Способ получения высокодисперсной двуокиси кремния или титана

 

Изобретение относится к способам получения пирогенной высокодисперсной двуокиси кремния или титана,приме-, няемых в качестве наполнителей в полимерных материалах, загустителей дисперсных сред, сырья для получения спецкерамики ,и позволяет повысить производительность способа и сократить энергозатраты . Гомогенную газовую смесь, полученную смешением паров галогенида металла или кремния с водороди кислородсодержащими газами, подают на сжигание через горелку. На выходе из устья горелки смесь поджигают фитилем . Скорость вылета газовой смеси из устья горелки 30-50 м/с и зависит от соотношения исходньсх; компонентов в смеси и ее количества. Содержание в смеси галогенида кремния или титана поддерживают в пределах соответственно 4,2-7,5 кг/нм водорода или 4,75-6,3 водорода, а содержание кислорода в кислородсодержащем газе поддерживают не менее 35 об.% при получении окислов кремния или не менее 40 об.% при получении пкислов титана. Температура пламени при этом равна 900-1600°С. 4 табл. «е

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51)4 С 01 В 33 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4163364/31-26 (22) 16. 1 2. 86 (46) 07.02.89. Бюл. Р 5 (71) Калушское опытное производство

Специального конструкторско-технологического бюро Института физической химии АН УкССР и Калушское производственное объединение "Хлорвинил" им. 60-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Б.В.Зубань, H..В.Хабер, В.И.Ватаманюк, И.И.Хома, P.Â.Ñóøêî, Б.М.Романюк и Б.Г.Мельничук (53) 546.28 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М-* 1247340, кл. С 01 В 33/18, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1044599, кл. С 01 В 33/18, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОЙ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ ИЛИ ТИТАНА (57) Изобретение относится к способам получения пирогенной высокодисперсной двуокиси кремния или титана, применяемых в качестве наполнителей в полимерных материалах, за густителей дисперсных сред, сырья для получения спецкерамики,и позволяет повысить производительность способа и сократить энергозатраты. Гомогенную газовую смесь, полученную смешением паров галогенида металла или кремния с водород- и кислородсодержащими газами, подают на сжигание через горелку. На выходе из устья горелки смесь поджигают фитилем. Скорость вылета газовой смеси из устья горелки 30-50 м/с и зависит от соотношения исходных компонентов в смеси и ее количества. Содержание в смеси галогенида кремния или титана поддерживают в пределах соответственно 4, 2-7,5 кг/нм водорода или

4, 75-6,3 нм /нм водорода, а содержание кислорода в кислородсодержащем газе поддерживают не менее 35 об.Ж при получении окислов кремния или не менее 40 o6.X при получении окислов титана. Температура пламени при этом равна 900-1600 С. 4 табл.

2 водорода и 25 нм /ч кислорода. Полу ченная таким образом гомогенная газовая смесь, концентрация галогенида и кислорода в которой соответственно э составляет 7,5 кг/нм водорода и

1,1 нм /нм водорода, подается на сжигание через горелку с диаметром сопла 34 мм и площадью сечения 9,07 10 4м . Скорость выпета реакционной смеси из сопла горелки 30 м/с.

Смесь поджигается фителем, образуется пламя, температура которого

1000 С. Образовавшиеся продукты ve1

Изобретение относится к способам получения высокодисперсной двуокиси кремния или титана, применяемых в качестве наполнителей в полимерных материалах, загуститвлей дисперсных сред, сырья для получения спецкерамикие

Цель изобретения — повышение производительности способа и сокращение энергозатрат при сохранении высокого качества целевого продукта.

Пример. 170 кг/ч паров тетрахлорида кремния смешивают с 22,6 нм/ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таблида 1

Т

Спо

Расход! Содержание конпонентов

1Скораств

8 601 i Кислород, вылета э снеси, :кг/нн Я,в кислородсо- .в исход1> :н/с

> деркащен тазе„ ной снеси, I

> э ! об. Х нн /ннз 82

Температура, С в факела : на стадии . яа стадии разделения очистки

S(Ci.4, кг/ч

Водород, Кислородсодеркащнй низ/ч газ, нн /ч

11редлага" ей) по пр>о>еру

«о

5ОО

30 1000

Р1 5

i, iO

100

1,5

22,6 25(кислород)

33,6 25(кислород) 2 170

3 170

4 170

5 170

6 170

8 11О

11 170

34 — 1250

500

0,74

1 30

100

5,1

1490

135

500

0,62

100

4,2

25(кислород) 40,6

500!

