本发明属于四氯化钛精制领域，并且更具体地，涉及一种粗四氯化钛除钒方法。
背景技术：
氯化法钛白因其技术环保和产品质量优异逐渐成为国内钛白粉生产的主流工艺。精四氯化钛是氯化钛白或海绵钛生产的重要中间原料，而粗四氯化钛精制除钒过程是生产精四氯化钛的关键环节。目前，文献提及的粗四氯化钛精制除钒工艺主要包括铜丝除钒法、铝粉除钒法、硫化氢除钒法和有机物除钒法。其中铜丝除钒法的缺点是失效铜丝的再生洗涤操作麻烦，劳动强度大，条件差，并且产生含铜废水污染，不便于回收钒，除钒成本高及生产不连续；铝粉除钒法的缺点是使用的超细活性铝粉价格昂贵，并具有可爆性；硫化氢除钒法的缺点是硫化氢具有剧毒、恶臭和易爆性，劳动条件恶劣；有机物除钒法的缺点是有机物在vocl3和ticl4等催化作用下生成大量黏性固体，导致过热器易堵塞，需频繁更换过热器，影响精制系统的连续稳定运行。
因此，如何低成本高效地除去粗四氯化钛中的钒杂质，保证精制系统的长周期稳定运行，成为亟需解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于低成本高效地除去粗四氯化钛中的钒杂质，保证精制系统的长周期稳定运行。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的一方面，提供一种粗四氯化钛除钒方法，该方法包括以下步骤：
1)将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，同时向混合管内通入氢气得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；
2)将气液混合物输入过热器，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；
3)将含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆均排入泥浆罐。
在本发明的一个实施例中，步骤1)中混合管上安装有控制阀。
在本发明的一个实施例中，步骤1)中粗四氯化钛液体的进料速率为6000-10000kg/h。
在本发明的一个实施例中，步骤2)中粗四氯化钛液体中的杂质包含vocl3，所述vocl3的含量为0.5-2％。
在本发明的一个实施例中，氢气的纯度为99.999％。
在本发明的一个实施例中，步骤1)中氢气的流量通过质量流量计控制。
在本发明的一个实施例中，氢气与vocl3的摩尔比为(1-10):1。
在本发明的一个实施例中，步骤2)中还包括控制过热器管程出口温度为150～160℃，压力为0.3～0.4mpa。
在本发明的一个实施例中，步骤3)中还包括控制精馏塔的塔顶压力不超过15kpa，塔顶温度为137-140℃。
另外，根据本发明的内容，提供一种粗四氯化钛除钒系统，该系统被配置为执行如上所述的粗四氯化钛除钒方法。
通过采用上述技术方案，本发明相比于现有技术具有如下优点：
本发明在现有的有机物精制除钒工艺上利用氢气代替有机物将粗四氯化钛中的vocl3等含钒杂质转化为vocl2或vcl3等钒的低价氯化物，进而精制除钒泥浆，与精四氯化钛分离。本发明降低精制泥浆中固含量、降低过热器的更换清理频率、增加其稳定运行周期并提高精制除钒系统的生产效率；本发明降低精四氯化钛和精制尾渣中的杂质含量、便于产品的高值利用并且降低生产成本。
具体实施方式
应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。
本发明提供一种粗四氯化钛除钒方法，该方法包括以下步骤：
1)将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，同时向混合管内通入氢气得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；
2)将气液混合物输入过热器，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；
3)将含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆均排入泥浆罐。
在上述技术方案中，步骤1)中混合管上安装有控制阀。
在上述技术方案中，步骤1)中粗四氯化钛液体的进料速率为6000-10000kg/h。
在上述技术方案中，步骤2)中粗四氯化钛液体中的杂质包含vocl3，所述vocl3的含量为0.5-2％。
在上述技术方案中，氢气的纯度为99.999％。
在上述技术方案中，步骤1)中氢气的流量通过质量流量计控制。
在上述技术方案中，为了达到最佳的除钒效果，氢气与vocl3的摩尔比为(1-10):1。
在上述技术方案中，为了保证精四氯化钛的品质和产量，步骤2)中还包括控制过热器管程出口温度为150～160℃，压力为0.3～0.4mpa；步骤3)中还包括控制精馏塔的塔顶压力不超过15kpa，塔顶温度为137～140℃。
此外，本发明还提供一种粗四氯化钛除钒系统，该系统被配置为执行如上所述的粗四氯化钛除钒方法。
本发明在现有的有机物精制除钒工艺上利用氢气代替有机物将粗四氯化钛中的vocl3等含钒杂质转化为vocl2或vcl3等钒的低价氯化物，进而与精四氯化钛分离，减少产生的精制泥浆量，降低精四氯化钛和精制尾渣中的杂质含量，便于产品的高值利用，降低生产成本。
经过上述方法处理后，精四氯化钛中vocl3含量可降至0.0007％以下，精制泥浆中固含量可控制至100g/l以下。
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1：
将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，控制其进料速率为8000kg/h，同时向混合管中引入纯度为99.999％氢气，氢气的流量通过质量流量计控制，设定为10.5nm3/h，从而得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；将该气液混合物输入过热器进行加热，控制过热器管程出口温度为155℃，压力为0.35mpa，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；将得到的含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，控制精馏塔塔顶压力为15kpa，塔顶温度为137℃，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆并排入泥浆罐。
