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titanio processo Kroll

titanium Kroll process

Filiera Ti spugnoso: clorurazione rutilo a TiCl4 + riduzione Mg in vuoto. Aerospace + medical; lotti batch (settimane di ciclo per reattore).

IRI
chem:titaniumKrollPipeline
Unit Operation
4
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
2
CO₂eq cumulato
23.80 kg/kg
Produzione globale
0.25 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
6 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR rutileChlorination["clorurazione rutilo"] ticl4Distillation["distillazione TiCl4"] krollReduction["riduzione Kroll"] tiSpongeLeach["lavaggio MgCl2 + frantumazione spugna Ti"] s_rutile(["rutilo"]):::role_rawMaterial s_rutile --> rutileChlorination s_chlorine(["cloro"]):::role_rawMaterial s_chlorine --> rutileChlorination s_coke(["coke"]):::role_rawMaterial s_coke --> rutileChlorination s_titaniumTetrachlorideCrude(["TiCl4 grezzo (pre-distillazione)"]):::role_intermediate rutileChlorination --> s_titaniumTetrachlorideCrude s_titaniumTetrachloride(["tetracloruro di titanio"]):::role_byproduct rutileChlorination -.-> s_titaniumTetrachloride s_carbonMonoxide(["monossido di carbonio"]):::role_byproduct rutileChlorination -.-> s_carbonMonoxide s_titaniumTetrachlorideCrude --> ticl4Distillation ticl4Distillation --> s_titaniumTetrachloride s_titaniumTetrachloride --> krollReduction s_magnesium(["magnesio metallico"]):::role_rawMaterial s_magnesium --> krollReduction s_titaniumCrude(["titanio spugnoso grezzo (pre-lavaggio MgCl2)"]):::role_intermediate krollReduction --> s_titaniumCrude s_magnesiumChloride(["cloruro di magnesio"]):::role_byproduct krollReduction -.-> s_magnesiumChloride s_titaniumCrude --> tiSpongeLeach s_titanium(["titanio spugnoso"]):::role_finalProduct tiSpongeLeach --> s_titanium classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003 classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030 classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333 classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642 classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444 classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033 classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506 classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima prodotto finale intermedio sottoprodotto scarto utility catalizzatore ⛏️ miniera --> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
🧪 clorurazione rutilo rutilo, cloro, cokeTiCl4 grezzo (pre-distillazione) reattore di clorurazione a letto fluido 3.5
⚙️ distillazione TiCl4 TiCl4 grezzo (pre-distillazione)tetracloruro di titanio colonna di distillazione 0.8
🧪 riduzione Kroll tetracloruro di titanio, magnesio metallicotitanio spugnoso grezzo (pre-lavaggio MgCl2) reattore di riduzione Kroll 18.0
⚙️ lavaggio MgCl2 + frantumazione spugna Ti titanio spugnoso grezzo (pre-lavaggio MgCl2)titanio spugnoso vasca di lisciviazione 1.5

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
clorurazione rutilo TiO2 + 2 Cl2 + 2 C -> TiCl4 + 2 CO -50.0 kJ/mol
riduzione Kroll TiCl4 + 2 Mg -> Ti + 2 MgCl2 -490.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (4)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (3)
▫️ intermedio (2)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
clorurazione rutilo 800–1000 °C1.0–2.0 atmCl2
distillazione TiCl4 135–160 °Catminert
riduzione Kroll 800–900 °CatmAr
lavaggio MgCl2 + frantumazione spugna Ti 60–90 °Catmair

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
clorurazione rutilo thermal5.5 MJ/kg
riduzione Kroll thermal25.0 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:titaniumKrollPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.


Dereferenziabile: chem:titaniumKrollPipeline · ontologia completa · TTL sorgente