4С

1550

0,59

100

4,0

42,5 2$(кислород) 500

1120

î,71

11 (обогащенньа1 воздух)

11(обогащенный

Bo9p )

80(обогащенный

Воздух)

36(обогащенный воздух)

25(кислород) 35

4,9

35,0

500

950

105

l, IO

7,5

22,6

500

10 5>

890

G,96 зо е,8

25,0

500

120

118Î

0,84

5>1

ЗО ° 0

500

105>

900

1,25

8,5

20,O

Извест>о>й

500

0,53 45 1080

120

3 ° 3

75(воздух) 30>0

1 100

2 110

46 1150

\20

0,49

З,О

36, О 70(воздух) 21 з 145 акции коагулируют при охлаждении и при 1150С разделяют в циклонах. Уловленную таким образом высокодисперсну)о двуокись кремния очищают от адсорбированных примесей НС1, С1 при 500 С.

В результате получают 58,5 кг/ч высокодисперсной двуокиси кремния с удельной поверхностью 271,4 м /r

Si0q, содержащей Оэ001 мас.% примесей Ге9 03 и отвечающей требованиям

ГОСТа.

Тепловые потери на нагрев избыточных кислородсодержащих газов составляют 0,0178 кВт ч/кг SiO<.Производительность при этом равна 0,836кг

Si0 /нм исходной смеси.

В табл. 1 и 2 приведены основные параметры реализации предлагаемого и известного способов получения высокодисперсных окислов кремния и титана.

В табл..З и 4 приведены сравнительные данные, характериующие производительность и энергоемкость предлагаемого и известного способов получения высокодисперсных окислов кремния и титана.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ позволяет повысить в 1, 5-2, 5 раза производительность при сохранении геометрических размеров оборудования и скоростных характеристик потоков. Кроме того, 6359 4 по предлагаемому способу расходуется меньшее количество теплотворного водородсодержащего газа, снижается количество избыточного кислородсо5 держащего газа и содержащегося в нем балластна например азота. Это позволяет снизить энергоемкость процесса и значительно уменьшить тепловые потери, возникающие при подогреве избыточных газов, не принимающих участия в реакции гидролиэа.

Формула изобретения

Способ получения высокодисперсной двуокиси кремния или титана, включающий сжигание смеси, содержащей пары тетрахлорида кремния или титана, кислород- и водородсодержащие газы в факеле, охлаждение, отделение продукта и удаление из него адсорбированных примесей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения про25 иэводительности способа и сокращения энергозатрат при сохранении высокого качества целевого продукта, на сжигание подают смесь, содержащую 4,27,5 кг тетрахлорида кремния на 1 нмз .1() водорода или 4,75-6,3 тетрахлорида титана на 1 нм - водорода при концентрации кислорода в кислородсодержащем газе не менее 35 об.% при получении окислов кремния или не менее

40 об.% при получении окислов титана.

1456359

T ° блида 2

Способ

Расход.

ДОРО

1/ч

ОДСОЛВРи

ы>/и

Ярвдлвгвюав1

IfO ЗРЮ>ЗРУ

9 190

40 25

4,75

О 63 40 1580 145

10 . 190 30

70 (ВОздтк)

75 (xosayx) 6,3

0,93

1170

125

Иззвстиый 110

3,.7

0>53

1! 20

Таблина 3

Способ

Ирвдлас>вв>еа! но примеру

0,836

О ° 0010 0 76

58,5 . 97,5

О; 0011

0,74

2 58 6 97,7

О, 0013 О, 66

ПРОДУКТ Хе СООТЗВТСТЗУЕТ

TpxdoxxxRx>l ГОСТВ

0,70

0,0034

0,0018

0,0021

0,72

1,57

54 3 90 О 0,0019 3,38

Нвлипвинв, забивка трастов> продукт Вв сООтзвтст зует трвбозвиик>с ГОС?в

58 0 97,3

53,8 89,7

О, 1028

0>0174

0,80

О 0014

О ° 661

0,809

Э>4$

OiОО20

Яалипвиив> забивка ОборуПОзавив и трактов, продукт зе соответствует требаввххх>I ГОСтв

Иззестзый

О, 288

0,313

О, 0025

0>О027

34,0 96> 5

37,6 97,0

О, 7173

0,6730

О ° 93

1>19

Таблица 4 терн в мас- Тепловые потепри прокали"рн на нагрев нии, мас тн>ес квт.ч/к

Содеркание примесей уетО),мас.2

Выход продукта

Способ ронзводи елъность> г Т40 /нм

3 сходной смеси кг/ч процент от теоре тического

Предлагее>еай по примеру

9 74,8

О, 0020

0,0025

0,0023

0,855

О;607

0,364

0,0224

1,35

93,4

О, 2699

1 ° 28

93>1

1О 74,3

Известный 43, О

0,5237

1,30

92,9

Составитель И.Веденеева

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Заказ 7487/17 Тираж 435 Подписное

ВНИИПП Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб>з д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

58 8 98,0

58,3 97>1

58,6 97,7

57.,6 96,0

О> О178

0,0225

0,0268

0,0280

0,3000

О, 2801

0,3329

0,723

О, 669

0,649

О, 456

О, 500

О, 426