CN111977674A - 一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及方法 - Google Patents
一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111977674A CN111977674A CN202010850573.9A CN202010850573A CN111977674A CN 111977674 A CN111977674 A CN 111977674A CN 202010850573 A CN202010850573 A CN 202010850573A CN 111977674 A CN111977674 A CN 111977674A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- feeding
- tank
- metering pump
- crystallizer
- lithium fluorosulfonate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- CHHOPPGAFVFXFS-UHFFFAOYSA-M [Li+].[O-]S(F)(=O)=O Chemical compound [Li+].[O-]S(F)(=O)=O CHHOPPGAFVFXFS-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 58
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 9
- HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O.OS(O)(=O)=O HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 12
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 claims description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 4
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N chlorosulfonic acid Substances OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- -1 lithium halide Chemical class 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003930 superacid Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D15/00—Lithium compounds
- C01D15/04—Halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
- C01P2006/82—Compositional purity water content
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开一种连续制备氟磺酸锂的方法，其采用无水氟化氢和氟化锂，以及三氧化硫或发烟硫酸为原料，一步合成氟磺酸锂，用于连续制备氟磺酸锂的装置，包括耐压溶解罐、过滤器、第一计量泵、第二计量泵、微反应器、蒸发器、压缩机、冷凝器、回收酸罐、结晶器、重结晶器和溶剂回收罐，所述耐压溶解罐上设有两个加料口，分别用来加料无水氟化氢和氟化锂，所述第二计量泵上的进料口用来加料三氧化硫；所述耐压溶解罐上设有搅拌装置，底部的出料口通过管道连接在过滤器的进口端，所述过滤器的出口端通过管道连接在第一计量泵上，所述第一计量泵与第二计量泵的出料口均连接在微反应器上。本发明加工过程采用一步法合成氟磺酸锂，产品质量稳定，收率高。
Description
技术领域
本发明属于氟磺酸锂制备技术领域，尤其涉及一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及方法。
背景技术
氟磺酸锂是一种新型的锂盐，可以用于锂离子电池的电解质。当氟磺酸锂用于锂离子电池电解质时，可以较大的改善锂电池高温充放电的循环特性和维持高的电池容量保持率。
日本三菱公司专利CN106882820.A公开一种氟磺酸锂的制造方法，采用非水、非质子溶剂中(推荐使用碳酸酯)，卤化锂或者羧酸锂与氟磺酸反应，制造氟磺酸锂的方法，反应条件温和，但存在副产羧酸与溶剂分离影响收率的问题。
日本大金公司专利CN111183114.A公开一种氟磺酸锂的制造方法，专用卤磺酸(氟以外的离子或基团)与锂源反应的工序。其中锂源和氟源为氟化锂， XSO3H为氯磺酸。采用非质子溶剂(碳酸酯类)，有副产氯化氢气体和残留氯磺酸的分离影响收率的问题。
