JP4011571B2 - Method for preventing adhesion of high-boiling substances in distillation systems - Google Patents
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Description
本発明は、高沸点物を含むクルード四塩化チタン液を蒸留する蒸留系において、蒸留前のクルード四塩化チタン液が侵入してクルード四塩化チタン液中の高沸点物が付着することによる動作不良を防止する蒸留系における高沸点物の付着防止方法に関する。 The present invention, malfunction due to the distillation system to distill the crude titanium tetrachloride solution containing high boilers, high boilers crude titanium tetrachloride solution crude titanium tetrachloride solution before distillation penetrate adheres The present invention relates to a method for preventing the adhesion of high-boiling substances in a distillation system for preventing water.
金属チタンは通常、塩化法によるクルード四塩化チタンの製造、製造されたクルード四塩化チタンの蒸留精製、精製四塩化チタンを使用したスポンジチタンの製造等の工程を経て製造される。 Titanium metal is usually produced through steps such as production of crude titanium tetrachloride by a chlorination method, distillation purification of the produced crude titanium tetrachloride, and production of sponge titanium using purified titanium tetrachloride.
塩化法によるクルード四塩化チタンの製造工程では、チタン、酸素及び鉄を含有するチタン鉱石を、炭素の存在下で塩素ガスと接触させることにより、クルード四塩化チタンがガス状で生成される。反応炉で生成されたガス状のクルード四塩化チタンは、凝縮器により液化され、一旦タンクに貯蔵される。 In the production process of crude titanium tetrachloride by a chlorination method, crude titanium tetrachloride is produced in a gaseous state by bringing titanium ore containing titanium, oxygen and iron into contact with chlorine gas in the presence of carbon. Gaseous crude titanium tetrachloride produced in the reactor is liquefied by a condenser and temporarily stored in a tank.
製造されたクルード四塩化チタン液は、塩化ジルコニウム、塩化ニオブといった塩化物系の各種不純物を含んでおり、これを除去するために蒸留塔などに送られて精製処理を受ける。これがクルード四塩化チタンの蒸留精製工程である。 The produced crude titanium tetrachloride liquid contains various chloride impurities such as zirconium chloride and niobium chloride, and is sent to a distillation column or the like for removal to remove them. This is the distillation purification process of crude titanium tetrachloride.
このようなクルード四塩化チタンの蒸留精製系を含む四塩化チタン製造工程では、クルード四塩化チタン液の移送経路の各所で粘着物の付着による動作不良が生じる。動作不良発生箇所の一つは、クルード四塩化チタンの製造工程で製造されたクルード四塩化チタン液を一時的に貯蔵する貯蔵タンクの液面計である。この液面計としては、液面下と液面上の圧力差から液面レベルを検出する差圧式のものが構造簡易な点から多用されているが、この液面計には粘着物の付着による動作不良が頻繁に発生する。 In a titanium tetrachloride manufacturing process including such a crude titanium tetrachloride distillation purification system, malfunctions due to adhesion of sticky substances occur in various places of the crude titanium tetrachloride liquid transfer path. One of the malfunctioning locations is a level gauge of a storage tank that temporarily stores the crude titanium tetrachloride liquid produced in the production process of crude titanium tetrachloride. As this liquid level gauge, a differential pressure type that detects the liquid level from the pressure difference between the liquid level and the liquid level is often used because of its simple structure. Malfunctions due to frequent occurrences.
別の動作不良発生箇所としては、クルード四塩化チタン液を蒸留精製工程へ移送する移送ラインにおける移送ポンプの軸シール部がある。この移送ポンプの軸シール部に粘着物が付着堆積することにより、移送ポンプの動作不良が頻繁に発生する。 Another occurrence of malfunction is a shaft seal portion of a transfer pump in a transfer line that transfers crude titanium tetrachloride liquid to the distillation purification process. Due to adhesion and deposition of the sticking material on the shaft seal portion of the transfer pump, malfunction of the transfer pump frequently occurs.
これらの動作不良を防止するために、これまでは液面計や移送ポンプを高い頻度で分解し洗浄していた。しかし、このような動作不良防止策では、分解整備に手数・時間がかかるだけでなく、整備期間中、設備の運転停止を余儀なくされる。このため、経済的損失が大きい。 In order to prevent these malfunctions, the liquid level gauge and the transfer pump have been frequently disassembled and cleaned. However, such a malfunction prevention measure not only requires time and effort for disassembly and maintenance, but also requires the equipment to be shut down during the maintenance period. For this reason, economic loss is large.
