【文章內容簡介】 和 1 個高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，總面積 4071 平方公里，總人口 萬。 焦作市地處太行山山脈與豫北平原的交接地帶，地形變化較大，地 貌類型多樣，地勢由西北向東南傾斜，由北向南漸低，屬于秦嶺東西構造帶。北部為山區(qū)，南部為黃河沖積平原。擬建場地位于太行山東南麓大石河沖積扇中部，地勢平坦。 氣象條件 (1)氣溫 年平均氣溫 ℃ 極端最高氣溫 ℃ 極端最低氣溫 ℃ 最熱月平均氣溫 (七月 ) ℃ 最冷平均氣溫（一月） ℃ (2)降水 年平均降水量 年最大降水量 23 年最小降水量 (3)風 年平均風速 最大風速 30m/s 年主導風向 NE(東北 ) (4)其它 年 平均相對濕度 61% 年平均氣壓 年平均無霜期 220d 年平均蒸發(fā)量 最大凍土深度 地質條件 擬建廠址所在地地表層為卵礫石層，厚度為 2m 左右，其下為卵礫石與粘土層的交替沉積，工程地質狀況良好。 本地區(qū)由于地表水滲漏和地 下斷層、石灰石等特點，致使地表水貧乏。擬建廠區(qū)地下水豐富，動水位距地表 92m，水質良好。 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 GB183062020 圖 A1 和《中國地震動反應譜特征區(qū)劃圖》 GB183062020 圖 B1，焦作市地震動峰值加速度為 ，地震動反應譜特征周期為 ，相當于地震基本烈度Ⅶ度。 (1)供水：項目選址緊臨 某某 公司老廠區(qū)。老廠區(qū)地下水豐富， 24 供水以地下水為水源，現(xiàn)有深井兩眼，單井出水量 60～ 70 噸 /小時，總供水能力為 130 噸 /小時，建有蓄水池三座，總蓄水量為 1000 噸。公司目前用水量為 43 噸 /小時，尚有富裕水量 87 噸 /小時。 本工程生產(chǎn)生活需用新鮮水量極少，僅需配備生活用水，現(xiàn)有供水能力完全滿足需要。 (2)供電：公司北臨西馮封變電站，距離 公里，西馮封變電站供電電源由焦作發(fā)電廠一 110KV 電壓架空引來，焦作發(fā)電廠距西馮封變電站 12 公里。西馮封變電站目前有三臺 萬 KVA 變壓器、兩臺 萬 KVA 變壓器正常運行，一臺 萬 KVA 變壓器備用。西馮封變電站以 35KV 供電電壓和 6KV 供電電壓向附近用戶供電，完全可以滿足本項目需求。 (3)供熱：目前公司現(xiàn) 有生產(chǎn)線蒸汽用量和規(guī)格為 8 噸 /小時、。本項目蒸汽用量和規(guī)格為 5 噸 /小時、 ，蒸汽用量不大。公司現(xiàn)在使用廣興實業(yè)有限公司廢熱鍋爐提供的蒸汽量和規(guī)格為20 噸 /小時、 ，富余能力較大，本工程不再新建鍋爐房，新建裝置用汽由廣興實業(yè)有限公司供給。 本項目主要原輔材料五氯化磷由石家莊中昊化工和徐州建平化工供應；無水氟化氫和氟化鋰由 某某 公司供應；氫氧化鈉由本地化工廠供應。 以上原輔材料供應商與 某某 公司有多年的合作關系，簽訂了長期的供貨合同。因此，本項目原輔 材料供應有保證。 25 廠址選擇 某某 公司位于 某某 省焦作市中站區(qū)西部，焦作市規(guī)劃的化工區(qū)內，東距中站區(qū)約 6 千米，西距月山火車站約 1 千米，北距焦克公路100 米。 廠址所在地交通運輸便捷，焦枝鐵路從廠區(qū)南側通過，西距柏山貨站 1km，焦克公路從廠區(qū)北側通過，東與焦晉高速公路相接。交通運輸非常便利。 該項目擬建場址選在 某某 公司現(xiàn)有廠區(qū)北側，在新征土地上建設，新征土地面積為 60 畝。 該址地勢平坦，交通運輸條件優(yōu)越，基礎設施配套齊全，行政及生活福利設施，公用工程及輔助生產(chǎn)設施多數(shù)可依托老廠。建廠條件較 好，適宜本項目建設。 26 第五章 工藝技術方案 工藝技術路線的選擇 自 1972 年有人合成六氟磷酸鋰至今，已有多種方法制備該產(chǎn)品并將其用于鋰電池的電解質。