一種超純丙酮的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超純丙酮的制備方法，將工業(yè)丙酮經(jīng)乙二胺四乙酸二鈉表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑除去雜質(zhì)離子，在氧化劑高錳酸鉀存在下進(jìn)行蒸餾，除去有機(jī)雜質(zhì)，通過分子篩除水，醋酸纖維素酯微孔膜進(jìn)行膜過濾，制備得到目標(biāo)產(chǎn)物超純丙酮。用本發(fā)明方法得到的超純丙酮純度為99.5%以上，水含量在0.5%以下，經(jīng)檢測，目標(biāo)產(chǎn)物雜質(zhì)離子的含量均低于指標(biāo)值，大于1.0μm顆粒雜質(zhì)的個數(shù)低于10個/ml，符合SEMIC1.2-96標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】一種超純丙酮的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超純丙酮的制備方法，制得的超純丙酮能夠達(dá)到國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料組織制定的化工材料部分SEMI Cl.2-96標(biāo)準(zhǔn)要求。
【背景技術(shù)】
[0002]丙酮是重要的有機(jī)合成原料，用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂，聚碳酸酯，有機(jī)玻璃，醫(yī)藥，農(nóng)藥等；亦是良好的溶劑，用于涂料、黏結(jié)劑、鋼瓶乙炔等；也用作稀釋劑，清洗劑，萃取劑；還是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿、碘仿、環(huán)氧樹脂、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。
[0003]在微電子工業(yè)、半導(dǎo)體行業(yè)中，丙酮的純度和潔凈度對電子產(chǎn)品的成品率、電性能及可靠性都有著十分重要的影響。近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展，對與之配套的超純丙酮提出了更高的要求，要求顆粒和雜質(zhì)含量降低到1-3個數(shù)量級，即達(dá)到國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料組織制定的化工材料部分SEMI Cl.2-96標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)級丙酮的純化通常采用吸附、精餾的方法制備得到，即以工業(yè)丙酮為原料，通過陰離子樹脂、陽離子樹脂等步驟進(jìn)行吸附處理，經(jīng)多級精餾得到高純度的丙酮。
[0005]中國專利201010102368.0的方法以多步萃取精餾的手段除去雜質(zhì)，這種方法操作繁瑣，操作過程中容易受到環(huán)境的因素影響產(chǎn)品質(zhì)量。
`[0006]周淑珍等[周淑珍，李濤，李玉，任保增，高純丙酮制備工藝研究，河南化工[J]，2010, 27(3):33-34]以分析純丙酮為原料，采用兩級亞沸蒸餾的方法制備得到高純丙酮，但此方法存在工藝控制困難，產(chǎn)能低，能耗高等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種超純丙酮的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)高純丙酮操作繁瑣、產(chǎn)能低，能耗偏高的不足。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0010]I)將經(jīng)Na2EDTA表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑加入工業(yè)丙酮中，在20_30°C的條件下攪拌6-8小時，抽濾除去吸附劑，收集濾液；
[0011]2)將收集的濾液轉(zhuǎn)入精餾裝置，加入固體高錳酸鉀，全回流2-4小時，然后收集56.0-56.5°C 的餾分；
[0012]3)將收集的餾分中加入分子篩靜置8-12小時，過濾除去分子篩，收集濾液；
[0013]4)將收集的濾液通過醋酸纖維素酯微孔過濾膜進(jìn)行膜過濾，即得到目標(biāo)產(chǎn)物超純丙酮。
[0014]進(jìn)一步地，步驟I)中所述的工業(yè)丙酮與經(jīng)Na2EDTA表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑的質(zhì)量比為1:0.1-0.3，g/g。[0015]且，步驟2)中高錳酸鉀與步驟I)中工業(yè)丙酮的質(zhì)量比為1:10-30，g/g。
[0016]又，步驟2)中回流比為1:0.5-3。
[0017]再，步驟3)中所述的分子篩與步驟I)中工業(yè)丙酮的質(zhì)量比為1:3-5。
[0018]所述分子篩為3A分子篩、4A分子篩或5A分子篩中的一種。分子篩優(yōu)選為4A分子篩。
[0019]進(jìn)一步地，步驟4)中所述的醋酸纖維素酯微孔過濾膜的孔徑為0.10-0.22 u m0
