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文档简介
《锂电添加剂产三乙胺盐酸盐》团体标准
编制说明
1任务来源
三乙胺作为一种有机缚酸剂,在农药、医药、化工等行业广泛应用于氯化氢
的脱除,如在哌拉西林酸及其中间体的生产、亚磷酸二烷基法生产草甘膦和碳酸
亚乙烯酯生产中均用到三乙胺作为氯化氢缚酸剂,在产品的生产过程中产生大量
三乙胺盐酸盐作为危险废物被焚烧处理或填埋,此类危险废物氮含量和氯含量较
高,危废处置单位焚烧处置过程中会产生较高浓度的氮氧化物和氯化氢酸性气体,
对环境危害程度高,烟气净化处理难度较大,而且造成了三乙胺资源浪费,不符
合国家对于危险废物的资源化和减量化政策发展方向,不符合“双碳”政策引导
方向。
三乙胺盐酸盐经回收后主要用于制取三乙胺,一般采用碱液处理、精制后即
可回收制得三乙胺,可重新用作有机缚酸剂,回收处理工艺简单、经济价值较高,
有效实现了绿色、循环、低碳的发展路径,符合国家“减污降碳”总体发展方向。
经检索,目前国内暂无锂电添加剂产三乙胺盐酸盐标准的国家、地方及行业
标准,国内仅东营质量协会于2022年12月28日发布过三乙胺盐酸盐团体标准,
但该标准具体内容不公开。目前国内大部分企业仍按照企业标准出售锂电添加剂
产三乙胺盐酸盐,标准不一且存在较大政策风险,因此,亟需制定锂电添加剂产
三乙胺盐酸盐团体标准。
根据《固体废物鉴别标准通则》(GB34330-2017)中5.2条规定,利用固体
废物生产的产物同时满足下述条件的,不作为固体废物管理,按照相应的产品管
理(按照5.1条进行利用或处置的除外):
a)符合国家、地方制定或行业通行的被替代原料生产的产品质量标准;
b)符合相关国家污染物排放(控制)标准或技术规范要求,包括该产物生产
过程中排放到环境中的有害物质限值和该产物中有害物质的含量限值。当没有国
1
家污染控制标准或技术规范时,该产物中所含有害成分含量不高于利用被替代原
料生产的产品中的有害成分含量,并且在该产物生产过程中,排放到环境中的有
害物质浓度不高于利用所替代原料生产产品过程中排放到环境中的有害物质浓
度,当没有被替代原料时,不考虑该条件;
c)有稳定、合理的市场需求。
鉴于目前暂无锂电添加剂产三乙胺盐酸盐的国家标准、地方标准或行业通行
标准,为规范三乙胺盐酸盐的无害化处置和资源化利用,降低三乙胺盐酸盐后续
资源化利用的环境风险和安全风险,设立锂电添加剂产三乙胺盐酸盐团体标准。
浙江亿普新材料科技有限公司原名嘉兴安诺其助剂有限公司,成立于2001年
(彼时名为浙江华晟化学制品有限公司),位于桐乡市屠甸工业园区鹏飞路137
号,是一家专门从事锂电池电解液添加剂生产的企业,浙江汉邦新材料股份有限
公司和浙江忆德新材料技术有限公司均将开展锂电池电解液生产项目,上述三家
企业拟建项目实施后预计将年产约2万吨锂电池电解液添加剂,达产后预计产能
将占中国电解液添加剂出货总量约6.4%,在锂电池电解液领域具有较权威地位,
为进一步提升浙江亿普新材料科技有限公司在锂电池电解液添加剂行业的综合竞
争力,实现“锂电池电解液添加剂生产(生产企业)——三乙胺盐酸盐再生处置/
资源化利用(资源化利用企业)”的循环经济产业链,企业拟牵头制定锂电添加
剂产三乙胺盐酸盐团体标准。
本标准由浙江亿普新材料科技有限公司提出,由浙江省环保产业协会立项并
归口。
2团体标准制订的意义
2.1废三乙胺盐酸盐的来源
本团体标准所述锂电添加剂产三乙胺盐酸盐是指锂电添加剂行业碳酸亚乙烯
酯生产过程中三乙胺与氯代碳酸乙烯酯反应产生的三乙胺盐酸盐。
2.2废三乙胺盐酸盐的处理方法
2.2.1企业内循环利用
部分生产企业在三乙胺盐酸盐产生后,在产生单元即加入碱液发生置换反应
2
