固态氟化钾的制备系统的制作方法

allin2026-07-16  112


本技术涉及氟代碳酸乙烯酯生产领域,具体涉及固态氟化钾的制备系统。


背景技术:

1、氟代碳酸乙烯酯(fec)可以作为医药、农药中间体,主要用作锂离子电池电解液的重要添加剂,它能够抑制部分电解液的分解,在负极表面形成一层性能优良的sei膜降低电池阻抗,能明显的提高电池比容量,改善电池的循环稳定性,氟代碳酸乙烯酯还具有阻燃作用,因此能大大提高电池的安全性。

2、目前国际上生产氟代碳酸乙烯酯主要采用氟气直接取代法,其主要缺点是高危高毒,难操作。为了解决上述问题,现有技术有采用卤素置换法制备方法,该方法路线由氯化取代和氟化取代两个个主要步骤组成,第一步碳酸乙烯酯和液氯在紫外线的催化作用下发生氯化反应生成氯代碳酸乙烯酯,第二步氯代碳酸乙烯酯和略微过量的氟化钾发生取代反应生成氟代碳酸乙烯酯产品。

3、氟化钾是制备氟代碳酸乙烯酯的主要氟化原料,由于产生生产过程中均有有机物配合有机溶剂反应,因此,氟化钾的添加是以固态粉末的形式。氟化钾粉末需要经过充分的干燥以保证其内部水分的完全脱除,同时还需要保证氟化钾的纯度,避免其中的其他物质影响成品的品质。


技术实现思路

1、为了满足生产过程中氟化钾的干燥和无杂质的要求,本实用新型提供了

2、本实用新型采取的技术方案为:

3、固态氟化钾的制备系统,包括中和反应釜,中和反应釜内设有搅拌装置,中和搅拌釜的顶部设有两个原料输入管,两个原料输入管分别连接有氢氧化钾高位槽和氢氟酸高位槽,中和反应釜的底部通过管道和阀门连接有氟化钾沉降槽,所述氟化钾沉降槽内安装有搅拌装置,氟化钾沉降槽的下部通过管道连接有中和液输送泵,中和液输送泵连接氟化钾缓冲罐;所述氟化钾缓冲罐的底部连接有余热塔进料泵,余热塔进料泵通过管道连接余热回收塔的上部,所述余热回收塔连接有外部热源,余热回收塔的顶部通过管道连接尾气吸收塔;所述余热回收塔的底部连接有循环泵,所述循环泵的输出端经支路管道以及阀门分别连接余热回收塔的中部以及氟化钾进料罐;所述氟化钾进料罐通过干燥塔进料泵与干燥塔连接;所述干燥塔的顶部安装有雾化器,所述干燥塔进料泵与雾化器连接,干燥塔顶部的一侧安装有燃烧系统,燃烧系统朝向雾化器的输出口;所述干燥塔的底部通过管道连接有旋风分离器,旋风分离器的底部安装有关风机,所述关风机通过管道连接有绞笼,绞笼的输出端通过管道连接吨袋包装装置或者真空送料管道。

4、进一步地,所述旋风分离器的出风口通过管道与所述余热回收塔的中部连接,向余热回收塔提供热风。

5、进一步地,所述燃烧系统包括燃烧器以及天然气加热炉,所述燃烧器连接有天然气输入并插入天然气加热炉内,所述天然气加热炉连接有风机,天然气加热炉内的燃烧产生的高温气体进入干燥塔内。

6、进一步地,所述余热回收塔的顶部安装有风机,所述风机通过管道连接有尾气处理单元,所述尾气处理单元包括尾气吸收塔和酸性尾气中和塔,所述风机与尾气吸收塔的中部和下部连接,所述尾气吸收塔与氢氧化钾高位槽连接;所述酸性尾气中和塔与中和反应釜、氢氟酸高位槽以及氟化钾缓冲罐顶部的气体泄放管道连接;所述酸性尾气中和塔的中部与氢氧化钾高位槽连接;所述尾气吸收塔和酸性尾气中和塔的顶部分别通过管道连接蒸发冷凝器,蒸发冷凝器的凝液通过管道进入氟化钾冷凝受槽;所述氟化钾冷凝受槽通过管道与干燥塔进料泵连接。

7、进一步地,所述中和液输送泵和循环泵的输出端分别安装有过滤器。

8、进一步地,所述尾气吸收塔和酸性尾气中和塔的外侧分别安装有塔循环泵,塔循环泵在对应塔体的底部和中部间形成外循环。

9、进一步地,所述干燥塔的底部通过管道连接有两个串联设置的旋风分离器,第二级旋风分离器的出风口通过管道连接余热回收塔。

10、再进一步地,所述绞笼的外侧安装有水冷套。

11、采取以上技术方案后,本实用新型的有益效果为:

12、通过余热回收塔回收干燥塔内的热量并用于氟化钾溶液的浓缩,将制备的氟化钾溶液浓缩至合适的浓度后通过喷雾的方式将氟化钾溶液雾化并与天然气燃烧产生的热量将雾化后的氟化钾内的水分蒸发,最终得到氟化钾的粉末,粉末通过旋风分离器送入交流运输并同时冷却,最终的氟化钾粉末装袋或者送入真空输送管道内。

