丁二烯抽提工艺技术路线选择

丁二烯工艺设计讲解

目录 1 引言 (37) 2 工艺路线 (37) 2．1 生产的基本原理 (37) 2. 2 工艺路线的对比与选择 (37) 2. 3 DMF法碳四抽提丁二烯装置的特点 (38) 2. 4 物料衡算 (39) 2. 5 装置工艺流程图 (40) 2. 6 工艺流程说明 (40) 2.6.1 第一萃取精馏部分 (40) 2.6.2 第二萃取精馏部分 (42) 2.6.3 丁二烯净化部分 (43) 2.6.4 溶剂净化部分 (44) 2. 7 工艺控制 (44) 2.7.1 原料质量变化对产品的影响及调节方法 (45) 2.7.2 主要工艺条件的变化对产品质量的影响 (46) 结论 (49) 参考文献 (50) 致谢 (51)

1 引言 丁二烯来源：从油田气、炼厂气和烃类裂解制乙烯的副产品中都可获得碳四馏分。碳四系列的基本有机化工产品主要有丁二烯、顺丁烯二酸酐、聚丁烯、二异丁烯、仲丁醇、甲乙酮等，它们是有机化学工业的重要原料。无论是裂解气深冷分离得到的碳四馏分，还是经丁烯氧化脱氢得到的粗丁二烯，均是以碳四各组分为主的烃类混合物，主要含有丁烷、正丁烯、异丁烯、丁二烯，它们都是重要的有机化工原料[1,2]。 C4的分离与C2、C3馏分相比，其最大的特点是各组分之间的相对挥发度很小，使分离变得更加困难，采用普通精馏方法在通常条件下将其分离是不可能的。为此工业生产中常用在碳四馏分中加入一种溶剂进行萃取的特殊精馏来实现对C4馏分的分离[3-5]。 2 工艺路线 2．1 生产的基本原理 由于碳四原料中大部分组分与丁二烯-1，3之间的沸点较为接近，而且相互之间有共沸物产生，这样采用一般的精馏方法很难进行分离开，所以为了得到目标产品（丁二烯）就必须采用特殊分离方法——萃取精馏。萃取精馏的原理就是：向被分离物料碳四原料中加入一种新的组分——萃取溶剂二甲基甲酰胺（DMF），它的加入使得原来物料中各组分之间的相对挥发度发生明显变化，从而使物料中难以用普通精馏方法分离的组分如：顺丁烯-2和反丁烯-2等组分在第一萃取精馏塔分离出来，乙基乙炔和乙烯基乙炔等组分在第二萃取精馏塔分离出来。 经过两段萃取精馏得到的粗丁二烯再经过两段普通精馏即得到产品丁二烯。普通精馏的原理是利用混合物中各组分在相同压力下相对挥发度不同的特点，使混合物处于气—液两相共存时各组分在液相和气相中的分配量不同从而将各组分分离开。 甲基乙炔和水等轻组分在第一精馏塔顶脱除，第二精馏塔则用于脱除在萃取精馏部分未能完全脱除的顺丁烯-2、丁二烯-1，2、乙基乙炔、碳五等重组分，塔顶得到产品丁二烯。 2. 2 工艺路线的对比与选择 目前世界上大规模工业化生产丁二烯-1，3的方法主要有三种：乙腈法（ACN）、二甲基甲酰胺法（DMF）和N-甲基砒硌烷酮法（BASF）。

技术路线写法

科研项目技术路线 一、"技术路线"的解释 1、技术路线是指申请者对要达到研究目标准备采取的技术手段、具体步骤及解决关键性问题的方法等在内的研究途径。技术路线在叙述研究过程的基础上，采用流程图的方法来说明，具有一目了然的效果。技术路线强调以研发项目为主线，完成项目研究内容的流程、顺序、各项研究内容间的内在联系和步骤。合理的技术路线可保证顺利的实现既定目标，技术路线的合理性并不是技术路线的复杂性。 2、技术路线是指进行研究的具体操作步骤,应尽可能详尽.每一步骤的关键点要阐述清楚并具有可操作性.如有可能,可以使用流程图或示意图加以说明,以达到一目了然的效果 二、技术路线编写格式(包括研究路线流程图和生产工艺流程图) (一)、研究路线流程图即产品开发流程图 1、做成树形图，按照研究内容流程来写，一般包括研究对象、方法、拟解决的问题，相互之间关系。 2、做成结构示意图：根据研究项目的子内容、研究顺序、相互关系，方法、解决问题做成结构示意图。 (二)、产品生产工艺流程图 三、示例 1、某产品开发流程图

2、研制途径流程示意图

3、工艺流程 本项目的工艺流程简单，生产成本低廉，概要如下：工艺流程图： 成立研发机构，协调统一行动 深化项目调研，确定研制目的 国内外同类产品及技术对比确定产品目标、技术水平、研制方向设计优化设计，选择最终方案 设备控制方案液压系统设计要求设备液力端结构整机企业标准的制定实行重点突破，解决研发难题 液压系统设计液压端结构设计液压泵体改造 制定工艺规程，投入生产试制