粘着物の付着による液面計の動作不良を防止するために、液面計を接続する配管に高温低粘度の溶融物を導入して付着物を溶融するとか、高温の不活性ガスを導入して付着物を機械的に除去するといった対策は特許文献1に記載されているが、いずれの対策も付着そのものを防止するものではなく、付着がある程度進行した段階で付着物を除去する対策のため、動作不良を完全に防止することは困難である。また、実施するには設備の運転を停止する必要があり、実施効果の点でも実施コストの点でも問題がないとは言えない。 In order to prevent malfunction of the liquid level gauge due to adhesion of sticky material, a high-temperature, low-viscosity melt is introduced into the pipe connecting the liquid level gauge to melt the deposit, or a high-temperature inert gas is introduced. Although measures such as removing the deposits mechanically are described in Patent Document 1, none of the measures prevent the deposit itself, but are measures for removing the deposit when the deposit has progressed to some extent. It is difficult to completely prevent malfunction. In addition, it is necessary to stop the operation of the facility for implementation, and it cannot be said that there is no problem in terms of implementation effect and implementation cost.
一方、クルード四塩化チタン液の移送ポンプにおける軸シール部への粘着物の付着堆積は次のような経緯を経て発生するようになった。元来、クルード四塩化チタン液の移送ポンプにおける軸シールは、加圧循環オイルにより行っていた。しかし、加圧循環オイルによる軸シールでは、移送媒体であるクルード四塩化チタン液へオイルが混入して品質低下を生じるとか、オイルへクルード四塩化チタン液が混入して装置を腐食させるといったことが問題になる。このような混入の問題を解決するために、オイルの自然循環と加圧ガスとを組み合わせた複合的な軸シール構造は特許文献2に記載されている。 On the other hand, adhesion deposits on the shaft seal portion of the crude titanium tetrachloride liquid transfer pump has occurred through the following process. Originally, the shaft seal in the crude titanium tetrachloride liquid transfer pump was performed with pressurized circulating oil. However, in shaft seals with pressurized circulating oil, the oil is mixed into the crude titanium tetrachloride liquid, which is the transfer medium, and the quality deteriorates, or the titanium tetrachloride liquid is mixed into the oil and the equipment is corroded. It becomes a problem. In order to solve such a problem of mixing, a composite shaft seal structure in which natural circulation of oil and a pressurized gas are combined is described in Patent Document 2.
特許文献2に記載されたような複合的な軸シール構造により、混入の問題は一旦は解決された。しかし、高純度チタンに特に高い純度が要求される昨今においては、極微量のオイル混入も許容されなくなり、複合的な軸シール構造を通してクルード四塩化チタン液に混入する極微量のオイルも無視できない汚染源となることが分かってきた。 Due to the complex shaft seal structure described in Patent Document 2, the problem of contamination was solved once. However, in recent years when high purity titanium is required to have a particularly high purity, it is no longer acceptable to mix a very small amount of oil, and a very small amount of oil mixed into crude titanium tetrachloride liquid through a complex shaft seal structure cannot be ignored. It has been found that
このような事情から、本出願人はクルード四塩化チタン液の移送ポンプにおける軸シールにクルード四塩化チタン液を使用することを企画し、フィルタにより濾過処理したクルード四塩化チタン液を軸シール部にシール液として供給し始めた。これによりクルード四塩化チタン液の汚染の問題は完全に解消された。クルード四塩化チタン液を濾過処理するのは、液中に存在する微粒子状の固体成分を事前に除去し、これが軸シール部に付着するのを防止するためである。しかしながら、そのような工夫にもかかわらず、軸シール部への粘着物の付着堆積により、移送ポンプが頻繁に動作不良を起こすのを避け得ないことが判明した。 Under these circumstances, the applicant has planned to use crude titanium tetrachloride liquid for the shaft seal in the transfer pump of crude titanium tetrachloride liquid, and the crude titanium tetrachloride liquid filtered by the filter is used for the shaft seal portion. It started to be supplied as a sealing liquid. This completely eliminated the problem of crude titanium tetrachloride liquid contamination. The reason why the crude titanium tetrachloride liquid is filtered is to remove the fine solid component present in the liquid in advance and prevent it from adhering to the shaft seal portion. However, in spite of such a contrivance, it has been found that it is unavoidable that the transfer pump frequently malfunctions due to adhesion and adhesion of the sticky substance on the shaft seal portion.
