CN114713154B - 一种制备六氟磷酸锂的系统及工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备六氟磷酸锂的系统及工艺方法，制备六氟磷酸锂的系统包括五氟化磷发生装置，用于生产反应所需的五氟化磷气体；六氟磷酸锂制备装置，用于生产六氟磷酸锂；结晶装置，用于将溶质六氟磷酸锂转变为固态；分离干燥装置，用于六氟磷酸锂与母液的分离及干燥；尾气回收装置，用于系统回收和处理尾气。本发明的原料氟化氢可用液体及气体，适用性广；五氟化磷与含氟化锂的母液经过微纳米气泡反应器反应，形成微纳米鼓泡，使得反应槽中的反应为连续反应，将高压的反应降低到常压进行，大大加快反应速度，降低了反应压力和温度，提高了反应效率。尾气处理的副产物为盐酸，能提高系统经济性。

Description

一种制备六氟磷酸锂的系统及工艺方法
技术领域
本发明涉及一种制备六氟磷酸锂的系统及工艺方法，属于新能源产业，细化为锂电池电解质生产领域。
背景技术
六氟磷酸锂，化学式为LiPF6，为白色结晶或粉末，易溶于水，低浓度甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂。它具有“锂电之心”之称，其电导率较高，化学和电化学稳定，成本和安全隐患低，是电解液的重要的组成部分，广泛用于锂离子动力电池、锂离子储能电池及其他日用电池。近年来,面对化石能源不断枯竭和低碳经济的发展，新能源作为国家重点发展的战略性产业爆炸式发展，而锂离子电池是新能源产业中一个重要分支。随着新能源汽车行业持续放量增长，对六氟磷酸锂的需求呈现快速增长的态势。
六氟磷酸锂制备技术背景： 六氟磷酸锂主要反应为𝐿𝑖𝐹 + 𝑃𝐹5⇌𝐿𝑖𝑃𝐹6，其是一个体积减小的反应，所以高压利于反应发生，而溶剂HF常压沸点（19℃）较低，所以低温利于溶剂不挥发。国外期刊I&EC Research文献Estimating cost and energy demand inproducing Lithium hexafluorophosphate (LiPF6) for Li-ion battery electrolyte，DOI: 10.1021/acs.iecr.8b03752采用反应压力10bar，反应温度0℃，存在高压反应容易导致危险的问题。
公开号为CN102910612A的中国专利公开了一种制备六氟磷酸锂方法，其是将五氯化磷和氟化锂通过搅拌形成悬浊液后在反应器中加入高纯氟化氢进行反应，反应时间长达6小时；反应后经过滤蒸发结晶得到六氟磷酸锂产品，该方法的缺点是全过程能耗大，操作周期长，操作参数难以控制，设备特殊难加工；申请号为CN200710129636的中国专利中公开了一种采用大量HF中投入少量五氯化磷的方法，该方法的缺点是五氯化磷容易吸潮板结堵塞管道和设备无法下料，经常需要停车清洗的问题，导致生产效果低，产能低下；申请号为CN200810049662中国专利则是将五氯化磷冷却到-40℃以后，通入HF进行缓慢反应，控制反应温度在-40℃，这样导致冷量使用过多，能耗高，且固体传热差，把固体冷却到-40℃需要很长的时间。
申请号为CN200710129636中国专利申请提出了一种制备六氟磷酸锂方法，其在某种溶剂中将五氯化磷和无水氟化氢进行反应制得五氟化磷气体，将固体氟化锂于五氟化磷气体反应制得六氟磷酸锂产品，但是该发明中五氟化磷容易和有机溶剂发生反应导致溶剂颜色加深，杂质增多，有的溶剂本身有毒性，对操作人员和环境存在不利影响，且产品收率不高。且加入五氯化磷和溶剂质量比为0.1-0.6:1，导致需要长期经常加料，反应时间为2-6小时，反应温度为-50~-10℃低温反应，这样导致冷量使用过多，能耗高。
公开号为CN1850592A的中国专利提出了一种PF5 的生产方法，其主要是将PCl5 升华提纯，将无水HF 精馏提纯，将提纯后的PCl5和无水HF 接触制备出PF5和HF的混合气体，再将混合气体通入溶有LiF的无水HF溶液中，制得LiPF6，该方法的缺点是通过升华的方法很难将PCl5 中的水分等杂质完全除去。
综上所述，现有五氟化磷发生装置，都存在冷量消耗大，固体传热差，反应时间长，五氯化磷容易板结堵塞的种种缺点。
六氟磷酸锂连续结晶技术背景：
六氟磷酸锂连续结晶在国内研究较少，申请号为CN201710198852.X中国专利申请公开一种六氟磷酸锂的连续结晶系统，该发明采用真空加热的方式，将母液的HF蒸发浓缩以后，溶液过饱和而析出晶体。该方法存在需要额外真空设备，且真空操作中容易导致空气负压泄露到设备中，进入空气杂质和水，导致六氟磷酸锂产品不合格。且需要加热蒸发HF以后，在冷凝回收HF，一次加热，一次低温冷却，能耗较大。
且现有技术的连续结晶装置95%以上均为间歇结晶，结晶过程容易结疤，装置检修时间长，间歇结晶需要设备多，5000吨装置需要结晶釜多达20-40台，设备投资大，生产效率低。采用的蒸发浓缩结晶连续工艺能耗大，负压容易吸入杂质等问题。综上所述，现有六氟磷酸锂反应装置，都存在冷量消耗大，反应压力高，反应时间长，反应设备多、反应收率低的种种缺点。
六氟磷酸锂装置尾气回收技术背景：
在六氟磷酸锂生产过程中，会产生一种含有N2、PF5、HF、HCL的尾气，该尾气中PF5与HCL沸点基本相同而无法直接通过精馏分离，且PF5与HF形成共沸物，因此直接精馏上述尾气，是无法获得较高纯度HF和HCL或PF5产品套用的，因此目前工业化中，都是将尾气通过冷凝器冷凝以后，回收主要是HF的液体，该液体中还含有HCL和PF5，然后剩余的混合气体采用水吸收，形成含有氟离子的废盐酸溶液，该废酸中F-浓度最大可达15%wt之多，所以导致六氟磷酸锂生产中HF消耗过大，不回收尾气装置中1吨六氟磷酸锂约需要消耗1200-1500kg的HF（理论值为774kg的HF），上述尾气经过水洗以后获得饱和废酸，不能吸收的酸性气去碱液吸收，形成大量废盐溶液，环保问题巨大，生产成本高。
