氟化工生产中的节能降耗研究.pdf

CleaningWorld2023年7 月环保节能第39 卷第7 期洗世清界文章编号：6 7 1-8 9 0 9（2 0 2 3）7-0 1 1 4-0 0 3氟化工生产中的节能降耗研究崔利永，宋鑫，张福佳（山东东岳高分子材料有限公司，山东淄博256400)摘要：本文就氟化工生产中的节能降耗方法进行探究，最先针对氟化工生产中节能降耗的重要性进行分析，之后提出氟化氢处理、HFP回收、回收全氟辛酸铵、设备合理化使用以及节能降耗意识培养几个措施，旨在提高氟化工生产效率与质量，降低能耗。关键词：氟化工；节能降耗；氟化氢中图分类号：TQ124文献标识码：A氟化工生产是现今重要产业之一，在其生产过程中，如何降低生产消耗，保证能源与材料的利用率成为主要目标。因此在氟化工生产过程中，需要对其中材料的回收及设备的利用条件进行分析与改进，以提高氟化工生产的经济效益，降低能源消耗。1氟化工节能降耗重要性氟化氢是氟化工生产中的重要原材料，其广泛应用于电子、化工、医药等行业，对环境保护具有重要意义。在我国，氟化氢生产中氟化氢气体的能耗高达30%，在行业内属于高耗能行业。如何有效降低生产能耗是我国氟化氢生产企业急需解决的问题。采用先进的节能技术和设备对生产过程进行优化，不仅可以提高整个系统的运行效率，还可以降低生产成本，是企业发展的重要手段之一。因此，节能技术在氟化工生产过程中的应用是非常重要和关键的，通过对氟化工生产过程进行优化可以有效的降低氟化氢气体的能耗。为实现“双碳”目标，企业从全产业链做到低碳或零碳，助力氟化工企业可持续发展，节能降耗是的重要途径，也是企业提高经济效益的重要手段。2氟化工节能降耗工艺2.1氟化氢处理氟化氢是一种无色、有毒的气体，常用于制造氢氟酸。其主要成分是HF,HF在常温下易溶于水、丙酮等有机溶剂中，极难溶于醚、氯仿等有机溶剂中。氢氟酸（HF）是一种无色、有剧烈刺激性气味的剧毒物质，但具有特殊的物理性质：极强的腐蚀性（具有中等毒性）；能强烈地与水、碳和氧化物发生反应；能溶于水和有机溶剂。氟化氢是一种无色、有剧烈刺激性气味的有毒气体。它可用作表面活性剂、发泡剂以及许多生产过程中的溶剂。但是氢氟酸在生产过程中会产生大量的有害气体，并含有一定数量的杂质，因此需要对其进行净化处理。传统企业会采取酸碱中和技术来对氟化氢进行处理，但是过程中碱液与水的损耗较大，且产生残渣对环境有害。因此需要改进氟化氢的处理方法，可以使用水循环系统来对过程中损耗的水来进行吸收重复利用，进而降低水量损耗，在一定程度上减轻氟化氢的处理消耗。同时，氢氟酸净化处理装置是利用膜分离技术、吸附技术、催化氧化技术等先进工艺制造而成的一种新型膜分离技术。膜分离技术具有良好的选择性，能够有效地将原料气中不溶物和杂质进行分离；吸附技术在使用过程中不会对物料造成污染；催化氧化技术在吸附分离之后能够将产品中不溶物和杂质进行深度精制。这种工艺在氟化氢净化处理上具有很高的应用价值。由于氢氟酸有强腐蚀性，所以需要使用专业的氟化氢净化设备才能保证生产效率和安全问题。2.2HFP回收利用在TFE进行生产过程中，人们已经有了回收作者简介：崔利永（1 9 7 8-），男，本科学历，中级工程师，研究方向：聚合工艺。收稿日期：2 0 2 3-0 3-1 0。115第3 9 卷崔利永等.氟化节能降耗研究副产物的HFP意识，但是由于一些因素，相关的回收工艺一直存在弊端不能完善，其回收的经济成本很高，回收结果往往不到达不到人们预期效果。某些企业考虑到经济成本，在对其进行处理的过程中，将HFP混合到高沸残液中进行高温焚烧处理，有些将其返回重新进行分裂反应。另外，也有部分企业运用蒸馏对其馏分提取回收部分HFP，但结果往往差强人意，由于回收大部分得到的是HFP的粗产品，其纯度达不到相关标准，利用价值不大。