本発明の目的は、クルード四塩化チタンの蒸留精製系における粘着物の付着堆積による動作不良を効果的に且つ経済的に防止できる蒸留系における高沸点物の付着防止方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for preventing the adhesion of high-boiling substances in a distillation system that can effectively and economically prevent malfunction due to adhesion and deposition of sticky substances in a distillation purification system of crude titanium tetrachloride.
上記目的を達成するために、本発明者は先ず動作不良の原因となる付着物の組成を詳細に調査した。その結果、付着物はクルード液に含まれ、蒸留系で除去されるべき高沸点物であることが判明した。具体的には、クルード四塩化チタンの蒸留精製系の場合、その蒸留で除去される塩化ジルコニウム、塩化ニオブ、塩化アルミニウム、塩化鉄等である。 In order to achieve the above object, the present inventor first investigated in detail the composition of the deposits that cause the malfunction. As a result, it was found that the deposit was a high boiling point substance that was included in the crude liquid and should be removed in the distillation system. Specifically, in the case of a distillation purification system of crude titanium tetrachloride, zirconium chloride, niobium chloride, aluminum chloride, iron chloride, and the like removed by the distillation.
そして次に、本発明者はこれらの高沸点物につき、付着物を除去するのではなく付着そのものを防止することを企画し、具体的対策について鋭意検討した。付着物を除去する場合は設備の運転停止を余儀なくされるが、付着を防止すれば運転停止は不要となる。検討の結果は、付着が発生する箇所に対して、蒸留後の高沸点物が減少した液体を供給するというものであり、そうするならば、動作不良の原因となる付着を、系内で自己完結的に経済性よく防止できることが判明した。 Next, the present inventor planned not to remove the deposits but to prevent the deposits of these high-boiling substances, and intensively studied specific measures. When removing the deposits, the operation of the equipment is forced to stop, but if the adhesion is prevented, the operation is not stopped. The result of the study is that a liquid with a reduced high-boiling point product after distillation is supplied to the place where the adhesion occurs, and if this is the case, the adhesion that causes the malfunction is self-reliant in the system. It was found that it can be prevented completely economically.
本発明の蒸留系における高沸点物の付着防止方法は、かかる知見に基づき完成されたものであり、高沸点物を含むクルード四塩化チタン液を蒸留する蒸留系において、蒸留前のクルード四塩化チタン液が侵入して付着が生じる部分に、蒸留によって高沸点物が減少した液体を連続的又は断続的に供給して、その部分における付着を防止するものである。 Adhesion preventing method of high boilers in the distillation system of the present invention has been completed based on these findings, in a distillation system to distill the crude titanium tetrachloride solution containing high boilers, prior to the distillation crude titanium tetrachloride A liquid in which high boiling point substances are reduced by distillation is continuously or intermittently supplied to a portion where the liquid enters and adheres to prevent the adhering in that portion.
付着を防止する部分としては、具体的には、高沸点物を含む蒸留前のクルード四塩化チタン液の貯蔵タンクに装備される差圧液面計や、高沸点物を含む蒸留前のクルード四塩化チタン液の移送ポンプにおける軸シール部などを挙げることができる。 Specifically, as a part to prevent adhesion, a differential pressure level gauge equipped in a storage tank for crude titanium tetrachloride liquid before distillation containing high-boiling substances, or crude four- distillation liquid containing high-boiling substances before distillation. The shaft seal part in the transfer pump of a titanium chloride liquid etc. can be mentioned.
本発明の付着防止方法は、クルード四塩化チタン液の蒸留系、とりわけ、塩化法を用いた四塩化チタン製造工程におけるクルード四塩化チタン液の蒸留精製系に有効である。 The adhesion preventing method of the present invention is effective for a crude titanium tetrachloride liquid distillation system, particularly a crude titanium tetrachloride liquid distillation purification system in a titanium tetrachloride production process using a chlorination method.
