二氯甲烷/石蠟油回收裝置技術(shù)方案優(yōu)化

1、前言

隨著國家對環(huán)保的日趨重視，政策上對新能源項目的逐漸傾斜，新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來了高速發(fā)展的最好時機(jī)。鋰電池作為新能源儲存和輸出緩沖的重要組成部分，必將在這一輪發(fā)展中占有及其重要的地位；而作為鋰電池重要組成部分的鋰離子電池隔膜，也將成為重要的一環(huán)。在鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝中，濕法隔膜技術(shù)需要在流程中使用易揮發(fā)物質(zhì)洗脫殘留的溶劑，一般使用的易揮發(fā)物質(zhì)為二氯甲烷，需要洗脫的溶劑為石蠟油。為將這兩種物質(zhì)相溶后的混合物質(zhì)分離以便重新回收利用，普遍采用二氯甲烷精餾回收裝置進(jìn)行分離回收。

2、二氯甲烷精餾工藝簡介

在現(xiàn)有的二氯甲烷精餾回收裝置中，來自萃取的二氯甲烷和石蠟油的混合物進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精餾處理，通過精餾回收裝置分離二氯甲烷和石蠟油。流程簡圖1如下：

3、存在的問題

現(xiàn)有工藝塔底溫度的設(shè)計過高；塔頂真空的設(shè)計可有可無；回收的石蠟油必須經(jīng)過二次處理后方有可能繼續(xù)回用（國內(nèi)目前并無回用先例，對此技術(shù)的研究正處于起步階段），說明原工藝的設(shè)計理念過于理想化，不適合現(xiàn)階段的實際情況；對精餾過程中產(chǎn)生的冷量、熱量未能充分利用，在能耗方面造成頗多浪費。

3.1塔底溫度、真空設(shè)計不合理

根據(jù)原設(shè)計內(nèi)容，塔底溫度控制在304℃，塔頂壓力控制在-0.05 MPaG，利用了真空、高溫易于分離的工作原理，考慮了塔頂二氯甲烷產(chǎn)品及塔底石蠟油產(chǎn)品都可以回用。但在實際生產(chǎn)中，塔底石蠟油產(chǎn)品雖然濃度達(dá)到了99.5%以上，卻因種種原因無法進(jìn)行回用，只能作為廢油處理。這些原因包括：色差較大、含固體雜質(zhì)、二氯甲烷對制膜設(shè)備的影響等等。這些原因在二氯甲烷回收裝置中無法解決，只能通過后續(xù)系統(tǒng)解決，故原方案對塔底溫度和塔頂壓力的設(shè)計便成為可有可無。

3.2塔底供熱介質(zhì)選取不合理

根據(jù)原設(shè)計內(nèi)容，選取的塔底供熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，通過導(dǎo)熱油爐供熱，而在實際生產(chǎn)中，導(dǎo)熱油的溫度最高達(dá)到120℃即可，導(dǎo)熱油爐并未充分利用。

3.3塔頂熱量與進(jìn)料冷量利用不合理

二氯甲烷/石蠟油精餾裝置的作用是將經(jīng)過萃取后含石蠟油油的二氯甲烷萃取液通過精餾方式對二氯甲烷及石蠟油進(jìn)行分離后回收利用?，F(xiàn)有工藝技術(shù)中，其進(jìn)料的二氯甲烷萃取液用導(dǎo)熱油爐進(jìn)行供熱揮發(fā)，塔頂二氯甲烷氣體用冷凍水進(jìn)行冷凝，塔頂二氯甲烷氣體的溫度為40℃，進(jìn)料二氯甲烷萃取液的溫度為0-16℃。在這個過程中，塔頂二氯甲烷氣體的熱量和進(jìn)料二氯甲烷萃取液的冷量未進(jìn)行運用，并且利用外部供熱供冷，還額外多消耗了熱量與冷量。

4、優(yōu)化措施

4.1塔底溫度、塔頂真空優(yōu)化

在認(rèn)識到上述問題后，立即停用真空、降低塔底溫度至40-100℃，通過實際生產(chǎn)來看，塔頂二氯甲烷無實質(zhì)影響，塔底石蠟油采出后濃度達(dá)到98%，損失少部分二氯甲烷，但電耗、二氯甲烷損耗以及能源消耗大大降低。

4.2塔底供熱介質(zhì)選取優(yōu)化

在濕法隔膜的生產(chǎn)中，尾氣通常采用氣體回收裝置進(jìn)行處理，氣體回收裝置需要使用低壓蒸汽進(jìn)行反脫處理，故一般都會配有低壓蒸汽鍋爐，考慮到回收系統(tǒng)塔底溫度達(dá)到40-100℃即可，那么同時采用低壓蒸汽為精餾裝置供應(yīng)熱量便成為絕佳的選擇。

4.3冷量、熱量利用優(yōu)化

針對原技術(shù)方案中熱量與冷量的浪費，對流程修改如下：增加一換熱器，對塔頂二氯甲烷氣體及進(jìn)料二氯甲烷萃取液進(jìn)行換熱，冷卻后的塔頂二氯甲烷氣體去冷凝器繼續(xù)與冷凍水換熱至需要的溫度；進(jìn)料二氯甲烷萃取液加熱后進(jìn)入精餾塔內(nèi)。

5、優(yōu)化效果

5.1經(jīng)濟(jì)效果顯著

經(jīng)計算，停止真空后，每年可少排二氯甲烷200噸，減少電耗5.5萬度，降低生產(chǎn)成本約80萬元；采用低壓蒸汽作為精餾塔底熱源之后，可以節(jié)省導(dǎo)熱油爐的一次性投資一百余萬元。

5.2社會效益明顯

停用真空后，每年少排二氯甲烷200噸，減少了對大氣環(huán)境的污染，起到了保護(hù)環(huán)境的作用。

6、結(jié)語

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，濕法隔膜技術(shù)也會不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，今后很長的一段時間內(nèi)，降低成本會成為企業(yè)的主要工作和贏利點，這就需要對石蠟油以及二氯甲烷的混合液體進(jìn)行更為有效的處理，最終的目的是使石蠟油及二氯甲烷完全分離且均可回收利用，以減少資源浪費和降低企業(yè)成本。

（作者單位：蘇州捷力新能源材料有限公司）

作者簡介

李東（1982—），男，江蘇盱眙人，本科，中國礦業(yè)大學(xué)，工程師，研究方向：精細(xì)化工。