«Титановая» химия

День химика - хороший повод вспомнить о прорывных технологиях, позволивших существенно облегчить жизнь человечеству. И, конечно, испытать чувство гордости от того, что АВИСМА также участвует в производстве соединений, без которых сегодня немыслима «высокая» химия.

«Титановая» химия
Полимерные изделия


«Титановая» химия
Тетрахлорид титана

Многие ли из вас знают, что такое катализаторы Циглера-Натта? А между тем без этих комплексов соединений переходных металлов, компонентами которых являются, в том числе тетрахлорид титана и окситрихлорид ванадия, был бы невозможен синтез этилен-пропиленовых полимеров, получивших широкое применение в производстве резино-технических изделий, герметиков, клеев и присадок к маслам.

В автопроме, например, это уплотнители стёкол, бамперы автомобилей. В строительстве синтетические полимеры используются для изоляции фундаментов зданий, в качестве кровельных материалов и т.п.

Так вот, необходимые для синтеза катализаторы на основе титана были открыты и запатентованы в 1953 году группой немецких химиков под руководством Карла Циглера. Тему плодотворно развил сотрудничавший с Циглером итальянец Джулио Натта, за что обоим учёным была присуждена Нобелевская премия по химии. И это понятно: катализаторы Циглера-Натта позволили синтезировать самые различные материалы, абсолютно идентичные натуральному каучуку, и существенно удешевили процесс синтеза.

В химико-металлургическом (№32) цехе АВИСМА как раз получают тетрахлорид титана и окситрихлорид ванадия, используемые для производства катализаторов. Чтобы разделить эти два продукта, необходим весь комплекс процессов, принятых в традиционной химии. Это окислительно-восстановительные реакции, сгущение, испарение, конденсация, ректификация, дистилляция - и всё только для разделения и получения двух товарных продуктов родственных переходных металлов.

Евгений БЕЛЯКОВ, зам. начальника цеха №32:
- Для отделения ванадия технический TiCl4 сначала подаётся на узел очистки и фильтрации, где ванадий переводится в нерастворимую форму и сгущается. Затем получившаяся в результате реакции пульпа идёт на переработку в солевую печь. В результате сложных процессов на выходе из печи эти соединения снова образуют жидкую смесь-«промпродукт», но с уже более высоким содержанием ванадия.


На следующей стадии для разделения титана и ванадия требуется уже многостадийная перегонка. Дело в том, что у тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия практически одинаковые температуры кипения, и разделить их смесь можно только посредством этой процедуры.

Сергей УСЕИНОВ, ст. мастер ОПУ-2 цеха №32:
- Что касается производства окситрихлорида ванадия, то после переработки на солевой печи в ОПУ-1 получается продукт, представляющий собой 20-процентный окситрихлорид ванадия, который затем перекачивается в ОПУ-2 на каскад колонн ректификации. Сначала его концентрация на выходе повышается до 60-80%, а затем до 98%.


Основной объём 98-процентного продукта идёт на производство пятиокиси ванадия, а вот для того, чтобы окситрихлорид ванадия стал катализатором, требуется ещё одна стадия ректификации, где его чистота повышается почти до 100%.

Всё это - основа для «высокой» каталитической химии, когда в результате уже других процессов получаются такие незаменимые в сегодняшней жизни полимеры.

Татьяна КЛИМИНА, Ольга ЕРЕМЕНКО
Газета "Металлург" №20, 27 мая 2016 года


«Титановая» химия
Химико-металлургический цех АВИСМА