本発明の付着防止方法においては、クルード四塩化チタン液の侵入による付着が発生する部分に、蒸留によって高沸点物が減少した液体を連続的又は断続的に少量供給する。そうすると、付着が発生する部分が、高沸点物が減少した液体によりシールされ、この液封により付着の原因である高沸点物の供給が実質的に絶たれるので、付着が防止される。また、付着しかけた高沸点物もこの高沸点物が減少したシール液により逐次溶解除去される。これらにより、高沸点物の付着そのものが防止される。したがって、付着による運転不良は生じず、運転不良を防止するための設備停止も整備作業も不必要となる。 In the adhesion preventing method of the present invention, a small amount of liquid in which high boilers are reduced by distillation is continuously or intermittently supplied to a portion where adhesion due to the penetration of crude titanium tetrachloride liquid occurs. If it does so, the part which adhesion generate | occur | produces will be sealed with the liquid in which the high boiling point substance decreased, and since supply of the high boiling point substance which is the cause of adhesion is cut off substantially by this liquid sealing, adhesion is prevented. Further, the high-boiling substances which have started to adhere are sequentially dissolved and removed by the sealing liquid in which the high-boiling substances are reduced. By these, the high boiling point substance itself is prevented. Therefore, the operation failure due to the adhesion does not occur, and the facility stop and the maintenance work for preventing the operation failure are unnecessary.
付着防止に使用される高沸点物が減少した液体は、蒸留系内で生成されるため、系外からシール液や洗浄液、除去用の加圧流体などを導入する場合と比べて非常に経済的であり、またクルード四塩化チタン液より精製度の高い液体を精製度の低いクルード四塩化チタン液の侵入部分に用いるために精製品の品質上の問題も生じない。 The liquid with reduced high-boiling substances used for adhesion prevention is generated in the distillation system, so it is very economical compared to the case of introducing sealing liquid, cleaning liquid, pressurized fluid for removal, etc. from outside the system. , and the addition crude four does not occur with high purity of titanium chloride solution liquid quality issues refined products for use in penetration portion of the lower crude titanium tetrachloride solution having purity.
付着防止に使用される高沸点物が減少した液体は、クルード四塩化チタン液より高沸点物が減少したものであればよいが、付着防止の点からは高沸点物が少ないほど好ましく、具体的には蒸留塔から取り出した製品(精製液)でもよいが、蒸留塔の塔頂部で循環する循環液の一部を抜き出して使用する方が経済的で好ましい。塔頂部で循環する循環液は、製品である精製液より低純度であるが、付着の原因となる高沸点物は製品と同様に除去されており、付着防止用のシール液としての能力は変わらない。液体供給量は所望のシール機能、付着防止効果が得られるように対象物に応じて適宜決定される。 The liquid in which the high-boiling substances used for adhesion prevention are reduced, as long as the high-boiling substances are reduced from the crude titanium tetrachloride liquid. In this case, a product (purified liquid) taken out from the distillation tower may be used, but it is economical and preferable to use a part of the circulating liquid circulating at the top of the distillation tower. The circulating fluid circulated at the top of the column is lower in purity than the purified product, but the high-boiling substances that cause adhesion have been removed in the same way as the product, and its ability as a seal solution to prevent adhesion has changed. Absent. The liquid supply amount is appropriately determined according to the object so as to obtain a desired sealing function and adhesion preventing effect.
本発明の蒸留系における高沸点物の付着防止方法は、高沸点物を含むクルード四塩化チタン液を蒸留する蒸留系内において、蒸留によって高沸点物が減少した液体を付着が発生する部分に供給し、この液体による液封を行うことにより、その付着の発生を防止する。付着自体を防止するので、付着物の発生を防止でき、付着物を除去するための運転停止も整備作業も必要とせず、非常に経済的である。付着防止に系内で生じる液体をシール液に使用するので、付着防止に要するコストも低く抑制できる。使用するシール液がクルード四塩化チタン液より精製度が高い液体であるために、その使用による品質上の問題も回避できる。 In the distillation system according to the present invention, the method for preventing the attachment of high boiling point substances is to supply a liquid in which high boiling point substances are reduced by distillation to a part where adhesion occurs in a distillation system for distilling crude titanium tetrachloride liquid containing high boiling point substances. Then, by performing liquid sealing with this liquid, the occurrence of adhesion is prevented. Since the adhesion itself is prevented, it is possible to prevent the occurrence of the adhered material, and it is very economical because no operation stop or maintenance work is required to remove the adhered material. Since the liquid generated in the system for preventing adhesion is used as the sealing liquid, the cost required for preventing adhesion can be reduced. Since the sealing liquid used is a liquid having a higher degree of purification than the crude titanium tetrachloride liquid, it is possible to avoid quality problems due to its use.