主要制備方法有 4 種： 氣固反應法：操作較為簡單，但制備均一多孔的 LiF 難度大，特別是對于工業(yè)規(guī)?；纳a(chǎn)難度較大。 有機溶劑法：雖然避免了使用氟化氫，但五氟化磷會和有機溶劑發(fā)生反應，而引起聚合、分解，導致很難獲得高純度的產(chǎn)品。 離子交換法：避免了使用五氟化磷作為原料，但其中使用的醇基鋰或氨等同樣會和有機溶劑發(fā)生類似有機溶劑法中存在的問題，且成本高， LiPF6比較容易吸水，不安全，必須使用安全無水的溶劑。 氟化氫溶劑法：雖然使用了腐蝕性介質氟化氫，但由于五氟化磷與氟化鋰都易溶于氟化氫中，可以在液相中發(fā)生均相反應，使整個反應易于進行和控制，因此，該法是目前所有制備六氟磷酸鋰方法中最易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一種方法。 2020 年 6 月， 某某 公司組織成立了專門研究小組，進行多次試驗和調研，決定引進國外某公司的技術，該公司六氟磷酸鋰工藝采用氫氟酸溶劑法，具有工藝簡單，投資成本低，控制調節(jié)方便，產(chǎn)出率高，質量好等優(yōu)點。 27 產(chǎn)品和原材料規(guī)格 原材料規(guī)格 (1)氟化鋰 表 51 氟化鋰規(guī)格 項 目 指 標 外觀 松 軟白色粉末 純度 （ LiF） ≥ % 硫酸 （ H2SO4） ≤ % 硅 （ SiO2） : ≤ % 水分 （ H2O） ≤ % (2)無水 氟化氫 （ AHF） 表 52 無水 氟化氫 （ AHF） 規(guī)格 項 目 指 標 外觀 無色發(fā)煙液體 純度 ≥ % 硫酸 （ H2SO4） ≤ % 氟硅酸 （ H2SiF6） ≤ .% 水 份（ H2O） ≤ % 二氧化硫 （ SO2） ≤ % (3)五氯化磷（ PCl5） 表 53 五氯化磷（ PCl5） 規(guī)格 項 目 指 標 外觀 黃白色發(fā)煙粉末 純度 （ PCl5） ≥ % Ni, Pb, Fe ≤ 1 ppm 三氯化磷（ PCI3） ≤ 1 ppm 水份（ H2O） ≤ 10 ppm 28 產(chǎn)品規(guī)格： (1)六氟磷酸鋰 表 54 六氟磷酸鋰規(guī)格 項 目 指 標 純度（ LiPF6） ≥ ％ 水分含量（ H2O） ≤ 10ppm 氯（ Cl） ≤ 1ppm 硫（ S） ≤ 2ppm 重金屬鉛（ Pb） ≤ 1ppm 鐵（ Fe） ≥ 1ppm 鉀（ K） ≤ 1ppm 鈉（ Na） ≤ 1ppm 游離酸（ HF） ≤ 50ppm DME 不溶物 % (2)30％工業(yè)鹽酸 主含量 28－ 32％ (3)氟化鈉 表 55 氟化鈉規(guī)格 項 目 指 標 純度（ NaF） ≥ 95% 二氧化硅（ SiO2） ≤ ％ 碳酸鈉（ Na2CO3） ≤ ％ 硫酸鹽（ SO42） ≤ ％ 酸度（ HF） ≤ ％ 水中不溶物 ≤ ％ H2O ≤ ％ 29 公用工程規(guī)格 飽和蒸汽（加熱用） 供汽壓力： 供汽溫度： 158℃ 循環(huán)冷卻水 供水壓力： Mpa 供水溫度： 30℃ 硬度： (含 CaCO3) ≤ 50ppm 含氯離子： ≤ 100 一次水 供水壓力： Mpa 供水溫度： 25℃ 儀表空氣 干燥、無油 露點： 40℃ 供氣壓力： Mpa 供氣溫度： 常溫 電 380/220V，三相， 50HZ 冷媒 45％乙二醇溶液，－ 15℃ 55% 乙二醇溶液， 30℃ 30 工藝流程簡述 無水氟化 氫與五氯化磷在 20～ 30℃的環(huán)境下緩慢反應，生成五氟化磷和氯化氫氣體，五氟化磷與氟化鋰在 1＃反應釜中在無水氫氟酸和一個常態(tài)的氮氣層中，反應得到六氟磷酸鋰，生成的氯化氫氣體、過量五氟化磷、少量氮氣進入 2合成槽，過量五氟化磷在 2反應釜繼續(xù)和氟化鋰反應生成六氟磷酸鋰。從 2＃合成槽出來的氯化氫氣體和少量的氟化氫氣體，經(jīng)冷凝除去少量的氟化氫后，經(jīng)兩級吸收系統(tǒng)得到鹽酸溶液。