4、关键技术 ①经过抗菌肽氨基酸残基的突变体改造，获得了一个由原来抗革兰氏阳性菌又抗革兰氏阴性菌的抗菌肽改造成了只抗革兰氏阴性菌而对革兰氏阳性菌没有抑制作用的新型抗菌肽，在国际上首次研制成功了用动物肠道益生菌的嗜醋乳酸菌携带抗革兰氏阴性菌的抗菌肽基因工程菌，此基因工程菌能在动物胃肠道中分泌表达抗革兰氏阴性菌的抗菌肽，对其它革兰氏阳性菌无效，只要在动物饲料中添加这种活菌制剂，便可防治病原性革兰氏阴性菌的感染。 ②为了产品质量稳定性，我们需要确定一吨以上发酵罐的工艺条件，包括最佳发酵液配方、发酵过程中pH调节方法、温度控制、最适宜的发酵时间和搅拌形式等。 其它解释 1、什么是技术特征？技术方案一般由若干技术特征组成。技术特征可以大概分为三类：1、例如产品技术方案的技术特征可以是零件、部件、材料、器具、设备、装置的形状、结构、成分、尺寸等等； 2、方法技术方案的技术特征可以是工艺、步骤、过程，所涉及的时间、温度、压力以及所采用的设备和工具等等。 2、技术路线：是指对要达到研究目标准备采取的技术手段、具体步骤及解决关键性问题的方法等在内的研究途径。技术路线在叙述研究过程的基础上，可采用流程图的方法来说明，具有一目了然的效果。技术路线强调以科学问题为主线，完成项目研究内容的流程、顺序、各项研究内容间的内在联系和步骤。 3、研究方案包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等。实验手段、关键技术采用何种具体的实验方法、手段，在阐明实验基本

丁二烯的精馏工艺设计

化工与材料工程学院毕业设计年产1.6万吨丁二烯的精馏工艺设计 学生学号 学生姓名 专业班级 指导教师金朝晖副教授 联合指导教师高华晶副教授 完成日期2011-8-29 化工学院 Chemical Technology

摘要 丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，是C4馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。由于其分子中含有共轭二烯，可以发生取代、加成、环化和聚合等反应，使得其在合成橡胶和有机合成等方面具有广泛的用途，可以合成顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等多种橡胶产品，此外还可用于生产己二腈、己二胺、尼龙66、1，4-丁二醇等有机化工产品以及用作粘接剂、汽油添加剂等，用途十分广泛。 目前，世界丁二烯的来源主要有两种，一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到，该方法目前只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。另外一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到，这种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。根据所用溶剂的不同，该生产方法又可分为乙睛法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)3种。 乙腈法，该法最早由美国Shell公司开发成功，并于1956年实现工业化生产。它以含水10%的乙腈(ACN)为溶剂，由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。目前，该方法以意大利SIR工艺和日本JSR工艺为代表。二甲基甲酰胺法，二甲基甲酰胺法(DMF法)又名GPB法,由日本瑞翁N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)由德国BASF公司开发成功，并于1968年实现工业化生产，建成一套7.5万吨/年生产装置。公司于1965年实现工业化生产，并建成一套4.5万吨/年生产装置。N-甲基吡咯烷酮法，N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)由德国BASF公司开发成功，并于1968年实现工业化生产，建成一套7.5万吨/年生产装置。也是目前国内主要生产方法。 本次毕业设计结合吉林化工有机合成厂采用乙腈法（CAN法）年产14万吨丁二烯工艺，通过已给出的数据进行物料衡算，热量横算，设备计算和换热器等计算完成年产12000吨丁二烯的精馏工艺设计，并进行工艺流程图，设备布置图，设备配管图等设计与绘制，将所学系统知识与实际相联系。 关键词：丁二烯，乙腈法，C4馏分，物料衡算

技术路线的写法及示例

技术路线的写法及示例 技术路线一般是指研究的准备，启动，进行，再重复，取得成果的过程。 多见于理工科和软科学。 技术路线是指申请者对要达到研究目标准备采取的技术手段、具体步骤及解决关键性问题的方法等在内的研究途径。合理的技术路线可保证顺利的实现既定目标。技术路线的合理性并不是技术路线的复杂性。 技术路线是指进行研究的具体程序的操作步骤，应尽可能详尽.每一步骤的关键点要阐述清楚并具有可操作性。如有可能，可以使用流程图或示意图加以说明，以达到一目了然的效果。 1、研究背景 研究背景即提出问题，阐述研究该课题的原因。研究背景包括理论背景和现实需要。还要综述国内外关于同类课题研究的现状：①人家在研究什么、研究到什么程度？②找出你想研究而别人还没有做的问题。③他人已做过，你认为做得不够（或有缺陷），提出完善的想法或措施。④别人已做过，你重做实验来验证。 2、目的意义 目的意义是指通过该课题研究将解决什么问题（或得到什么结论），而这一问题的解决（或结论的得出）有什么意义。有时将研究背景和目的意义合二为一。 3、成员分工 成员分工应是指课题组成员在研究过程中所担负的具体职责，要人人有事干、个个担责任。组长负责协调、组织。 4、实施计划 实施计划是课题方案的核心部分，它主要包括研究内容、研究方法和时间安排等。研究内容是指可操作的东西，一般包括几个层次：⑴研究方向。⑵子课题（数目和标题）。⑶与研究方案有关的内容，即要通过什么、达到什么等等。研究方法要写明是文献研究还是实验、调查研究？若是调查研究是普调还是抽查？如果是实验研究，要注明有无对照实验和重复实

验。实施计划要详细写出每个阶段的时间安排、地点、任务和目标、由谁负责。若外出调查，要列出调查者、调查对象、调查内容、交通工具、调查工具等。如果是实验研究，要写出实验内容、实验地点、器材。实施计划越具体，则越容易操作。 5、可行性论证 可行性论证是指课题研究所需的条件，即研究所需的信息资料、实验器材、研究经费、学生的知识水平和技能及教师的指导能力。另外，还应提出该课题目前已做了哪些工作，还存在哪些困难和问题，在哪些方面需要得到学校和老师帮助等等。 6、预期成果及其表现形式 预期成果一般是论文或调查（实验）报告等形式。成果表达方式是通过文字、图片、实物和多媒体等形式来表现。 这部分要写课题的实施方案，也就是你计划通过什么样的方法来实现你的课题的研究任务，换而言之，需要您给出一个比较可行的（理论上即可）设计方案来。 研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤 1、研究什么？——怎样确定研究课题 一切科学研究始于问题——问题即课题；教学即研究（掌握方法很重要，否则就不是研究）；进步与成果即成长。 教育科研课题主要来源于两大方面： A．实践来源——客观存在的或潜在的教育实际问题，教育教学实践本身存在的问题。 教育教学与其外部的矛盾（教师与家长、教师与学校、学校与社会、教育与社会发展）。 B．理论来源——现有教育理论所揭示的问题以及理论体系中的空白和矛盾点（例如《关于“信息技术与课程整合”的冷思考》一文产生的过程） 2、怎样进行研究课题的论证？

丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择

丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择 丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯两种单体经共聚合反应而生成的弹性体共聚物。按聚合工艺方法可分为乳聚丁苯橡胶(ESＢR）和溶聚丁苯橡胶(SSBＲ)两大类。从聚合机理来看,ESBＲ是自由基聚合，而SSBR是采用阴离子活性聚合。ＥＳBＲ的发展已过鼎盛时期，而SSBR的发展目前正处于稳步上升阶段。 2.1 丁苯橡胶的分类及品种 2.1.1 乳聚丁苯橡胶的生产工艺 乳聚丁苯橡胶（ＥSBR)的生产历史悠久,乳聚丁苯橡胶是通过自由基聚合得到的，在2０世纪5０年代以前，均是高温丁苯橡胶，１９37年由德国Fａrben公司首先实现工业化,它是当前合成橡胶中生产能力最大的品种。50年代初才出现了性能优异的低温丁苯橡胶。目前所使用的乳聚丁苯橡胶基本上为低温乳聚丁苯橡胶。羧基丁苯橡胶是在丁苯橡胶聚合过程中加入少量(１～３％)的丙烯酸类单体共聚而制成。其力学性能和耐老化性能等较丁苯橡胶好。但这种橡胶吸水后容易早期硫化,工艺上不易掌握。高苯乙烯丁苯橡胶是将苯乙烯含量为85～8７％的高苯乙烯树脂胶乳与丁苯橡胶（常用SBR15０0)胶乳以一定比例混合后经共凝得到的产品。…… １、工艺流程简述 原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液,在多台串联聚合釜中于５~８℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。当聚合反应6~10小时，聚合转化率达6０~6２%时,可加入终止剂使聚合反应终止。所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂,……

低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2.1所示。 图２.１乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程图 …… 如生产充油胶，则需在胶乳中加入定量的高芳烃油或环烷烃油，充分混合后,送去凝聚,后续工序同上。 表２.1 典型低温乳液聚合生产丁苯橡胶配方表 ２、聚合配方及聚合工艺条件 …… 3、主要生产设备 乳聚丁苯橡胶生产过程中主要设备是聚合釜闪蒸槽、脱气塔和后处理工序通用的“两机”(挤压脱水机和膨胀干燥机组）。 目前国内采用的聚合釜体积有1２、20、3０、４５m３等多种,每条聚合生产线在4.０～4.５万吨/年,需配备聚合釜1６～２0台。釜径为２500~3１０0mm、径/高为1/1.０～1.8、换热总面积为１13～160 m3（单位体积换热为3.56~3．７8ｍ2／ｍ３），搅拌浆型为框式或布鲁马金式，釜电机功率为30～４5千瓦,搅拌转数为7３～100转／分。闪蒸槽为卧式，材质碳钢,最好用玻璃衬里。脱气塔为筛

研究方法和技术路线

研究方法和技术路线 调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。 调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。 观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：①扩大人们的感性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。 实验法 实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。 文献研究法 文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。 实证研究法 实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。 定量分析法 在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。

丁二烯生产技术

丁二烯生产技术 收录: 2009-02-24 发布: 2009-02-24 丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，是C4馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。由于其分子中含有共轭二烯，可以发生取代、加成、环化和聚合等反应，使得其在合成橡胶和有机合成等方面具有广泛的用途，可以合成顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等多种橡胶产品，此外还可用于生产己二腈、己二胺、尼龙66、1,4-丁二醇等有机化工产品以及用作粘接剂、汽油添加剂等，用途十分广泛。 丁二烯的生产方法 目前，世界丁二烯的来源主要有两种，一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到，该方法目前只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。另外一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到，这种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。根据所用溶剂的不同，该生产方法又可分为乙睛法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)3种。 1 乙腈法 该法最早由美国Shell公司开发成功，并于1956年实现工业化生产。它以含水10%的乙腈(ACN)为溶剂，由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。1977年Shell公司在改造中增加了冷凝器和水洗塔，并将闪蒸和低压解吸的气相合并压缩，其中约8%经冷凝送往水洗塔洗去溶剂，塔顶气相返回原料蒸馏塔，这样就除去了C4烃中的C5烃。其余气体一部分送往高压解吸塔，另一部分作为再沸气体送往萃取蒸馏塔塔底以提供热能，从而省去了一台再沸器，降低了蒸汽用量。水洗塔底溶剂的约1%送往溶剂回收精制系统，以保证循环溶剂的质量。对炔烃含量较高的原料需要进行加氢处理，或采用精密精馏、两段萃取才能得到纯度较高的丁二烯。目前，该方法以意大利SIR工艺和日本JSR工艺为代表。 意大利SIR工艺以含水5%的ACN为溶剂，采用5塔流程(氨洗塔、第一萃取精馏塔、第二萃取精馏塔、脱轻塔和脱重塔)。在第一萃取精馏塔前加一氨水洗涤塔，用以除去原料中0.04%-0.08%(质量百分数)的醛酮。炔烃由第二萃取蒸馏塔第75块塔板侧线采出，送往接触冷凝器。脱重塔塔底和接触冷凝器底部物料合并，其热能回收后用于原料蒸发器。该工艺不仅能使丁二烯收率达到96%-98%，还能使丁二烯与炔烃分离，丁二烯产品纯度可以达到99.5%以上。该技术的特点是流程简单，溶剂解吸在萃取精馏塔下段完成；第一萃取精馏塔采用两点进料，有利于改善塔内液相的浓度分布，减少该塔上段的液相负荷，降低能耗；在第一萃取精馏塔下部设置一台换热器，起中间再沸器的作用，可充分利用塔底热能提高烃类从溶剂中的分离效率；采用在第二萃取精馏塔第75块塔板侧线除炔烃的技术，使丁二烯与炔烃几

