一种萃取设备及工艺的制作方法

本发明属于萃取技术领域，尤其涉及一种萃取设备及工艺。

背景技术

锂离子电池隔膜湿法制备工艺利用热致相分离原理，将聚乙烯和小分子剂混合加热，挤出后经过急冷后形成带微孔的聚乙烯厚片，拉伸后制成微米级薄膜，再通过萃取工序，置换隔膜中的小分子剂，然后经过高温使萃取剂达到沸点而气化，最终制备出锂离子电池隔膜。

在萃取过程中，常用的萃取剂是二氯甲烷，二氯甲烷密度1.33g/cm³，沸点39.8℃，极易挥发。目前使用的萃取工艺是浸液式萃取，即将隔膜浸泡在二氯甲烷中进行萃取。这种萃取工艺存在明显缺点：1、二氯甲烷消耗大，每天耗损1.0～1.5吨；2、存液量大，安全保障弱；3、无法及时处理异常，如萃取液被污染，轴承损坏等，维修耽误大量时间。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种萃取设备及工艺，本发明提供的萃取设备用于萃取锂离子电池隔膜中的小分子剂时，可实现二氯甲烷的循环利用，能够降低消耗，减少存液量。

本发明提供了一种萃取设备，包括喷淋萃取层和与所述喷淋萃取层的出液口相连通的蒸馏层；

所述喷淋萃取层包括设置在顶部的多个上传动辊、设置在底部的多个下传动辊、设置在上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋口、设置在底部的出液口和设置在顶部的薄膜入口和薄膜出口；

所述蒸馏层包括设置在底部的加热装置，设置在顶部的排气口和设置在底部的排液口。

在一个实施例中，所述喷淋萃取层还包括设置在上传动辊和下传动辊之间的刮液辊，薄膜自下传动辊至上传动辊运行时，刮液辊位于薄膜表面。

在一个实施例中，所述蒸馏层还包括设置在侧面的溢流口。

在一个实施例中，还包括：与所述蒸馏层的排气口相连通的冷凝装置。

在一个实施例中，所述冷凝装置的出液口通过混合装置与喷淋萃取层的萃取剂喷淋口相连通。

在一个实施例中，包括依次连接的多个单元，每个单元包括喷淋萃取层和与所述喷淋萃取层的出液口相连通的蒸馏层；

所述喷淋萃取层包括设置在顶部的多个上传动辊、设置在底部的多个下传动辊、设置在上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋口、设置在底部的出液口和设置在顶部的薄膜入口和薄膜出口；

所述蒸馏层包括设置在底部的加热装置，设置在顶部的排气口和设置在底部的排液口；

后一个单元的薄膜入口和前一个单元的薄膜出口相连通。

在一个实施例中，所述蒸馏层位于喷淋萃取层下方。

本发明还提供了一种萃取方法，包括以下步骤：

提供上述技术方案所述的萃取装置；

将待处理薄膜经过薄膜入口依次经过上传动辊、下传动辊至薄膜出口，同时以白油和二氯甲烷混合作为萃取剂由萃取剂喷淋口喷淋出对待处理薄膜进行萃取；

萃取过程中，开启蒸馏层的加热装置，将由喷淋萃取层出液口流至蒸馏层的萃取剂加热，使二氯甲烷气化，并由排气口排出。

在一个实施例中，所述加热装置的加热温度为60～80℃。

本发明提供的萃取设备包括喷淋萃取层和与所述喷淋萃取层的出液口相连通的蒸馏层；所述喷淋萃取层包括设置在顶部的多个上传动辊、设置在底部的多个下传动辊、设置在上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋口、设置在底部的出液口和设置在顶部的薄膜入口和薄膜出口；所述蒸馏层包括设置在底部的加热装置，设置在顶部的排气口和设置在底部的排液口。本发明采用喷淋式萃取和即时蒸发法对待处理薄膜进行萃取处理，采用喷淋萃取方式，可以避免相互污染，实现稳定的萃取效果；进行高温蒸馏，能够降低萃取槽储液量，提高安全性，同时能够回收二氯甲烷，实现循环利用，降低二氯甲烷消耗。另外，本申请采用双层结构设计，便于处理生产/设备异常。

附图说明

图1为本发明实施例提供的萃取设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种萃取设备，包括喷淋萃取层和与所述喷淋萃取层的出液口相连通的蒸馏层；

所述喷淋萃取层包括设置在顶部的多个上传动辊、设置在底部的多个下传动辊、设置在上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋口、设置在底部的出液口和设置在顶部的薄膜入口和薄膜出口；

所述蒸馏层包括设置在底部的加热装置，设置在顶部的排气口和设置在底部的排液口。

参见图1，图1为本发明实施例提供的萃取设备的结构示意图；其中，1为喷淋萃取层，11为薄膜入口，12为薄膜出口，13为上传动辊，14为下传动辊，15为萃取剂喷淋口，16为出液口，17为刮液辊；2为蒸馏层，21为加热装置，22为排气口，23为排液口，24为溢流口。

