近日，东庚自主研发的#旋流降膜结晶器成功入选由中国石油和化学工业联合会颁布的《石化行业转型升级先进工艺、技术、设备名录》，标志着东庚旋流降膜结晶器在高端化工材料制备领域获得国家级权威认可。

东庚旋流降膜结晶器目前已在电子级碳酸乙烯酯（EC）提纯领域实现产业化应用，占据国内市场56%份额。

下文将深度解析电子级碳酸酯及其低碳分离技术。

一、关于碳酸酯

1、碳酸酯的分类

碳酸酯主要分为环状碳酸酯及链状碳酸酯。

● 环状碳酸酯：碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）

● 链状碳酸酯：碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）

2、主要工艺路线

电子级碳酸酯作为高纯度、高性能的化工材料，广泛应用于新能源、电子、汽车等高科技领域，其作为锂离子/钠离子电池电解液的核心溶剂及添加剂，极大影响了电池的导电性、循环寿命、安全性及生产成本。

二、行业标准——东庚协同标准制定，推动行业规范

近几年受新能源汽车及储能驱动，中国的电解液行业发展非常迅猛，而行业标准体系建设尚未成熟，电子级碳酸酯的质量各有差异，为规范行业标准，东庚协同行业龙头企业参编了《锂电电解液绿色工厂评价要求》及《锂电产品碳足迹导则：电解液》两个团体标准。

下表统计的是目前市场广泛采用的电子级碳酸酯产品指标要求：

三、低碳分离技术——东庚熔融结晶技术，实现降耗提质

在新能源汽车销量及储能需求逐年剧增的双重驱动下，电解液出货量需求也在快速增长，2022年中国电解液出货量89.1万吨，占全球85.4%；预计2025年全球需求达262万吨，2030年突破800万吨。但2023年中国电解液产能达429万吨，产能利用率不足40%，短期内难以消化过剩产能，未来行业需通过技术升级、成本控制和全球化竞争等方面实现突围。

东庚低碳分离技术，可实现电子级碳酸酯产品品质提升的同时大幅度降低能耗，增加行业竞争力。

1、传统分离技术难点

目前电子级碳酸酯的传统分离方法是通过精馏进行分离，但电子级碳酸酯在精馏分离过程中普遍存在以下几个难点：

● 存在共沸物，如碳酸二甲酯（DMC）和甲醇共沸，目前的主流工艺是通过变压精馏避开共沸点进行分离，缺点是精馏分离塔器多，产品杂质比较多，能耗高且产品质量不稳定。

● 沸点相差小，如碳酸乙烯酯与杂质二乙二醇常压下沸点仅相差约2℃，分离能耗剧增。

● 碳酸酯普遍存在热敏特性，即在高温下易分解或聚合，如碳酸亚乙烯酯（VC）的热敏温度仅为60℃左右，高温下分离影响产品收率。

● 产品纯度要求高，除氟代碳酸乙烯酯（FEC）外，其他电子级产品要求都在99.99%以上，由于精馏的分离因子是随着产品纯度增加逐步降低，导致分离高纯产品的能耗成几何倍数增加。

针对电子级碳酸酯的分离难点，东庚采用“熔融结晶技术”及“熔融结晶-精馏耦合工艺”替代传统分离工艺技术，实现了提升产品质量的同时大幅度降低生产能耗，开辟了电子级碳酸酯提纯的新路径。

与传统精馏通过主物质与杂质沸点差异进行分离不同的是，熔融结晶是通过熔点差异进行分离，其过程的推动力是熔融液中某组分的过饱和度或者过冷度，其过程分为结晶和发汗两个过程。结晶过程是熔融液的温度在逐渐下降的过程中，某组分在熔融液中处于过饱和状态，开始成核，并逐渐增长为晶体；晶体在增长过程中，不可避免的会将母液的杂质包藏或粘附到粗晶体中，因此结晶后需再经过发汗过程来进一步提纯得到高纯产品，通常电子级碳酸酯需通过多级分段工艺得到高纯产品。

2、东庚熔融结晶分离技术优点

与传统精馏相比，熔融结晶技术具备五大核心优势：

● 节能：同精馏相比，熔融热一般仅是汽化热的 1/7—1/3。若再计入精馏的高回流比与热损失，熔融结晶方法仅为精馏技术能耗 10%—30%。

● 低温操作：结晶过程一般为低温常压操作，既没有物料挥发污染问题，操作简易安全，又对设备材质没有过高要求，因低温腐蚀性下降，可以降低操作成本及固定投资。

● 超高纯度：可分离出更高纯度的产品，理论上熔融结晶的分离因子可以达到非常高且不受产品纯度影响，目前已有经验达到了99.999%以上的产品纯度。

● 不引入溶剂：对于同分异构体及热敏性物系，因沸点及热敏性问题，若采用精馏技术，常需要几十块或上百块塔板及高回流比和减压操作；操作条件苛刻，对设备材质和加工精度要求较高。即使如此，精馏釜中的炭化，结焦，聚合等现象无法避免，产品收率较低，也无法得到高纯产品。熔融结晶技术可以避免这些问题，对于这些物系，物质的熔点常可相差几十度，可以使用熔融结晶技术分离。熔融结晶过程不需外加溶剂，既避免了溶剂对产品的污染，又减少了溶剂回收过程。

● 适用于特种物系：对于同分异构体及热敏性物系，因沸点及热敏性问题，若采用精馏技术，通常需要几十块或上百块塔板及高回流比和减压操作；操作条件苛刻，对设备材质和加工精度要求较高。即使如此，精馏釜中的炭化，结焦，聚合等现象无法避免，产品收率较低，也无法得到高纯产品。熔融结晶技术可以避免这些问题，对于这些物系，物质的熔点常可相差几十度，可以使用熔融结晶技术分离。

3、东庚案例分析

截止目前东庚在电子级碳酸酯领域已有数十套熔融结晶工业化案例，下面我们以碳酸乙烯酯（EC）为例将传统分离工艺与熔融结晶分离技术进行对比。

碳酸乙烯酯（EC）的生产工艺是EO及CO2在催化剂存在下在反应器内反应生成EC，反应后经过闪蒸回收催化剂，再进入脱轻塔得到工业级EC，工业级EC进入精制塔得到电子级EC，分离工段的产品单耗基本在1.2~1.8吨蒸汽/吨产品。

东庚针对客户的分离系统提供了改造方案，将精馏系统（脱轻塔及精制塔）完全替换成熔融结晶分离系统，改造完成后产品蒸汽消耗下降了70%，从1.3吨蒸汽/吨产品下降到了约300吨/吨产品，产品质量显著上升，产品纯度可达到99.998%，杂质去除率大大提升，同时占地缩减了30%，年经济效益节省了近千万人民币。

详细能耗指标见下表：