生成三乙胺,三乙胺经精制后回用至生产单元用于下一批次生产。
2.2.2委外处置/资源化利用
鉴于三乙胺属于危险化学品,部分生产企业因安全要求无法在厂区内实现原
厂回用,需委托下游有资质危废单位进行加工资源化利用,以危险废物名义出厂。
根据调查,三乙胺盐酸盐作为危废处理需支付给危废处置单位3000元/吨,三乙胺
盐酸盐作为产品出售可获得2000元/吨收益,折算经济差为5000元/吨。
2.3三乙胺盐酸盐用途
三乙胺盐酸盐主要用于回收三乙胺。
3编制过程
根据2019年1月9日《国家标准化管理委员会、民政局关于印发<团体标准
管理规定>的通知》等有关文件要求,团体标准要与国家标准、行业标准相互协调、
相互支撑。按照《标准化法》和GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准的
结构和编写》的规定执行。
本标准的制订按规定的通用程序:提案、立项、起草、征求意见、技术审查、
报批、发布、复审进行。具体流程如下。
1、提案
本标准名称为《锂电添加剂产三乙胺盐酸盐》。2023年10月13标准起草单
位浙江亿普新材料有限公司向浙江省环保产业协会提交了立项申请。
2、立项
经审查,浙江省环保产业协会同意该项目立项,并于2023年10月17日浙江
省环保产业协会在“全国团体标准信息平台网”(以下简称“全国团标平台网”)上发
布了立项公告(《浙江省环保产业协会关于“锂电添加剂产三乙胺盐酸盐”团体标准
立项的公告》。
3、起草
浙江亿普新材料有限公司组织起草了《锂电添加剂产三乙胺盐酸盐》。
3
4主要参加单位和工作组成员及其所做的工作
本标准由本标准由浙江亿普新材料科技有限公司、浙江省环境科技有限公司、
浙江汉邦新材料股份有限公司、浙江忆德新材料技术有限公司和为主的起草小组
共同起草。
本标准主要起草人:
表4-1主要参加单位及工作组成员所做工作
主要参加单位主要参加人员主要工作
浙江忆德新材料技术有限公司徐学磊标准主持人
浙江省环境科技有限公司马健标准主持人
浙江亿普新材料科技有限公司吴嘉宾编制人员
浙江汉邦新材料股份有限公司陶海峰编制人员
浙江省环保产业协会吴奇编制人员
浙江亿普新材料科技有限公司夏丹丽编制人员
5标准编制原则
本标准起草遵循规范性、科学性、适用性、先进性原则。有利于促进行业实
现废三乙胺盐酸盐的资源化、生产工艺先进化、产品环保无害化、市场竞争规范
化。
(1)规范性原则
本标准根据GB/T1.1-2020《标准化工作导则》、GB/T20000《标准化工作指
南》和GB/T20001《标准编写规则》等相关规定进行编写。
(2)科学性原则
根据企业实际制订标准原则,确保标准能够代表行业发展的水平、标准的可
行性、可靠性和科学性要求。
(3)适用性原则
本标准制订过程中,主要起草人员现场考察了产生三乙胺盐酸盐骨干企业,
并与企业座谈,了解了企业的三乙胺盐酸盐收集、回收处理生产工艺、产品用途
4
等情况,多方征求意见、交换观点及采纳建议、反复修改,使标准更好地适应行
业的现状实际与未来发展。
(4)先进性原则
查阅了相关的法律法规、标准资料、科研论文,考察了国际先进的生产工艺,
确保本标准先进性。
6确定标准的主要内容
6.1关于标准适用范围
本标准原料范围限于锂电添加剂行业碳酸亚乙烯酯生产过程中三乙胺与氯代
碳酸乙烯酯反应产生的三乙胺盐酸盐,具体见表6.1-1。
表6.1-1《锂电添加剂产三乙胺盐酸盐》产品原料范围
废物类别行业来源废物代码危险废物
碳酸亚乙烯酯生产过程中产生的废三
HW49专用化学品制造772-006-49
乙胺盐酸盐
6.2本标准涉及的产品范围
本标准所指锂电添加剂产三乙胺盐酸盐,适用于锂电池添加剂行业碳酸亚乙
烯酯生产过程中三乙胺与氯代碳酸乙烯酯反应产生的三乙胺盐酸盐。三乙胺盐酸