13、通过设置尾气处理单元,对整个系统产生的酸性以及碱性的尾气分别处理,处理后仍然生产氟化钾并通过蒸发冷凝器冷却后收集二次利用,避免原料的浪费,同时满足环保要求。



技术特征:

1.固态氟化钾的制备系统,包括中和反应釜,中和反应釜内设有搅拌装置,中和搅拌釜的顶部设有两个原料输入管,两个原料输入管分别连接有氢氧化钾高位槽和氢氟酸高位槽,中和反应釜的底部通过管道和阀门连接有氟化钾沉降槽,所述氟化钾沉降槽内安装有搅拌装置,氟化钾沉降槽的下部通过管道连接有中和液输送泵,中和液输送泵连接氟化钾缓冲罐;其特征在于,所述氟化钾缓冲罐的底部连接有余热塔进料泵,余热塔进料泵通过管道连接余热回收塔的上部,所述余热回收塔连接有外部热源,余热回收塔的顶部通过管道连接尾气吸收塔;所述余热回收塔的底部连接有循环泵,所述循环泵的输出端经支路管道以及阀门分别连接余热回收塔的中部以及氟化钾进料罐;所述氟化钾进料罐通过干燥塔进料泵与干燥塔连接;所述干燥塔的顶部安装有雾化器,所述干燥塔进料泵与雾化器连接,干燥塔顶部的一侧安装有燃烧系统,燃烧系统朝向雾化器的输出口;所述干燥塔的底部通过管道连接有旋风分离器,旋风分离器的底部安装有关风机,所述关风机通过管道连接有绞龙,绞龙的输出端通过管道连接吨袋包装装置或者真空送料管道。

2.根据权利要求1所述的固态氟化钾的制备系统,其特征在于,所述旋风分离器的出风口通过管道与所述余热回收塔的中部连接,向余热回收塔提供热风。

3.根据权利要求1所述的固态氟化钾的制备系统,其特征在于,所述燃烧系统包括燃烧器以及天然气加热炉,所述燃烧器连接有天然气输入并插入天然气加热炉内,所述天然气加热炉连接有风机,天然气加热炉内的燃烧产生的高温气体进入干燥塔内。

4.根据权利要求1所述的固态氟化钾的制备系统,其特征在于,所述余热回收塔的顶部安装有风机,所述风机通过管道连接有尾气处理单元,所述尾气处理单元包括尾气吸收塔和酸性尾气中和塔,所述风机与尾气吸收塔的中部和下部连接,所述尾气吸收塔与氢氧化钾高位槽连接;所述酸性尾气中和塔与中和反应釜、氢氟酸高位槽以及氟化钾缓冲罐顶部的气体泄放管道连接;所述酸性尾气中和塔的中部与氢氧化钾高位槽连接;所述尾气吸收塔和酸性尾气中和塔的顶部分别通过管道连接蒸发冷凝器,蒸发冷凝器的凝液通过管道进入氟化钾冷凝受槽;所述氟化钾冷凝受槽通过管道与干燥塔进料泵连接。

5.根据权利要求1所述的固态氟化钾的制备系统,其特征在于,所述中和液输送泵和循环泵的输出端分别安装有过滤器。

6.根据权利要求1所述的固态氟化钾的制备系统,其特征在于,所述尾气吸收塔和酸性尾气中和塔的外侧分别安装有塔循环泵,塔循环泵在对应塔体的底部和中部间形成外循环。

7.根据权利要求1所述的固态氟化钾的制备系统,其特征在于,所述干燥塔的底部通过管道连接有两个串联设置的旋风分离器,第二级旋风分离器的出风口通过管道连接余热回收塔。

8.根据权利要求1所述的固态氟化钾的制备系统,其特征在于,所述绞龙的外侧安装有水冷套。


技术总结
本技术涉及氟代碳酸乙烯酯生产领域,提供了固态氟化钾的制备系统。由中和反应单元、浓缩干燥单元以及尾气处理单元组成,用于固态氟化钾粉末的制备,中和反应单元制备的氟化钾溶液在浓缩干燥单元干燥后得到成品,中和反应单元和浓缩干燥单元内产生的尾气在尾气处理单元内处理并生成氟化钾溶液,生成的氟化钾溶液返回浓缩干燥单元内回收利用。通过余热回收塔回收干燥塔内的热量并用于氟化钾溶液的浓缩,将制备的氟化钾溶液浓缩至合适的浓度后通过喷雾的方式将氟化钾溶液雾化并与天然气燃烧产生的热量将雾化后的氟化钾内的水分蒸发,最终得到氟化钾的粉末,满足氟代碳酸乙烯酯氟化反应的原料要求,生产过程节能环保。

技术研发人员:许磊,饶洁玲,于辉,林刚,张迎,季晓斌
受保护的技术使用者:泰兴华盛精细化工有限公司
技术研发日:20240428
技术公布日:2024/10/31
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