丁二烯抽提二装置工艺流程简述(最终版)

第一萃取蒸馏部分 在DMF存在的情况下，凡与丁二烯相比其相对挥发度高于1.0的组分，都在这部分除去。这部分设备有：原料汽化罐，第一萃取蒸馏塔（分为两个塔，共有238块塔板）以及装有14层塔板的第一汽提塔。 C4原料从乙烯装置A单元进入原料储罐后用泵送来经流量控制进入原料汽化罐。原料汽化罐的热源由第一、第二汽提塔底的热溶剂提供。 汽化的C4原料送至第一萃取蒸馏塔的中部（进料板104层，114层，125层）。DMF溶剂经流量控制进入T －1101A顶部第230层塔板上，溶剂进料温度约40℃，蒸汽压约9毫米汞柱。塔顶8层塔板用于丁烷丁烯馏分中完全脱除溶剂的精馏段。塔的操作压力约为0.38MPa（表压），塔顶操作温度约为43.5℃。根据进料组成的变化，适当调节溶剂进料量和回流量，以控制丁二烯的损失量和塔釜液的组成，丁烷丁烯馏出液的1,3－丁二烯含量保持在0.3％（重量）以下。塔顶丁烷丁烯抽余液直接送至MTBE装置或A单元罐区。 萃取蒸馏必要的回流经流量调节，经过上述8层塔板的精馏段，向下流至溶剂进料塔板。 顺2－丁烯是比1，3－丁二烯难溶解的一种组分，在第一萃取蒸馏塔中它是最难于分离出来的。按GPB工艺，通常第一萃取蒸馏塔底的顺2－丁烯含量约为总烃的2.5％，而反2－丁烯含量约为总烃的0.05％。 顺2－丁烯在第二分馏塔（T－1302）随塔底物料脱除，但反2－丁烯不易在直接蒸馏部分脱除。 因此，第一萃取蒸馏塔的分离效果对最终丁二烯产品的纯度有影响。在GPB工艺中提纯丁二烯的经济方法是在第一萃取蒸馏部分脱除全部反2－丁烯，随之脱除部分顺2－丁烯。而在第二分馏塔脱除剩余的顺2－丁烯。 在第一萃取蒸馏塔（T－1101B）的C－3层塔板上，含烃（主要是含丁二烯和易溶组分）的溶剂被预热到86℃。这些溶剂先通过第一萃取蒸馏塔的第一、第二溶剂再沸器，被来自汽提塔底的热溶剂加热到120℃。然后，在第一萃取塔蒸汽再沸器中把它进一步加热到大约130℃。调整蒸汽量使塔底温度保持恒定。塔底操作温度应保持低于145℃，以避免丁二烯聚合，而引起结垢事故。 在这样的条件下，溶剂溶解的丁二烯量比原料中含的丁二烯要多。因此，多出来的那部分（第一汽提塔T－1102汽提蒸汽的一部分）应该在压缩后返回第一萃取蒸馏塔底，以保持第一萃取蒸馏塔的物料平衡。 第一汽提塔T－1102在常压下操作。汽提塔底压力由于塔的压力降而比塔顶压力稍有增加。塔釜温度也升高至163℃，这是塔釜压力下溶剂的沸点。 来自第一萃取蒸馏塔底的富溶剂经流量控制，靠压差送入第一汽提塔，将烃类（主要是丁二烯和较易溶的组分）从溶剂中汽提出来。被汽提出的烃通过串联的两个冷凝器冷却至40℃，同时溶剂蒸汽在冷凝器中被冷凝。第一冷凝器以蒸汽冷凝液作为冷介质，回收烃的显热和溶剂的冷凝热。在第二冷凝器中，用冷却水进一步将烃从85℃冷却到40℃。冷凝下来的溶剂主要部分作为回流返回到第一汽提塔顶，剩余的送到溶剂净化部分（T－1401）脱除低沸点杂质如：水和丁二烯二聚物。 第一汽提塔底热溶剂，首先作为第一萃取蒸馏塔的热源，然后依次作为第二分馏塔溶剂再沸器、C4原料汽化器和第一分馏塔溶剂再沸器的热源，回收其热量。

技术路线描述.

三、项目技术路线描述 工艺流程图； 产品结构图，框架图； 项目工艺路线的可行性，合理性分析； 一、项目主要研究内容: （描述申报项目研究开发的内容），通过阐述项目技术原理、作用，解决的问题，达到的目的。 加入项目系统架构图 根据项目系统结构，对各个部分子系统分别进行阐述。 1、xxx子系统：（可以用文字和图相结合的方式，进行阐述。） 2、xxx子系统： 二、涉及的关键技术 三、主要解决的关键问题 四、项目技术路线描述 （2）项目创新点：描述项目在理论创新、应用创新、技术创新、工艺创新、结构创新等方面的创新点。要用技术语言，尽可能多的用实验数据对技术创新性进行描述，要有数据分析、对比，要有新旧技术、结构或工艺对比。 (1) 理论创新（企业补充） (2) 应用创新：[请认真审核编辑，把创新说清楚。该部分非常重要] 创新点1、XXXXX的应用技术 ①创新程度：本项目在应用性方面有较大的创新。包括：（企业补充）。 ②创新难度和需要重点解决的问题：（企业补充） 采用先进的XXX技术，解决了*****问题， (3) 技术创新：[请认真审核编辑，把创新技术说清楚。该部分非常重要] 创新点2：自主创新XXXX技术。 [请认真审核编辑，把创新技术说清楚。该部分非常重要] 技术内容：必要时要画出技术逻辑图 ①创新程度：新颖性和独创性分析（主要指创新技术的突破强度、先进程度、创新技术占项目总体技术的比重等，主要论述技术的新颖性和独创性，是原创性的、是综合技术的集成、是技术延展还是应用领域的开拓）***。项目技术达到国内领先水平。) 该技术介绍，阐述独特的一面。与传统的某某产品的区别和优势在于

磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择

磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池，具有高电压、高能量密度(包括体积能量、质量比能量)、低的自放电率、宽的使用温度范围、长的循环寿命、环保、无记忆效应以及可以大电流充放电等优点。锂离子电池性能的改善，很大程度上决定于电极材料性能的改善，尤其是正极材料。目前研究最广泛的正极材料有LiCoO2、LiNiO2以及LiMn2O4等，但由于钴有毒且资源有限，镍酸锂制备困难，锰酸锂的循环性能和高温性能差等因素，制约了它们的应用和发展。因此，开发新型高能廉价的正极材料对锂离子电池的发展至关重要。 1997年，Padhi等报道了具有橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)能够可逆地嵌脱锂，且具有比容量高、循环性能好、电化学性能稳定、价格低廉等特点，是首选的新一代绿色正极材料，特别是作为动力锂离子电池材料。磷酸铁锂的发现引起了国内外电化学界不少研究人员的关注，近几年，随着锂电池的越来越广的应用，对LiFePO4的研究越来越多。 2.1 磷酸铁锂的结构和性能 磷酸铁锂(LiFePO4)具有橄榄石结构，为稍微扭曲的六方密堆积，其空间群是P mnb型，晶型结构如图2.1所示。 图2.1 磷酸铁锂的空间结构图 LiFePO4由FeO6八面体和PO4四面体构成空间骨架，P占据四面体位置，而Fe和Li则填充在八面体空隙中，其中Fe占据共角的八面体位置，Li则占据共边的八面体位置。晶格一个FeO6八面体与两个FeO6八面体和一个PO4四面

体共边，而PO4四面体则与一个FeO6八面体和两个LiO6八面体共边。由于近乎六方堆积的氧原子的紧密排列，使得锂离子只能在二维平面上进行脱嵌，也因此具有了相对较高的理论密度(3.6g/cm3)。在此结构中，Fe2+/Fe3+相对金属锂的电压为3.4V，材料的理论比容量为170mA·h/g。在材料中形成较强的P-O-M 共价键，极大地稳定了材料的晶体结构，从而导致材料具有很高的热稳定性。 Wang等对LiFePO4的电化学性能做了详细的分析，图2.2是LiFePO4的循环载荷伏安图，在C-V图中形成两个峰，在阳极扫描时Li+从Li x FePO4结构中脱出，在3.52V形成氧化峰；当在4.0～3.0扫描时Li+嵌入到Li x FePO4结构中，相应的在3.32V形成还原峰；C-V曲线中的氧化还原峰表明在L iFePO4电极上发生着可逆的锂离子嵌脱反应。 图2.2 磷酸铁锂的循环载荷伏安图 2.2 磷酸铁锂的制备方法及研究 LiFePO4正极材料的性能在一定程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列，因此制备方法尤为重要。目前主要有固相法和液相法，其中固相法包括高温固相反应法、碳热还原法、微波合成法和脉冲激光沉积法；液相法包括溶胶·凝胶法、水热合成法、沉淀法以及溶剂热合成法等。 2.2.1 固相法 2.2.1.1 高温固相反应法… 2.2.1.2 碳热还原法 碳热还原法也是固相法中的一种，是比较容易工业化的合成方法，以廉价的

工艺技术路线

工艺技术路线 智能化系统及相关部件检验入库→智能化系统及相关部件 ↓原材料检验入库→柜身及自动送出推进装置加工→检测合格→喷涂工序→检验合格→柜体 与自动送出推进装置、智能化系统装置装配→产品整体调试→检测合格→包装入库。 (1)柜身加工车间 1)生产任务和生产纲领 车间主要承担年产3万套（件）智能钢木密集架产品的柜身下料及机械加工的生产任务。该车间位于2#厂房内。车间布置了下料生产区、柜身生产区、自动送出推进装置生产区、中间仓库。 2)工艺流程方案 设计：按客户要求进行设计尺寸→开料：用剪板机把冷扎板剪出需 要的尺寸→冲压：冲出折角边和把手位→折叠：用折板机折出内折边和 外折边等→点焊：点焊加固，分处焊和加焊→检测合格→中间仓库：中 间仓库存放，准备进入喷涂车间 3)主要设备选型及设备概况 根据工艺需求，新增主要设备有：数控剪板机、数控折弯机、数控 冲床、数控转塔冲床、全自动电焊机等。 数控剪板机，配备了自动上下料装置，主要用于下料。设备采用全 钢焊接结构，有足够的强度与刚性；液压传动系统，操作安全可靠，外 形美观；设有快速灵活的间隙调节机构，剪切精度高；设有灯光对线装置，便于划线剪切。；后档料尺寸及剪切次数有数字显示装置；机床左 右及后面设有安全防护栅装置、电器柜设有开门断电及前后设有紧急开