盐主要用于三乙胺的生产,所生产的三乙胺进一步用于生产碳酸亚乙烯酯。
6.3锂电添加剂产三乙胺盐酸盐的生产工艺及后续资源化利用方向
6.3.1锂电添加剂产三乙胺盐酸盐产品的生产工艺
本标准对产品生产过程进行了规定。锂电添加剂产三乙胺盐酸盐的生产主要
包括反应和精制工序,主要的生产工艺路线是:原料氯代碳酸乙烯酯与三乙胺在
溶剂碳酸二甲酯中进行合成反应,生成碳酸亚乙烯酯和三乙胺盐酸盐的混合物,
经离心和洗涤后得到三乙胺盐酸盐固体样粗品;三乙胺盐酸盐粗品先进入160℃烘
干设备,除去溶剂碳酸二甲酯。再将三乙胺盐酸盐溶于水中,过滤除去水不溶高
聚物,经100℃蒸发结晶至成品三乙胺盐酸盐产品。
5
根据该生产工艺,通过高温烘干,生产过程中残留的碳酸二甲酯基本可以去
除完全,采用过滤工艺,可有效去除产品中的水不溶物杂质。
下游企业将三乙胺盐酸盐按比例溶于水后,进入反应釜内升温抽真空,除去
残留DMC,底液降温后加入液碱反应生成三乙胺粗品,经升温初蒸,蒸出三乙胺
粗品。将三乙胺粗品打入精馏塔精馏至合格的三乙胺成品。三乙胺进一步回用于
碳酸亚乙烯酯生产,实现资源循环利用,故此工艺是可行的。
反应过程涉及的主要化学反应包括:
主反应:C3H3ClO3+C6H15N→C3H2O3+C6H15N·HCl
Cl
O
O
+
ON.
O+NHCl
O
O
三乙胺盐酸盐
氯代碳酸乙烯酯三乙胺碳酸亚乙烯酯
可能发生的副反应:
副反应1:原料中残留的少量二氯代碳酸乙烯酯在三乙胺环境中脱氯化氢。
副反应2:副反应1生产的氯代碳酸亚乙烯酯、主反应产物VC发生聚合。
锂电添加剂产三乙胺盐酸盐制备工艺流程见下图。
6
图6-1锂电添加剂产三乙胺盐酸盐制备工艺流程图
本标准生产的三乙胺盐酸盐,可用作生产三乙胺的工业原料,进一步回用于
碳酸亚乙烯酯生产行业。确保本标准所涉产品不直接进入涉及人体健康的敏感领
域。
6.2.2锂电添加剂产三乙胺盐酸盐产品的利用方向
将三乙胺盐酸盐按比例溶于水后,进入反应釜内升温抽真空,除去残留DMC,
底液降温后加入液碱反应生成三乙胺粗品,经升温初蒸,蒸出三乙胺粗品。将三
乙胺粗品打入精馏塔精馏至合格的三乙胺成品。所生产的三乙胺成品进一步用于
锂电添加剂碳酸亚乙烯酯的生产,实现资源循环利用。
6.3锂电添加剂产三乙胺盐酸盐的技术要求
6.3.1控制项目的选择
1、控制项目的确定思路
(1)根据三乙胺盐酸盐的生产过程进行确定。本标准的三乙胺盐酸盐主要来
7
自碳酸亚乙烯酯生产,主要生产工艺为:原料氯代碳酸乙烯酯与三乙胺在溶剂碳
酸二甲酯中进行合成反应,生成碳酸亚乙烯酯和三乙胺盐酸盐的混合物,经离心
和洗涤后得到三乙胺盐酸盐固体样粗品;三乙胺盐酸盐粗品先进入160℃烘干设
备,除去溶剂碳酸二甲酯。再将三乙胺盐酸盐溶于水中,过滤除去水不溶高聚物,
经100℃蒸发结晶至成品三乙胺盐酸盐产品。根据生产过程,锂电添加剂产三乙胺
盐酸盐的主要控制指标为三乙胺盐酸盐(主要物质)、碳酸二甲酯(残留有毒有
害污染物)、水不溶物(杂质)和AOX(有毒有害物质)。
(2)参考国内外标准的控制项目
本标准检索了国内相关三乙胺盐酸盐标准,目前暂无国家、地方及行业标准,
国内仅东营质量协会于2022年12月28日发布过三乙胺盐酸盐团体标准,但该标
准具体内容不公开,国内涉及三乙胺盐酸盐的团体标准情况见表6.3-1。
表6.3-1三乙胺盐酸盐国内相关标准规范情况
序号标准编号标准名称编制单位适用范围是否公开
本文件规定了锂电添加剂产
三乙胺盐酸盐的规格要求、
锂电添加试验方法、检验规则、标志、
T/DYZL东营质量协
1剂产三乙包装、运输及贮存的要求。未公开
031—2022会
胺盐酸盐本文件适用于生产制造碳酸
亚乙烯酯的副产品三乙胺盐
酸盐的质量检验。
