф 蒸餾釜 2 臺。 （ 3）浮閥精餾塔 計算依據(jù) 300 天 。 106 噸； c 單位面積精餾處理能力 380 噸 /m178。39。四氯化鈦； 則所需浮閥精餾塔截面積為 F=106/380=178。； 選精餾面積為 平方米 Ф 420mm27 節(jié)不銹鋼浮閥精餾塔 2 臺，與之配套的 Ф 蒸餾釜 2 臺。 （ 4）除釩采用引進馬克蘭鈦設(shè)計院鋁粉除釩技 術(shù)。 （ 5）還原一蒸餾聯(lián)合爐 計算依據(jù) 300 天 3 噸 /爐還原蒸餾聯(lián)合爐，單爐周期生產(chǎn)海綿鈦為 ~ 噸，設(shè)計取 噸 /爐； 7 天， 724=168h。 。 則單爐年產(chǎn)海綿鈦： 則還原 蒸餾聯(lián)合爐數(shù)為： 32 臺 自動控制方案 (1)海綿鈦新工藝，主要新增生產(chǎn)工藝設(shè)施有 : 氯化工序 :4 臺 Ф 10m 沸騰氯化爐 精制工 序 :2 條精制生產(chǎn)線 還原 蒸餾工序 :32 臺還原 蒸餾聯(lián)合爐 （ 2） 海綿鈦生產(chǎn)工藝及工藝參數(shù)經(jīng)多年運行，已相當(dāng)穩(wěn)定和成熟，新增設(shè)備與工廠原有設(shè)備型號及性能相近，故新增一次儀表和二次儀表的型號和類別與前期工程相同，以保證生產(chǎn)和工藝的連續(xù)性。 (3)鑒于新增 32 臺還原 蒸餾聯(lián)合爐，擬采用微機自動化群控系統(tǒng)。需要進行生產(chǎn)工藝模型和算法的軟件開發(fā)和可靠的徽機工控機的 硬件及接口設(shè)備配置。 （ 4）為達到環(huán)保和安全生產(chǎn)的要求，還需在設(shè)備和生產(chǎn)線上配置氯、氯化氫等有害氣體的監(jiān)測儀表和報警設(shè)備。 常規(guī)儀表配置 方案 (1)新增氯化爐、精制生產(chǎn)線、還原 r 蒸餾聯(lián)合爐及鎂電解槽等設(shè)備配置的常規(guī)儀表與原鈦業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的配置相同。 (2)新增設(shè)備的車間設(shè)置電氣操作控制室，內(nèi)設(shè)儀表操作臺，安裝二次儀表及報警裝置。 (3)在氯化車間和液氯庫設(shè)置有害氣體監(jiān)測儀，對氯氣、氯化氫等有害氣體濃度進行監(jiān)測報警，提高環(huán)境保護和安全生產(chǎn)措施水平。 還原一蒸餾聯(lián)合爐自動控制系統(tǒng)方案 (1)在還原 蒸餾車間，以每三臺聯(lián)合爐共用一臺 24 節(jié)點的 PLC。對聯(lián)合爐的溫度、壓力、流量進行采樣，同時可對溫度 (電加熱器 )、流量進行自動調(diào)節(jié)?，F(xiàn)場 的 10 臺 PCL 由 R232 口與上位工業(yè)控制微機進行數(shù)據(jù)交換和通訊。 (2)工控微機是由 InterP4 級微機及按工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而特制的微機，具有高抗干擾和高可靠度等特性。在以生產(chǎn)工藝模型進行自動控制的軟件文持下，對 32 臺聯(lián)合爐進行自動監(jiān)測、自動調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。 （ 3 自控系統(tǒng)應(yīng)用軟件具有良好的人機界、報警界面及仿儀表界面。應(yīng)用軟件還包括生產(chǎn)計劃管理、物料管理、產(chǎn)品統(tǒng)計等功能。 (4) 自動控制系統(tǒng)硬件為保證安全生產(chǎn)，采用雙機熱備份并可與上級 LAN 網(wǎng)聯(lián)機，以保證系統(tǒng)的安全運行。自動控制系統(tǒng)安裝在生產(chǎn)車間的電 氣操作室中，并需要 UPS 等電源供電保證。 創(chuàng)新點 本次新工藝采用目前國際先進水平的沸騰氯化法生產(chǎn)工藝，為提高單爐產(chǎn)能，采用 Ф 米沸騰氯化爐。 對 3 噸 /爐串聯(lián)式聯(lián)合法制海綿鈦技術(shù)的工藝和設(shè)備進行了優(yōu)化、改造，并在該廠成功生產(chǎn)，效果較好。因此本次海綿鐵擴建工程采用 3 噸 /爐串聯(lián)式聯(lián)合爐工藝。精制采用礦物油除礬新技術(shù)。這在全國也是技術(shù)領(lǐng)先的。自動控制系統(tǒng)也領(lǐng)先于同類行企業(yè)。 合作單位：中國鋁業(yè)公司 中國鋁業(yè)公司是我國最大的鋁電解集團。進幾年投入到鈦行業(yè)中，為我國的鈦行業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量都提供了一個良好的經(jīng) 濟技術(shù)保障。 四、市場調(diào)查與競爭能力預(yù)測 本項目有較好的經(jīng)濟效益；建設(shè)規(guī)模達到了經(jīng)濟規(guī)模的要求，技術(shù)裝備水平的升級，可提高我國海綿鈦行業(yè)整體競爭力； 產(chǎn)量擴大可以緩解市場供需之間的矛盾，同時對國防建設(shè)有重要意義；增加勞動力市場容量，有利于社會穩(wěn)定。建議有關(guān)方面盡快批準(zhǔn)項目建設(shè)，使項目盡快建成投產(chǎn)。建議 鈦廠在項目建設(shè)過程中局部工序引進先進技術(shù)，如“鋁粉除釩”新工藝，提高環(huán)保意識，在設(shè)計方案中增加環(huán)保投資比例，同時對鎂電解，