现有技术中的合成工艺，存在以下缺陷：1.有副产物分离，影响收率；2.批次质量控制容易出现偏差；3.都是间歇操作，采用反应釜批次投料；由于原料采用氟磺酸、氯磺酸是超强酸，如果溢出，风险较大；4.每次反应釜中的持液量大，都属于危险工艺；5.原料消耗较高，三废较多。针对上述各种问题，本发明提供一种新的生产工艺及生产设备。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及其加工方法，该加工过程采用一步法合成氟磺酸锂，整个工艺过程连续操作，产品质量稳定，收率高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种连续制备氟磺酸锂的方法，其采用无水氟化氢、氟化锂与三氧化硫为原料，一步合成氟磺酸锂。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
1、上述方案中，包括以下步骤：
S1、无水氟化氢和氟化锂通过管道或加料装置加入到耐压溶解罐中，耐压溶解罐1的温度维持在-5℃～20℃之间，不断搅拌使氟化锂完全溶解；
S2、溶解后的物料进入过滤器，除去不溶物；
S3、过滤后的物料通过第一计量泵向微反应器内加料，同时启动第二计量泵，向微反应器内加三氧化硫，微反应器内物料在常温至50℃下进行反应；
S4、从微反应器出来的物料进入蒸发器，蒸发器中蒸发出的氟化氢进入气体压缩机，蒸发器浓缩的物料进入结晶器；
S5、进入气体压缩机的氟化氢经过压缩后进入冷凝器，冷凝后的氟化氢进入回收酸罐收集；
S6、进入结晶器的浓缩物料经过冷冻结晶，得到氟磺酸锂粗品；
S7、结晶器中的母液送至回收酸罐，氟磺酸锂粗品进入重结晶罐；
S8、在重结晶罐中加入溶剂溶解后，低温重结晶，过滤出结晶体，剩余溶剂进入溶剂回收罐；
S9、结晶体用70～120℃干燥的热氮气干燥后得到含量大于99.5％成品。
2、上述方案中，所述步骤S1中加料时采用连续或分批次方式加料，所述氟化锂添加量控制在对应溶解温度的溶解度以下，无水氟化氢为氟化锂质量浓度的2～5％。
3、上述方案中，所述步骤S3中第一计量泵与第二计量泵的加料速度保持氟化锂和三氧化硫的摩尔比为1:1.01～1.2，优选的氟化锂和三氧化硫的摩尔比为 1:1.01～1.05，在微反应器中无水氟化氢、氟化锂与三氧化硫的反应时间小于1 秒，加料时要严格控制三氧化硫的加入量，如果三氧化硫较多，偏差较大，反应的副产混酸会较多；如果偏少会影响与多聚磷酸的脱水反应。
4、上述方案中，所述步骤S4中蒸发器通过夹套加热蒸发氟化氢，夹套加热温度30～60℃，蒸发出50～80％的氟化氢，此处50～80％是以氟化氢的总量为基准的。
5、上述方案中，所述步骤S5中气体压缩机的压力为0.4～0.8Mpa，冷凝器中冷媒温度为-20～-30℃。
6、上述方案中，所述步骤S6中冷冻结晶的温度保持在-30℃以下，结晶时间为1～24小时。
7、上述方案中，所述步骤S5和S7中进入回收酸罐的液体回用至耐压溶解罐中。
8、上述方案中，所述步骤S8中加入重结晶罐的溶剂采用碳酸酯类溶剂，温度为-10～0℃。
本发明采用的另一技术方案是：一种用于连续制备氟磺酸锂的装置，包括耐压溶解罐、过滤器、第一计量泵、第二计量泵、微反应器、蒸发器、压缩机、冷凝器、回收酸罐、结晶器、重结晶器和溶剂回收罐，所述耐压溶解罐上设有两个加料口，分别用来加料无水氟化氢和氟化锂，所述第二计量泵上的进料口用来加料三氧化硫或发烟硫酸；所述耐压溶解罐上设有搅拌装置，底部的出料口通过管道连接在过滤器的进口端，所述过滤器的出口端通过管道连接在第一计量泵上，所述第一计量泵与第二计量泵的出料口均连接在微反应器上，所述微反应器的出料口通过管道连接在蒸发器的进口端，所述蒸发器上下各设置一出料口，上方出料口连接在压缩机上，下方出料口连接在结晶器上，所述压缩机的出料口通过管道连接在冷凝器的入口端，所述冷凝器的出口端通过管道连接在回收酸罐上；所述结晶器的出口端设有两个，一个通过管道连接在回收酸罐上，另一个通过管道连接在重结晶器的进料口上，所述回收酸罐通过管道连接在耐压溶解罐上，所述重结晶器的出料口设有两个，一个连接在产品回收处，另一个连接在溶剂回收罐上。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明连续制备氟磺酸锂的方法，其采用无水氟化氢和溶解后的氟化锂与三氧化硫一起加入反应器，一步法合成氟磺酸锂，整个加工过程采用连续操作，产品质量稳定，收率高。
2、本发明连续制备氟磺酸锂的方法，其合成工艺回收原料可以作为原料循环利用，产品收率高，达到95～98.5％；且合成工艺没有副产酸产生，三废很少，更加环保。
3、本发明连续制备氟磺酸锂的方法，其产品精制采用传统的重结晶方法，溶剂最好使用锂电池电解液常用的碳酸酯类的溶剂，重结晶的产品需在惰性气体保护下进行，经过一次重结晶纯度可达99.5％以上。
