中國報告大廳網訊,三乙胺作為微溶於水、易溶於多數有機溶劑的有機化合物,在化工、醫藥、染料等行業中廣泛用作溶劑、催化劑與縛酸劑,尤其在光刻膠生產中不可或缺。伴隨行業對環保與成本控制的雙重需求,光刻膠工藝產生的三乙胺鹽酸鹽廢溶液(含三乙胺鹽酸鹽、二氧六環等成分)的資源化處理成為關鍵課題。當前主流的雙塔精餾工藝存在能耗高、收率低等問題,而精餾 - 透水型分子篩膜耦合工藝的出現,正推動三乙胺回收技術向高效節能方向升級。以下是2025年三乙胺行業趨勢分析。
《2025-2030年全球及中國三乙胺行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,三乙胺回收工藝的核心在於實現廢溶液中三乙胺的高效分離與提純,現有技術以雙塔精餾和精餾 - 透水型分子篩膜工藝為代表,二者在流程設計上存在顯著區別。
光刻膠生產產生的三乙胺鹽酸鹽廢溶液經泵輸送至三乙胺提濃塔塔釜,提濃塔採用常壓間歇操作,塔頂先採出含水的二氧六環蒸氣,冷凝後部分回流、部分送至回收工段。待二氧六環收集完畢,向塔釜加入 30% 液鹼調節 pH 值至 10~11,中和鹽酸並游離出三乙胺,再次加熱後先採出過渡餾分,當塔頂溫度升至 75~77℃時切換至三乙胺餾液接收罐,塔釜溫度達 90~95℃即完成精餾,殘液送廢液處理。隨後,三乙胺餾出液進入精製塔進一步提純,塔頂先採出含水蒸氣,分水後有機相回流或采出,溫度升至 88~90℃時得到合格三乙胺。
該工藝的精餾單元與雙塔精餾的提濃單元一致,核心創新在於後續的膜分離環節。含水質量分數 8%~10% 的三乙胺餾出液經預熱器和蒸發器加熱後,以蒸氣形式進入多組件串聯的膜分離機組。在組分蒸汽分壓差推動下,水分及少量有機物從膜上游滲透至下游,上游最終得到質量分數≥99.7% 的三乙胺成品,直接回用至光刻膠合成工段。膜下游採用抽真空冷凝模式,滲透液經收集後返回過渡餾分罐重新精餾,實現三乙胺的充分回收。
以 9000t/a 20% 三乙胺鹽酸鹽廢溶液回收項目為基準,兩種工藝在能耗、收率及綜合成本上的差異顯著,精餾 - 膜耦合工藝的優勢全面覆蓋傳統技術。
根據公用工程用量測算,精餾 - 膜分離工藝在核心能耗指標上表現更優:蒸汽消耗量為 2.4t/t 成品,較雙塔精餾工藝的 3.8t/t 成品節約 1.4t/t;循環水消耗量 130m³/t 成品,比後者的 220m³/t 成品減少 90m³/t。儘管在冷凍水消耗(8m³/t 成品 vs 0)和電耗(25kWh/t 成品 vs 20kWh/t 成品)上略高,但綜合計算後,精餾 - 膜工藝每噸三乙胺的運行能耗費用僅為 546.5 元,較雙塔精餾工藝的 838 元降低約 35%。同時,滲透液回流設計使三乙胺單程收率從約 96% 提升至≥97%,提高幅度達 1%。
按 5 年運行周期計算,精餾 - 膜分離工藝的綜合成本優勢進一步擴大。其年運行費用為 78.7 萬元,遠低於雙塔精餾的 120.7 萬元;人員費用按 1 人 / 班(3 班 / 天,年薪 7.2 萬元)計算,年支出 21.6 萬元,僅為雙塔精餾工藝 3 人 / 班配置(64.8 萬元 / 年)的 1/3;因收率提升實現零收率損失,而雙塔精餾年損失費用達 17.3 萬元。即便計入設備投資(450 萬元 vs 400 萬元)和 5 年換膜費用(63 萬元),精餾 - 膜工藝的 5 年總費用仍為 1014.5 萬元,較雙塔精餾的 1414 萬元節省約 28%。此外,該工藝還具備流程簡單、自動化程度高、占地面積小等隱性優勢。
某 9000t/a 三乙胺鹽酸鹽廢溶液回收裝置於 2023 年 8 月投產,成為精餾 - 膜耦合工藝在光刻膠領域的首次工業應用,其運行參數與成品質量均達到預期標準。
該裝置由精餾單元和透水型分子篩膜脫水單元組成,採用模塊化設計與 DCS 自動控制,膜分離模塊占地面積僅 5m×2m,精餾塔及塔釜總高約 16m。運行中,精餾單元以間歇方式操作,進料量 10 噸 / 批,進料含水質量分數約 35%,控制操作壓力約 10kPa、溫度 70~95℃;膜分離單元連續 24 小時運行,進料量 210kg/h,進料含水質量分數 8~10%,物料側操作壓力 0.2~0.3MPa、溫度 110~120℃,滲透側壓力控制在 1~2kPa (A),裝置配備超壓報警與聯鎖停機系統保障安全。
經檢測,回收的三乙胺成品質量穩定且優於標準:三乙胺行業質量分數在 99.7%~99.8% 之間,遠超回用標準的≥99.5%;含水質量分數≤0.08%、二氧六環質量分數≤0.08%,均低於 0.1% 的限值要求;色度<12 Hazen、酸度≤0.25mmol/g、蒸發殘渣≤0.002%,各項指標均優於市售工業優等品標準。裝置投產以來運行穩定,綜合收率≥98%,實際配置人員不足 1 人 / 班,按市售優等品價格計算,半年內即可收回設備投資成本。
在2025年三乙胺行業綠色資源化發展趨勢下,精餾 - 透水型分子篩膜耦合工藝憑藉顯著的技術與經濟優勢,成為三乙胺鹽酸鹽廢溶液回收的優選方案。該工藝通過技術耦合實現了三乙胺回收效率的提升,較傳統雙塔精餾工藝年運行費用降低 35%、5 年總費用節省 28%,收率提高 1% 以上;工業應用中,回收的三乙胺質量優於市售標準,裝置運行穩定且投資回報周期短。這一技術不僅為企業降低了生產成本與危廢排放,更契合節能減排的行業要求,為光學材料等領域的三乙胺回收提供了可複製的實踐經驗。
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