关装置，带有防护罩脚踏开关，以保证工作时操作安全。 数控折弯机，配备了自动上下料装置，主要实现原料折弯工艺。设 备采用了全闭环数控系统、两把光栅尺、一个光电编码器实时检测反馈，步进电机驱动丝杆组成全闭环控制。两把光栅尺；一把对后挡料、一把 对滑块的位置实时检测反馈纠正；光电编码器对油缸死挡块的位置进行 检测反馈给数控系统。 数控冲床，配备了自动上下料装置。J21S系列压力机其喉深超过同规格普通压力机的二倍，因此其属深喉口类压力机。适用于板料冲孔， 落料，弯曲和浅拉伸等工艺。 数控转塔冲床主要实现产品板料加工。设备采用钢板焊接的闭式O 型机身，刚性好，稳定性高；简单易学的人性化控制系统，操作方便（进口冲压专用系统，功能强大）； CAD自动编程，识别Procam转换代码，实现现场编程，后台编程；夹钳避让功能，实现板材无死区加工；冲压 速度可调，增强设备的柔性能力；传动系统采用进口的高精度、大导程 滚珠丝杠、直线导轨，精度高，性能好；主要气动元件、电器元件采用 稳定的进口品牌产品，使机床性能更趋完善；集中润滑装置，减少各无 能运动副的摩擦，提高机器使用寿命；转塔采用日本技术薄转塔，长导 向并经热处理去内应力，刚性好、精度稳定、抗冲击能力强；模具采用 先进的加工及热处理工艺，使用寿命长，型号国际通用；高性能全自动 浮动夹钳，万向球、毛刷混合结构工作台。 全自动电焊机主要用于各个部件及产品整体的焊接。该设备优点有： 抽头式变压器结构，适用于220V/380V两种电压；输出绕组采用独特的架空技术，散热快，过载能力强；变压器铁芯采用高矽硅钢片，损耗小、效率高。

丁二烯工艺设计讲解

1 引言 (37) 2 工艺路线 (37) 2. 1 生产的基本原理 (37) 2. 2 工艺路线的对比与选择 (37) 2. 3 DMF法碳四抽提丁二烯装置的特点 (38) 2. 4 物料衡算 (39) 2. 5 装置工艺流程图 (40) 2. 6 工艺流程说明 (40) 2.6.1 第一萃取精馏部分 (40) 2.6.2 第二萃取精馏部分 (42) 2.6.3 丁二烯净化部分 (43) 2.6.4 溶剂净化部分 (44) 2. 7 工艺控制 (44) 2.7.1 原料质量变化对产品的影响及调节方法 (45) 2.7.2 主要工艺条件的变化对产品质量的影响 (46) 结论 (49) 参考文献 (50) 致谢 (51)

1引言 丁二烯来源：从油田气、炼厂气和烃类裂解制乙烯的副产品中都可获得碳四馏分。碳四系列的基本有机化工产品主要有丁二烯、顺丁烯二酸酐、聚丁烯、二异丁烯、仲丁醇、甲乙酮等，它们是有机化学工业的重要原料。无论是裂解气深冷分离得到的碳四馏分，还是经丁烯氧化脱氢得到的粗丁二烯，均是以碳四各组分为主的烃类混合物，主要含有丁烷、正丁烯、异丁烯、丁二烯，它们都是重要的有机化工原料[1,2] 0 C4的分离与C2 C3馏分相比，其最大的特点是各组分之间的相对挥发度很小，使分离变得更加困难，采用普通精馏方法在通常条件下将其分离是不可能的。为此工业生产中常用在碳四馏分中加入一种溶剂进行萃取的特殊精馏来实现对C4馏分的分离 [3-5] o 2工艺路线 2. 1生产的基本原理 由于碳四原料中大部分组分与丁二烯-1，3之间的沸点较为接近，而且相互之间有共沸物产生，这样采用一般的精馏方法很难进行分离开，所以为了得到目标产品（丁二烯）就必须采用特殊分离方法——萃取精馏。萃取精馏的原理就是：向被分离物料碳四原料中加入一种新的组分一一萃取溶剂二甲基甲酰胺（DMF，它的加入使得原来物料中 各组分之间的相对挥发度发生明显变化，从而使物料中难以用普通精馏方法分离的组分如：顺丁烯-2和反丁烯-2等组分在第一萃取精馏塔分离出来，乙基乙炔和乙烯基乙炔等组分在第二萃取精馏塔分离出来。 经过两段萃取精馏得到的粗丁二烯再经过两段普通精馏即得到产品丁二烯。普通精馏的原理是利用混合物中各组分在相同压力下相对挥发度不同的特点，使混合物处于气—液两相共存时各组分在液相和气相中的分配量不同从而将各组分分离开。 甲基乙炔和水等轻组分在第一精馏塔顶脱除，第二精馏塔则用于脱除在萃取精馏部分未能完全脱除的顺丁烯-2、丁二烯-1，2、乙基乙炔、碳五等重组分，塔顶得到产品丁二烯。 2. 2 工艺路线的对比与选择 目前世界上大规模工业化生产丁二烯-1，3的方法主要有三种：乙腈法（ACN、二甲基甲酰胺法（DMF和N-甲基砒硌烷酮法（BASF ACN法是由美国壳牌公司开发的。萃取溶剂乙腈具有微弱的毒性，在操作条件下对碳钢

新戊二醇的生产工艺及技术路线的选择

新戊二醇的生产工艺与技术路线的选择 2.1新戊二醇生产工艺 新戊二醇工业化生产路线有2 条，即卤代丙醇路线和异丁醛路线。 卤代丙醇路线以2,2- 二甲基-3- 氯代丙醇为起始原料，先环醚化，再碱解生成新戊二醇，因原料紧缺，产量极微。 目前国内外工业生产新戊二醇均采用异丁醛路线，即以异丁醛、甲醛为起始原料，经碱性催化剂催化缩合生成中间体2,2- 二甲基-3- 羟基丙醛（俗称羟基新戊醛，简称HPA），再还原为新戊二醇。 因羟基新戊醛被还原的方法有甲醛歧化和催化加氢，故工艺上又分歧化法和缩合加氢法2 种。 2.1.1歧化法 歧化法又称一锅法、甲酸钠法，以异丁醛、甲醛为原料，在液碱（30%-40%NaOH 溶液）催化作用下，先缩合生成羟基新戊醛；此后再在碱作用下羟基新戊醛与甲醛按坎氏反应（歧化反应），羟基新戊醛被甲醛还原生成新戊二醇，甲醛则被氧化成甲酸，经液碱中和成甲酸钠。 反应方程式如下： 该工艺的具体操作为：将异丁醛、甲醛按1:2（摩尔比，下同）的配比备料并投入反应釜，搅拌下升温至30-35 ℃。滴加液碱，保持pH=9--11, 缩合反应2.0--2.5h ；再加液碱至pH≥13，即发生歧化反应，通过不断滴加液碱保持该pH 值；反应1.0--1.5h 后，停止加碱，保温反应0.2--0.5h 。最后加甲酸，中和物