4、本发明用于连续制备氟磺酸锂的装置，其采用精密的计量泵控制连续进料量和进料比例，采用微管道反应器精确控制反应温度、压力等反应条件，反应时间短并且连续进行，反应可以热及时排除，不会出现由于物料分散不均匀热局部聚集、副反应增加的现象，粗产品的杂质较少，纯度较高，减少产品精制压力。
5、本发明用于连续制备氟磺酸锂的装置，其采用微管道反应器，反应器中的持液量极少，不构成危险工艺的条件，因此，即使采用超强酸，操作条件也非常安全，可以实现工业化生产。
附图说明
附图1为氟磺酸锂生产工艺流程图。
图中：1、混合罐；2、过滤器；3、第一加料泵；4、第二加料泵；5、微反应器；6、蒸发器；7、压缩机；8、冷凝器；9、回收酸罐；10、结晶器；11、重结晶器；12、溶剂回收罐。
具体实施方式
在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利的具体含义。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：如图1所示，一种用于连续制备氟磺酸锂的装置，包括耐压溶解罐1、过滤器2、第一计量泵3、第二计量泵4、微反应器5、蒸发器6、压缩机 7、冷凝器8、回收酸罐9、结晶器10、重结晶器11和溶剂回收罐12，所述耐压溶解罐1上设有两个加料口，分别用来加料无水氟化氢和氟化锂，所述第二计量泵4上的进料口用来加料三氧化硫；所述耐压溶解罐1上设有搅拌装置，底部的出料口通过管道连接在过滤器2的进口端，所述过滤器2的出口端通过管道连接在第一计量泵3上，所述第一计量泵3与第二计量泵4的出料口均连接在微反应器5上，所述微反应器5的出料口通过管道连接在蒸发器6的进口端，所述蒸发器6上下各设置一出料口，上方出料口连接在压缩机7上，下方出料口连接在结晶器10上，所述压缩机7的出料口通过管道连接在冷凝器8的入口端，所述冷凝器8的出口端通过管道连接在回收酸罐9上；所述结晶器10 的出口端设有两个，一个通过管道连接在回收酸罐9上，另一个通过管道连接在重结晶器11的进料口上，所述回收酸罐9通过管道连接在耐压溶解罐1上，所述重结晶器11的出料口设有两个，一个连接在产品回收处，另一个连接在溶剂回收罐12上。
采用该装置生产氟磺酸锂的方法，包括以下步骤：
S1、无水氟化氢和氟化锂通过加料装置加入到耐压溶解罐1中，加料时采用连续方式加料，所述氟化锂添加量控制在对应溶解温度的溶解度以下，耐压溶解罐1的温度维持在-5℃，不断搅拌使氟化锂完全溶解，无水氟化氢的加入量为氟化锂质量浓度的2％；
S2、溶解后的物料进入过滤器2，除去不溶物；
S3、过滤后的物料通过第一计量泵3按设定的流量向微反应器5内加料，同时启动第二计量泵4，按设定的流量向微反应器5内加三氧化硫，微反应器5 内物料在常温至50℃下进行反应，微反应器5通过自带的热换器及时移走反应热量控制反应温度；
S4、从微反应器5出来的物料进入蒸发器6，蒸发器6通过夹套加热蒸发氟化氢，夹套加热温度40℃，蒸发出60％的氟化氢，氟化氢进入气体压缩机7，气体压缩机7的压力为0.5Mpa，经过压缩后进入冷凝器8，冷凝器8用-20℃的冷媒经过换热将气态氟化氢冷凝成液态氟化氢，冷凝后的氟化氢进入回收酸罐9 收集，收集的氟化氢可以回用；
S5、蒸发器6浓缩的物料进入结晶器10，进入结晶器10的浓缩物料经过冷冻结晶，冷冻结晶的温度保持在-30℃以下，结晶时间为5小时，得到氟磺酸锂粗品，结晶器10中的母液送至回收酸罐9，与氟化氢一起送至耐压溶解罐1回用；
S6、结晶器10中的氟磺酸锂粗品进入重结晶罐11，在重结晶罐11中加入碳酸酯类溶剂溶解后，在0℃下低温重结晶，过滤出结晶体，剩余溶剂进入溶剂回收罐12；
S7、结晶体用80℃干燥的热氮气干燥后得到含量为99.5％的成品。
采用上述工艺制得的氟磺酸锂收率高，产品质量稳定，操作安全，无副产物产生，且合成过程中回收的原料可循环利用，极大的节约了成本。
实施例2：如图1所示，一种用于连续制备氟磺酸锂的装置，包括耐压溶解罐1、过滤器2、第一计量泵3、第二计量泵4、微反应器5、蒸发器6、压缩机 7、冷凝器8、回收酸罐9、结晶器10、重结晶器11和溶剂回收罐12，所述耐压溶解罐1上设有两个加料口，分别用来加料无水氟化氢和氟化锂，所述第二计量泵4上的进料口用来加入发烟硫酸；所述耐压溶解罐1上设有搅拌装置，底部的出料口通过管道连接在过滤器2的进口端，所述过滤器2的出口端通过管道连接在第一计量泵3上，所述第一计量泵3与第二计量泵4的出料口均连接在微反应器5上，所述微反应器5的出料口通过管道连接在蒸发器6的进口端，所述蒸发器6上下各设置一出料口，上方出料口连接在压缩机7上，下方出料口连接在结晶器10上，所述压缩机7的出料口通过管道连接在冷凝器8的入口端，所述冷凝器8的出口端通过管道连接在回收酸罐9上；所述结晶器10 的出口端设有两个，一个通过管道连接在回收酸罐9上，另一个通过管道连接在重结晶器11的进料口上，所述回收酸罐9通过管道连接在耐压溶解罐1上，所述重结晶器11的出料口设有两个，一个连接在产品回收处，另一个连接在溶剂回收罐12上。
采用该装置生产氟磺酸锂的方法，包括以下步骤：
