四氯化钛
四氯化钛 性质
熔点 | −25 °C(lit.) |
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沸点 | 135-136 °C(lit.) |
密度 | 1.73 g/mL at 20 °C(lit.) |
蒸气压 | 50 mm Hg ( 55 °C) |
折射率 | 1.61 |
闪点 | 46 °F |
储存条件 | Flammables area |
溶解度 | 可溶于水中 |
形态 | 溶液在储存期间颜色可能会变暗 |
比重 | 1.726 |
颜色 | 浅黄色至深棕色 |
水溶解性 | reacts |
敏感性 | Moisture Sensitive |
水解敏感性 | 8: reacts rapidly with moisture, water, protic solvents |
Merck | 14,9478 |
暴露限值 | ACGIH: TWA 50 ppm OSHA: TWA 25 ppm; STEL 125 ppm NIOSH: IDLH 2300 ppm |
介电常数 | 40.0(Ambient) |
稳定性 | 稳定的。与水反应。与水分、氨、胺、醇、钾和其他化学活性金属不相容。 |
CAS 数据库 | 7550-45-0(CAS DataBase Reference) |
NIST化学物质信息 | Titanium tetrachloride(7550-45-0) |
EPA化学物质信息 | Titanium tetrachloride (7550-45-0) |
![四氯化钛](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2020-02-29/202022919485727965.jpg)
四氯化钛是制取金属钛和二氧化钛、三氯化钛等钛化合物的原料。它是乙烯聚合催化剂的重要组分,在军事上用做发烟剂,在染料工业上用做媒染剂。具有腐蚀性,贮运时应注意安全。
TiCl4不易燃也不易爆,但挥发性大,与水接触时发生激烈反应,生成容积很大的黄色沉淀(以盐酸与Ti(OH)nClx分子式表示的化合物),并放出大量热量;在接触大气时即与空气中水分反应,产生有强刺激性和腐蚀性的HCl白烟。所以TiCl4要储存在气密性好的容器中。
纯TiCl4在常温下对铁几乎不腐蚀,粗TiCl4或部分水解的TiCl4中溶有HCl时则会腐蚀铁。TiCl4可溶解多种气体、液体和固体杂质。TiCl4在一定温度下可与氧气、镁、钠及铝发生作用,其反应分别是氯化法生产钛白、镁热还原法生产海绵钛和钠热还原法生产海绵钛以及铝还原法制备TiCl3的基础。
四氯化钛的主要物理性质:
![四氯化钛的主要物理性质](/NewsImg/2014-09-09/2014991519577532.png)
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四氯化钛的分子结构是正四面体型,Ti原子位于四面体的中心。属非极性分子。是共价键化合物,热稳定性好。在2500K部分分解,在5000K分解Ti和Cl2。四氯化钛是活泼化合物,与许多元素和化合物发生反应:与某些氯化物可生成一系列连续互溶体(如TiCl4-SiCl4,TiCl4-VOCl3等);与水激烈反应形成容积大的黄色沉淀并放出大量的热;吸湿则冒白烟,具有刺激性气味;液态TiCl4与水作用过程复杂,先生成水合物,水合物水解时Cl原子被OH-取代,生成以盐酸与Ti(OH)nClx分子式表示的化合物;与沸水作用可迅速分解生成偏钛酸。其蒸汽与水蒸汽在300℃—400℃发生水解作用生成 TiO2;与空气中的O2在高温下反应生成TiO2和Ti2O3Cl2;与O2在高于550℃时开始氧化,至1000℃时生成TiO2和Cl2;可被H2还原,在500℃—700℃下被还原得TiCl3,在650℃—850℃且H2过量时被还原为TiCl2,在1000℃且H2过量时被还原为金属Ti;与C不反应;与活泼金属Na、K、Mg、 Ca、Al和Fe等反应,在不同条件下被还原为TiCl3、TiCl2和金属Ti;遇F2、 HF、H2S、NH3和赤热的Fe2O3均发生反应;能急剧地吸收NH3并放出大量热;四氯化钛与许多熔剂可完全互溶或反应,溶于稀盐酸,醇和冷水,与溴互溶并显红色;与很多含N和含O的有机物反应而呈黄、红或褐色;常温下对Fe无腐蚀性,高于200℃时则有较大腐蚀性。制取方法很多,一般是用Cl2或其它氯化剂 (如HCl、COCl2、SOCl2、CHCl3、CCl4等)氯化金属Ti及其化合物(如TiO、 TiN、TiC、TiS、钛酸盐及其它含Ti化合物)而制得。
工业生产中,均采用氯化金红石和高钛渣等富钛物料的方法制取,当加入还原剂时,TiO2十分容易进行下面反应:
(1)TiO2+C+2Cl2=TiCl4+CO2
