[發明專利]一種高純丁二腈的結晶提純方法

無效

• 申請號: 201310305845.7
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103342661A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 吳巍;葉學海;董廣前;安峰;孫培亮
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: C07C255/04
• 分類號: C07C255/04;C07C253/34;H01M10/0567
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋰離子電池用丁二腈生產技術領域，具體涉及一種高純丁二腈的結晶提純方法。

背景技術

2002年日本Bridgestone公司開發出第一代鋰離子電解液添加劑，為提高鋰離子電池的循環性能、高溫性能和安全性能奠定了基礎。鋰離子電池電解液添加劑具有針對性強、用量小的特點，能在不改變生產工藝、不提高生產成本的條件下，顯著提高電池性能。丁二腈作為一種重要的鋰離子電池有機電解液中的添加劑，具有防氣脹、改善電池高溫循環性能、提高電化學穩定性窗口等優點，逐漸受到國內電解液生產商的重視。丁二腈在高壓電解液中的使用量逐年增大，在國內每月用量已達到十余噸。

目前，丁二腈可采用丁二酸、丙烯腈等原料合成，所得丁二腈粗品純度在99%以上，并帶有顏色。現有提純工藝多采用間歇減壓精餾提純，提純過程中溫度較高，容易造成聚合結焦等，影響產品收率和質量。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種純度達99.95%以上的高純丁二腈的結晶提純方法。該方法將丁二腈粗品經過結晶脫除大部分輕、重組分雜質，然后通過真空干燥脫除晶體中的溶劑，得到高純丁二腈。

本發明為一種高純丁二腈的結晶提純方法，其特征在于，將丁二腈粗品溶解在5~50?mmHg壓力下沸點低于58?℃的低沸點溶劑中，所述低沸點溶劑與丁二腈粗品的質量比為0.5：1~5：1，然后在攪拌條件下降溫至-10~25?℃，析出丁二腈晶體，純度高于99%；所述丁二腈晶體通過真空干燥，脫除低沸點溶劑，得到純度99.95%以上的高純丁二腈；其中所述低沸點溶劑為醇類、芳烴類或酯類溶劑。

在上述技術方案中，所述低沸點溶劑優選為可作為電解液溶劑的酯類溶劑，如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等。

所述真空干燥過程壓力為5~50?mmHg，溫度低于58?℃，干燥時間10~48?h。

本發明與現有技術相比，其有益效果如下：

（1）本發明方法結晶所用溶劑沸點較低、易揮發，對真空干燥溫度要求低，可有效降低能耗，提高丁二腈收率和純度。

（2）優選結晶用低沸點溶劑為可作為電解液溶劑的酯類溶劑，如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等，所得產品中殘留的結晶溶劑與配置電解液所用的溶劑一致，這樣可使電解液體系的雜質量相對降低。

具體實施方式

下面對本發明進一步詳細說明，但本發明并不局限于此。

將丁二腈粗品與溶劑混合，加熱熔化后，在攪拌條件下，以0.1~10?℃/h速度降溫，至丁二腈逐漸析出，將晶體和母液分離。

結晶產品進入真空干燥工序，脫除晶體中包含的溶劑。

實施例1

提純制備30噸/年高純丁二腈，丁二腈粗品純度99.7%，輕組分雜質含量0.13%，重組分雜質含量0.17%。

結晶工序溶劑為甲苯，甲苯和丁二腈粗品的質量比為5：1，升溫至溶解后，在攪拌條件下，以10℃/h的速度降溫至-10?℃，并保持2?h，隨后進行固液分離得到晶體；晶體在壓力為50?mmHg、溫度為57?℃條件下，干燥48?h。所得的丁二腈產品收率為89%，純度為99.98%。

實施例2

提純制備500噸/年高純丁二腈，丁二腈粗品純度99.5%，輕組分雜質含量0.23%，重組分雜質含量0.27%。

結晶工序溶劑為乙醇，乙醇和丁二腈粗品的質量比為0.5：1，升溫溶解后，在攪拌條件下，以0.1?℃/h的速度降溫至15?℃，并保持2?h，隨后進行固液分離得到晶體；真空干燥壓力為5?mmHg，溫度15?℃，保持10?h。所得的丁二腈產品收率為78%，純度為99.96%。

實施例3

提純制備200噸/年高純丁二腈，丁二腈粗品純度99.8%，輕組分雜質含量0.1%，重組分雜質含量0.1%。

結晶工序溶劑為碳酸二甲酯，碳酸二甲酯和脫輕后的粗制丁二腈質量比為2：1，在攪拌條件下，以2?^oC/h的速度降溫至-5℃后，保持3?h，隨后進行固液分離得到晶體；在壓力為30?mmHg、溫度40?℃條件下，干燥20?h。所得的丁二腈產品收率為80%，純度為99.95%。

實施例4

提純制備100噸/年高純丁二腈，丁二腈粗品純度99.1%，輕組分雜質含量0.42%，重組分雜質含量0.46%。

結晶工序溶劑為碳酸二乙酯，碳酸二乙酯和丁二腈粗品的質量比為4：1，在攪拌條件下，以4?℃/h的速度降溫至-10?^oC后，保持2.5?h，隨后進行固液分離得到晶體；在壓力為40?mmHg、溫度45?℃條件下，干燥30?h。所得的丁二腈產品收率為79%，純度為99.96%。