[发明专利]一种电池级碳酸二甲酯精馏提纯方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于精馏分离技术领域，尤其是涉及一种电池级碳酸二甲酯精馏提纯方法及设备。

背景技术

近年来，随着能源危机的日益严重及环境污染的日益增大，锂电新能源越来越受到世界各国的重视。锂离子电池因其高能量密度、高电压、优良的电性能和环境友好性的特点，深受市场的青睐。碳酸二甲酯作为锂离子电池电解液的主溶剂，其纯度的高低直接决定着锂离子电池的循环寿命、高低温性能及安全性能等。

传统的碳酸二甲酯提纯方法主要有变压精馏、萃取精馏及结晶等法，但这三种工艺所获得的碳酸二甲酯中仍含有甲醇、水分及重组分等杂质。不难获知，多塔连续精馏可达到电池级碳酸二甲酯的要求，但是多塔连续精馏的提纯效率低，设备投资大，能耗高。因此，寻找一种既可以保障产品纯度，又可以降低生产成本的新工艺实属重要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电池级碳酸二甲酯精馏提纯方法及设备，以解决现有的电池级碳酸二甲酯的提纯过程中设备投资大、生产能耗高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电池级碳酸二甲酯精馏提纯方法及设备，包括常压隔壁精馏塔、低压隔壁精馏塔、塔釜再沸器、辅助冷凝器、塔顶冷凝器及冷凝再沸器；

常压隔壁精馏塔中部设有位于常压隔壁精馏塔内隔板异侧的进料口及出料口；

低压隔壁精馏塔中部设有位于低压隔壁精馏塔内隔板异侧的进料口及出料口；

常压隔壁精馏塔的出料口与低压隔壁精馏塔进料口连通；

常压隔壁精馏塔的塔顶经冷凝再沸器与辅助冷凝器相连，辅助冷凝器的冷凝液出口分别与塔顶采出物料收集口及常压隔壁精馏塔的塔顶相连；

常压隔壁精馏塔的塔釜底端与塔釜再沸器相连，塔釜再沸器的回塔蒸汽出口与常压隔壁精馏塔的塔釜相连，常压隔壁精馏塔的塔釜底端还设有塔釜采出物料出口；

低压隔壁精馏塔的塔顶与塔顶冷凝器相连，塔顶冷凝器的冷凝出口分别与塔顶采出物料收集口及低压隔壁精馏塔的塔顶相连；

低压隔壁精馏塔的塔釜底端与冷凝再沸器相连，冷凝再沸器的回塔蒸汽出口与低压隔壁精馏塔的塔釜相连，低压隔壁精馏塔的塔釜底端还设有塔釜采出物料出口。

差压热耦合精馏是将精馏过程产生的塔顶二次蒸汽加以利用，它效仿多效蒸发原理将其作为加热蒸汽，引入另一塔作为热源。对组成一定的物系，压力高则泡点温度高，压力低则泡点温度低，这样就可通过调整每座精馏塔的操作压力，使某一台塔的塔顶气相温度高于另一台塔的塔釜液相温度，从而利用高压塔的塔顶气相物料作为低压塔的再沸器热源，使热量得到了充分利用，节约了能耗。

隔壁精馏塔，也称隔板精馏塔，将传统的两个精馏塔集成在一个塔体内，并通过在塔内部设置垂直隔板，将原料在塔内分开精馏，避免了气液相流体的径向混合，减少了返混，提高了热力学效率。对于三元混合物，传统的分离方法需要两个精馏塔，而对于隔壁精馏，在任何热力学状态下利用单塔便可取得同样的效果，与传统分离方法相比，隔壁塔减少了塔、冷凝器及再沸器的数量，从而降低了设备投资，节省了成本；与普通精馏塔相比，隔壁精馏塔可降低能耗及节省设备投资约40％。

本发明将隔壁精馏技术及差压热耦合技术有效地结合在了一起，提出了一种电池级碳酸二甲酯精馏提纯的隔壁热耦合工艺，既满足了产品的分离要求，又节约了能耗，减小了设备投资。

优选的，常压隔壁精馏塔塔顶压力为常压，低压隔壁精馏塔塔顶压力为5～15kPa。

优选的，常压隔壁精馏塔塔顶温度为60～70℃，回流量/进料量(L/F)＝3～10；低压隔壁精馏塔塔顶温度为20～35℃，回流量/进料量(L/F)＝3～10。

进一步的，常压隔壁精馏塔及低压隔壁精馏塔塔内隔板均竖直设置。

进一步的，常压隔壁精馏塔及低压隔壁精馏塔采用塔板、规整填料或散堆填料。

相对于现有技术，本发明所述的精馏提纯设备具有以下优势：

本发明所述的精馏提纯设备采用隔壁精馏技术节省了2台精馏塔、2台再沸器和2台冷凝器，采用差压热耦合技术节省了1台冷凝器，减少了设备投资；通过采用差压热耦合技术，完成了利用常压塔塔顶气相物料作为热源加热低压塔塔釜物料的操作，实现了能量匹配，降低了能耗；将隔壁精馏技术及差压热耦合技术有效的结合在一起，大大降低了能耗，减少了设备投资，缩减了生产成本。