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態を示す四塩化チタン製造設備の構成図、図2は移送ポンプの主要部である軸シール部の構成図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a titanium tetrachloride production facility showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of a shaft seal portion which is a main portion of a transfer pump.
本実施形態の蒸留系における高沸点物の付着防止方法は、四塩化チタンの製造に使用されている。四塩化チタンの製造工程は、塩化法によるクルード四塩化チタンの製造系と、製造されたクルード四塩化チタンを蒸留により精製する蒸留精製系とを含んでいる。 The method for preventing adhesion of high-boiling substances in the distillation system of this embodiment is used for the production of titanium tetrachloride. The production process of titanium tetrachloride includes a production system for crude titanium tetrachloride by a chlorination method and a distillation purification system for purifying the produced crude titanium tetrachloride by distillation.
塩化法によるクルード四塩化チタンの製造系では、流動反応炉1が使用される。流動反応炉1では、粒状のチタン鉱石及び粒状のコークスを炉内に装入した状態で、炉下方から炉内に塩素ガスを吹き込み、800〜1200℃の温度範囲内で流動層を形成することにより、ガス状のクルード四塩化チタンを生成する。 In the production system of crude titanium tetrachloride by the chlorination method, the fluidized reactor 1 is used. In the flow reaction furnace 1, in a state where granular titanium ore and granular coke are charged into the furnace, chlorine gas is blown into the furnace from the lower part of the furnace to form a fluidized bed within a temperature range of 800 to 1200 ° C. To produce gaseous crude titanium tetrachloride.
生成されたクルード四塩化チタンガスは逐次、炉頂部から炉外へ抜き出され、サイクロン2に送られ、固形物を除去された後、コンデンサ3に送られ、液化される。コンデンサ3で生成されたクルード四塩化チタン液は、一旦、貯蔵タンク4に導入される。貯蔵タンク4では、差圧式の液面計5により液面レベルが測定される。差圧式の液面計5は、液体側の導管6と空間側の導管7を用いてタンク内の液面下と液面上の圧力差を検出し、その検出値から液面レベルを検出する。
The generated crude titanium tetrachloride gas is sequentially extracted from the top of the furnace to the outside of the furnace, sent to the cyclone 2, and after solids are removed, it is sent to the
貯蔵タンク4内のクルード四塩化チタン液は、前述したとおり塩化ジルコニウム、塩化ニオブ、塩化アルミニウムなどの高沸点物を含んでいる。このクルード液は移送ポンプ8により、予備蒸留器である蒸発器9に送られる。蒸発器9では、導入されたクルード四塩化チタン液が加熱され、ガス化される。そのガスは蒸発器9から抜き出され、コンデンサ10で液化された後、蒸留塔11へ送られる。蒸発器9内で高沸点物が濃縮されたクルード四塩化チタン液は、移送ポンプ12によりサイクロン2の上流側へ戻される。
The crude titanium tetrachloride liquid in the storage tank 4 contains high-boiling substances such as zirconium chloride, niobium chloride, and aluminum chloride as described above. This crude liquid is sent by a
蒸留塔11では、蒸発器9で予備蒸留されて導入されたクルード四塩化チタン液を塔底部でボイラ13に循環させることにより加熱し、蒸発させる。そのクルード四塩化チタンガスは塔内を温度を下げながら上昇し、最終的に塔頂部から抜き出される。これにより、クルード四塩化チタン中の高沸点物が除去される。
In the distillation column 11, the crude titanium tetrachloride liquid preliminarily distilled in the evaporator 9 is introduced into the
蒸留塔11の塔頂部から抜き出された四塩化チタンガスは、コンデンサ14により液体に戻して塔頂部に循環される。一方、製品であるピュア四塩化チタンは塔底部と塔頂部との間からいわゆるサイドカットによりガス状で塔外へ逐次取り出される。塔外へ取り出されたピュア四塩化チタンガスは、コンデンサ22により液化され、図示されない製品タンクに貯蔵される。かくして蒸留塔11での蒸留精製が継続され、ピュア四塩化チタンが生成され続ける。
The titanium tetrachloride gas extracted from the top of the distillation column 11 is returned to the liquid by the
製品を塔底部と塔頂部との間からサイドカットで取り出すのは、四塩化チタンより沸点が低い低沸点系の一部の塩化不純物を排除するためである。すなわち、四塩化チタンより沸点が低い低沸点系の一部の塩化不純物は塔頂循環液中に濃縮する。サイドカットによればこの低沸点系の一部の塩化不純物も除去できるのである。 The reason why the product is taken out by side cut from between the tower bottom and the tower top is to eliminate some of the chlorinated impurities in the low-boiling system having a boiling point lower than that of titanium tetrachloride. That is, some chlorinated impurities in the low boiling point system whose boiling point is lower than that of titanium tetrachloride are concentrated in the overhead circulating liquid. According to the side cut, some of the chlorinated impurities in the low boiling point system can be removed.