S1、无水氟化氢和氟化锂通过管道加入到耐压溶解罐1中，加料时采用分批次方式加料，所述氟化锂添加量控制在对应溶解温度的溶解度以下，耐压溶解罐1的温度维持在0℃，不断搅拌使氟化锂完全溶解，无水氟化氢的加入量为氟化锂质量浓度的4％；
S2、溶解后的物料进入过滤器2，除去不溶物；
S3、过滤后的物料通过第一计量泵3按设定的流量向微反应器5内加料，同时启动第二计量泵4，按设定的流量向微反应器5内加发烟硫酸，微反应器5 内物料在常温至50℃下进行反应，微反应器5通过自带的热换器及时移走反应热量控制反应温度；
S4、从微反应器5出来的物料进入蒸发器6，蒸发器6通过夹套加热蒸发氟化氢，夹套加热温度50℃，蒸发出70％的氟化氢，氟化氢进入气体压缩机7，气体压缩机7的压力为0.7Mpa，经过压缩后进入冷凝器8，冷凝器8用-30℃的冷媒经过换热将气态氟化氢冷凝成液态氟化氢，冷凝后的氟化氢进入回收酸罐9 收集，收集的氟化氢可以回用；
S5、蒸发器6浓缩的物料进入结晶器10，进入结晶器10的浓缩物料经过冷冻结晶，冷冻结晶的温度保持在-30℃以下，结晶时间为10小时，得到氟磺酸锂粗品，结晶器10中的母液送至回收酸罐9，与氟化氢一起送至耐压溶解罐1回用；
S6、结晶器10中的氟磺酸锂粗品进入重结晶罐11，在重结晶罐11中加入碳酸酯类溶剂溶解后，在-5℃下低温重结晶，过滤出结晶体，剩余溶剂进入溶剂回收罐12；
S7、结晶体用100℃干燥的热氮气干燥后得到含量为99.8％的成品。
对实施例1中的产品进行检测：
1)水分分析：采用卡尔费休微量水分分析仪分析，
测得H2O≤20ppm；
2)游离酸分析：采用酸碱中和滴定法分析，
测得H≤F 10ppm，SO4 2-含量为1ppm，Cl-含量为0.2ppm；
3)金属杂质含量：用ICP检测分析，
其中Fe含量为1ppm，Ca含量为0.3ppm，Cr含量为0.1ppm，K含量为0.1ppm， Na含量为0.1ppm，Pb含量为0.1ppm，Si含量为0.1ppm。
根据上述检测结果可知，采用本发明方法与设置制备的氟磺酸锂，纯度大于99.5％，纯度高、收率高，产品质量稳定，操作安全，无副产物产生，且合成过程中回收的原料可循环利用，极大的节约了成本。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：其采用无水氟化氢和氟化锂，以及三氧化硫或发烟硫酸为原料，一步合成氟磺酸锂。
2.根据权利要求1所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、无水氟化氢和氟化锂通过管道或加料装置加入到耐压溶解罐(1)中，耐压溶解罐(1)的温度维持在-5℃～20℃之间，不断搅拌使氟化锂完全溶解；
S2、溶解后的物料进入过滤器(2)，除去不溶物；
S3、过滤后的物料通过第一计量泵(3)向微反应器(5)内加料，同时启动第二计量泵(4)，向微反应器(5)内加三氧化硫，微反应器(5)内物料在常温至50℃下进行反应；
S4、从微反应器(5)出来的物料进入蒸发器(6)，蒸发器(6)中蒸发出的氟化氢进入气体压缩机(7)，蒸发器(6)浓缩的物料进入结晶器(10)；
S5、进入气体压缩机(7)的氟化氢经过压缩后进入冷凝器(8)，冷凝后的氟化氢进入回收酸罐(9)收集；
S6、进入结晶器(10)的浓缩物料经过冷冻结晶，得到氟磺酸锂粗品；
S7、结晶器(10)中的母液送至回收酸罐(9)，氟磺酸锂粗品进入重结晶罐(11)；
S8、在重结晶罐(11)中加入溶剂溶解后，低温重结晶，过滤出结晶体，剩余溶剂进入溶剂回收罐(12)；
S9、结晶体用70～120℃干燥的热氮气干燥后得到含量大于99.5％成品。
3.根据权利要求2所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：所述步骤S1中加料时采用连续或分批次方式加料，所述氟化锂添加量控制在对应溶解温度的溶解度以下，无水氟化氢为氟化锂质量浓度的2～5％。
4.根据权利要求2所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：所述步骤S3中第一计量泵(3)与第二计量泵(4)的加料速度保持氟化锂和三氧化硫的摩尔比为1:1.01～1.2。
5.根据权利要求2所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：所述步骤S4中蒸发器(6)通过夹套加热蒸发氟化氢，夹套加热温度30～60℃，蒸发出50～80％的氟化氢。
6.根据权利要求2所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：所述步骤S5中气体压缩机(7)的压力为0.4～0.8Mpa，冷凝器(8)中冷媒温度为-20～-30℃。
7.根据权利要求2所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：所述步骤S6中冷冻结晶的温度保持在-30℃以下，结晶时间为1～24小时。
