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최근 DODGEN이 독립적으로 개발 한 Falling Film Crystallizer는 고급 프로세스 카탈로그, 기술, 그리고 중국 석유 및 화학 산업 연맹이 발행 한 석유 화학 산업 변환 및 업그레이드를위한 장비. 이 인식은 중요한 이정표를 표시합니다. DODGEN의 결정화기는 고급 화학 물질 제조에서의 역할에 대해 권위있는 국가적 인정을 받았습니다.
현재 DODGEN떨어지는 필름 결정자국내 시장 점유율의 56% 지휘하는 전자 등급 에틸렌 탄산염 (EC) 의 정화에 산업 응용 프로그램을 달성했습니다.
다음 섹션에서는 전자 등급의 탄산염과 그 뒤에있는 저탄소 분리 기술에 깊이 빠져들 것입니다.
【탄소 정보 】
탄산염의 분류
탄산염은 주로 환상 탄산염과 선형 탄산염으로 분류됩니다.
고리형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트 (EC), 프로필렌 카보네이트 (PC), 비닐렌 카보네이트 (VC) 및 플루오로에틸렌 카보네이트 (FEC) 를 포함한다.
선형 탄산염은 디메틸 카보네이트 (DMC), 디에틸 카보네이트 (DEC) 및 에틸 메틸 카보네이트 (EMC) 를 포함한다.
주요 프로세스 경로
전자 등급 탄산염고순도 및 고성능 화학 재료로서 새로운 에너지, 전자 및 자동차 산업과 같은 첨단 기술 분야에서 널리 사용됩니다. 리튬 이온 및 나트륨 이온 배터리 전해질의 핵심 용매 및 첨가제로서 배터리의 전도성, 사이클 수명, 안전성 및 전체 생산 비용을 결정하는 데 중요한 역할을합니다.
【산업 표준-DODGEN, 산업 규제 촉진을위한 표준 개발에 협력】
최근 몇 년 동안 새로운 에너지 차량과 에너지 저장의 급속한 성장에 힘 입어 중국의 전해질 산업은 인상적인 속도로 발전했습니다. 그러나 성숙한 산업 표준 시스템의 건설은 여전히 뒤쳐져 전자 등급 탄산염의 품질 수준이 다양합니다. 이를 해결하기 위해 DODGEN은 업계 선두 주자들과 협력하여 두 가지 주요 그룹 표준을 공동 개발했습니다. "리튬 배터리 전해질을 생산하는 녹색 공장에 대한 평가 요구 사항" 및 "리튬 배터리 제품에 대한 탄소 발자국 지침: 전해질."
다음 표는 현재 시장에서 전자 등급 탄산염 제품에 대해 일반적으로 채택 된 사양 요구 사항을 요약합니다.
【저탄소 분리 기술 -- DODGEN의 용융 결정화: 순도 향상, 에너지 소비 감소 】
새로운 에너지 차량 판매 및 에너지 저장 수요의 급속한 성장에 힘 입어 전해질 제품에 대한 전 세계 수요가 급증하고 있습니다. 2022 년 중국은 전 세계 생산량의 85.4% 차지하는 891,000 톤의 전해질을 출하했습니다. 전 세계 수요는 2025 년까지 2.62 만 톤에 도달하고 2030 년까지 800 만 톤을 초과 할 것으로 예상됩니다. 그러나 중국의 전해질 생산 능력은 이미 2023 년에 4.29 만 톤에 이르렀으며 용량 가동률은 40% 미만으로 단기적으로 소화되기 어려운 상당한 과잉 용량을 나타냅니다. 경쟁력을 유지하려면 업계는 기술 업그레이드, 비용 최적화 및 글로벌 확장을 통해 돌파해야합니다.
DODGEN의 저탄소 분리 기술은 전자 등급 탄산염의 에너지 절감과 품질 향상을 가능하게하여 업계의 경쟁력을 크게 높입니다.
전통적인 분리 기술의 도전
전자 등급 탄산염의 전통적인 분리 방법은 증류이지만 전자 등급 탄산염의 증류 과정에는 몇 가지 문제가 있습니다.
아제 트로프예를 들어, 디메틸 탄산염 (DMC) 은 메탄올과 공비체를 형성한다. 공비 점을 피하는 현재의 주류 방법은 압력 스윙 증류입니다. 그러나, 이러한 공정은 다수의 증류 칼럼, 높은 에너지 소비, 제품의 수많은 불순물 및 불안정한 제품 품질과 같은 단점을 갖는다.
끓는점 닫기예를 들어, 비닐 탄산염 (VC) 과 그 불순물 인 디에틸렌 글리콜 사이의 비등점 차이는 정상 압력에서 단지 약 2 ℃이며, 이는 상당히 증가된 분리 에너지 소비를 초래한다.
열 감도: 탄산염은 일반적으로 열 민감성을 가지므로 고온에서 분해 또는 중합되는 경향이 있습니다. 예를 들어, 비닐 탄산염 (VC) 의 열감도 온도는 약 60 ℃이고, 고온 분리는 생성물 수율에 부정적인 영향을 미친다.
높은 순도 요구 사항: 불소화 에틸렌 탄산염 (FEC) 을 제외하고, 다른 전자 등급 제품은 99.99% 이상의 순도를 필요로 한다. 생성물 순도가 증가함에 따라 증류의 분리 인자가 감소하기 때문에, 고순도 생성물을 분리하기 위한 에너지 소비는 기하급수적으로 증가한다.
전자 등급 탄산염의 분리 문제를 해결하기 위해 DODGEN은"용융 결정화기술 "및" 용융 결정화-증류 결합 공정 "은 전통적인 분리 기술을 대체합니다. 이 접근법은 제품 품질을 향상시킬뿐만 아니라 생산 에너지 소비를 크게 감소시켜 전자 등급 탄산염의 정제를위한 새로운 경로를 열었습니다.