同时,通过调研同类型企业,本标准编制组收集了目前国内部分企业制定三
乙胺盐酸盐企业标准,根据检索“企业标准信息公共服务平台”,目前全国发布
三乙胺盐酸盐标准的企业主要来自制药行业和锂电池添加剂行业,其中约6家单
位为锂电池添加剂行业,具体见表6.3-2。
表6.3-2国内部分企业《锂电添加剂产三乙胺盐酸盐标准》技术要求一览表
控制指标
企业名称控制项目
一等品二等品
三乙胺盐酸盐w%≥80.050.0
荣成青木高新材料碳酸二甲酯w%≤5.030.0
股份有限公司水w%≤2.05.0
水不溶物w%≤15.010.0
8
大连科利德光电子外观白色至类白色结晶体固体
材料有限公司含量w%≥95
外观棕色粉末或颗粒
苏州华一新能源科
含量w%≥80
技股份有限公司
水分w%≤0.5
外观白色结晶粉末
含量,以三乙胺盐酸盐
阜新汉岛化工有限90
干基计w%≥
责任公司
pH(1+20)4-6
水分,w/%≤1.0
外观棕色粉末或颗粒
江苏联昇化学有限
含量w%≥80
公司
水分w%≤0.5
一等品二等品
三乙胺盐酸盐w%≥
95.092.0
甘肃安彩新材料科
DMC,w/%≤1.02.0
技有限公司
水,w/%≤2.05.0
水不溶物,w/%≤2.03.0
根据上表整理了国内已发布的三乙胺盐酸盐企业标准中确定的控制项目限值
情况,见表6.3-3。
表6.3-3目前国内三乙胺盐酸盐团体标准统计情况一览表
序号指标控制要求
1含量w%≥50~98
2干燥失重w%≤0.3
3碳酸二甲酯w%≤1.0-30
4水w%≤0.5-5.0
5水不溶物w%≤2-15
综上,经分析目前国内企业发布的三乙胺盐酸盐标准,企业普遍关注仅三乙
胺盐酸盐含量,其它指标包括干燥失重、碳酸二甲酯、水、水不溶物,但忽略其
中有毒有害污染物指标(如AOX)。根据本项目三乙胺盐酸盐生产过程,本标准
9
确定的控制项目为三乙胺盐酸盐、碳酸二甲酯、水不溶物和AOX。本标准的质量
要求为干基状态测定,要求在检测前对试样进行1000℃烘干,故本标准中未规定
水分和干燥失重控制要求。
在标准编制过程中,有建议将TOC等指标列入控制项目中,针对该控制指标
的说明如下:
目前针对总有机碳监测方法主要为《水质总有机碳的测定燃烧氧化—非分
散红外吸收法》(HJ501-2009),主要指溶解或悬浮在水中有机物的含碳量(以
质量浓度表示),是以含碳量表示水体中有机物总量的综合指标。一般采用差减
法或直接法进行测定,原理是试样导入高温燃烧管,被高温催化氧化进而通过非
红外检测器测定其中二氧化碳含量,推断出总有机碳含量。
本项目样品为固体盐分,可溶于水,根据其生产原理,产品三乙胺盐酸盐分
子式为C6H15NHCl,产品中含碳量为52.5%,若对产品进行TOC指标检测,则检测出
的TOC指标主要来自产品中含的碳,检测结果将非常高,故检测TOC指标无意义。
故标准中未将TOC列入控制指标。
6.3.2控制项目限值的确定
1、控制项目限值的确定思路
(1)通过企业内部实验室多批次反复检验、委托专业检测公司英格尔检测技
术服务(上海)有限公司进行分析检验确定控制项目限值。
(2)参考国内已发布的三乙胺盐酸盐企业标准中确定的控制项目限值。
(3)根据《浙江省生态环境厅关于印发<浙江省危险废物“趋零填埋”三年
攻坚行动方案>的通知》(浙环函[2022]243号)附件3“浙江省副产盐资源化利
用指导控制指标(试行)”相关要求明确单质盐质量分数,根据《浙江省生态环
境厅关于印发<浙江省危险废物“趋零填埋”三年攻坚行动方案>的通知》(浙环
函[2022]243号),要求单质盐质量分数(%)≥95,TOC(mg/kg)≤70。
根据表6.3-3目前国内三乙胺盐酸盐团体标准统计情况,目前国内对于三乙胺
