[發明專利]利用微通道反應器制備硫酸乙烯酯的方法

有效

• 申請號: 201711111641.4
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107973774B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 趙建;龐寶華;謝棟;翟濤;張宇;許國榮
• 申請（專利權）人: 張家港瀚康化工有限公司
• 主分類號: C07D327/10
• 分類號: C07D327/10
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 黃春松;朱曉萍

本發明公開了一種收率高、產品純度高、便于工業應用的利用微通道反應器制備硫酸乙烯酯的方法，生產設備包括微通道反應器，微通道反應器內設置有預混器和微通道模塊，預混器上連通有三個微型泵，預混器和微通道模塊之間的輸送管道上連通有氧化劑微型泵，微通道模塊的出料端設置有出料管；微通道反應器的溫度控制在?30～30℃，亞硫酸乙烯酯的二氯甲烷溶液、碳酸氫鈉溶液、三氯化釕溶液分別由三個微型泵泵送至預混器中預混形成混合液，次氯酸鈉溶液由氧化劑微型泵泵送，次氯酸鈉溶液與混合液同步泵送至微通道模塊中的微通道內進行氧化反應，微通道模塊中反應完全產生的反應液由出料管向外輸出，反應液依次經分層、干燥、濃縮得目標產物硫酸乙烯酯。

技術領域

本發明涉及鋰電池電解液的添加劑技術領域，具體涉及硫酸乙烯酯的制備方法。

背景技術

微通道反應器技術興起于21世紀90年代，不僅可以強化傳質和傳熱，還可以滿足連續規模化生產，因此受到人們廣泛關注。微通道反應器通過反應流體地對撞，實現物料瞬間均勻混合和高效傳熱，微通道反應器內設置有微通道模塊，微通道模塊內設置有微通道。

硫酸乙烯酯是一種新型的、效果優良的硫酸酯類鋰電池電解液有機成膜添加劑。由于其中心硫原子電負性更強，在石墨負極界面的還原性比相應的碳酸酯強，因此優先于在電極界面形成更加穩定的固體電解質相界面膜。硫酸乙烯酯添加至鋰電池電解液中能抑制電池初始容量的下降，增大初始放電容量，減少高溫放置后電池的膨脹，提高電池充放電性能并增加循環次數。硫酸乙烯酯具有巨大的市場需求和開發前景，迫切需要實現連續、高效、低成本的規模生產。

目前，硫酸乙烯酯的制備方法，如申請號2016100158438中公開的技術方案，其缺陷在于：間歇式操作，單位時間產能低，能耗大；二、放大效應大，單釜反應控溫效果差，混合解除時間長、分離慢，易產生副產物，摩爾收率不高。

發明內容

本發明的目的是：提供一種副產物少、收率高利于工業化生產的利用微通道反應器制備硫酸乙烯酯的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：利用微通道反應器制備硫酸乙烯酯的方法，采用的生產設備包括設置在溫控機構中的微通道反應器，微通道反應器內設置有相互連通的預混器和微通道模塊，預混器上連通有三個微型泵，預混器和微通道模塊之間的輸送管道上連通有氧化劑微型泵，微通道模塊的出料端設置有出料管；反應原料包括：亞硫酸乙烯酯的二氯甲烷溶液、碳酸氫鈉溶液、三氯化釕溶液、次氯酸鈉溶液，其中次氯酸鈉溶液的質量濃度為13%；三氯化釕與亞硫酸乙烯酯的摩爾比為0.01%～0.10%；制備過程如下：溫控機構將微通道反應器的溫度控制在-30～30℃，亞硫酸乙烯酯的二氯甲烷溶液、碳酸氫鈉溶液、三氯化釕溶液分別由三個微型泵泵送至預混器中預混形成混合液，次氯酸鈉溶液由氧化劑微型泵泵送，次氯酸鈉溶液與預混器內的混合液同步泵送至微通道模塊中的微通道內進行氧化反應，微通道模塊中反應完全產生的反應液由出料管向外輸出，反應液依次經分層、干燥、濃縮得目標產物硫酸乙烯酯。

進一步地，前述的利用微通道反應器制備硫酸乙烯酯的方法，其中，亞硫酸乙烯酯與次氯酸鈉的摩爾比為1:1～1:3。