料至中性（一般控制pH=6.6--7.2）。减压脱水浓缩物料，冷却后在萃取塔内套用纯苯（或其他有机溶剂）逆流萃取3 次，萃取液再用去离子水清洗3 次，沉降后除去含有甲酸钠的水层，减压脱除溶剂。最后分馏出微量的低沸物，冷却结晶即得到产品。 其流程见图2.1 。 图2.1 歧化法工艺流程图歧化法的工艺条件温和、操作简单，最早由上海南大化工厂投产。1980年以后，随着国内几套丁辛醇大型装置的引进，副产的异丁醛量大价廉，吉化化肥厂、长松化工厂、江城助剂厂、天津大沽化工厂、吉化助剂厂、大庆市天源化工厂、淄博市永流化工有限公司、山东东辰集团有限公司等企业先后采用此工艺建立生产装置，使该工艺进一步完善，精制后的产品纯度可达99.5% 以上，工艺总收率达72%-74%（以异丁醛计，下同）。 目前行业内对该工艺总结的要点是: 严格控制反应的pH值和温度，注意加料顺序和速度，采用2 个反应器使两步反应在最优化条件下进行。 歧化法以甲醛作还原剂，不仅消耗较多甲醛和液碱，使生产成本升高， 还副产大量低价值的甲酸钠和生产废水，而且产品中微量的甲酸钠对产品的质量有很大影响，因此，在国外歧化法已逐渐被缩合加氢法取代。 2.1.2缩合加氢法 缩合加氢法是近20 年来，国外陆续开发出的新工艺方法。该采用三乙胺催化缩合，然后在中压或高压下催化加氢，将羟基新戊醛还原为新戊二醇。 反应方程式如下：

丁二烯抽提工艺方法的比较与选择

丁二烯抽提工艺方法的比较与选择 摘要 丁二烯的加工利用水平和化工利用技术的发展对国家合成橡胶工业生 产的发展有着重要影响。丁二烯的生产可分为乙腈法、二甲基甲酰胺法和N 甲基吡咯烷酮法三种。不论是哪种溶剂，抽提工艺一般都采用两段萃取精 馏，即先用溶剂萃取丁二烯及炔烃，把它们与丁烷，丁烯馏分分开，再用 同一溶剂在炔烃萃取精馏塔中萃取掉炔烃，得到丁二烯馏分，丁二烯馏分 脱除轻重组分后，便得到丁二烯。三种方法都有各自的特点，在选择生产 丁二烯的方法时，要详细比较各自的优缺点，选择出最适合的工艺方法。 关键词：丁二烯工艺；溶剂；抽提 1丁二烯的简介 丁二烯,通常是指1,3-丁二烯,又称乙烯基乙烯,分子式C4H6,无色气体。熔点108.9℃,沸点4.41℃,微溶于水和醇,易溶于苯、甲苯、氯仿、等有机溶剂。丁二烯在常温常压下为无色而略带大蒜味的气体,易液化,易燃,聚合。丁二烯具有麻醉和刺激作用，可能引起遗传缺陷，可致癌。丁二烯是碳四馏分中最重要的组分，是石油化工的基本原料之一,在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯, 世界丁二烯主要用于合成橡胶以及ABS树脂等。 2丁二烯的生产方法 我国丁二烯的生产经历了酒精接触分解、丁烯或丁烷氧化脱氢和蒸气裂解制乙烯联产C４抽提分离三个发展阶段。C４抽提分离这种方法价格低廉，经济上占优势，是目前世界上丁二烯的主要来源。只有少数一些丁烷、丁烯资源丰富的国家采用脱氢法。目前我国正在运行的丁二烯生产装置，绝大多数都是随着乙烯工业的发展而逐步配套建设起来的[1]。

2.1乙腈法乙腈法（ACN法） 乙腈法以含水１０％左右的乙腈为溶剂，由两段萃取精馏、两段普通精馏、和溶剂回收等工艺单元组成。原料裂解碳四第一萃取精馏塔，与塔顶来的乙腈接触。丁烷、丁烯、反丁烯-2等从塔顶馏出，塔底含丁二烯和重组分的乙腈溶液由釜液泵送至汽提塔将烃类组分从乙腈溶液中汽提出来。汽提塔中部炔烃浓度最高，侧线采出送入炔烃闪蒸塔汽提塔釜液由汽提塔釜液泵打出，作为循环溶剂。1、3丁二烯与其相对挥发度接近的甲基乙炔及其他杂质从丁二烯萃取塔塔顶馏出，塔顶蒸汽冷凝后送至精致部分。从汽提塔侧线采出的炔烃由测线闪蒸塔脱除。由第二萃取精馏塔顶部馏出的粗丁二烯进入丁二烯水洗塔，洗去其中的乙腈成分。经洗涤后的粗丁二烯进入脱轻塔。拖去甲基乙炔和水，因为甲基乙炔可以分解爆炸，所以加入一萃的丁烷、丁烯。在脱重塔，顺-2-丁烯、1，2-丁二烯从塔底脱除。 2.2二甲基甲酰胺法（DMF法） DMF抽提丁二烯装置可分为两个部分：萃取部分和精馏部分。萃取部分包括第一萃取精馏系统和第二萃取精馏系统，碳四原料中的丁烷、丁烯等在第一萃取精馏系统中脱除，乙烯基乙炔、一部分乙基乙炔等组分在第二萃取精馏系统中脱除；精馏部分包括丁二烯净化和溶剂精制两系统，除去其中的二甲胺、甲基乙炔、水、顺丁烯等杂质，得到丁二烯成品；而溶剂精制系统是将循环溶剂中的水分，二聚物等轻组分及焦油等重组分除去，保持循环溶剂的质量[2]。 2.3 N-甲基吡咯烷酮法（NMP法） NMP法生产工艺主要包括萃取蒸馏、脱气和蒸馏以及溶剂再生工序。裂解C4进入含N-甲基吡咯烷酮萃取剂的洗涤塔底部，丁二烯和易溶解的组分及部分丁烷和丁烯被吸收，丁烷和丁烯从塔顶排出[3]。主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔，用丁二烯、丙二烯和乙炔把溶剂吸收的丁烷和丁烯置换出来。粗丁二烯由后洗塔塔顶蒸出进入蒸馏工序，塔釜富溶剂返回精馏塔中。精馏塔釜的富溶剂先进入闪蒸罐中部分脱气，再进人脱气塔脱烃，烃经进入循环压缩机后返回精馏塔底部。从后洗塔出来的粗丁二烯在脱轻塔脱除甲基乙炔，再由脱重塔中脱除1，2-丁二烯和C5，塔顶得到丁二烯产品。 3三种方法的比较与选择 采用乙腈法生产丁二烯的优点有：（1）沸点低，萃取、汽提操作温度低，丁二烯不容易自聚；（2）汽提可在高压下操作，省去了丁二烯气体压缩机，减少了投资；（3）能