8.根据权利要求2所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：所述步骤S5和S7中进入回收酸罐(9)的液体回用至耐压溶解罐(1)中。
9.根据权利要求2所述的连续制备氟磺酸锂的方法，其特征在于：所述步骤S8中加入重结晶罐(11)的溶剂采用碳酸酯类溶剂，温度为-10～0℃。
10.一种用于连续制备氟磺酸锂的装置，其特征在于：包括耐压溶解罐(1)、过滤器(2)、第一计量泵(3)、第二计量泵(4)、微反应器(5)、蒸发器(6)、压缩机(7)、冷凝器(8)、回收酸罐(9)、结晶器(10)、重结晶器(11)和溶剂回收罐(12)，所述耐压溶解罐(1)上设有两个加料口，分别用来加料无水氟化氢和氟化锂，所述第二计量泵(4)上的进料口用来加料三氧化硫或发烟硫酸；所述耐压溶解罐(1)上设有搅拌装置，底部的出料口通过管道连接在过滤器(2)的进口端，所述过滤器(2)的出口端通过管道连接在第一计量泵(3)上，所述第一计量泵(3)与第二计量泵(4)的出料口均连接在微反应器(5)上，所述微反应器(5)的出料口通过管道连接在蒸发器(6)的进口端，所述蒸发器(6)上下各设置一出料口，上方出料口连接在压缩机(7)上，下方出料口连接在结晶器(10)上，所述压缩机(7)的出料口通过管道连接在冷凝器(8)的入口端，所述冷凝器(8)的出口端通过管道连接在回收酸罐(9)上；所述结晶器(10)的出口端设有两个，一个通过管道连接在回收酸罐(9)上，另一个通过管道连接在重结晶器(11)的进料口上，所述回收酸罐(9)通过管道连接在耐压溶解罐(1)上，所述重结晶器(11)的出料口设有两个，一个连接在产品回收处，另一个连接在溶剂回收罐(12)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010850573.9A CN111977674A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010850573.9A CN111977674A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111977674A true CN111977674A (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=73442885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010850573.9A Pending CN111977674A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111977674A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113336248A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-03 | 深圳市研一新材料有限责任公司 | 一种氟磺酸锂的制法及氟磺酸锂和应用 |
| CN114014280A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-02-08 | 多氟多新材料股份有限公司 | 一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104211029A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-17 | 浙江东氟塑料科技有限公司 | 一种六氟磷酸锂的制备方法 |
| JP2016008145A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 森田化学工業株式会社 | フルオロ硫酸リチウムとそれを含む溶液、およびその製造方法 |
| CN110817831A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-21 | 湖北迈可凯科技有限公司 | 一种六氟磷酸锂的连续合成方法及装置 |
| CN111183114A (zh) * | 2017-10-11 | 2020-05-19 | 大金工业株式会社 | 氟磺酸锂的制造方法 |
-
2020
- 2020-08-21 CN CN202010850573.9A patent/CN111977674A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016008145A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 森田化学工業株式会社 | フルオロ硫酸リチウムとそれを含む溶液、およびその製造方法 |
| CN104211029A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-17 | 浙江东氟塑料科技有限公司 | 一种六氟磷酸锂的制备方法 |