申请号为CN201610000694的中国专利申请公开一种六氟磷酸锂的尾气处理系统，该专利中将尾气增压以后进行冷凝，获得含HF、少量HCL和PF5的混合液体，然后采用气固反应，用LiCl反应生成LiCl和LIF的混合物，然后去除尘器，最后去碱液吸收，该工艺存在化学反应，工艺危险，容易堵塞，且冷凝回收的混合物价值不搞，设备流程长投资大，收率低。
申请号为CN201911088189的中国专利申请公开了一种六氟磷酸锂的尾气处理系统，该专利中将尾气与SO3反应生成氯磺酸，但是SO3与HF和HCL均会反应，生成氯磺酸和氟磺酸，产品也是混合物，不能直接利用，而且尾气中还有PF5，且该反应温度基本是100-200℃，需要高温，工艺危险，产物后续还需要分离设备等问题。
申请号依次为CN201920753715、CN202010798348、CN201920712683.1、CN201920893264.2的中国专利申请均为采用冷凝回收液相后，气相去水洗吸收的六氟磷酸锂的尾气处理工艺，原理与上述类似。
综上所述，现有技术的六氟磷酸锂的尾气处理技术都存在回收的产品属于危废，不能资源化利用，废酸、废水、废盐多，装置的HF单耗高，或反应条件苛刻等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投资小、能耗低、连续化、安全性高、工艺简单且能回收尾气的制备六氟磷酸锂的系统及工艺方法。
本发明的制备六氟磷酸锂的系统采用如下技术方案：一种制备六氟磷酸锂的系统，其包括五氟化磷发生装置、六氟磷酸锂制备装置、结晶装置以及分离干燥装置，所述五氟化磷发生装置包括发生器，发生器上设有氟化氢进口、五氯化磷进口和气相出口，发生器内设有搅拌器和冷却盘管，外置内气相回流冷却器；
所述六氟磷酸锂制备装置包括反应槽，反应槽内设有微纳米气泡反应器，微纳米气泡反应器包括间隔设置的两个发生主体，两个发生主体通过连接件固定连接，两个发生主体相互靠近的壁面之间具有间隙，该间隙内具有气泡发生界面，发生主体上开设有液相通道和气相通道，液相通道的出口和气相通道的出口均与所述间隙连通且朝向气泡发生界面，液相通道和气相通道均位于同一个发生主体上，或者液相通道和气相通道分别位于两个发生主体上，或者两个发生主体上均有气相通道和液相通道；当液相通道和气相通道分别位于两个发生主体上时，液相通道和气相通道的出口相互错开；当两个发生主体上均有气相通道和液相通道时，两个发生主体上的液相通道的出口正对设置；液相通道和气相通道的进口处分别设有液相管接口和气相管接口，发生器的气相出口通过管道与气相通道的进口连接；
所述结晶装置包括结晶器，结晶器的进料口与反应槽底部的液体出口通过管道连接，结晶器顶部设有料液回收口，料液回收口通过管道连接有母液回收罐，结晶器为连续操作；
所述母液回收罐上设有氟化氢进口和氟化锂进口，母液回收罐通过管道与微纳米气泡反应器的液相通道的进口连接；
所述分离干燥装置包括离心机和干燥器，离心机的进料口与结晶器的出料口连接，离心机的出液口上连接有通入到母液回收罐内的管道，离心机的晶浆出口与干燥器的进口连接。
所述制备六氟磷酸锂的系统还包括尾气回收装置，尾气回收装置包括五氟化磷吸收塔，五氟化磷吸收塔内设有喷淋器，反应槽上设有与五氟化磷吸收塔连接的气体出口和回收液进口，五氟化磷吸收塔底部的排液口通过管道与反应槽的回收液进口连接，反应槽上的气体出口与五氟化磷吸收塔的进气口连接，反应槽和结晶器之间的管道上并联有与喷淋器连接的循环管道；所述反应槽和结晶器之间的管道上设有母液吸收循环泵和吸收循环冷却器。
所述尾气回收装置还包括尾气压缩机、尾气冷凝器、尾气精馏塔、尾气水洗塔和尾气碱洗塔，五氟化磷吸收塔的排气口与尾气压缩机连接增压，增压后的尾气与尾气冷凝器的进口连接，尾气冷凝器上连接有氟化氢收集罐，尾气冷凝器的出口与尾气精馏塔的气体进口连接，尾气精馏塔的排液口与氟化氢收集罐连接，氟化氢收集罐通过管道与发生器的氟化氢进口连接；尾气精馏塔的气体出口与尾气水洗塔的气体进口连接，尾气水洗塔的气体出口与尾气碱洗塔的气体进口连接，尾气水洗塔和尾气碱洗塔的底部分别连接有水洗罐和碱洗罐，水洗罐通过水洗循环管道与尾气水洗塔内的液体分布器连接，碱洗罐通过碱洗循环管道与尾气碱洗塔内的液体分布器连接，水洗循环管道和碱洗循环管道上分别设有水洗循环泵和碱洗循环泵，尾气碱洗塔塔顶的排气口上连接有气体排出管道，气体排出管道上设有尾气风机。
所述发生器外部设有夹套冷却，发生器的外夹套设有冷却液进口和冷却液出口；所述发生器为立式结构，发生器内位于搅拌器的上部位置处设有冷却盘管，冷却盘管的进口和出口均位于发生器的外部；发生器内的上部设有液体分布器和/或者发生器内的底部设有气体分布器；发生器的气相出口和反应槽之间的管道上设有气相回流冷却器。
所述干燥器外部设有夹套，干燥器的夹套上设有热源介质进口和热源介质出口，发生器夹套上的冷却液出口通过管道连接在干燥器夹套的热源介质进口上；母液回收罐和反应槽之间的管路上设有热耦合换热器，干燥器夹套的热源介质出口和发生器夹套上的冷却液进口分别连接在热耦合换热器的冷媒进口和冷媒出口上，形成完整热耦合系统。
所述结晶装置包括两个以上的连续结晶器，每个结晶器上均连接有结晶循环冷却器和结晶循环泵，各结晶器并联或串联；当结晶器依次串联时，相邻两个结晶器中，上一个结晶器的出料口通过管道与下一个结晶器的进料口连接，下一个结晶器所连接的结晶循环冷却器的冷媒出口，连接到上一个结晶器所连接的结晶循环冷却器的冷媒入口。
所述结晶器采用DTB或OLSO结晶器；所述结晶循环冷却器采用板式或螺旋板式或管壳式或缠绕管式或套管式，结晶循环冷却器中的冷媒采用水、乙醇、乙二醇、丙二醇、硅油中的一种或多种。
本发明的制备六氟磷酸锂的工艺方法采用如下技术方案：一种制备六氟磷酸锂的工艺方法，其包括以下工艺步骤：
（1）五氟化磷发生：先将固体五氯化磷投入发生器中，再将高纯氟化氢液体或气体喷入，在发生器内反应生成五氟化磷和氯化氢气体；
（2）六氟磷酸锂制备：将步骤（1）中生成的五氟化磷气体通入微纳米气泡反应器的气相通道中，将含有氟化锂的循环母液通入微纳米气泡反应器的液相通道中，五氟化磷与循环母液在纳米气泡喷头中形成微纳米气泡并且进行吸收反应，生成六氟磷酸锂；
（3）六氟磷酸锂连续结晶：将步骤（2）中含有六氟磷酸锂的反应液输送至结晶装置，含有六氟磷酸锂的反应液在结晶器内结晶，结晶器内上部为澄清母液，下部为六氟磷酸锂晶浆；
（4）母液循环：将步骤（4）中的澄清母液送至母液回收罐，在母液回收罐中添加氟化锂和氟化氢，母液回收罐中液体作为循环母液通入到入微纳米气泡反应器的液相通道中；
（5）离心干燥：将步骤（4）中的六氟磷酸锂晶浆送至离心机，用离心机将六氟磷酸锂晶浆进一步固液分离，将离心机分离出的液体送至母液回收罐，六氟磷酸锂湿料进入干燥器，干燥后获得六氟磷酸锂产品。
所述制备六氟磷酸锂的工艺方法还包括以下尾气处理步骤，尾气处理步骤为：
S1.将反应槽中未被吸收的五氟化磷气体通入五氟化磷吸收塔的气体进口，将反应槽中部分循环母液通入五氟化磷吸收塔的喷淋器，五氟化磷气体在塔内与循环母液逆流吸收，所得的反应液由五氟化磷吸收塔塔底排入到反应槽；
S2.将五氟化磷吸收塔塔顶排出的气体通入到压缩机增压，然后进入尾气冷凝器，经尾气冷凝器冷凝得到的氟化氢收集到氟化氢收集罐中；
S3. 将尾气冷凝器未冷凝的气体通入尾气精馏塔中，将尾气精馏塔塔底产生的氟化氢收集到氟化氢收集罐中，将氟化氢收集罐中收集的氟化氢作为反应液体通入发生器；
S4.将尾气精馏塔塔顶排出的气体依次经水洗塔水洗、碱洗塔碱洗后排出。
步骤（1）采用的发生器和步骤（5）采用的干燥器均为带有夹套的结构，步骤（1）进行时将冷却介质通入反应器的夹套中，反应器夹套的冷却介质吸热后通入干燥器的夹套内作为干燥热源，干燥器夹套内的冷却介质放热后通入热耦合换热器中作为冷媒，同时将母液循环槽中的循环母液通入热耦合换热器中作为热媒，冷媒吸收循环母液的热量后进入反应器的夹套和冷却盘管中，循环母液降温后通入反应槽。
本发明的有益效果是：本发明首先通过五氯化磷与氟化氢在立式发生器中进行反应，生成五氟化磷气体，然后将五氟化磷气体与含有氟化锂的母液在纳米鼓泡反应器中进行反应，生成六氟磷酸锂；然后将反应槽中含有六氟磷酸锂的母液输送至连续结晶器，将溶于母液的六氟磷酸锂结晶，再将结晶器中含有固态六氟磷酸锂的母液输送至分离器将母液与六氟磷酸锂分离后循环套用，再将湿润固态六氟磷酸锂送至干燥装置干燥后获得成品。
本发明在六氟磷酸锂制备步骤中，通过微纳米气泡反应器使气体形成纳米级的微小气泡，微纳米气泡反应器产生的微小气泡直径在1nm~5um之间，且微米级气泡不大于40%含量，因此能提高传质效率，提升五氟化磷气体和循环母液的反应效率。通过微纳米鼓泡，使得反应槽中的反应为连续反应，将高压的反应降低到常压进行，反应收率从70%提高到95%以上，吸收温度从-40℃提高到10℃。大大降低了反应的危险性，提高了反应效率。
本发明具有以下优点：（1）原料氟化氢可用液体及气体，适用性广；（2）采用热耦合、冷量梯级利用等设计，节约整体能耗；（3）五氟化磷发生器有气液分布，多种移热设计，防止反应热累积；（4）五氟化磷与含氟化锂的母液经过微纳米气泡反应器反应，大大加快反应速度，降低了反应压力和温度，提高了反应效率，反应装置由间断反应变成连续反应；（5）结晶由间歇操作变为连续结晶，大大减少设备投资，操作简单，自动控制；（6）尾气加压冷凝与精馏结合设计，最大限度回收氟化氢，降低装置平均消耗，同时降低能耗；（7）产生的副产物为盐酸，能提高系统经济性。
附图说明
图1是本发明一种实施例的制备六氟磷酸锂的系统的示意图；
图2是图1中微纳米气泡反应器的结构示意图。
图中：1-发生器，2-气相回流冷却器，3-反应槽，4-吸收循环冷却器，5-五氟化磷吸收塔，6-母液吸收循环泵，7-结晶器，8-结晶循环泵，9-结晶循环冷却器，10-母液回收罐，11-晶浆输送泵，12-离心机，13-干燥器，14-尾气压缩机，15-尾气冷凝器，16-氟化氢收集罐，17-尾气精馏塔，18-再沸器，19-尾气水洗塔，20-水洗罐，21-水洗循环泵，22- 碱洗塔，23-碱洗罐，24-碱洗循环泵，25-尾气风机， 26-热耦合换热器，27-微纳米气泡反应器，27.1-连接件，27.2-液相通道，27.3-液相管接口，27.4-气相通道，27.5-发生主体，27.6-气膜，27.7-间隙，27.8-气相管接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种实施例的制备六氟磷酸锂的系统如图1所示，本实施例的制备六氟磷酸锂的系统，其包括五氟化磷发生装置、六氟磷酸锂制备装置、结晶装置、分离干燥装置以及尾气回收装置，以下对各个部分具体说明：
五氟化磷发生装置用于生产反应所需的五氟化磷气体，所述五氟化磷发生装置包括发生器1，发生器1上设有氟化氢进口、五氯化磷进口和气相出口，所述发生器1为立式结构，发生器1内设有搅拌器；所述发生器1外部设有夹套，发生器1的夹套上设有冷却液进口和冷却液出口；发生器1内位于搅拌器的上部位置处设有冷却盘管，冷却盘管的进口和出口均位于发生器的外部；发生器1内的上部设有液体分布器和/或者发生器内的底部设有气体分布器。
六氟磷酸锂制备装置用于生产六氟磷酸锂，所述六氟磷酸锂制备装置包括反应槽3，反应槽3内设有微纳米气泡反应器27，发生器1的气相出口和反应槽2之间的管道上设有气相回流冷却器2。
如图2所示，微纳米气泡反应器27包括间隔设置的两个发生主体27.5，两个发生主体27.5通过连接件27.1固定连接，两个发生主体27.5相互靠近的壁面之间具有间隙，该间隙内具有气泡发生界面，发生主体27.5上开设有液相通道27.2和气相通道27.4，液相通道27.2的出口和气相通道27.4的出口均与所述间隙连通且朝向气泡发生界面，本实施例中液相通道27.2和气相通道27.4均位于同一个发生主体27.5上，液相通道27.2和气相通道27.4的进口处分别设有液相管接口27.3和气相管接口27.8，发生器2的气相出口通过管道与气相通道27.4的进口连接，所述液相通道27.2的直径大于气相通道27.4的直径；所述液相通道27.2的进口位于发生主体27.5远离间隙27.7的端部，液相通道27.2为圆柱形孔；所述气相通道27.4的进口位于发生主体27.5的侧部。所述液相通道27.2和气相通道27.4的进口处分别设有液相管接口27.3和气相管接口27.8，液相通道27.3的直径小于液相管接口27.8的直径。所述连接件27.1为调节螺杆，两个发生主体27.5之间通过调节螺杆固定连接，调节螺杆的上下两端均设有螺母。调节螺杆贯穿于两个发生主体27.5，为全螺纹螺柱，两端设有螺母，通过螺母调节发生主体27.5间隙的大小，调节螺杆数量至少两个，且对称布置。
结晶装置用于将溶质六氟磷酸锂转变为固态，所述结晶装置包括结晶器7，结晶器7为连续操作；结晶器7的进料口与反应槽3底部的液体出口通过管道连接，所述反应槽3和结晶器7之间的管道上设有母液吸收循环泵6和吸收循环冷却器4；结晶器7顶部设有料液回收口，料液回收口通过管道连接有母液回收罐；本实施例的结晶装置采用两个串联的结晶器7，每个结晶器7上均连接有结晶循环冷却器9和结晶循环泵8，上一个结晶器7的出料口通过管道与下一个结晶器7的进料口连接，下一个结晶器7所连接的结晶循环冷却器9的冷媒出口，连接到上一个结晶器7所连接的结晶循环冷却器8的冷媒入口。所述结晶器7采用DTB或OLSO结晶器；所述结晶循环冷却器9可以采用板式或螺旋板式或管壳式或缠绕管式或套管式，结晶循环冷却器9中的冷媒采用水、乙醇、乙二醇、丙二醇、硅油中的一种或多种。
所述母液回收罐10上设有氟化氢进口和氟化锂进口，母液回收罐10通过管道与微纳米气泡反应器27的液相通道的进口连接，母液循环罐10用于母液的再生及循环使用。
分离干燥装置用于六氟磷酸锂与母液的分离及干燥，所述分离干燥装置包括离心机12和干燥器13，离心机12的进料口与结晶器7的出料口连接，离心机12和结晶器7之间设有晶浆输送泵11，离心机12的出液口上连接有通入到母液回收罐10内的管道，离心机12的晶浆出口与干燥器13的进口连接。干燥器13上连接有真空装置，用于干燥时使用，所述干燥器13外部设有夹套，干燥器13的夹套上设有热源介质进口和热源介质出口，发生器1夹套上的冷却液出口通过管道连接在干燥器13夹套的热源介质进口上；母液回收罐10和反应槽3之间的管路上设有热耦合换热器26，循环母液作为热媒，干燥器13夹套的热源介质出口和发生器1夹套上的冷却液进口分别连接在热耦合换热器26的冷媒进口和冷媒出口上。反应器1夹套的冷却介质吸热后通入干燥器13的夹套内作为干燥热源，干燥器13夹套内的冷却介质放热后通入热耦合换热器26中作为冷媒，同时将母液循环槽10中的循环母液通入热耦合换热器26中作为热媒，冷媒吸收循环母液的热量后进入反应器1的夹套和冷却盘管中，循环母液降温后通入反应槽3。
尾气回收装置用于回收和处理尾气，尾气回收装置包括五氟化磷吸收塔5、尾气压缩机14、尾气冷凝器15、尾气精馏塔17、尾气水洗塔19和尾气碱洗塔22。
五氟化磷吸收塔5内设有喷淋器，反应槽3上设有与五氟化磷吸收塔5连接的气体出口和回收液进口，五氟化磷吸收塔5底部的排液口通过管道与反应槽3的回收液进口连接，反应槽3上的气体出口与五氟化磷吸收塔5的进气口连接，反应槽3和结晶器7之间的管道上并联有与喷淋器连接的循环管道。
五氟化磷吸收塔5的排气口与尾气压缩机14连接增压，增压后的尾气与尾气冷凝器15的进口连接，尾气冷凝器15上连接有氟化氢收集罐16，尾气冷凝器15的出口与尾气精馏塔17的气体进口连接，尾气冷凝器15与尾气精馏塔17之间的管道上设有尾气压缩机14，尾气精馏塔17的排液口与氟化氢收集罐15连接，氟化氢收集罐15通过管道与发生器1的氟化氢进口连接；尾气精馏塔17上连接有再沸器18，尾气精馏塔17的气体出口与尾气水洗塔19的气体进口连接，尾气水洗塔19的气体出口与尾气碱洗塔22的气体进口连接，尾气水洗塔19和尾气碱洗塔22的底部分别连接有水洗罐20和碱洗罐23，水洗罐20通过水洗循环管道与尾气水洗塔19内的液体分布器连接，碱洗罐23通过碱洗循环管道与尾气碱洗塔22内的液体分布器连接，水洗循环管道和碱洗循环管道上分别设有水洗循环泵21和碱洗循环泵24，尾气碱洗塔22塔顶的排气口上连接有气体排出管道，气体排出管道上设有尾气风机25。
本实施例的制备六氟磷酸锂的系统运行过程如下：（1）在先将固体五氯化磷投入发生器中，再将高纯氟化氢液体或气体喷入，在发生器内反应生成五氟化磷和氯化氢气体。五氯化磷遇水易板结，故发生器设有搅拌装置，且氟化氢、氯化氢、五氯化磷等为剧毒物质，为防止发生器进水及有毒物质泄露，所有动设备均采用磁力密封。本实施例的发生器设有顶部液体分布器或底部气体分布器，使进入发生器的氟化氢与事先投入的五氯化磷充分均匀接触，防止局部反应过热。由于反应剧烈放热，因此发生器带外夹套及冷却盘管，可及时移走反应热。为充分利用反应热从而降低系统整体能耗，本发明采用热耦合设计，即用冷却水或冷冻液（不与HF或PCL5反应的物质）作为冷却介质通入夹套和冷却盘管中对反应系统进行降温，制得的热介质用于后续六氟磷酸锂的干燥工序。操作温度为0℃～90℃，优选10~80℃；发生器操作压力为0～1.5 MPa，优选0～0.5 MPa。
同时在发生器的气相出口设置气相回流冷却器，对出口气体进行降温，同时将混在五氟化磷气体中的氟化氢冷凝后，自流至发生器内继续反应。气相回流冷却器可用板式、螺旋板式、管壳式、缠绕管式、套管式，气相回流冷却器的冷媒可以循环水、乙醇、乙二醇、丙二醇、硅油的一种或多种。气体出口温度为-40~40℃，优选为-35~10℃。
（2）发生器产生的五氟化磷气体与含有氟化锂的循环母液在反应槽中反应，生成六氟磷酸锂，反应槽中吸收反应所得的六氟磷酸锂随着母液进入连续结晶装置。具体是将五氟化磷气体与循环母液打入微纳米气泡反应器中进行反应生成六氟磷酸锂，收率可达99%。
本发明利用能产生纳米级气泡的微纳米气泡反应器，该微纳米气泡反应器可将进入微纳米气泡反应器的气体形成纳米级的微小气泡，并与进入微纳米气泡反应器的液体充分混合，具体工作原理如下：初始时，微纳米气泡反应器浸入反应槽中，两个发生主体之间的间隙内需注满液相流体，也就是液相介质充满气泡发生界面，经过液相通道和气相通道的气液相流体出气泡发生界面后在间隙内撞击，液相流体出气泡发生界面后撞击与之相对的发生主体壁面上，此时液相流体因受撞击横向高速向四周喷射，使气泡发生界面形成负压，负压空间吸入气相通道内的气体，形成一定范围的气膜，此气膜覆盖液相通道和气相通道的出口，液相流体受撞击后在横向面上高速射出，撞击气膜内的气体，使气膜内气体撕裂成微小的纳米气泡，与射出液体混合后一起两个发生主体之间的缝隙向外流出。同时，气膜内形成的负压吸入气相通道内的气体，以保证气膜的大小及形状稳定，连续状态下，气膜的大小形状维持基本不变，从而形成稳定的纳米级气泡。本发明通过微纳米气泡反应器使气体形成纳米级的微小气泡，从而能提高传质效率，提升五氟化磷气体和循环母液的反应效率。
微纳米气泡反应器的液相入口压力为0.1~0.6MPag，优选为0.1~0.4MPag，通过微纳米鼓泡，使得反应槽中的反应为连续反应，将高压的反应降低到常压进行，反应收率从70%提高到95%以上，吸收温度从-40℃提高到10℃。大大降低了反应的危险性，提高了反应效率。微纳米气泡反应器产生的微小气泡直径在1nm~5um之间，且微米级气泡不大于40%含量。
（3）将反应槽中含有六氟磷酸锂的母液输送至结晶装置，将溶于母液的六氟磷酸锂结晶为湿润固体。结晶器上部出澄清母液、下部出六氟磷酸锂晶浆。结晶器个数1~6级，优选为2~5级，连续结晶器类型为DTB或OLSO结晶器，结晶器操作压力0.05 MPag~0.1 MPag，优选为0MPag~0.05 MPag，保证DTB结晶器中母液停留时间为2-15h，优选为3-8h；保证OLSO结晶器中母液停留时间为3-18h，优选为4-10h；操作温度-5℃~-30℃，优选为-10℃~-20℃。
结晶器底部设有结晶循环冷却器使母液循环冷却，循环比 5～80，优选为10～50，结晶循环冷却器可用板式、螺旋板式、管壳式、缠绕管式、套管式，结晶循环冷却器的冷媒可以水、乙醇、乙二醇、丙二醇、硅油的一种或多种。为了防止结疤，结晶循环冷却器可以设置一用一备，切换使用。连续结晶器在保证总停留时间后，可以分为多个结晶器串联或并联。为节约能耗，采用梯级冷量利用，后一级的结晶循环冷却器出口冷媒，送至上一级结晶冷却器入口做为冷源。
（4）将结晶器下部的六氟磷酸锂晶浆送至离心机，将六氟磷酸锂晶浆进一步固液分离，分离出的母液送至母液回收槽，六氟磷酸锂湿料进入干燥器。
干燥器操作压力0.001~0.08 MPa，优选0.005~0.05 MPa；操作温度20~70℃，优选30~50℃；干燥时间1~8h，优选2~5h。
（5）将结晶器上部的澄清母液送至母液回收罐，将六氟磷酸锂晶浆离心分离后的清液进入母液回收罐，在母液回收罐中添加氟化锂，母液回收罐内顶部设有搅拌装置。操作压力0.1~0.6 MPa，优选0.1~0.3 MPa，操作温度-10~40℃，优选0~20℃。
（6）来自系统的尾气（主要来自于五氟化磷发生器，五氟化磷吸收塔，真空装置尾气），先经过五氟化磷吸收塔，吸收剂为来自反应槽底部的含HF和LIF的混合溶液，由于PF5与HF共沸后续无法分离，且PF5与HCL沸点接近，后续无法利用，因此利用五氟化磷吸收塔先脱出尾气中的PF5，脱出PF5采用喷淋吸收方法。具体过程为：反应槽中未反应的五氟化磷气体从五氟化磷吸收塔底部侧面进入，五氟化磷吸收塔塔顶有母液喷淋逆流吸收，剩余少量未反应的气体从五氟化磷吸收塔顶出，送至下一级五氟化磷吸收塔或其它尾气回收设备。五氟化磷吸收塔台数1~6个，优选为2~3台。单台五氟化磷吸收塔理论板数为2~20块，优选为2~14块。五氟化磷吸收塔操作温度-5℃~45℃，优选为0℃~15℃，操作压力0MPag ~1.5Mpag，优选为0~0.4MPag，上述尾气脱出PF5以后，剩余N2、HCL、HF混合物，经过尾气压缩机压缩后先去尾气冷凝器冷凝，压缩的压力为0.5~4 MPa，优选1~3.2 MPa，冷凝温度为-30~20℃，优选为-20~10℃。冷凝后的氟化氢回五氟化磷发生装置套用。
压缩后未被冷凝的气体进入尾气精馏塔，塔顶出不凝气，塔底为氟化氢。尾气精馏塔塔板数为15~40块，优选为20~30块，塔顶操作温度-30℃~10℃，优选为-20℃~0℃，塔釜操作温度10℃~100℃，优选为30℃~80℃，操作压力0.5~4 MPa，优选1~2 MPa，回流比0.1~20，优选0.2~12。
尾气精馏塔顶出的不凝汽送入尾气水洗塔底部，与塔顶的水逆流吸收，尾气水洗塔底部设有水洗罐，吸收液进入水洗罐中液体循环至水洗塔顶喷淋吸收，未被吸收的尾气从塔顶出进入下道工序。当水洗罐中盐酸溶液接近饱和，送出界外作为盐酸产品，并补充新鲜水。尾气水洗塔个数1~5级，优选为2~4级。尾气水洗塔操作温度为5~50℃，优选为10~40℃；尾气水洗塔操作压力为0.05~0.5MPa，优选为0.1~0.3 MPa，尾气水洗塔板数为5~20块，优选为8~15块。经过预处理后和精馏分离后，现有技术中没有处理的尾气直接吸收会变成HCL和PF5和HF的混合废酸，经过本技术处理后，盐酸可以作为商品销售。
尾气水洗塔顶未被吸收的尾气进入尾气碱洗塔底部，与塔顶的碱液逆流吸收，尾气碱洗塔底部设有碱洗罐，碱液进入碱洗罐中液体循环至尾气碱洗塔顶喷淋吸收，合格尾气从尾气碱洗塔塔顶出高空排放。碱液为NaOH、KOH、Ca(OH)2水溶液的一种或多种，碱液浓度为5~30%，优选为10~20%。尾气碱洗塔个数1~5级，优选为1~3级。尾气碱洗塔操作温度为10~60℃，优选为15~50℃；尾气碱洗塔操作压力为0.05~0.5MPa，优选为0.1~0.3 MPa，尾气碱洗塔板数为8~30块，优选为12~22块。
在本发明制备六氟磷酸锂的系统的其它实施例中，结晶装置可以采用两个以上的结晶器，各结晶器可以是并联也可以是串联；当结晶器依次串联时，相邻两个结晶器中，上一个结晶器的出料口通过管道与下一个结晶器的进料口连接，下一个结晶器所连接的结晶循环冷却器的冷媒出口，连接到上一个结晶器所连接的结晶循环冷却器的冷媒入口。
在本发明制备六氟磷酸锂的系统的其它实施例中，反应器的微纳米气泡反应器还可以采用以下任意一种结构：（1）液相通道和气相通道分别位于两个发生主体上，此时液相通道和气相通道的出口相互错开；（2）两个发生主体上均有气相通道和液相通道，此时两个发生主体上的液相通道的出口正对设置，两个发生主体上的气相通道的出口相互错开。
本发明一种实施例的制备六氟磷酸锂的工艺方法按照以下步骤进行：
（1）五氟化磷发生：先将固体五氯化磷投入发生器中，再将高纯氟化氢液体或气体喷入，在发生器内反应生成五氟化磷和氯化氢气体；
（2）六氟磷酸锂制备：将步骤（1）中生成的五氟化磷气体通入微纳米气泡反应器的气相通道中，将含有氟化锂的循环母液通入微纳米气泡反应器的液相通道中，五氟化磷与循环母液在纳米气泡喷头中形成微纳米气泡并且进行吸收反应，生成六氟磷酸锂；
（3）六氟磷酸锂连续结晶：将步骤（2）中含有六氟磷酸锂的反应液输送至结晶装置，含有六氟磷酸锂的反应液在结晶器内结晶，结晶器内上部为澄清母液，下部为六氟磷酸锂晶浆；
（4）母液循环：将步骤（4）中的澄清母液送至母液回收罐，在母液回收罐中添加氟化锂和氟化氢，母液回收罐中液体作为循环母液通入到入微纳米气泡反应器的液相通道中；
（5）离心干燥：将步骤（4）中的六氟磷酸锂晶浆送至离心机，用离心机将六氟磷酸锂晶浆进一步固液分离，将离心机分离出的液体送至母液回收罐，六氟磷酸锂湿料进入干燥器，干燥后获得六氟磷酸锂产品。
（6）尾气处理：S1.将反应槽中未被吸收的五氟化磷气体通入五氟化磷吸收塔的气体进口，将反应槽中部分循环母液通入五氟化磷吸收塔的喷淋器，五氟化磷气体在塔内与循环母液逆流吸收，所得的反应液由五氟化磷吸收塔塔底排入到反应槽；
S2.将五氟化磷吸收塔塔顶排出的气体通入到压缩机增压后进入尾气冷凝器，经尾气冷凝器冷凝得到的氟化氢收集到氟化氢收集罐中；
S3. 将尾气冷凝器未冷凝的气体通入尾气精馏塔中，将尾气精馏塔塔底产生的氟化氢收集到氟化氢收集罐中，将氟化氢收集罐中收集的氟化氢作为反应液体通入发生器；
S4.将尾气精馏塔塔顶排出的气体依次经水洗塔水洗、碱洗塔碱洗后排出。
上述步骤中，步骤（1）采用的发生器和步骤（5）采用的干燥器均为带有夹套的结构，步骤（1）进行时将冷却介质通入反应器的夹套中，反应器夹套的冷却介质吸热后通入干燥器的夹套内作为干燥热源，干燥器夹套内的冷却介质放热后通入热耦合换热器中作为冷媒，同时将母液循环槽中的循环母液通入热耦合换热器中作为热媒，冷媒吸收循环母液的热量后进入反应器的夹套和冷却盘管中，循环母液降温后通入反应槽。
以下结合应用实例对本发明进行说明：
实例1：一种六氟磷酸锂的制备工艺步骤如下：
（1）五氟化磷发生：将2000kg五氯化磷固体加入五氟化磷发生器中，以200kg/h流量加入液态氟化氢。打开冷却水进口阀门，用来自循环母液换热后的冷却水控制操作温度70℃，操作压力0.5 MPa。发生器上部设置一管壳式冷却器作为气相回流冷却器，采用40%乙二醇溶液作为冷媒，将出口气体降温至10℃。
（2）六氟磷酸锂制备：采用三级吸收。将步骤（1）中制得的五氟化磷送至与循环母液打入反应槽的微纳米气泡反应器中反应，同时五氟化磷吸收塔采用三级吸收塔（图中仅以1级吸收塔示例），未反应的五氟化磷进去一级吸收塔底部，与一级吸收塔顶部母液逆流吸收；未反应的五氟化磷气体从一级吸收塔顶部出，进入二级吸收塔底部，与顶部母液逆流吸收，未反应的五氟化磷气体从二级吸收塔顶部出，进入三级吸收塔底部与顶部母液逆流吸收，尾气从三级吸收塔顶部出去尾气回收装置。五氟化磷吸收塔板数15块，操作温度5℃，操作压力0.15 MPa，母液循环吸收流量为50 m3/h。
（3）六氟磷酸锂结晶：采用二级结晶，溶有六氟磷酸锂的饱和母液从反应槽进入一级结晶器，侧边物料出，经过结晶循环冷却器冷却后，由底部循环回至一级结晶器内，上层含有细晶粒的母液从上部出口出送至二级结晶器，两级结晶器停留时间为6h，下层含有粗晶粒的母液由一级结晶器底部出，与二级结晶器侧部循环物料一起经过冷却后，进入二级结晶器。上层澄清母液溢流至母液回收罐，六氟磷酸锂晶浆从二级结晶器底部出。结晶器循环量比40，结晶冷却器采用板式，冷媒为40%乙二醇水溶液，二级结晶循环冷却器冷却温度为-23℃，一级结晶循环冷却器冷却温度为-13℃。二级结晶循环冷却器冷媒出口接至一级结晶循环冷却器入口，梯级利用冷量，节约能耗。
（4）六氟磷酸锂分离：来自二级结晶器底部的晶浆经过离心机分离固液后，六氟磷酸锂湿料进入干燥器中，打开干燥器夹套的热源介质进口开关，用来自五氟化磷发生器的降温热源加热湿料。打开真空装置维持干燥器压力为0.08 MPa，操作温度55℃，操作时间3.5h，最终得到干燥六氟磷酸锂成品，晶体纯度99.99 wt%，收率97.2%，晶体颗粒度集中在130-500um。
（5）母液循环：将二级结晶器顶部清液及离心机分离出的母液送至母液回收罐内，加入氟化锂260kg/h，搅拌均匀后，母液回收罐中的循环母液在热耦合换热器中与来自干燥器出口热水换热后，送至反应槽反应。
（6） 尾气处理：将五氟化磷吸收塔的尾气收集后，经过压缩机将尾气压力压缩至1.3 MPa，然后冷凝至-5℃，未冷凝的气体进入尾气精馏塔，塔板数为22块，塔顶操作温度-18℃，塔底操作温度56℃，操作压力1.2 MPa，回流比为0.7。精馏塔塔顶出的不凝汽经过3级水洗塔（附图中仅以1级示例）水洗，水洗塔板数为10块，操作温度33℃，操作压力0.15 MPa。剩余尾气经过2级级碱洗塔（附图中仅以1级示例）碱洗，碱液为15%NaOH溶液，操作温度40℃，操作压力0.12 MPa，塔板数12块。最终尾气氟化氢浓度0.20mg/m3，氟化氢综合消耗为：820kg氟化氢/1吨六氟磷酸锂。
实例2：一种六氟磷酸锂的制备工艺步骤如下：
（1）五氟化磷发生：将3000kg五氯化磷固体加入五氟化磷发生器中，以100kg/h流量加入液态氟化氢。打开冷却水进口阀门，用来自循环母液换热后的冷却水控制操作温度110℃，操作压力0.3 MPa。发生器上部设置一管缠绕管式冷却器作为气相回流冷却器，采用40%乙醇作为冷媒，将出口气体降温至15℃。
（2）六氟磷酸锂制备：采用三级吸收。将步骤（1）中制得的五氟化磷送至与循环母液打入反应槽的微纳米气泡反应器中反应，同时五氟化磷吸收塔采用二级吸收塔（图中仅以1级示例），未反应的五氟化磷进去一级吸收塔底部，与一级吸收塔顶部母液逆流吸收；未反应的五氟化磷气体从一级吸收塔顶部出，进入二级吸收塔底部，与顶部母液逆流吸收尾气从三级吸收塔顶部出去尾气回收装置。五氟化磷吸收塔板数20块，操作温度3℃，操作压力常压，母液循环吸收流量为125 m3/h。
（3）六氟磷酸锂结晶：采用一级结晶（附图中以二级示例），溶有六氟磷酸锂的饱和母液从反应槽进入结晶器，侧边物料出，经过结晶循环冷却器冷却后，由底部循环回至一级结晶器内。上层澄清母液溢流至母液回收罐，六氟磷酸锂晶浆从结晶器底部出。结晶循环冷却器采用管壳式，冷媒为乙醇，冷却器冷却温度为-30℃。
（4）六氟磷酸锂分离：来自结晶器底部的晶浆经过离心机分离固液后，六氟磷酸锂湿料进入干燥器中，打开干燥器夹套的热源介质进口开关，用来自五氟化磷发生器的降温热源加热湿料。打开真空装置维持干燥器压力为0.05 MPa，操作温度43℃，操作时间4h，最终得到干燥六氟磷酸锂成品，晶体纯度99.85 wt%，收率99%，晶体颗粒度集中在160-420um。
（5）母液循环：将结晶器顶部清液及离心机分离出的母液送至母液回收罐内，加入氟化锂130kg/h，搅拌均匀后，母液回收罐中的循环母液在热耦合换热器中与来自干燥器出口热水换热后，送至反应槽反应。
（6） 尾气处理：将五氟化磷吸收塔的尾气收集后，经过压缩机将尾气压力压缩至1.5 MPa，然后冷凝至-5℃，未冷凝的气体进入尾气精馏塔，塔板数为28块，塔顶操作温度-14℃，塔底操作温度61℃，操作压力1.35 MPa，回流比为0.7。精馏塔塔顶出的不凝汽经过2级水洗塔（附图中仅以1级示例）水洗，水洗塔板数为15块，操作温度30℃，操作压力0.11MPa。剩余尾气经过1级碱洗塔碱洗，碱液为20%KOH溶液，操作温度35℃，操作压力0.1 MPa，塔板数18块。最终尾气氟化氢浓度0.11mg/m3，氟化氢综合消耗为：870kg氟化氢/1吨六氟磷酸锂。
实例3：一种六氟磷酸锂的制备工艺步骤如下：
（1）五氟化磷发生：将1400kg五氯化磷固体加入五氟化磷发生器中，以80kg/h流量加入液态氟化氢。打开冷却水进口阀门，用来自循环母液换热后的冷却水控制操作温度100℃，操作压力0.18 MPa。发生器上部设置一管缠绕管式冷却器作为气相回流冷却器，采用40%乙醇作为冷媒，将出口气体降温至10℃。
（2）六氟磷酸锂制备：采用三级吸收。将步骤（1）中制得的五氟化磷送至与循环母液打入反应槽的微纳米气泡反应器中反应，同时五氟化磷吸收塔采用二级吸收塔（图中仅以1级示例），未反应的五氟化磷进去一级吸收塔底部，与一级吸收塔顶部母液逆流吸收；未反应的五氟化磷气体从一级吸收塔顶部出，进入二级吸收塔底部，与顶部母液逆流吸收尾气从三级吸收塔顶部出去尾气回收装置。五氟化磷吸收塔板数10块，操作温度8℃，操作压力常压，母液循环吸收流量为75 m3/h。
（3）六氟磷酸锂结晶：采用二级结晶，一级结晶温度5℃，二级结晶温度-24℃，溶有六氟磷酸锂的饱和母液从反应槽进入结晶器，侧边物料出，经过结晶循环冷却器冷却后，由底部循环回至一级结晶器内。上层澄清母液溢流至母液回收罐，六氟磷酸锂晶浆从结晶器底部出。结晶循环冷却器采用管壳式，冷媒为乙醇，冷却器冷却温度为-35℃。
（4）六氟磷酸锂分离：来自结晶器底部的晶浆经过离心机分离固液后，六氟磷酸锂湿料进入干燥器中，打开干燥器夹套的热源介质进口开关，用来自五氟化磷发生器的降温热源加热湿料。打开真空装置维持干燥器压力为0.05 MPa，操作温度55℃，操作时间6h，最终得到干燥六氟磷酸锂成品，晶体纯度99.95 wt%，收率98.4%，晶体颗粒度集中在200-450um。
（5）母液循环：将结晶器顶部清液及离心机分离出的母液送至母液回收罐内，加入氟化锂85kg/h，搅拌均匀后，母液回收罐中的循环母液在热耦合换热器中与来自干燥器出口热水换热后，送至反应槽反应。
（6） 尾气处理：将五氟化磷吸收塔的尾气收集后，经过压缩机将尾气压力压缩至2.4 MPa，然后冷凝至-15℃，未冷凝的气体进入尾气精馏塔，塔板数为35块，塔顶操作温度-20℃，塔底操作温度114℃，操作压力1.6 MPa，回流比为4。精馏塔塔顶出的不凝汽经过2级水洗塔（附图中仅以1级示例）水洗，水洗塔板数为11块，操作温度35℃，操作压力0.15 MPa。剩余尾气经过1级碱洗塔碱洗，碱液为15%KOH溶液，操作温度40℃，操作压力0.12 MPa，塔板数15块。最终尾气氟化氢浓度0.07mg/m3，氟化氢综合消耗为：790kg氟化氢/1吨六氟磷酸锂。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种制备六氟磷酸锂的系统，其包括五氟化磷发生装置、六氟磷酸锂制备装置、结晶装置以及分离干燥装置，其特征在于：
所述五氟化磷发生装置包括发生器，发生器上设有氟化氢进口、五氯化磷进口和气相出口，发生器内设有搅拌器和冷却盘管，外置内气相回流冷却器；
所述六氟磷酸锂制备装置包括反应槽，反应槽内设有微纳米气泡反应器，微纳米气泡反应器包括间隔设置的两个发生主体，两个发生主体通过连接件固定连接，两个发生主体相互靠近的壁面之间具有间隙，该间隙内具有气泡发生界面，发生主体上开设有液相通道和气相通道，液相通道的出口和气相通道的出口均与所述间隙连通且朝向气泡发生界面，液相通道和气相通道均位于同一个发生主体上，或者液相通道和气相通道分别位于两个发生主体上，或者两个发生主体上均有气相通道和液相通道；当液相通道和气相通道分别位于两个发生主体上时，液相通道和气相通道的出口相互错开；当两个发生主体上均有气相通道和液相通道时，两个发生主体上的液相通道的出口正对设置；液相通道和气相通道的进口处分别设有液相管接口和气相管接口，发生器的气相出口通过管道与气相通道的进口连接；
