[發明專利]一種碳酸亞乙烯酯提純工藝

在審

• 申請號: 202210889588.5
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115304576A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李建昌;訾燦;劉濤;梁曉鋒;劉華杰;劉小棒;張敏卿;劉秉言
• 申請（專利權）人: 天津大學浙江紹興研究院;天津市天地創智科技發展有限公司
• 主分類號: C07D317/40
• 分類號: C07D317/40
• 代理公司: 天津市君硯知識產權代理有限公司 12239
• 代理人: 高文迪

本發明屬于電子級化學品的提純工藝技術領域，尤其涉及一種碳酸亞乙烯酯提純工藝。本發明提供的提純工藝包括精餾和熔融結晶兩個工序：首先通過精餾將75％～85％粗品純度提高至98％及以上，精餾過程采用負壓操作控制釜溫，以避免碳酸亞乙烯酯的聚合與氧化；然后，對精餾提純后的碳酸亞乙烯酯進行熔融結晶，得到純度為99.95％?99.99％的電子級碳酸亞乙烯酯，熔融結晶過程產生的發汗液返回到精餾工序進行再次提濃，以提高產品收率。本發明提出的碳酸亞乙烯酯提純工藝相對現有工藝而言收率大幅提升，由27％提升至65％以上，且具有原料純度要求低、產品純度高、能耗低的優勢。

技術領域

本發明屬于電子級化學品的提純工藝技術領域，尤其涉及一種碳酸亞乙烯酯提純工藝。

背景技術

碳酸亞乙烯酯(Vinylene Carbonate，簡稱VC)，作為一種良好的成膜添加劑在鋰離子電池電解液應用廣泛。特別是電子級碳酸亞乙烯酯得到了行業內的廣泛重視，具有廣闊的發展前景和拓展空間。

目前制備碳酸亞乙烯酯的工藝路線成熟，如何高效分離提純電子級碳酸亞乙烯酯(純度99.95％)成為行業的難點。目前碳酸亞乙烯酯提純工藝路線主要有結晶、減壓精餾、結晶與精餾相結合等。專利CN101195610A公開了一種碳酸亞乙烯酯的提純方法，在惰性氣體保護下，將純度高于90％的粗品碳酸亞乙烯酯與溶劑混合并進行重結晶，在降溫結晶的同時加入超聲分散，縮短結晶時間，最終提純得到純度為99.99％的碳酸亞乙烯酯；專利CN113666901A公開了一種填充石墨烯改性的活性炭的分餾塔，可將95％純度的碳酸亞乙烯酯粗品經減壓分餾提純至99.95％；專利CN105384719A公開了一種重結晶與減壓精餾組合的提純工藝，并在精餾塔內增設用于除水的多孔吸附層，將純度為90％的碳酸亞乙烯酯粗品提純到99.98％；專利CN110655499A將質量分數為99％的碳酸亞乙烯酯在氣體保護下進行降膜結晶及發汗，然后將結晶體融化并進行減壓精餾得到純度為99.98％的碳酸亞乙烯酯。CN114507207A公開了一種精餾、熔融結晶結合提純工藝，先將碳酸亞乙烯酯粗品精餾提純至90～93％之間，然后經過熔融結晶、發汗得到高純碳酸亞乙烯酯，并將未結晶母液和發汗液返回熔融結晶步驟套用。但該專利工藝存在兩個不合理之處，首先根據已有文獻報道(宋曉莉,趙洪,李曉磊,劉錦平.結晶控制法提純碳酸亞乙烯酯的研究[J].電源技術,2013,37(05):741-743.)，濃度為90～93％的碳酸亞乙烯酯原料無法通過熔融結晶制備高純碳酸亞乙烯酯。其次，專利中直接將未結晶母液及發汗液直接返回熔融結晶循環套用，未結晶母液含水量高，這將導致熔融結晶系統的碳酸亞乙烯酯濃度不斷降低，最終影響結晶效果。

上述現有提純工藝路線雖然能得到電子級碳酸亞乙烯酯，但普遍存在以下問題。首先，現有提純工藝對碳酸亞乙烯酯粗品的純度要求較高，多數要求在90％以上，主要原因是粗品純度較低時將無法結晶或結晶得到的產品純度低，無法滿足電子級碳酸亞乙烯酯的產品等級要求，碳酸亞乙烯酯粗品純度越高越有利于結晶得到高純電子級產品。其次，現有提純工藝存在能耗高、產品收率低的問題：采用重結晶提純工藝時，需引入溶劑并進行溶劑回收，拉高了整體工藝能耗；已公開專利中采用精餾的方式提純碳酸亞乙烯酯時，其回流比普遍在5-10，原因是僅通過精餾技術得到的高純碳酸亞乙烯酯，僅能通過提高回流比的方式提高碳酸亞乙烯酯純度，但回流比增加的同時，精餾塔冷凝器、再沸器負荷同時增加，拉高了精餾提純工藝的運行能耗，整體工藝路線效率低、能耗高；采用結晶+精餾的方式時，精餾工序產生大量的釜殘，導致整體收率僅為27％左右。

發明內容

為了克服上述現有碳酸亞乙烯酯提純工藝的如下問題：重結晶提純工藝溶劑回收導致能耗增加；精餾提純工藝回流比過大、效率低、能耗高；先結晶后精餾的組合工藝產品收率過低，本發明提供了一種碳酸亞乙烯酯提純工藝，該工藝對原料純度要求低，得到的產品純度高、收率高、能耗低，可以滿足電子級碳酸亞乙烯酯的要求。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種碳酸亞乙烯酯提純工藝，包括以下工序：