但是化工生产中可以采用短程蒸馏、结晶分离等先进的技术可以有效的回收利用。同时我们也可以在粗产品进行回收时进一步精馏即可达到相应标准。在进一步的蒸馏萃取过程中，我们选择的萃取物通常是甲醇，但是甲醇和六氟丙烯的沸点相差不大，在蒸馏的过程中容易形成共沸物。因此简单的精馏工作并不能满足完全分离的要求，还需要干燥、吸收等一系列的操作才能实现HFP的分离。另外，在HFP的成产过程中会产生大量的高沸残液，这些高沸残液主要是由八氟丁烯-1、八氟异丁烯、八氟环丁烷以及八氟丁烯-2 等有机物组成。但是由于八氟异丁烯自身所具备的特殊性，很少有企业会对其进行利用，而其他几种有机物则会被回收利用。但是如果相应的企业能在实际操作中对操作方式进行改变，减小残液产生，对这些长链烃进行裂化分解，可以降低原材料消耗。并且在整个过程中，HFP的生产工艺不会受到影响。2.3回收全氟辛酸铵在氟化工生产中，工业生产过程中的一些副产物，例如酸、碱、盐等是非常难处理的物质。这类物质回收利用不仅能变废为宝，而且还可以降低企业生产成本。氟化工生产过程中会产生大量的含氟废气，这些含氟废气经过吸收、吸附、浓缩、结晶后可以回收全氟化合物。全氟辛酸铵是一种优质的全氟辛基甲酸铵产品，由于其沸点低（为2 0）、易挥发，对人体的毒性较大。传统方法采用沉降分离法来回收辛酸铵，但效果不好。因为辛酸铵易沉淀、易分层，使产品结晶粗大，操作繁、工艺复杂，且不易分离。传统工艺使用氟化氢和氨，将含氟废气中的有机废气在吸收塔内进行吸收净化，然后向洗涤塔内通入二氧化碳进行脱附净化。这种工艺处理含氟废气的流程较长，流程中产生大量含有氨的循环水，生产过程中产生大量氨气和废水。全氟辛酸铵生产工艺路线优化后，可以解决其问题，具体操作如下：首先将空气通入脱硫塔内，向洗涤塔内通入一定量的氨溶液，在塔内反应后将气体从塔顶逸出。然后向洗涤塔内通入碳酸氢铵溶液进行脱附净化。全氟辛酸铵产品可作为制冷剂、干燥剂、稳定剂等使用。全氟辛酸铵是一种优质的全氟辛烷基甲酸盐原料，广泛应用于农药、涂料、医药等领域的添加剂中。对环境无污染，使用方便安全，符合国家环保政策要求。根据生产的优化方法，在综合分析和改进下成功开发了一种新的萃取分离技术：离心精馏法。离心精馏法是以液体为分离介质，利用物理方法直接对溶液进行萃取分离或蒸馏。该工艺方法具有设备简单、操作方便、易于分离提纯的优点。采用该技术不仅能提高生产效率，还能减少材料消耗、降低成本。新型萃取分离技术结合了离心机萃取和离心精馏两种工艺的优点，不仅能提高萃取效率、减少有机杂质的损失、降低能耗，而且还能回收大量的辛酸铵、氯化铵等易结晶物料，获得更好的经济效益和环境效益。2.4设备合理化使用在氟化工生产过程中，节能降耗是一项十分重要的工作。如生产中使用的真空泵、加热炉等都是耗能较大的设备，只有在设计中对这些设备进行节能降耗分析，并在使用过程中合理选用，才能有效地降低消耗。氟化工生产过程中使用的节能降耗设备主要有：离心式空压机、螺杆式压缩机、旋片式空压机、湿式空压机、喷雾干燥塔。这几种设备的工作原理，主要是利用压缩空气的作用，达到生产的目的，在生产过程中起到节能降耗的效果。其中离心式空压机在我们日常生产生活中应用是比较广泛的，离心式空压机作为一种高效、节能型设备在氟化生产工艺过程中发挥了重要作用。离心空压机是一种新型高效节能设备，具有结构简单、性能稳定、操作方便等优点。氟硅化工生产过程中，空压机作为一个重要装置，使用比较多。在使用过程中，需要注意设备的自身状态稳定性，在使用过程中控制使用频率，以此来降低能耗的额外消耗。在真空泵的节能降耗中，其采用了双级无油润滑的方式，能够将无油润滑结合起来，这就大大减少了油品消耗。使用过程中不需要添加润滑油，所以能够节约成本。而且在使用过程中是在真空环境下操作，温度也会受到影响。