通过上述方法，得到的精四氯化钛产品中vocl3含量为0.0007％，精制泥浆中固含量为65.4g/l。
实施例2：
将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，控制其进料速率为8000kg/h，同时向混合管中引入纯度为99.999％氢气，氢气的流量通过质量流量计控制，设定为53.5nm3/h，从而得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；将该气液混合物输入过热器进行加热，控制过热器管程出口温度为155℃，压力为0.35mpa，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；将得到的含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，控制精馏塔塔顶压力为15kpa，塔顶温度为137℃，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆并排入泥浆罐。
通过上述方法，得到的精四氯化钛产品中vocl3含量为0.0003％，精制泥浆中固含量为68.5g/l。
实施例3：
将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，控制其进料速率为6000kg/h，同时向混合管中引入纯度为99.999％氢气，氢气的流量通过质量流量计控制，设定为39.0nm3/h，从而得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；将该气液混合物输入过热器进行加热，控制过热器管程出口温度为150℃，压力为0.3mpa，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；将得到的含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，控制精馏塔塔顶压力为10kpa，塔顶温度为140℃，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆并排入泥浆罐。
通过上述方法，得到的精四氯化钛产品中vocl3含量为0.0002％，精制泥浆中固含量为61.4g/l。
实施例4：
将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，控制其进料速率为10000kg/h，同时向混合管中引入纯度为99.999％氢气，氢气的流量通过质量流量计控制，设定为50.0nm3/h，从而得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；将该气液混合物输入过热器进行加热，控制过热器管程出口温度为160℃，压力为0.4mpa，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；将得到的含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，控制精馏塔塔顶压力为8kpa，塔顶温度为138℃，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆并排入泥浆罐。
通过上述方法，得到的精四氯化钛产品中vocl3含量为0.0004％，精制泥浆中固含量为52.3g/l。
实施例5：
将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，控制其进料速率为8000kg/h，同时向混合管中引入纯度为99.999％氢气，氢气的流量通过质量流量计控制，设定为25.5nm3/h，从而得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；将该气液混合物输入过热器进行加热，控制过热器管程出口温度为156℃，压力为0.36mpa，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；将得到的含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，控制精馏塔塔顶压力为10kpa，塔顶温度为140℃，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆并排入泥浆罐。
通过上述方法，得到的精四氯化钛产品中vocl3含量为0.0006％，精制泥浆中固含量为60.8g/l。
实施例6：
将粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛液体泵入到混合管中，控制其进料速率为9000kg/h，同时向混合管中引入纯度为99.999％氢气，氢气的流量通过质量流量计控制，设定为52.0nm3/h，从而得到粗四氯化钛液体和氢气的气液混合物；将该气液混合物输入过热器进行加热，控制过热器管程出口温度为157℃，压力为0.34mpa，氢气与粗四氯化钛液体中的杂质进行反应得到含有除钒泥浆的混合物；将得到的含有除钒泥浆的混合物喷入闪蒸罐进行闪蒸除去高沸点杂质，再喷入精馏塔进行精馏，控制精馏塔塔顶压力为15kpa，塔顶温度为137℃，精馏塔的塔顶四氯化钛蒸汽经冷凝得到精四氯化钛产品，闪蒸罐的底部和精馏塔的塔底精制泥浆排入泥浆罐。
通过上述方法，得到的精四氯化钛产品中vocl3含量为0.0001％，精制泥浆中固含量为63.8g/l。
由此，通过上述实施例1-6得到的精四氯化钛产品中vocl3含量和精制泥浆中固含量见下表1所示：
表1
由上述表1可以看出，通过本发明的方法处理后，得到的精四氯化钛中vocl3含量可降至0.0007％以下，精制泥浆中固含量可控制至100g/l以下。因此，本发明降低精制泥浆中固含量、降低过热器的更换清理频率、增加其稳定运行周期并且提高精制除钒系统的生产效率；本发明降低精四氯化钛和精制尾渣中的杂质含量、便于产品的高值利用并且降低生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。