所述结晶装置包括结晶器，结晶器的进料口与反应槽底部的液体出口通过管道连接，结晶器顶部设有料液回收口，料液回收口通过管道连接有母液回收罐，结晶器为连续操作；
所述母液回收罐上设有氟化氢进口和氟化锂进口，母液回收罐通过管道与微纳米气泡反应器的液相通道的进口连接；
所述分离干燥装置包括离心机和干燥器，离心机的进料口与结晶器的出料口连接，离心机的出液口上连接有通入到母液回收罐内的管道，离心机的晶浆出口与干燥器的进口连接。
2.根据权利要求1所述的制备六氟磷酸锂的系统，其特征在于：所述制备六氟磷酸锂的系统还包括尾气回收装置，尾气回收装置包括五氟化磷吸收塔，五氟化磷吸收塔内设有喷淋器，反应槽上设有与五氟化磷吸收塔连接的气体出口和回收液进口，五氟化磷吸收塔底部的排液口通过管道与反应槽的回收液进口连接，反应槽上的气体出口与五氟化磷吸收塔的进气口连接，反应槽和结晶器之间的管道上并联有与喷淋器连接的循环管道；所述反应槽和结晶器之间的管道上设有母液吸收循环泵和吸收循环冷却器。
3.根据权利要求2所述的制备六氟磷酸锂的系统，其特征在于：所述尾气回收装置还包括尾气压缩机、尾气冷凝器、尾气精馏塔、尾气水洗塔和尾气碱洗塔，五氟化磷吸收塔的排气口与尾气压缩机连接增压，增压后的尾气与尾气冷凝器的进口连接，尾气冷凝器上连接有氟化氢收集罐，尾气冷凝器的出口与尾气精馏塔的气体进口连接，尾气精馏塔的排液口与氟化氢收集罐连接，氟化氢收集罐通过管道与发生器的氟化氢进口连接；尾气精馏塔的气体出口与尾气水洗塔的气体进口连接，尾气水洗塔的气体出口与尾气碱洗塔的气体进口连接，尾气水洗塔和尾气碱洗塔的底部分别连接有水洗罐和碱洗罐，水洗罐通过水洗循环管道与尾气水洗塔内的液体分布器连接，碱洗罐通过碱洗循环管道与尾气碱洗塔内的液体分布器连接，水洗循环管道和碱洗循环管道上分别设有水洗循环泵和碱洗循环泵，尾气碱洗塔塔顶的排气口上连接有气体排出管道，气体排出管道上设有尾气风机。
4.根据权利要求1所述的制备六氟磷酸锂的系统，其特征在于：所述发生器外部设有夹套冷却，发生器的外夹套设有冷却液进口和冷却液出口；所述发生器为立式结构，发生器内位于搅拌器的上部位置处设有冷却盘管，冷却盘管的进口和出口均位于发生器的外部；发生器内的上部设有液体分布器和/或者发生器内的底部设有气体分布器；发生器的气相出口和反应槽之间的管道上设有气相回流冷却器。
5.根据权利要求4所述的制备六氟磷酸锂的系统，其特征在于：所述干燥器外部设有夹套，干燥器的夹套上设有热源介质进口和热源介质出口，发生器夹套上的冷却液出口通过管道连接在干燥器夹套的热源介质进口上；母液回收罐和反应槽之间的管路上设有热耦合换热器，干燥器夹套的热源介质出口和发生器夹套上的冷却液进口分别连接在热耦合换热器的冷媒进口和冷媒出口上，形成完整热耦合系统。
6.根据权利要求1所述的制备六氟磷酸锂的系统，其特征在于：所述结晶装置包括两个以上的连续结晶器，每个结晶器上均连接有结晶循环冷却器和结晶循环泵，各结晶器并联或串联；当结晶器依次串联时，相邻两个结晶器中，上一个结晶器的出料口通过管道与下一个结晶器的进料口连接，下一个结晶器所连接的结晶循环冷却器的冷媒出口，连接到上一个结晶器所连接的结晶循环冷却器的冷媒入口。
7.根据权利要求6所述的制备六氟磷酸锂的系统，其特征在于：所述结晶器采用DTB或OLSO结晶器；所述结晶循环冷却器采用板式或螺旋板式或管壳式或缠绕管式或套管式，结晶循环冷却器中的冷媒采用水、乙醇、乙二醇、丙二醇、硅油中的一种或多种。
8.一种制备六氟磷酸锂的工艺方法，其特征在于，其是采用权利要求1所述的制备六氟磷酸锂的系统进行的，其包括以下工艺步骤：
（1）五氟化磷发生：先将固体五氯化磷投入发生器中，再将高纯氟化氢液体或气体喷入，在发生器内反应生成五氟化磷和氯化氢气体；
（2）六氟磷酸锂制备：将步骤（1）中生成的五氟化磷气体通入微纳米气泡反应器的气相通道中，将含有氟化锂的循环母液通入微纳米气泡反应器的液相通道中，五氟化磷与循环母液在纳米气泡喷头中形成微纳米气泡并且进行吸收反应，生成六氟磷酸锂；
（3）六氟磷酸锂连续结晶：将步骤（2）中含有六氟磷酸锂的反应液输送至结晶装置，含有六氟磷酸锂的反应液在结晶器内结晶，结晶器内上部为澄清母液，下部为六氟磷酸锂晶浆；
（4）母液循环：将步骤（4）中的澄清母液送至母液回收罐，在母液回收罐中添加氟化锂和氟化氢，母液回收罐中液体作为循环母液通入到入微纳米气泡反应器的液相通道中；
（5）离心干燥：将步骤（4）中的六氟磷酸锂晶浆送至离心机，用离心机将六氟磷酸锂晶浆进一步固液分离，将离心机分离出的液体送至母液回收罐，六氟磷酸锂湿料进入干燥器，干燥后获得六氟磷酸锂产品。
9.根据权利要求8述的制备六氟磷酸锂的工艺方法，其特征在于：所述制备六氟磷酸锂的工艺方法还包括以下尾气处理步骤，尾气处理步骤为：
S1.将反应槽中未被吸收的五氟化磷气体通入五氟化磷吸收塔的气体进口，将反应槽中部分循环母液通入五氟化磷吸收塔的喷淋器，五氟化磷气体在塔内与循环母液逆流吸收，所得的反应液由五氟化磷吸收塔塔底排入到反应槽；
S2.将五氟化磷吸收塔塔顶排出的气体通入到压缩机增压，然后进入尾气冷凝器，经尾气冷凝器冷凝得到的氟化氢收集到氟化氢收集罐中；
S3. 将尾气冷凝器未冷凝的气体通入尾气精馏塔中，将尾气精馏塔塔底产生的氟化氢收集到氟化氢收集罐中，将氟化氢收集罐中收集的氟化氢作为反应液体通入发生器；
S4.将尾气精馏塔塔顶排出的气体依次经水洗塔水洗、碱洗塔碱洗后排出。
10.根据权利要求8述的制备六氟磷酸锂的工艺方法，其特征在于：步骤（1）采用的发生器和步骤（5）采用的干燥器均为带有夹套的结构，步骤（1）进行时将冷却介质通入反应器的夹套中，反应器夹套的冷却介质吸热后通入干燥器的夹套内作为干燥热源，干燥器夹套内的冷却介质放热后通入热耦合换热器中作为冷媒，同时将母液循环槽中的循环母液通入热耦合换热器中作为热媒，冷媒吸收循环母液的热量后进入反应器的夹套和冷却盘管中，循环母液降温后通入反应槽。
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