2019年10月总第275期

东岳华夏神舟公司突破氢氟醚质量瓶颈

  • 作者:东岳华夏神舟公司研究所研究员 马慧荣
  • 时间:2019-10-10
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  氢氟醚(HFEs)是一类环境友好试剂,臭氧消耗潜值(ODP)为 0,热稳定性好,可替代 ODS化合物应用在各行各业中,市场前景看好,是东岳华夏神舟公司的重点研发对象。

  新工艺注重环保,溶剂可回收利用

  东岳华夏神舟公司氢氟醚产品自研发以来,一直在寻找反应温和、产品品质高、收率高、成本低的工艺。经过不断尝试,目前小试工艺已经成功放大,并成功探索出了工业化工艺路线。公司通过自主研发,可将反应条件控制在低温低压范围内。这不但能提高工艺安全性,而且可将溶剂进行回收。该工艺注重环保,回收溶剂可循环利用,进一步降低了生产成本。

  电子级氢氟醚市场广阔,科研人员全力研发

  东岳华夏神舟公司氢氟醚产品对标国外同类型高端产品,一般产品均实现 99% 以上的纯度,并在国内清洗及溶剂领域逐步实现替代。但是,产品品质与国外高端产品仍有差距,在锂电领域中缺乏应用,而锂电领域用氢氟醚的市场前景又非常可观,且该产品售价是普通氢氟醚产品的2倍左右,属于高附加值产品。近年来,随着新能源汽车动力电池和储能用电池市场的快速扩大,锂电池产量飞速增长,电子级氢氟醚的需求量将不断增加。目前,全力研发电子级氢氟醚,已成为公司需要突破的瓶颈和重点攻关内容。
理想很丰满,但现实很骨感。由于锂电池安全性的高要求,对其材料的各种性能要求也极为严格。氢氟醚作为电解液添加剂,要求其性能必须达到电子级产品指标,纯度要求达到99.95%以上,水含量在 20ppm 以下,同时不允许含有卤素离子。这些指标在之前的研发生产中从未实现过。
机会总是留给有准备之人。2018 年,广州一家科技公司的技术人员在了解到东岳华夏神舟公司可以生产氢氟醚后前来洽谈合作,提出开发特定结构氢氟醚的需求。此举得到公司研发人员的积极响应,氢氟醚研发团队的核心成员王磊博士、马慧荣、王伟丽等积极制定方案,组织技术攻关,全面投入到产品的研发当中。

  攻克数道难关,突破氢氟醚质量瓶颈

  为了提高反应的转化率,东岳华夏神舟公司研发团队尝试了不同的催化剂及比例,最终找到合适条件,将转化率提高到 95%以上。紧接着,研发人员又面临着纯度提升这一难题。由于反应产物中含有副产物,其沸点与主产物相近,利用精馏的方法难以达到目标。为了克服上述问题,研发人员利用分析检测的手段分析了副产物的具体结构,做到“知己知彼”对症下药,终于实现 99.95% 的高纯度目标。最后,研发人员还需攻克一道难关——实现低水含量。通常情况下,新结构氢氟醚的含水量处于 500-1000ppm 之间,一旦水含量降低至 20ppm 之下,环境中空气的湿度就会对水含量产生严重影响。如何降低并维持住低含水量是得到合格产品的关键。研究团队成员通过对选择脱水剂、控制过程细节、选择装置等各环节的反复试验,最终得到了合格产品并通过客户验证。

  加快氢氟醚生产,促进锂电用氢氟醚生产落地

  目前,锂电池用氢氟醚正在加速投产,且客户对产品需求非常迫切,初期预计每月需求量在2 吨左右。随着下游产品应用推广的加强,需求量将进一步增加。
面对市场的旺盛需求,东岳华夏神舟公司将加快新结构高质量氢氟醚的生产,保证质量并提高产量。尽管公司目前还面临着配套四氟管线项目未完成、现有精馏装置产能低等种种困难,但是氢氟醚研发攻关团队将进一步寻求新的方法,上下齐手加快研发步伐,促进锂电用氢氟醚生产落地。同时,面对瞬息万变的市场环境,公司氢氟醚研发攻关团队将加快创新步伐,从技术革新入手,加快产品的质量升级,形成更有优势的产品体系。