本发明提供的萃取装置包括喷淋萃取层1，喷淋萃取层1包括设置在顶部的多个上传动辊13、设置在底部的多个下传动辊14、设置在上传动辊13和下传动辊14之间的萃取剂喷淋口15、设置在底部的出液口16和设置在顶部的薄膜入口11和薄膜出口12。待处理薄膜由薄膜入口11进入，依次经过第一个上传动辊、第一个下传动辊、第二个上传动辊、第二个下传动辊……经过上传动辊和下传动辊时，位于上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋出口喷淋萃取剂至待处理薄膜上进行萃取处理，然后滴落至底部的出液口16。

在一个实施例中，所述喷淋萃取层还包括设置在上传动辊和下传动辊之间的刮液辊17，薄膜自下传动辊至上传动辊运行时，刮液辊位于薄膜表面将表面的萃取剂刮掉，滴落至底部的出液口16。

本发明提供的萃取装置包括蒸馏层2，蒸馏,2包括设置在底部的加热装置21，设置在顶部的排气口22和设置在底部的排液口23。萃取剂由出液口16滴落至蒸馏层内，加热装置对萃取剂进行加热，使其中的二氯甲烷气化并由排气口排出，白油则由排液口23排出。

在一个实施例中，所述蒸馏层还包括溢流口24，白油由溢流口24排出。

在一个实施例中，所述蒸馏层还包括补液口。

在一个实施例中，还包括：与所述蒸馏层的排气口相连通的冷凝装置(未在图中示出)，用于将气化的二氯甲烷冷凝回收。

在一个实施例中，所述冷凝装置的出液口通过混合装置与喷淋萃取层的萃取剂喷淋口相连通，将回收的二氯甲烷与白油混合后再次用于萃取。

在一个实施例中，所述萃取装置包括依次连接的多个单元，每个单元包括喷淋萃取层和与所述喷淋萃取层的出液口相连通的蒸馏层；

所述喷淋萃取层包括设置在顶部的多个上传动辊、设置在底部的多个下传动辊、设置在上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋口、设置在底部的出液口和设置在顶部的薄膜入口和薄膜出口；

所述蒸馏层包括设置在底部的加热装置，设置在顶部的排气口和设置在底部的排液口；

后一个单元的薄膜入口和前一个单元的薄膜出口相连通。

当萃取装置包括多个单元时，可分别控制每个单元的蒸馏温度实现对工艺的控制。

在一个实施例中，所述蒸馏层位于喷淋萃取层下方，两层结构便于处理生产/设备异常。

本发明提供的萃取装置用于萃取湿法制锂离子电池隔膜中的小分子剂，其原理如下：

将待处理薄膜由薄膜入口11进入，依次经过第一个上传动辊、第一个下传动辊、第二个上传动辊、第二个下传动辊……经过上传动辊和下传动辊时，位于上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋出口喷淋萃取剂至待处理薄膜上进行萃取处理，然后滴落至底部的出液口16，其中，待处理薄膜按照以下方法制备：

将聚乙烯和小分子剂混合加热，挤出后经过急冷后形成带微孔的聚乙烯厚片，拉伸后制成的微米级薄膜；

萃取剂由出液口16滴落至蒸馏层2，开启加热装置使二氯甲烷蒸发与白油分离，从而实现二氯甲烷和白油的回收再利用。

本发明还提供了一种萃取方法，包括以下步骤：

提供上述技术方案所述的萃取装置；

将待处理薄膜经过薄膜入口依次经过上传动辊、下传动辊至薄膜出口，同时以白油和二氯甲烷混合作为萃取剂由萃取剂喷淋口喷淋出对待处理薄膜进行萃取；

萃取过程中，开启蒸馏层的加热装置，将由喷淋萃取层出液口流至蒸馏层的萃取剂加热，使二氯甲烷气化，并由排气口排出。

在一个实施例中，所述加热装置的加热温度为60～80℃。

在所述萃取装置包括多个单元时，各单元的蒸馏温度可不同。

在蒸馏时，通过控制蒸馏温度使白油中二氯甲烷残留量小于等于3％；整个工艺白油残留小于等于0.5％。

本发明提供的萃取设备包括喷淋萃取层和与所述喷淋萃取层的出液口相连通的蒸馏层；所述喷淋萃取层包括设置在顶部的多个上传动辊、设置在底部的多个下传动辊、设置在上传动辊和下传动辊之间的萃取剂喷淋口、设置在底部的出液口和设置在顶部的薄膜入口和薄膜出口；所述蒸馏层包括设置在底部的加热装置，设置在顶部的排气口和设置在底部的排液口。本发明采用喷淋式萃取和即时蒸发法对待处理薄膜进行萃取处理，采用喷淋萃取方式，可以避免相互污染，实现稳定的萃取效果；进行高温蒸馏，能够降低萃取槽储液量，提高安全性，同时能够回收二氯甲烷，实现循环利用，降低二氯甲烷消耗。另外，本申请采用双层结构设计，便于处理生产/设备异常。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。