技术路线描述

三、项目技术路线描述 1）工艺流程图； 2）产品结构图，框架图； 3）项目工艺路线的可行性，合理性分析； 一、项目主要研究内容:（描述申报项目研究开发的内容），通过阐述项目技术原理、作用，解决的问题，达到的目的。 加入项目系统架构图 根据项目系统结构，对各个部分子系统分别进行阐述。 1、xxx子系统：（可以用文字和图相结合的方式，进行阐述。） 2、xxx子系统： 二、涉及的关键技术 三、主要解决的关键问题 四、项目技术路线描述 （2）项目创新点：描述项目在理论创新、应用创新、技术创新、工艺创新、结构创新等方面的创新点。要用技术语言，尽可能多的用实验数据对技术创新性进行描述，要有数据分析、对比，要有新旧技术、结构或工艺对比。

(1) 理论创新（企业补充） (2) 应用创新：[请认真审核编辑，把创新说清楚。该部分非常重要] 创新点1、XXXXX的应用技术 ①创新程度：本项目在应用性方面有较大的创新。包括：（企业补充）。 ②创新难度和需要重点解决的问题：（企业补充） 采用先进的XXX技术，解决了*****问题， (3) 技术创新：[请认真审核编辑，把创新技术说清楚。该部分非常重要] 创新点2：自主创新XXXX技术。 [请认真审核编辑，把创新技术说清楚。该部分非常重要] 技术内容：必要时要画出技术逻辑图 ①创新程度：新颖性和独创性分析（主要指创新技术的突破强度、先进程度、创新技术占项目总体技术的比重等，主要论述技术的新颖性和独创性，是原创性的、是综合技术的集成、是技术延展还是应用领域的开拓）***。项目技术达到国内领先水平。) 该技术介绍，阐述独特的一面。与传统的某某产品的区别和优势在于XXXX，具有XXX优势；开创了XXXX的新领域、新方式。该技术具有独创性，技术水平达到国际先进。 ②创新难度和需要重点解决的问题：（指技术艰深程度、复杂程度和有待解决的技术问题，面向应用创新的创新点技术，需分析所面向的技术领域或面向产品的各项性能指标、参数以及对本创新点技术的影响因素，测试手段、仪器和相关接口技术等，说明难度） (4)结构创新、工艺创新 如果是结构创新、工艺创新，需进行新旧结构或工艺对比，并画出新旧结构图和工艺流程图。要有数据分析、对比，要有新旧技术、结构或工艺对比。

磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择

磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择 锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池，具有高电压、高能量密度(包括体积能量、质量比能量)、低的自放电率、宽的使用温度范围、长的循环寿命、环保、无记忆效应以及可以大电流充放电等优点。锂离子电池性能的改善，很大程度上决定于电极材料性能的改善，尤其是正极材料。目前研究最广泛的正极材料有LiCoO2、LiNiO2以及LiMn2O4等，但由于钴有毒且资源有限，镍酸锂制备困难，锰酸锂的循环性能和高温性能差等因素，制约了它们的应用和发展。因此，开发新型高能廉价的正极材料对锂离子电池的发展至关重要。 1997年，Padhi等报道了具有橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)能够可逆地嵌脱锂，且具有比容量高、循环性能好、电化学性能稳定、价格低廉等特点，是首选的新一代绿色正极材料，特别是作为动力锂离子电池材料。磷酸铁锂的发现引起了国内外电化学界不少研究人员的关注，近几年，随着锂电池的越来越广的应用，对LiFePO4的研究越来越多。 2.1 磷酸铁锂的结构和性能 磷酸铁锂(LiFePO4)具有橄榄石结构，为稍微扭曲的六方密堆积，其空间群是P mnb型，晶型结构如图2.1所示。 图2.1 磷酸铁锂的空间结构图 LiFePO4由FeO6八面体和PO4四面体构成空间骨架，P占据四面体位置，而Fe和Li则填充在八面体空隙中，其中Fe占据共角的八面体位置，Li则占据共边的八面体位置。晶格一个FeO6八面体与两个FeO6八面体和一个PO4四面体共边，而PO4四面体则与一个FeO6八面体和两个LiO6八面体共边。由于近乎六方堆积的氧原子的紧密排列，使得锂离子只能在二维平面上进行脱嵌，也因此具有了相对较高的理论密度(3.6g/cm3)。在此结构中，Fe2+/Fe3+相对金属锂的电压为3.4V，材料的理论比容量为170mA·h/g。在材料中形成较强的P-O-M共价键，极大地稳定了材料的晶体结构，从而导致材料具有很高的热稳定性。