このような四塩化チタンの製造工程、特にクルード四塩化チタンの蒸留系では、クルード四塩化チタン中の高沸点物が付着物となって動作不良が頻発する。具体的には、生成されたクルード四塩化チタン液を一時的に貯蔵する貯蔵タンク4に装備された差圧式の液面計5や、クルード四塩化チタン液を移送する移送ポンプ8及び12で、この動作不良が多発する。前述したとおりである。
In such a production process of titanium tetrachloride, particularly in the distillation system of crude titanium tetrachloride, high boiling point substances in the crude titanium tetrachloride become deposits, resulting in frequent malfunctions. Specifically, with a differential pressure
そこで本実施形態の蒸留系における高沸点物の付着防止方法では、蒸留塔11の塔頂部を循環する塔頂循環液を、分流器15及び移送ポンプ16を介して適宜微量取り出し、液面計5の液体側の導管6や移送ポンプ8及び12の各軸シール部に加圧して供給する。なお移送ポンプ16は、蒸留後の高沸点物を含まない四塩化チタン液を移送するので、高沸点物の付着による動作不良は生じない。
Therefore, in the method for preventing adhesion of high-boiling substances in the distillation system of the present embodiment, a small amount of the circulating liquid at the top of the column that is circulated through the top of the distillation column 11 is taken out through the
蒸留器8における塔頂循環液は、前述したとおり製品ではないものの、付着を生じる高沸点物を殆ど含まず、付着した高沸点物に対しては有効な洗浄液にもなる。これを液面計5の液体側の導管6に連続的又は間欠的に微量供給し、導管6内を常に高沸点物を含まない塔頂循環液で満たしておく。そうすることにより、液面計5の液体侵入部が高沸点物を含まない塔頂循環液でシールされ、液面計5での付着物の発生による動作不良が防止される。導管6内で塔頂循環液の余剰が生じた場合は、貯蔵タンク4に逆流するが、それが品質上の問題を生じないことは前述したとおりである。
Although the tower top circulating liquid in the
また、移送ポンプ8及び12では、図2に示すように、水平な回転羽根17の回転によりクルード四塩化チタン液が中央部下方の導入管18から吸引され、排出管19により側方へ排出される。回転羽根17を駆動するための垂直な回転軸20は、図示されないモータにより駆動され、回転羽根17の直上でメタルシール21により軸封されている。そして、この軸封部のシール液として、従来はフィルタにより濾過処理したクルード四塩化チタン液がメタルシール21の上方に加圧供給されていた。シール液としてクルード四塩化チタン液を使用するのは、そのシール液が移送媒体であるクルード四塩化チタン液に混入しても問題を生じないからである。また、そのクルード四塩化チタン液を濾過処理するのは、液中の固形物を除去して動作不良の防止を図るためである。しかし、その結果は、前述したとおり、軸封部にクルード四塩化チタン液が侵入し、液中の高沸点物が付着堆積することにより、動作不良が頻発するのを避け得ないというものである。
Further, in the transfer pumps 8 and 12, as shown in FIG. 2, the crude titanium tetrachloride liquid is sucked from the
そこで本実施形態では、この動作不良を防止するために、メタルシール21の上方に、高沸点物を含まない塔頂循環液が常時満たされるように、該循環液をシール液として連続的又は間欠的に微量供給する。供給圧は、移送媒体であるクルード四塩化チタン液がシール部へ流入しない圧力とする。これにより、供給された塔頂循環液は回転軸20とメタルシール21の間の僅かの隙間に侵入する。その結果、シール部における高沸点物の付着堆積が防止され、高沸点物の付着堆積に起因する動作不良が防止される。供給された塔頂循環液の一部は、回転軸20とメタルシール21の間を通過して、回転羽根17による移送媒体であるクルード四塩化チタン液中に混入するが、その混入が品質上問題のないことは前述のとおりである。
Therefore, in this embodiment, in order to prevent this malfunction, the circulating liquid is continuously or intermittently used as the sealing liquid so that the tower top circulating liquid not containing the high boiling point material is always filled above the
かくして、本実施形態では、生成されたクルード四塩化チタン液を一時的に貯蔵する貯蔵タンク4に装備された差圧式の液面計5や、クルード四塩化チタン液を移送する移送ポンプ8及び12での粘着物付着による動作不良が、系内で生成される塔頂循環液を使用して経済的に防止される。また、これにより分解整備が不要になり、分解整備に伴う作業及び運転停止がなくなることからも経済性が向上する。
Thus, in this embodiment, the differential pressure
本発明の経済的効果を比較例との対比により明らかにする。 The economic effect of the present invention will be clarified by comparison with a comparative example.
