Установка для производства хлорида олова (iv)

Предлагаемая полезная модель относится к области химической технологии и металлургической промышленности и, в частности, к установкам для производства хлоридов металлов (IV) путем хлорирования исходного сырья в хлораторах при повышенной температуре. Полезная модель может быть использована в химико-металлургических производствах для получения товарного хлорида олова (IV) SnCl ₄. Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества целевого продукта (SnCl₄ ) и обеспечение безопасных условий труда. Технический результат, который может быть получен при этом, заключается в существенном снижении содержания примесей в готовом продукте. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой установкой для получения хлорида олова (IV), включающей реактор-хлоратор, имеющий патрубок для подвода газообразного хлора (Сl₂) и патрубок для вывода целевого продукта. Новым в предлагаемой установке является то, что реактор-хлоратор дополнительно снабжен водоохлаждаемой «рубашкой», перед реактором-хлоратором дополнительно установлена цилиндрическая сорбционная колонна, заполненная силикагелем с соотношением высоты рабочего слоя силикагеля в колонне и ее внутреннего диаметра (1÷10):1, выходной патрубок сорбционной колонны имеет соединение с патрубком ввода газообразного хлора в реактор-хлоратор.

Предлагаемая полезная модель относится к области химической технологии и металлургии промышленности и, в частности, к установкам для производства хлоридов металлов (IV) путем хлорирования исходного сырья в хлораторах при повышенной температуре. Полезная модель может быть использована в химико-металлургических производствах для получения товарного хлорида олова (IV) - SnCl ₄.

Известна установка для производства хлоридов четырехвалентных металлов, например, тетрахлорида титана - TiCl ₄ (Байбеков М.К., Попов В.Д., Чепрасов И.М., Производство четыреххлористого титана. М: Металлургия, 1987, С.24-30).

Известная установка включает в себя реактор для хлорирования, выполненный в форме солевого хлоратора, имеющего реакционную зону, патрубки для подвода газообразного хлора, вывода парогазовой смеси в систему конденсации, загрузочное устройство для введения в зону реакции - исходной шихты для хлорирования, летку для периодического слива отработанного расплава.

Известная установка позволяет получать тетрахлорид титана (IV) из концентратов и/или шлаков.

Однако, известная установка не может быть использована - в силу специфики физико-химических свойств целевого продукта - для получения хлорида четырехвалентного олова - SnCl ₄.

Из известных аналогов наиболее близкой по технической сущности - совокупности существенных признаков, назначению и достигаемому техническому результату является известная установка (Руководство по препаративной неорганической химии под. ред. Г.Брауэра. М: Изд. Ин. Лит., 1956, с.348). Установка для получения хлорида олова (IV) - принята за прототип.

Известная установка для производства хлорида олова (IV) включает в себя реактор - хлоратор, имеющий патрубок для ввода газообразного хлора (Сl ₂) и патрубок для вывода целевого продукта (SnCl ₄) из зоны реакции.

Установка по прототипу обеспечивает получение хлорида четырехвалентного олова - SnCl ₄ из металлического олова.

Недостатком известной установки является отсутствие в ней конструктивных элементов, для предварительной очистки исходного газообразного хлора от примесей, что влечет за собой неудовлетворительное качество целевого продукта - SnCl₄. Другим недостатком установки по прототипу является то, что в ней не предусмотрены конструктивные элементы для предотвращения взрывоопасных ситуаций, возникающих при экзотермической реакции хлорирования металлического олова газообразным хлором.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества целевого продукта (SnCl ₄) и обеспечение безопасных условий труда.

Технический результат, который может быть получен при этом, заключается в существенном снижении содержания примесей в готовом продукте.

Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой установкой для получения хлорида олова (IV), включающей реактор-хлоратор, имеющий патрубок подвода газообразного хлора (Сl₂) и патрубок вывода целевого продукта.