(2)TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO。
(1)物理法除高沸点和低沸点杂质,根据它们与TiCl4沸点或相对挥发度相差大的特点,用蒸馏法除高沸点物质,用精馏法除低沸点物质;
(2)化学法除钒杂质,粗TiCl4中的钒杂质主要是VOCl3和少量的VCl4,除钒目的是脱色和除氧。分别可用Cu除V、H2S除V、有机物除V。除V就是分离沸点相近杂质。一般采用三套设备完成整个体系的分离过程,而精制工艺方案的确定,取决于除V方法,若用Cu除V,则必须在最后除V;若用H2S和有机物除 V,则须先除V后除高沸点和低沸点杂质。
20世纪50年代,精四氯化钛生产已达到工业规模,世界各国均采用精馏法除SiCl4;采用化学法除钒,但具体作法不尽相同,日本和美国采用矿物油法或H2S法,前苏联主要采用铝法,中国则采用铜法。以富钛物料为原料,经氯化、冷凝分离、精制等处理产出精四氯化钛的过程,为钛冶金流程的主要组成部分。富钛物料包括金红石、钛渣和人造金红石等。富钛物料氯化产出的是混合炉气,须经过富钛物料氯化产物冷凝分离和粗四氯化钛精制才获得纯的TiCl4。TiCl4是生产金属钛和钛白的原料,亦可用作发烟剂,也是制备TiCl3(制取聚丙烯的催化剂)的原料。
20世纪50年代,随着海绵钛和氯化法钛白的生产发展,TiCl4生产亦达到工业规模。富钛物料氯化早期采用竖炉氯化法生产四氯化钛,随后又发展了熔盐氯化法生产四氯化钛和流态化氯化法生产四氯化钛。
日本和美国主要采用流态化氯化法,苏联自20世纪60年代初即开始采用熔盐氯化法,而竖炉氯化法已逐步被淘汰,中国钛厂采用流态化氯化和熔盐氯化两种方法。表2列出了三种主要氯化方法的比较。到80年代,世界上大型氯化炉的单炉日生产能力已达120~150tTiCl4,工艺已比较成熟,设备也已基本定型。
从富钛物料制取精四氯化钛的生产工艺流程如下:
![从富钛物料制取精四氯化钛的生产工艺流程](/NewsImg/2014-09-09/2014991525277542.png)
氯化法将高钛渣与石油焦按一定比例配料,粉碎,通人氯气进行反应,生成四氯化钛气体,经过冷凝,得到液化的四氯化钛液体,过滤、蒸馏,得到四氯化钛成品。其
TiO2+2C+2Cl2→TiCl4+2CO↑
TiO2+C+2Cl2→TiCl4+CO2↑
安全信息
危险品标志 | C,F,Xi,T |
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危险类别码 | 36/37/38-67-65-63-48/20-34-14-11-23-40-37-48/23-39/23-20/21/22-36/38 |
安全说明 | 26-7/8-62-46-45-36/37/39-24/25-23-16-60 |
危险品运输编号 | UN 3289 6.1/PG 2 |
WGK Germany | 2 |
RTECS号 | XR1925000 |
F | 21 |
TSCA | Yes |
危险等级 | 8 |
包装类别 | II |
海关编码 | 28273990 |
毒害物质数据 | 7550-45-0(Hazardous Substances Data) |
毒性 | Not found naturally in the environment. Manufactured from titanium-containing minerals and is used to make metallic titanium, titanium dioxide, and other titanium compounds. An irritant to skin, eyes, mucus membranes, and lungs due to its interaction with water to form hydrochloric acid, excessive exposure can result in chemical bronchitus, pneumonia, and death. Severe burns may result from contact with liquid titanium tetrachloride. Although long term, high dose studies caused lung tumors in rodents, IARC and other agencies have not classified titanium tetrachloride for its potential as a human carcinogen. |
提供商 | 语言 |
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