最初の対比では、生成されたクルード四塩化チタン液を一時的に貯蔵する貯蔵タンクに装備された差圧式の液面計において、クルード四塩化チタン液中の高沸点物の付着が原因で発生する動作不良を防止する。この防止のために、本発明例1として、液体側の導管に塔頂循環液を供給し、その導管内を常時循環液で満たした。また本発明例2として、製品であるピュア四塩化チタン液を供給した。供給量は1リットル/分とした。動作不良は発生せず、液面計の分解整備は不要であった。 In the first comparison, in the differential pressure type level gauge equipped in the storage tank that temporarily stores the generated crude titanium tetrachloride liquid, it occurs due to the adhesion of high boiling point substances in the crude titanium tetrachloride liquid. Prevent malfunction. In order to prevent this, as Example 1 of the present invention, the circulating liquid at the top of the tower was supplied to the liquid-side conduit, and the inside of the conduit was always filled with the circulating fluid. As Inventive Example 2, a pure titanium tetrachloride liquid as a product was supplied. The supply amount was 1 liter / min. No malfunction occurred, and the level gauge was not required to be disassembled.
一方、比較例1として、液体側の導管内にシール液は供給せず、タンク内のクルード四塩化チタン液が流入するままとした。そして動作不良防止のために、1時間に1回の頻度でクルード液の流入を一時的に遮断して液体側の導管から液面計へガスブローを行った。付着を完全に防止することができず、30日ごとに液面計の分解整備を行う必要があった。比較例2として、フィルタで濾過処理したクルード四塩化チタン液を液体側の導管に供給し、この液で液面計をシールした。動作不良防止のために、30日ごとに液面計の分解整備を行う必要があった。 On the other hand, as Comparative Example 1, the sealing liquid was not supplied into the liquid-side conduit, and the crude titanium tetrachloride liquid in the tank was kept flowing. In order to prevent malfunction, the inflow of the crude liquid was temporarily interrupted once every hour, and gas was blown from the liquid side conduit to the liquid level gauge. Adhesion could not be completely prevented, and it was necessary to disassemble and maintain the liquid level gauge every 30 days. As Comparative Example 2, crude titanium tetrachloride liquid filtered with a filter was supplied to the liquid side conduit, and the liquid level gauge was sealed with this liquid. In order to prevent malfunction, it was necessary to disassemble and maintain the level gauge every 30 days.
従来は、タンク内のクルード四塩化チタン液が液体側の導管内に流入するままとしていた(従来例)。動作不良防止のために7日毎に液面計の分解整備を行う必要があった。 Conventionally, the crude titanium tetrachloride liquid in the tank is allowed to flow into the liquid-side conduit (conventional example). It was necessary to disassemble and maintain the liquid level gauge every 7 days to prevent malfunction.
いずれの場合も液面計の動作不良は防止でき、測定誤差を2%以内に抑制できた。しかし、その動作不良の防止に要するコストは、比較例では本発明例に比べて相当に嵩むものになった。各例でのコストを、ガスブローによる比較例1の場合を100として表1に示す。 In either case, the malfunction of the liquid level gauge could be prevented, and the measurement error could be suppressed within 2%. However, the cost required for preventing the malfunction is considerably higher in the comparative example than in the inventive example. The cost in each example is shown in Table 1 as 100 in the case of Comparative Example 1 by gas blow.
