1、前言

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的日趨重視，政策上對(duì)新能源項(xiàng)目的逐漸傾斜，新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來(lái)了高速發(fā)展的最好時(shí)機(jī)。鋰電池作為新能源儲(chǔ)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(jiǎn)介

在現(xiàn)有的二氯甲烷精餾回收裝置中，來(lái)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(guò)精餾回收裝置分離二氯甲烷和石蠟油。流程簡(jiǎn)圖1如下：

3、存在的問(wèn)題

現(xiàn)有工藝塔底溫度的設(shè)計(jì)過(guò)高；塔頂真空的設(shè)計(jì)可有可無(wú)；回收的石蠟油必須經(jīng)過(guò)二次處理后方有可能繼續(xù)回用（國(guó)內(nèi)目前并無(wú)回用先例，對(duì)此技術(shù)的研究正處于起步階段），說(shuō)明原工藝的設(shè)計(jì)理念過(guò)于理想化，不適合現(xiàn)階段的實(shí)際情況；對(duì)精餾過(guò)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(fèi)。

3.1塔底溫度、真空設(shè)計(jì)不合理

根據(jù)原設(shè)計(jì)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(shí)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(wú)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(duì)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(wú)法解決，只能通過(guò)后續(xù)系統(tǒng)解決，故原方案對(duì)塔底溫度和塔頂壓力的設(shè)計(jì)便成為可有可無(wú)。

3.2塔底供熱介質(zhì)選取不合理

根據(jù)原設(shè)計(jì)內(nèi)容，選取的塔底供熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，通過(guò)導(dǎo)熱油爐供熱，而在實(shí)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(guò)萃取后含石蠟油油的二氯甲烷萃取液通過(guò)精餾方式對(duì)二氯甲烷及石蠟油進(jìn)行分離后回收利用。現(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(gè)過(guò)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(yùn)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(shí)到上述問(wèn)題后，立即停用真空、降低塔底溫度至40-100℃，通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)來(lái)看，塔頂二氯甲烷無(wú)實(shí)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(huì)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(shí)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(duì)原技術(shù)方案中熱量與冷量的浪費(fèi)，對(duì)流程修改如下：增加一換熱器，對(duì)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(jì)算，停止真空后，每年可少排二氯甲烷200噸，減少電耗5.5萬(wàn)度，降低生產(chǎn)成本約80萬(wàn)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(wàn)元。

5.2社會(huì)效益明顯

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

6、結(jié)語(yǔ)

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，濕法隔膜技術(shù)也會(huì)不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，降低成本會(huì)成為企業(yè)的主要工作和贏利點(diǎn)，這就需要對(duì)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(fèi)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(jiǎn)介

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