26?克劳尔的主要贡献:排除余热1956VERSITY镁还原反应热效应很大,在绝热过程中除去物料吸热外,还释放出相当多的热量热效应反应理论最高温度,Kkcal -mol'MgkJmor'lMg在1073K时110.8463.625302TiCl(g)+Mg0)-2TiCl(s-g)+MgCl(0)78.2327.21770TiCl(g)+Mg0-TiCh(s-g)+MgCh(50.95213.216911/2TiC1(g)+Mg(0=1/2Ti(s)+MgC1(0)在1393K时71.81993300.42TiCl(g)+Mg(g)=2TiCls(s-g)+MgCl/098.8413.41770TiCl4(g)+Mg(g)=TiCl(s-g)+MgCl2(0)80.4336.435331/2TiCl(g)+Mgg)=1/2Ti(s)+MgC1(0)
克劳尔的主要贡献:排除余热 镁还原反应热效应很大,在绝热过程中除去物料 吸热外,还释放出相当多的热量
O问题点:1956高温致使镁大量气化,反应工艺过程不能正常进行。使反应器壁过热,导致产品铁含量超标导致产品严重烧结而不利于下工序真空蒸馏的进行。排除余热为控制工艺的重要条件之一
问题点: ◼ 高温致使镁大量气化,反应工艺过程不 能正常进行。 ◼ 使反应器壁过热,导致产品铁含量超标 ◼ 导致产品严重烧结而不利于下工序真空 蒸馏的进行。 排除余热为控制工艺的重要条件之一
2.2还原过程和动力学镁的熔点650℃2.2.1还原过程■先将全部所需镁加入反应器/并充满惰性气体氩气,加热使镁熔化,在850-950℃C,逐渐加入液体TiCl进行还原反应。生成的MgCl,呈液态,可以及时排出固体钛颗粒粘结在仁起,呈疏松、多孔状,称为海绵钛氯化镁的熔点714℃钛的熔点1675
2.2还原过程和动力学 2.2.1还原过程 ◼ 先将全部所需镁加入反应器,并充满惰 性气体氩气,加热使镁熔化,在850- 950℃,逐渐加入液体TiCl4进行还原反应 。生成的MgCl2呈液态,可以及时排出。 固体钛颗粒粘结在一起,呈疏松、多孔 状,称为海绵钛。 镁的熔点 650℃ 氯化镁的 钛的熔点 熔点714℃ 1675℃
?2.2.1还原过程的三个阶段1956还原过程包括:TiCI4气化TiCl4和液态Mg的外扩散TiCl4和液态Mg在活性点吸附TiCl4和液态Mg进行化学反应,Ti晶核形成及长大生成的MgCl,进行扩散和脱附还原过程的三个阶段
2.2.1还原过程的三个阶段 ◼ 还原过程包括: ① TiCl4气化 ② TiCl4和液态Mg的外扩散 ③ TiCl4和液态Mg在活性点吸附 ④ TiCl4和液态Mg进行化学反应,Ti晶核形 成及长大 ⑤ 生成的MgCl2进行扩散和脱附 还原过程的三个阶段
(1)反应初期-反应诱导期C还原反应前,由于液镁对铁质反应器壁不浸润,反应器中的镁液面呈凸形:四氯化钛加入后在高温作用下变为气态,气态四氯化钛与液体镁、气态镁都会发生反应,反应主要发生在熔池表面和器壁上:生成物的钛(或低价钛氯化物)的一部分附在反应器壁上,其余部分呈粉状或颗粒状沉落到反应器底部,在下沉过程中吸附镁液中的杂质,对镁液是一种净化作用,但反应器底部的初期产品杂质含量高。反应副产物MgCl2,因其密度大于镁,向下运动经过镁液层沉于底部富集
(1)反应初期-反应诱导期 ◼ 还原反应前,由于液镁对铁质反应器壁不浸润 ,反应器中的镁液面呈凸形; ◼ 四氯化钛加入后在高温作用下变为气态,气态 四氯化钛与液体镁、气态镁都会发生反应,反 应主要发生在熔池表面和器壁上; ◼ 生成物的钛(或低价钛氯化物)的一部分附在反 应器壁上,其余部分呈粉状或颗粒状沉落到反 应器底部,在下沉过程中吸附镁液中的杂质, 对镁液是一种净化作用,但反应器底部的初期 产品杂质含量高。 ◼ 反应副产物MgCl2,因其密度大于镁,向下运 动经过镁液层沉于底部富集