動作不良の防止策を特に講じない従来例の場合、動作不良を防止するためには7日に1回の割合で分解整備が必要であり、防止コストが嵩む。防止策を講じてもガスブローや濾過液使用の場合は30日に1回の割合で分解整備が必要であり、防止コストは依然として高い。これらに対し、蒸留で高沸点物を低減した液体によって液面計をシールすると、分解整備なしで動作不良を防止でき、防止コストが大幅に下がる。液コストの点から塔頂循環液が製品液より有利である。 In the case of the conventional example in which measures for preventing malfunction are not particularly taken, in order to prevent malfunction, disassembly and maintenance are required once every seven days, and the prevention cost increases. Even if preventive measures are taken, when gas blow or filtrate is used, disassembly and maintenance are required once every 30 days, and the prevention cost is still high. On the other hand, if the level gauge is sealed with a liquid in which high-boiling substances have been reduced by distillation, malfunctions can be prevented without disassembly and the prevention cost is greatly reduced. From the viewpoint of the liquid cost, the circulating liquid at the top is more advantageous than the product liquid.
次の対比試験として、移送ポンプの軸シール部の粘着物付着による動作不良を防止する。この防止のために、本発明例3として、軸シール液に塔頂循環液を用いた。また、本発明例4として製品液を用いた。軸シール液の供給量は1リットル/分とした。動作不良は発生せず、液面計の分解整備は不要であった。 As the next contrast test, malfunction due to adhesion of sticky material on the shaft seal of the transfer pump is prevented. In order to prevent this, a tower top circulating liquid was used as the shaft seal liquid as Example 3 of the present invention. A product solution was used as Invention Example 4. The supply amount of the shaft seal liquid was 1 liter / min. No malfunction occurred, and the level gauge was not required to be disassembled.
一方、比較例3として、軸シール液に濾過処理したクルード四塩化チタン液を用いた。汚染防止及び動作不良防止を目的として本出願人が当初考えた方法である。軸シール液の供給量は本発明例3,4と同じ1リットル/分とした。汚染防止は達成されたが、動作不良防止のために、30日ごとに軸シール部の分解整備を行う必要があった。各例でのコストを比較例3の場合を100として表2に示す。 On the other hand, as Comparative Example 3, a crude titanium tetrachloride solution that was filtered into the shaft seal solution was used. This is the method originally considered by the present applicant for the purpose of preventing contamination and malfunction. The supply amount of the shaft seal liquid was set to 1 liter / minute as in the present invention examples 3 and 4. Although contamination prevention was achieved, it was necessary to disassemble and maintain the shaft seal every 30 days to prevent malfunction. The cost in each example is shown in Table 2 with the case of Comparative Example 3 being 100.
いずれの場合も移送ポンプの動作不良は防止できた。しかし、その防止のために、比較例3では30日に1回の割合で分解整備が必要であり、整備により防止コストが嵩む。これに対し、本発明例3及び4では分解整備なしで動作不良を防止でき、防止コストが大幅に下がる。液コストの点から塔頂循環液が製品液より有利である。ちなみに、濾過処理しないクルード四塩化チタン液を軸シールに使用した場合は、15日に1回の割合で分解整備が必要となり、コストは200に跳ね上がる。 In either case, malfunction of the transfer pump could be prevented. However, in order to prevent this, in Comparative Example 3, it is necessary to disassemble and maintain once every 30 days, which increases the prevention cost. On the other hand, in the inventive examples 3 and 4, it is possible to prevent malfunction without disassembly and maintenance, and the prevention cost is greatly reduced. From the viewpoint of the liquid cost, the circulating liquid at the top is more advantageous than the product liquid. By the way, when crude titanium tetrachloride liquid that is not filtered is used for the shaft seal, disassembly and maintenance are required once every 15 days, and the cost jumps to 200.
1 流動反応炉
2 サイクロン
3,10,14,22 コンデンサ
4 貯蔵タンク
5 液面計
6 液体側の導管
7 空間側の導管
8,12,16 移送ポンプ
9 蒸発器
11 蒸留塔
13 ボイラ
15 分流器
16 移送ポンプ
17 回転羽根
18 導入管
19 排出管
20 回転軸
21 メタルシール
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