反應混合物真空分離、干燥得到六氟磷酸鋰產(chǎn)品。過濾得到的母液，經(jīng)精餾精制后進入無水氟化氫儲槽循環(huán)使用。反應式如下： PCl5 + 5 HF = PF5 + 5 HCl LiF + PF5 = LiPF6 主要設備說明 主要非標設備 裝置的主要設備有：五氟化磷反應釜、六氟磷酸鋰反應釜、過濾干燥包裝一體機、精餾塔、吸收洗滌器。 (1)五氟化磷反應釜為鋼襯四氟材料。 (2)六氟磷酸鋰反應釜為鋼襯四氟材料，底部有錐體。 (3)過濾干燥包裝一體機將過濾和干燥包裝集合在一套設備內，過濾和干燥全密封不和空氣接觸，和自動包裝機連接在一起，干燥后 31 的成品可直接進行包裝。 (4)精餾塔用于凈化液態(tài) HF，設備采用耐腐蝕特殊合金殼體及內件，非金屬內襯材 料。 (5)吸收塔為填料塔，用來吸收尾氣中的氯化氫，設備由非金屬材料構成。 所有工藝設備，原則上立足國內加工制造。以下設備除外： —— 屬于專利或專有設備。 —— 結構材質國內不能保證供貨或制造的設備。 —— 與保證值考核密切相關的設備。 表 56 六氟磷酸鋰裝置主要設備表 序號 設 備 名 稱 規(guī)格型號 數(shù)量 材 質 1 五氯化磷反應釜 Ф 1400X2020 1 鋼 襯聚四氟 乙烯 2 六氟磷酸鋰反應釜 Ф 1400X2020 2 鋼 襯聚四氟 乙烯 3 引風機 風量： 2020m3/h,風壓： 1000pa 1 鈦 4 二級風機 風量： 2020m3/h,風壓： 1000pa 1 鈦 5 氯化氫吸收塔 Ф 600X6000 2 非金屬 6 氯化氫換熱器 Ф 400X3000 2 非金屬 7 氫氟酸精餾塔 Ф 400X4500 1 特殊材料 8 五氯化磷輸送螺旋 Ф 100 1 特殊材料 9 五氯化磷料倉 Ф 1000X2020 1 特殊材料 10 五氯化磷進料稱 4 噸 1 特殊材料 11 氟化鋰給料螺旋 Ф 100 1 特殊鋼 12 氟化鋰料倉 Ф 1000X2020 1 特殊鋼 13 氟化鋰進料稱 4 噸 1 特殊鋼 14 冷凝器Ⅰ、Ⅱ Ф 400X5000 2 特殊材料 15 過濾干燥包裝一體機 1 特殊材料 16 無水氫氟酸儲槽 Ф 2020X3000 2 特殊鋼 32 17 母液過渡槽 Ф 1000X2020 1 特殊鋼 18 鹽酸儲槽 Ф 3000X3000 2 非金屬 19 合成冷凍機 AL20 2 組合件 20 冷凝冷凍機 AL10 2 組合件 21 循環(huán)水泵 流量： 50m3/h,揚程： 32m 2 組合件 22 冷卻塔 FBL35 2 玻璃鋼 23 氫氟酸泵 流量： 5m3/h,揚程： 58m 2 組合件 24 空氣凈化除濕系統(tǒng) 1 組合件 自控技術方案 自動化水平 某某 公司年產(chǎn) 200 噸六氟磷酸鋰工程主要包括生產(chǎn)裝置及公用工程裝置。生產(chǎn)裝置引進國外先進技術。該工程的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)采用先進的分散控制系統(tǒng)（ DCS），以保證其具有良好的操作性能及可靠性。自動化水平達到目前國際同類裝置先進水平。 整個生產(chǎn)過程采用自動化的檢測和控制。生產(chǎn)過程中的主要和重要的參數(shù)集中到中央控制室，由分散控制系統(tǒng)（ DCS）進行顯示和控制；不重要的參數(shù) 及設定值不需經(jīng)常調整的參數(shù)，采用就地顯示和調節(jié)。生產(chǎn)裝置設置一個中央控制室。 DCS 提供多種控制算法，具有高速率的數(shù)據(jù)采集和處理速度，使未來的裝置只需增加為數(shù)不多的硬件，利用已開發(fā)的商用先進控制軟件包，即可對裝置實現(xiàn)先進控制（ APC）和優(yōu)化控制（ OPT），以保證最大限度地提高經(jīng)濟效率。 公用工程裝置如循環(huán)水、冷凍站等裝置，一般采用模擬儀表，設 33 置就地控制室。與工藝有關的參數(shù)可引入中控室 DCS 集中監(jiān)控。 儀