盐酸盐含量控制最高要求在98%以上,碳酸二甲酯含量最高要求为1.0%以下,水
不溶物最高要求为2.0%以下,国内暂无团体标准明确AOX含量指标,该指标通
10
过实验检测方法明确。本标准要求按照国内先进要求确定质量控制要求,具体见
表6.3-4。
表6.3-4目前国内企业标准与本标准控制要求对比情况表
序号指标目前国内企业标准控制要求本标准控制要求
1含量w%≥50~98含量w%≥98
2干燥失重w%≤0.3/
3碳酸二甲酯w%≤1.0-30不得检出
4水w%≤0.5-5.0/
5水不溶物w%≤2-152.0
6AOXw%≤/0.01
2、控制项目限值及可达性分析
(1)控制项目限值
根据前述分析,本标准锂电添加剂产三乙胺盐酸盐产品质量指标如表6.3-5所
示。
表6.3-5锂电添加剂产三乙胺盐酸盐产品质量指标表
序号项目指标
1三乙胺盐酸盐w/%≥98.0
2碳酸二甲酯2不得检出
3水不溶物w/%≤2.0
4AOXw/%≤0.01
注1:干基状态下技术要求
注2:碳酸二甲酯检出限为1mg/kg
(2)控制项目限值可达性分析
本标准提出单位为浙江亿普新材料科技有限公司,参编单位中浙江汉邦新材
料股份有限公司、浙江忆德新材料技术有限公司均为单独法人单位,浙江汉邦新
材料股份有限公司、浙江忆德新材料技术有限公司拟建设的碳酸亚乙烯酯生产工
艺与浙江亿普新材料科技有限公司完全一致,其样品监测结果与浙江亿普新材料
科技有限公司样品检测结果将完全一致,浙江汉邦新材料股份有限公司、浙江忆
德新材料技术有限公司尚未投产,为论证监测方法的可靠性,浙江亿普新材料科
技有限公司将2批产品委托英格尔检测技术服务(上海)有限公司进行分析测试,
分析测试结果见表6.3-7。
表6.3-6企业内部实验室对浙江亿普公司样品分析测试结果一览表
11
序号项目样品1控制限值要求
1三乙胺盐酸盐w/%99.52≥98.0
2水不溶物w/%0.42≤2.0
3碳酸二甲酯*未检出不得检出
注:碳酸二甲酯检出限为1mg/kg
注:企业内部实验室无AOX检测能力,未对AOX进行检测。
表6.3-7英格尔检测技术服务(上海)有限公司样品分析测试结果一览表
序号项目样品1样品2控制限值要求
1三乙胺盐酸盐w/%≥98.21998.154≥98.0
2碳酸二甲酯w/%2未检出未检出不得检出
3水不溶物w/%≤1.5701.572≤2
4AOXw/%≤0.002310.0017≤0.01
注:碳酸二甲酯检出限为1mg/kg
具体检测报告见下图。
12
图6.3-1英格尔检测技术服务(上海)有限公司出具的检测报告
由上述分析可知,检测结果能够满足控制要求。
13
7关于检验方法的说明
1、检验方法
本标准中三乙胺盐酸盐目前暂无国家规定监测方法,参考国内同类型企业标
准制定的监测方法,三乙胺盐酸盐测定主要依据三乙胺盐酸盐中氯离子与硝酸盐
滴定产生氯化银沉淀的原理,碳酸二甲酯、水不溶物和AOX按照国家现行的监测
方法。
2、检验批次
(1)组批
以同一原料、同一工艺生产的产品为一组批,每批不大于100吨。
(2)出厂检验
出厂检验项目为表6.3-5中三乙胺盐酸盐含量,或按照客户要求增加检验项目,
应逐批进行检验。
生产厂应保证每批出厂产品都符合本文件的要求,并附有一定格式的质量证
明书,内容包括:生产厂名称和厂址、产品名称、生产日期或批号、净含量和执
行标准编号等。
(3)型式检验
型式检验项目为表6.3-5中所有指标,在下列情况之一时,须进行型式检验:
a)正常生产时,每年进行一次;
b)停产三个月又恢复生产时;
c)工艺改变,可能影响产品质量时;
d)国家质量监督机构提出型式检验要求时。
3、采样方式
按
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