주요 물질과 불순물 사이의 비등점 차이에 따라 성분을 분리하는 전통적인 증류와 달리 용융 결정화는 융점의 차이에 따라 성분을 분리합니다. 공정의 원동력은 용융된 액체 내의 성분의 과포화 또는 과냉각이다. 이 과정은 결정화와 땀의 두 가지 주요 단계로 구성됩니다.
결정화 공정에서, 용융된 액체의 온도가 점차 감소함에 따라, 성분은 과포화에 도달하고 핵형성을 시작하여 결정으로 성장한다. 이러한 결정 성장 공정 동안, 모액으로부터의 불순물은 필연적으로 거친 결정에 갇히거나 부착된다. 따라서, 결정화 후, 제품을 더 정제하고 고순도 생성물을 얻기 위해서는 발한 공정이 필요하다. 전형적으로, 전자 등급 탄산염은 고순도를 달성하기 위해 다단계 분할 공정을 필요로 한다.
DODGEN의 용융 결정화 분리 기술의 장점
전통적인 증류에 비해 용융 결정화 기술은 5 가지 핵심 이점을 제공합니다.
에너지 효율: 용융 결정화의 잠열은 전형적으로 증류 중 기화 열의 1/3 1/7. 증류의 높은 환류비 및 열 손실을 고려할 때, 용융 결정화의 에너지 소비는 증류의 에너지 소비의 30% 10%.
저온 작동: 결정화 공정은 일반적으로 저온 및 정상 압력하에서 수행되며, 이는 물질 휘발 및 오염과 같은 문제를 제거한다. 이 공정은 더 간단하고 안전하며 낮은 온도에서 부식성이 감소하여 운영 비용과 고정 투자를 모두 낮추기 때문에 덜 엄격한 장비 재료 요구 사항을 필요로합니다.
초고순도: 용융 결정화는 고순도 생성물을 분리할 수 있다. 용융 결정화에서의 분리 인자는 매우 높을 수 있고, 생성물 순도에 의해 영향을 받지 않는다. 경험을 통해 99.999% 이상의 제품 순도 수준이 달성되었습니다.
용매 소개 없음: 이성질체 및 열에 민감한 물질의 경우 증류는 종종 많은 증류 판, 높은 환류비 및 진공 작업을 필요로합니다. 이러한 가혹한 조건은 장비 재료 및 정밀도에 대한 높은 요구와 함께 종종 증류 칼럼에서 탄화, 코킹 및 중합과 같은 문제를 야기합니다. 낮은 제품 수율 및 높은 순도를 달성할 수 없는 결과. 용융 결정화는 이러한 문제를 피한다. 이러한 시스템의 경우, 물질의 융점은 종종 수십 도씩 다르므로 용융 결정화를 실행 가능한 분리 기술로 만듭니다. 이 방법은 또한 생성물의 용매 오염을 방지하고 용매 회수의 필요성을 감소시킨다.
특수 재료에 적합: 이성질체 및 열에 민감한 물질의 경우, 끓는점 및 열감도 문제로 인해 증류가 어렵고 비효율적일 수 있다. 증류는 다수의 증류 플레이트, 높은 환류비 및 진공 작업을 필요로 하며, 이는 높은 작동 복잡성 및 엄격한 장비 요구로 이어진다. 이러한 노력에도 불구하고, 탄화 및 중합과 같은 문제는 불가피하게 남아 수율 및 순도를 저하시킨다. 반면에 용융 결정화는 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 특히 물질의 녹는점이있는 시스템의 경우크게 다릅니다.
DODGEN 사례 연구
현재,다저스전자 등급 탄산염 분야에서 수십 개의 산업 규모의 용융 결정화 사례를 구현했습니다. 이하, 예를 들어 에틸렌 카르보네이트 (EC) 를 사용한 용융 결정화 분리 기술과 전통적인 분리 공정을 비교한다.
에틸렌 탄산염 (EC) 의 생산 공정은 반응기 내부에 촉매의 존재하에 에틸렌 옥사이드 (EO) 와 이산화탄소 (CO₂) 를 반응시켜 EC를 생성하는 것을 포함한다. 반응 후, 촉매는 플래시 증발을 통해 회수된다. 그 후, 혼합물은 광-성분 제거 칼럼에 들어가 산업적-등급 EC를 얻고, 이는 정제 컬럼에서 추가로 정제되어 전자-등급 EC를 생성한다. 분리 섹션에서의 증기 소비량은 일반적으로 제품 톤당 1.2 내지 1.8 톤의 증기 범위이다.
전통적인 프로세스 흐름:
반응→플래시 증발 → 빛-성분 제거 칼럼 → 정화 칼럼
전통적인 프로세스의 주요 추첨:
분리 섹션에서 높은 증기 소비
제품 순도에 있는 큰 변동
광범위한 공간 요구 사항
DODGEN은 기존 증류 장치 (광 성분 제거 칼럼 및 정제 칼럼) 를 용융 결정화 시스템으로 완전히 대체하여 클라이언트의 분리 시스템을위한 맞춤형 개조 솔루션을 제공했습니다.
개조 후 결과:
증기 소비 감소 70%, 제품 톤당 1.3 톤의 증기에서 톤당 약 0.3 톤까지
제품 순도크게 증가, 99.998% 도달
불순물 제거 효율 크게 향상
30% 년까지 식물 발자국 감소
거의 천만 위안의 연간 경제적 이익저장
자세한 에너지 소비 지표아래 표에 나와 있습니다:
