一種碳酸亞乙烯酯的提純方法
【專利說明】一種碳酸亞乙烯酯的提純方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種碳酸亞乙烯酯的提純方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著鋰離子電池使用范圍的不斷擴(kuò)大，鋰離子電池的技術(shù)也在不斷進(jìn)步，在作為鋰離子電池“血液”的電解液中添加一些添加劑，可以提高電池的許多性能。其中，碳酸亞乙烯酯是電解液中的一種有機(jī)成膜添加劑與過充電保護(hù)添加劑，具有良好的高低溫性能及防氣脹功能，可以增加溶劑的穩(wěn)定性，有效地抑制溶劑的分解，促進(jìn)SEI膜的形成，提高電池的循環(huán)性能。
[0005]為了獲得較高純度的碳酸亞乙烯酯，通常采用了直接精餾的方法來進(jìn)行提純。該方法有以下幾個(gè)缺點(diǎn):一是碳酸亞乙烯酯易分解和結(jié)焦，原料的損失較大，轉(zhuǎn)化率不高。這是由碳酸亞乙烯酯本身的熱敏感性所決定的。二是無法脫除產(chǎn)品中的有機(jī)氯。三是水分的殘留。
[0006]而碳酸亞乙烯酯作為重要的鋰離子電池電解液添加劑，其產(chǎn)品對(duì)水分及純度要求極高，少量水就會(huì)引起電解液循環(huán)性能下降、容量降低甚至損壞電池，因此對(duì)碳酸亞乙烯酯的生產(chǎn)工藝提出了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在降低了產(chǎn)品的水分含量同時(shí)，提高了產(chǎn)品純度的碳酸亞乙烯酯的提純方法。采用該方法精制后的高純度碳酸亞乙烯酯可作為鋰離子電池電解液的添加劑。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種碳酸亞乙烯酯的提純方法，將碳酸亞乙烯酯的粗品溶解在芳烴溶劑與脂肪烴溶劑的混合溶液中，先后通過降溫析晶和減壓精餾進(jìn)行精制純化，所述減壓精餾工序是在精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，所述的精餾塔內(nèi)設(shè)有用于除水的多孔吸附層。
[0009]優(yōu)選地，所述的芳烴溶劑選自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、異丙苯中的一種或多種的組合。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的芳烴溶劑為甲苯。
[0011]優(yōu)選地，所述的脂肪烴溶劑選自丙烷、丁烷、戊烷、新戊烷、正己烷、環(huán)己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、壬烷中的一種或多種的組合。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的脂肪烴溶劑為正己烷。
[0013]這里，溶劑的用量通常為碳酸亞乙烯酯粗品的2~10倍，芳烴溶劑與脂肪烴溶劑的投加體積可相等，也可不等，沒有特別限定。
[0014]從混合溶劑中析出碳酸亞乙烯酯，用冷卻的方法比較理想，將碳酸亞乙烯酯冷卻到0~10°C，優(yōu)選的將得到的混合物降溫至2~5°C，以0.5-2°C /時(shí)的冷卻速度慢慢攪拌冷卻析出碳酸亞乙烯酯。將析出的碳酸亞乙烯酯在5°C進(jìn)行過濾分離，根據(jù)需要用適當(dāng)?shù)睦淙軇┻M(jìn)行洗滌，殘留的溶劑用蒸餾的方法去除。
[0015]優(yōu)選地，所述多孔吸附層填裝的材料選自硅藻土、活性炭、活性氧化鋁、氧化硅中的一種或多種的組合。
[0016]優(yōu)選地，所述多孔吸附層的高度為所述精餾塔高度的10%~25%。
[0017]優(yōu)選地，所述減壓精餾過程中，溫度控制在50~100°C，系統(tǒng)壓力低于大氣壓力。進(jìn)一步優(yōu)選地，減壓精餾的溫度控制在55~80°C。
[0018]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的碳酸亞乙烯酯的提純方法，通過先采用芳烴溶劑與脂肪烴溶劑將碳酸亞乙烯酯粗品溶解，降溫析出碳酸亞乙烯酯，而后再通過帶多孔吸附層的精餾塔進(jìn)行減壓精餾，結(jié)晶所用的溶劑的沸點(diǎn)較低、易揮發(fā)，有效地降低了能耗，提高了了碳酸亞乙烯酯的收率及純度，同時(shí)減壓精餾的操作溫度低，可有效降低能耗，避免深度副反應(yīng)，得到了碳酸亞乙烯酯的純品符合鋰電子電池電解液添加劑的要求。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體使用的不同要求做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0021]實(shí)施例1