Новым в предлагаемой установке является то, что реактор-хлоратор дополнительно снабжен водоохлаждаемой «рубашкой», перед реактором-хлоратором дополнительно установлена цилиндрическая сорбционная колонна, заполненная силикагелем, с соотношением высоты рабочего слоя силикагеля в колонне и ее внутреннего диаметра (1÷10):1, выходной патрубок сорбционной колонны имеет соединение с патрубком ввода газообразного хлора в реактор-хлоратор.

Вышеуказанные отличительные конструктивные особенности предлагаемой установки для производства хлорида олова (IV) в совокупности с известными конструктивными элементами обеспечивают решение поставленной задачи заявляемой полезной модели с достижением при этом технического результата, заключающегося в снижении содержания посторонних примесей в целевом продукте - SnCl ₄. Анализ уровня техники свидетельствуют о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе предлагаемая установка для производства хлорида олова (IV) раннее не описана.

Опытные испытания различных вариантов конструкции установок для производства хлорида олова (IV) SnCl₄ оказали, что между конструктивными элементами заявляемой в настоящей заявке установки и достигаемым при этом техническим результатом существует вполне определенная причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что каждый из элементов (признаков) заявляемой установки, отдельно взятый, необходим, а в совокупности своей они обеспечивают решение поставленной задачи с достижением вышеуказанного технического результата.

Установка для производства хлорида олова (IV) по предлагаемой полезной модели (рис.) включает в себя:

реактор-хлоратор (1); патрубок для подвода (для подачи) газообразного хлора (2); патрубок для загрузки в реактор-хлоратор исходного металлического олова (3); загрузочное устройство для металлического олова (4); патрубок вывода (слива) целевого продукта - SnCl ₄ из реактора-хлоратора (5); водоохлаждаемая «рубашка» (6) с терморегулятором (7); сорбционная колонна (8), заполненная силикателем.

Реализация полезной модели

Установка по предлагаемой полезной модели работает следующим образом.

Для производства целевого продукта - хлорида олова (IV) SnCl ₄ исходное металлическое олово, преимущественно в форме гранул, загружают через загрузочное устройство (4) в реактор-хлоратор (1); газообразный хлор, например, из баллонов подают сначала в сорбционную колонну (8), заполненную силикагелем, - для очистки газообразного хлора от посторонних примесей, существенно влияющих на качество и потребительские свойства выпускаемого товарного хлорида олова (IV) SnCl₄. Очищенный от примесей Cl₂ через патрубок (2), находящийся на крышке реактора-хлоратора, подают в слой гранулированного металлического олова. Для обеспечения безопасности ведения процесса и предотвращения бурного протекания реакции хлорирования, идущей с выделением тепла, через «рубашку» (6) реактора-хлоратора (1) подают воду -через терморегулятор (7) - для охлаждения зоны реакции и стабилизации в ней температуры.

В процессе хлорирования металлического олова в реактор-хлоратор периодически загружают через патрубок (3) и загрузочное устройство (4) реактора-хлоратора (1) очередную порцию гранулированного металлического олова. Образующийся целевой продукт - хлорид олова (IV) SnCl₄ - сливают через нижний патрубок (9) и после предварительного анализа на содержание регламентируемых по ТУ примесей затаривают и отгружают потребителям.

Установка для производства хлорида олова (IV), включающая реактор-хлоратор, снабженный патрубком для ввода газообразного хлора и патрубком вывода целевого продукта из зоны реакции, отличающаяся тем, что реактор-хлоратор дополнительно снабжен водоохлаждаемой "рубашкой", патрубок вывода целевого продукта расположен в нижней зоне реактора, на верхней крышке реактора-хлоратора имеется патрубок, соединенный с загрузочным устройством металлического олова, перед реактором-хлоратором дополнительно установлена цилиндрическая сорбционная колонна, заполненная силикагелем, а выходной патрубок сорбционной колонны имеет соединение с патрубком ввода газообразного хлора в реактор-хлоратор.