| CN111183114A (zh) * | 2017-10-11 | 2020-05-19 | 大金工业株式会社 | 氟磺酸锂的制造方法 |
| CN110817831A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-21 | 湖北迈可凯科技有限公司 | 一种六氟磷酸锂的连续合成方法及装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113336248A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-03 | 深圳市研一新材料有限责任公司 | 一种氟磺酸锂的制法及氟磺酸锂和应用 |
| CN114014280A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-02-08 | 多氟多新材料股份有限公司 | 一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法 |
| CN114014280B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-10-03 | 多氟多新材料股份有限公司 | 一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113135554A (zh) | 一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法 | |
| CN111977674A (zh) | 一种用于连续制备氟磺酸锂的装置及方法 | |
| JP2020515619A (ja) | 高純度フルオロエチレンカーボネートの製造方法 | |
| KR20130032563A (ko) | 결정화 반응장치 및 이를 이용한 고순도 탄산리튬의 제조방법 | |
| CN115304039B (zh) | 一种双氯磺酰亚胺的提纯装置及方法 | |
| CN112919504B (zh) | 一种采用连续流反应器合成六氟磷酸锂的方法及装置 | |
| CN116891243A (zh) | 一种高纯六氟磷酸锂的生产工艺 | |
| CN115724444A (zh) | 一种六氟磷酸锂的生产方法 | |
| CN112429752B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂正极材料中回收锂铁磷的方法 | |
| CN104211029B (zh) | 一种六氟磷酸锂的制备方法 | |
| CN112661791A (zh) | 一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法 | |
| CN114573006B (zh) | 镍钴锰酸锂正极材料回收提锂过程中副产物含锂粗硫酸钠的提纯及回收锂的方法 | |
| CN115849411A (zh) | 一种氢氧化锂连续化生产工艺 | |
| CN102746134A (zh) | 降低回收甲酸钠中氯化钠杂质含量的方法 | |
| CN115448334A (zh) | 一种电池级单水氢氧化锂生产工艺 | |
| AU2020401568B2 (en) | Process and method for refining lithium carbonate starting from an impure lithium chloride solution | |
| CN110690503B (zh) | 一种高稳定性含氟电解液及锂离子电池 | |
| CN115215317A (zh) | 一种优化生产工艺制备六氟磷酸锂的方法 | |
| KR101223384B1 (ko) | 육불화인산리튬의 제조장치 및 제조방법 | |
| CN114477244B (zh) | 电池萃余液的资源化处理系统及其处理方法 | |
| CN114591288B (zh) | 一种硫酸乙烯酯的制备方法及制备设备 | |
| CN217613030U (zh) | 一种电池级硫酸锰生产系统 | |
| CN115676784B (zh) | 一种双氟磺酰亚胺的除杂提纯系统和除杂提纯方法 | |
| JP5532181B1 (ja) | リチウム電池及び／又はリチウムイオン電池の電解質用リチウム塩の製造方法及び製造装置 | |
| US20230159332A1 (en) | Integrated processes for producing bis(fluorosulfonyl) imide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201124 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |