[發明專利]電子級碳酸乙烯酯的純化方法及其純化裝置

有效

• 申請號: 202010164468.X
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111004203B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 燕增偉;吳雷雷;張生安;杜桂強;宋云瑞;郝小軍;張慶博
• 申請（專利權）人: 東營市海科新源化工有限責任公司
• 主分類號: C07D317/38
• 分類號: C07D317/38
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張潔

本發明公開了電子級碳酸乙烯酯的純化方法及其純化裝置，屬于電子級試劑的制備技術領域。所述純化方法包括如下步驟：1）將純度為99.90%~99.98%的碳酸乙烯酯引晶；2）引晶結束后升溫至36~37℃后進行恒溫0.5~3h；3）恒溫結束后，降溫結晶；4）將結晶采用逐步升溫的方式進行升溫發汗，將得到的發汗液進行下一輪結晶；5）發汗結束后，升溫使發汗后的結晶熔化，得到純度大于99.995%的第一產品；6）將未結晶母液進行兩次精餾，得到純度大于99.990%的第二產品。本發明提供的純化方法，能夠得到純度大于99.995%的電子級碳酸乙烯酯，同時將發汗液返回到降膜結晶器中，對原料液循環利用，提高總收率。

技術領域

本發明涉及電子級試劑的制備技術領域，具體涉及電子級碳酸乙烯酯的純化方法及其純化裝置。

背景技術

碳酸乙烯酯，又名1,3-二氧戊環-2酮、碳酸乙撐酯、乙二醇碳酸酯，分子式C₃H₄O₃，簡寫作EC。碳酸乙烯酯是一種性能優良的有機溶劑和有機合成中間體，具有沸點高、毒性和腐蝕性小的特點，可溶于水、苯、丙酮等溶劑，能溶解聚氯乙烯、聚丙烯腈等。碳酸乙烯酯可用作紡織上的抽絲液；也可直接作為脫除酸性氣體的溶劑及混凝土的添加劑；在醫藥領域可以用作原料藥的組分和原料；還可用作塑料發泡劑及合成潤滑油的穩定劑；可用作制備碳酸二甲酯、碳酸二苯酯、乙二醇、聚氨酯、甘油碳酸酯等重要中間體；在電容電池行業，碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯混合溶液具有較高的介電常數，可用作鋰離子電池電解液。

近年來，隨著新能源行業的蓬勃發展以及電子元件技術的不斷進步，高純度碳酸乙烯酯成為電子工業中重要有機溶劑，尤其在鋰電池電解液的生產中尤為重要。由于電解液是鋰電池的關鍵材料，電解液的性能取決于配方中各種溶劑的質量，高純度碳酸乙烯酯的純度、總醇含量、水含量、金屬離子含量和其他單一雜質成分的含量將直接影響電解液產品的性能，進而影響電池的指標。因此，對于高純度碳酸乙烯酯的質量要求也越來越高。

專利CN107629030A提供了一種降膜結晶制備電子級碳酸乙烯酯的方法。將碳酸乙烯酯原料從結晶器頂部加入，以一定流量在結晶器與碳酸乙烯酯原料儲罐之間循環。以逐步降溫方式進行結晶，將未結晶的碳酸乙烯酯殘留液排出，輸送至回收裝置。以分步升溫發汗方式熔化晶層，以一定的比例切割發汗液，發汗液和殘留液回收送回結晶器。熔化料液返回原料儲罐，重復進行二次降膜結晶，得到電子級碳酸乙烯酯。該方式可以制備純度高于99.99%的碳酸乙烯酯，但需要二次降膜結晶，能耗高，且發汗液切割比例高，產品在進行一次結晶后收率較低。

專利CN107501230A提供了一種結晶與精餾耦合制備電子級碳酸乙烯酯的裝置及方法，該方法利用降膜結晶與精餾工藝相結合，將原料罐的原料連續輸送至結晶器，通過冷卻介質降溫結晶至一定晶層厚度，停止進料，升溫發汗，結晶后的發汗液收集后輸送至精餾塔，塔頂產品進入第二產品罐，塔釜產品循環回結晶原料罐，結晶后產品熔化后輸送至第一產品罐。該發明實現了原料液的循環利用，最終獲得了含量99.99%以上的電子級碳酸乙烯酯產品。但由于該方法使用的結晶原料純度較低，進入結晶器分離提純的雜質去除率低，為獲得高純度產品，殘液和發汗液排料量大，導致一次結晶的收率低，得到的發汗液和殘液需要進行多次循環結晶，能耗高。同時，由于反應過程中雜質去除率低，在有氧及高溫狀態下容易變色，在進入電解液產品中會導致電池的容量衰減，循環壽命降低。

發明內容

本發明針對上述背景技術中純化碳酸乙烯酯時多次循環耗能高及雜質去除率低，在有氧及高溫狀態下容易變色的技術問題，本發明提供了電子級碳酸乙烯酯的純化方法及其純化裝置，一次結晶后得到的電子級碳酸乙烯酯的收率高，降低循環次數，且結晶得到的產品純度高、不變色。

為了解決上述技術問題，本發明提供了電子級碳酸乙烯酯的純化方法，包括如下步驟：

1）將純度為99.90%~99.98%的碳酸乙烯酯在20~28℃的條件下引晶，當物料溫度降低至31~32℃時結束引晶；