一種碳酸亞乙烯酯的提純方法，具體實(shí)施步驟如下:
在裝有攪拌器的200L析晶裝置中，加入30kg碳酸亞乙烯酯的粗品(純度為90%)，35kg甲苯、35kg正己烷。邊攪拌邊冷卻，在10°C下攪拌4h，而后在5h內(nèi)將溶液冷卻到2°C。析晶結(jié)束，濾除固體，用2°C的正己烷洗滌2次，得到純度為99.5%、水分含量為1670ppm、含氯量3540ppm的碳酸亞乙烯酯。而后再將碳酸亞乙烯酯置于內(nèi)設(shè)有除水多孔吸附層的精餾塔內(nèi)，填料高度為10%的精餾塔高，控制精餾塔釜溫度為65~70°C，收集62°C餾分，產(chǎn)品純度為99.995%的碳酸亞乙烯酯26.60kg，水分含量為22ppm、含氯量138ppm，回收率為98.5%。
[0022]實(shí)施例2
在裝有攪拌器的100L析晶裝置中，加入20kg碳酸亞乙烯酯的粗品(純度為90%)，30kg甲苯、10kg正己烷。邊攪拌邊冷卻，10h內(nèi)將溶液冷卻到5°C。析晶結(jié)束，濾除固體，用0°C的正己烷洗滌2次，得到純度為99.7%、水分含量為1585ppm、含氯量3620ppm的碳酸亞乙烯酯。而后再將碳酸亞乙烯酯置于內(nèi)設(shè)有除水多孔吸附層的精餾塔內(nèi)，填料高度為15%的精餾塔高，控制精餾塔釜溫度為65~70°C，收集62°C餾分，產(chǎn)品純度為99.968%的碳酸亞乙烯酯純品17.64kg，水分含量為18ppm、含氯量120ppm，回收率為98.0%。
[0023]對(duì)比例1
將15kg碳酸亞乙烯酯粗品(純度為90%)，投入精餾塔塔釜，控制精餾塔釜溫度為65~70°C，收集62°C餾分，共收集9.76g純度為99.51%的碳酸亞乙烯酯純品、含水量170ppm、含氯量 3505ppm，收率為 71.94%。
[0024]
上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:將碳酸亞乙烯酯的粗品溶解在芳烴溶劑與脂肪烴溶劑的混合溶液中，先后通過降溫析晶和減壓精餾進(jìn)行精制純化，所述減壓精餾工序是在精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，所述的精餾塔內(nèi)設(shè)有用于除水的多孔吸附層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:所述的芳烴溶劑選自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、異丙苯中的一種或多種的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:所述的芳烴溶劑為甲苯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:所述的脂肪烴溶劑選自丙燒、丁燒、戊燒、新戊燒、正己燒、環(huán)己燒、庚燒、辛燒、異辛燒、壬燒中的一種或多種的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:所述的脂肪烴溶劑為正己烷。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:所述多孔吸附層填裝的材料選自硅藻土、活性炭、活性氧化鋁、氧化硅中的一種或多種的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:所述多孔吸附層的高度為所述精餾塔高度的10%~25%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸亞乙烯酯的提純方法，其特征在于:所述減壓精餾過程中，溫度控制在50~100°C，系統(tǒng)壓力低于大氣壓力。
【專利摘要】<b>本發(fā)明公開了</b><b>一種碳酸亞乙烯酯的提純方法，將碳酸亞乙烯酯的粗品溶解在芳烴溶劑與脂肪烴溶劑的混合溶液中，先后通過降溫析晶和減壓精餾進(jìn)行精制純化，所述減壓精餾工序是在精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，所述的精餾塔內(nèi)設(shè)有用于除水的多孔吸附層。通過本方法提純后的碳酸亞乙烯酯含水量少、純度高、回收率高、含氯量少，符合鋰離子電池電解液添加劑的要求。</b>
【IPC分類】C07D317/40
【公開號(hào)】CN105384719
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510921009
【發(fā)明人】王小龍
【申請(qǐng)人】蘇州華一新能源科技有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日