[0020]本發(fā)明所使用的經(jīng)乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA)表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑可根據(jù)南開大學(xué)博士論文“介孔二氧化硅的溫和條件合成”報道的方法制備得到。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0022](1)所使用的經(jīng)乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA)表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑、4A分子篩均可以再生利用，能有效降低對環(huán)境的影響，符合綠色環(huán)保的要求，得到的目標(biāo)產(chǎn)物超純丙酮質(zhì)量穩(wěn)定，除雜效果好，操作簡便，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0023](2)經(jīng)乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA)表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑孔道分布均勻穩(wěn)定，呈六方有序排列且孔徑可調(diào)，活化后的介孔材料表面擁有豐富的硅羥基，對丙酮中的無機(jī)鹽類雜質(zhì)離子有理想的吸附效果。
[0024](3)在精餾過程中加入高猛酸鉀，可以將丙酮中的雜質(zhì)氧化為高沸點(diǎn)的組分而得以通過精餾將之與丙酮分離，如將甲醇、乙醇氧化為甲酸、乙酸；同時可以控制其與工業(yè)丙酮的質(zhì)量比，限定其用量，可有效提高提高精餾效率。
[0025](4)用本發(fā)明方法得到的超純丙酮純度為99.5%以上，水含量在0.5%以下，經(jīng)檢測，目標(biāo)產(chǎn)物雜質(zhì)離子的含量均低于指標(biāo)值，大于1.0ym顆粒雜質(zhì)的個數(shù)低于10/ml，符合SEMI Cl.2-96 標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實施方式】
[0026]下面通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但實施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]實施例1
[0028]將100g經(jīng)Na2EDTA表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑加入到1000g工業(yè)丙酮中，在25°C的條件攪拌6小時，過濾除去吸附劑，所得的濾液轉(zhuǎn)入精餾裝置中，加入35g固體高錳酸鉀，全回流2小時，然后在回流比為2:1的條件下收集56.0-56.5°C的餾分，得到丙酮920g，加入100g4A分子篩，靜置12小時，過濾除去分子篩，濾液通過孔徑為0.22 y m的醋酸纖維素酯微孔過濾膜進(jìn)行過濾，得到目標(biāo)產(chǎn)物超純丙酮890g。
[0029]實施例2
[0030]將300g經(jīng)Na2EDTA表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑加入到1000g工業(yè)丙酮中，在30°C的條件攪拌8小時，過濾除去吸附劑，所得的濾液轉(zhuǎn)入精餾裝置中，加入100g固體高錳酸鉀，全回流4小時，然后在回流比為1:3的條件下收集56.0-56.50C的餾分，得到丙酮900g，加入180g4A分子篩，靜置8小時，過濾除去分子篩，濾液通過孔徑為0.22 y m的醋酸纖維素酯微孔過濾膜進(jìn)行過濾，得到目標(biāo)產(chǎn)物超純丙酮860g。
[0031]實施方式制備的超純丙酮純度檢測結(jié)果如下，其中分析方法所使用的儀器如下:水含量采用卡爾費(fèi)休水分測定儀，金屬離子采用等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)，陰離子采用液相離子色譜儀(IC):
[0032]表1超純丙酮標(biāo)準(zhǔn)與分析結(jié)果實施例的檢測結(jié)果
[ 0033]
【權(quán)利要求】
1.一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將經(jīng)Na2EDTA表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑加入工業(yè)丙酮中，在20-30°C的條件下攪拌6-8小時，抽濾除去吸附劑，收集濾液； 2)將收集的濾液轉(zhuǎn)入精餾裝置，加入固體高錳酸鉀，全回流2-4小時，然后收集56.0-56.5°C 的餾分； 3)將收集的餾分中加入分子篩靜置8-12小時，過濾除去分子篩，收集濾液； 4)將收集的濾液通過醋酸纖維素酯微孔過濾膜進(jìn)行膜過濾，即得到目標(biāo)產(chǎn)物超純丙酮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，步驟I)中所述的工業(yè)丙酮與經(jīng)Na2EDTA表面修飾的介孔二氧化硅吸附劑的質(zhì)量比為1:0.1-0.3，g/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，步驟2)中高錳酸鉀與步驟I)中工業(yè)丙酮的質(zhì)量比為1:10-30，g/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，步驟2)中回流比為1:0.5_3 o
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述的分子篩與步驟I)中工業(yè)丙酮的質(zhì)量比為1:3-5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，所述分子篩為3A分子篩、4A分子篩或5A分子篩中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，所述分子篩優(yōu)選為4A分子篩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超純丙酮的制備方法，其特征在于，步驟4)中所述的醋酸纖維素酯微孔過濾膜的孔徑為0.10-0.22 u m。
【文檔編號】C07C45/85GK103601624SQ201310632156
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】李海濤, 詹家榮, 蔣旭亮 申請人:上?；瘜W(xué)試劑研究所有限公司