对加热炉来说，通过余热利用技术与空气预热技术相结合的方式可以减少能耗。具体做法是先对加热炉的余热进行回收利用，然后将温度升高到所需值再使用空气预热，从而降低能耗。上接6 8 页.-.。1 1 6 第7 期清洗世界2.5节能降耗意识落实近年来，由于氟化工行业产能过剩，特别是中小型企业竞争激烈，大多数氟化工生产厂家在保证产品质量的同时，降低消耗成本成为企业生产的关键。氟化工生产过程中耗用的物料主要有盐酸、氨水、氟化氢等，其中氯和氢的消耗量最大。氯主要是通过氧化工序进行反应从而生成氯化氢；氢主要是通过氯气与氨气在催化作用下产生，氧化反应也是氯化反应过程。作为氟化盐的原料，氯和氢用量较大，再加上氟化工产品在生产过程中对环境造成污染的同时也会消耗大量能源。节能降耗，是氟化工生产企业提高经济效益、提高企业核心竞争力的必然选择，是企业生存与发展的关键。在生产过程中，如果能有效地控制能源消耗，减少浪费，就能有效地降低生产成本，提高经济效益。在氟化工生产过程中，有很多能源可以利用，只要我们认真分析、合理利用、节约能源，就能达到节能降耗的目的。氟化工生产企业要大力提倡节能降耗意识，树立节能降耗是企业永恒主题的观念。在节约用电方面要加强管理、积极行动，从节电意识入手去规范自己的行为。并积极参与到节能降耗活动中去，为企业节能降耗做出贡献。氟化工企业应当在保证产图1 2清洗后1 5天可有效清除工件外表面的残留油污，在清洗后的即时达因值可满足大于38 mN/m的质量要求，但对于渗入至材料中的污垢清除不彻底，随着储存时间的延长，表面达因值出现明显的衰减，甚至在清洗后第二天即出现达因值低于34mN/m的现象。本文所研制清洗剂中添加有机醇胺及特种渗透剂，在有效清除盖板表面油污的同时，可以有效渗透至材料极微小孔隙中，将残留污垢彻底清除，同时不对基材产生腐蚀，不变色无白斑残留，对工件外观无影响。保证初始达因值大于56 N/m，且在1 5天后仍不发生衰减。品质量的前提下降低消耗成本。氟化工生产企业应加强节能降耗意识，从细节出发对企业自身进行节能降耗改造，降低能耗成本。3结论氟化工生产节能降耗能够有效降低企业生产成本，提高企业的生产经济效益。因此需要加强氟化工生产中节能降耗的工艺落实。加强氟化氢。全氟辛酸铵等物质的生产与处理，重复利用减少材料损耗。在设备使用过程中合理控制能源消耗，并且加强节能意识，进而实现氟化工生产的节能降耗。参考文献：1】赵立群，李岩，郑宝山，等.福建氟化工产业竞争力及发展战略研究 J.学会，2 0 2 2(1 2):59-6 4.2卢毅，余苏苏，占博川氟化工生产危险因素分析及安全防范 J.化工管理，2 0 2 1(0 9):1 1 3-1 1 4.3 刘海成.氟化工生产中节能降耗的工艺分析 .建材与装饰，2 0 1 8(2 2):1 39-1 40.4陈义灶.氟化工生产危险因素及安全防范分析 .化工管理，2 0 2 0(1 3):1 0 9-1 1 0.3结论综上所述，所研制清洗剂不含芳烃等有毒有害物质、不含消耗臭氧层及全球变暖物质，不含空气清洁法案中限定的有害空气污染物，符合欧盟RoHS指令，对人体无害，对环境友好，使用、运输和储存安全，不涉及废水排放问题。可有效清除电池盖板表面残留的各种污垢，清洗后不腐蚀工件，表面无白斑残留，初始达因值大于56 mN/m，存放1 5天后保持达因不衰减。避免在后续焊接、粘胶、装配等生产工艺中因表面残留污垢导致的附着力差或牢固度低等质量缺陷，从根本上解决了清洗后工件表面达因值衰减的问题。参考文献：1林学锋等.焊接面清洁度对激光焊接质量影响研究J.上海汽车，2 0 2 1(1 0):54.2 黄皓等.电镀层达因值的影响因素和控制 .电镀与涂饰，2 0 2 2(1 3):9 1 7.3刘海鹏.新能源汽车电池技术存在的问题与对策 .汽车与新动力，2 0 2 2(1):43.