一種碳酸亞乙烯酯的純化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳酸酯的純化方法，尤其是一種碳酸亞乙烯酯的純化方法。
【背景技術】
[0002]碳酸亞乙稀酯(VC,VinyIene Carbonate)在室溫(20_25°C)下為無色透明液體。碳酸亞乙烯酯的應用非常廣泛，其可以作為一種表面涂層的組分，也是生產化學品、藥品、作物保護劑以及特別的用于聚合物、涂料和電池電解質的重要的中間體，其作為聚合物單體可以在自由基引發(fā)作用下形成較高分子量的聚碳酸亞乙烯酯，另外碳酸亞乙烯酯可以和許多有機化合物發(fā)生反應，合成出許多精細化工中間體。
[0003]它具有良好的高低溫性能與防氣脹功能，可以作為鋰離子電池電解液的添加劑，是目前研究比較深入并且效果理想的鋰離子電池電解液的有機成膜添加劑，并且它還是過充電保護添加劑。碳酸亞乙烯酯能夠在鋰離子電池碳負極表面發(fā)生自由基聚合反應，生成聚烷基碳酸鋰化合物，由于該聚合反應優(yōu)于EC發(fā)生，故能有效抑制電解液溶劑分子在電極表面的持續(xù)分解，從而改善碳負極的性能。通過以上聚合反應形成的結構緊密但不增加阻抗的固體電解質界面(SoIidelectroIyte interphase，SEI)膜，因而提高鋰離子電池的電極容量、循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命。
[0004]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行提純。該方法有以下幾個缺點:一是碳酸亞乙烯酯易分解和結焦，原料的損失較大，轉化率不高，這是由碳酸亞乙烯酯本身的熱敏感性所決定的。二是無法脫除產品中的有機氯。三是水分的殘留。
[0005]而碳酸亞乙烯酯作為重要的鋰離子電池電解液添加劑，其產品對水分及純度要求極高，少量水就會引起電解液循環(huán)性能下降、容量降低甚至損壞電池，因此對碳酸亞乙烯酯的生產工藝提出了更高的要求。

【發(fā)明內容】

[0006]為解決以上所述的問題，本發(fā)明提供一種降低產品的雜質及水分含量，提高產品純度的碳酸亞乙烯酯的純化方法。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種碳酸亞乙烯酯的純化方法，該方法包括:
[0008]a)在氮氣氣氛中，將碳酸亞乙烯酯粗品與有機溶劑按質量比1:0.5?I進行混合，將混合液升溫至25?35°C，向混合液中加入適量脫水劑及吸附劑后攪拌、過濾濾去固體成分，并用少量有機溶劑洗滌濾餅，收集濾液及洗液待處理；
[0009]b)將收集的濾液在1mmHg真空條件下在精餾塔中進行減壓精餾，收集25?40°C的餾分待處理；
[0010]c)待收集的餾分溫度降至20°C以下時，向餾分中加入與其重量比為I?2:1的有機溶劑進行混合，待溫度降至18°C后加入適量晶種，然后進行降溫析結晶、過濾、真空冷凍干燥，得到碳酸亞乙烯酯高純度制品。
[0011]優(yōu)選地，步驟a和步驟c中所述有機溶劑為選自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、異丙苯中的一種或多種的組合。
[0012]進一步優(yōu)選地，所述有機溶劑為甲苯。
[0013]優(yōu)選地，步驟a中所述脫水劑為分子篩、無水硫酸鎂或無水氯化鈣。
[0014]優(yōu)選地，步驟a中所述吸附劑為分子篩、吸附樹脂、活性氧化鋁或硅膠。
[0015]優(yōu)選地，步驟b中所述的精餾塔中設有多孔吸附層。
[0016]與現(xiàn)有技術比，通過運用本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明的碳酸亞乙烯酯的純化方法，通過使用吸水劑與吸附劑先去除粗品中的大部分有機氯雜質及水分，然后再進行減壓精餾和降溫析結晶進一步除雜和去水，能降低純化過程中有機溶劑使用量，減短精餾過程;通過加入晶種，減少結晶時間;整個純化過程中在較低溫度下進行，可避免碳酸亞乙烯酯的變質，提高收率。采用本發(fā)明的方法純化后的高純度碳酸亞乙烯酯可以作為鋰離子電池電解液的添加劑。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。實施例中所采用的反應條件可以根據(jù)具體使用的不同要求作出進一步調整。
[0018]實施例1
[0019]向IL四口圓底燒瓶中通入氮氣，維持氮氣氣氛加入10g碳酸亞乙烯酯的粗品(碳酸亞乙烯酯質量百分比含量為90%)和SOg甲苯并開啟攪拌，將混合物升溫至30°C后加入3g無水硫酸鎂和3g活性氧化鋁，攪拌30分鐘后過濾濾去固體成分，并用5g甲苯洗滌濾餅，收集濾液及洗液。將所收集的濾液及洗液用精餾塔在1mmHg的真空度下進行減壓精餾，收集25?40°C的餾分。將所收集的餾分溫度加入結晶器中，待餾分溫度降至19°C時，向其中加入10g甲苯并開啟攪拌，待溫度降低至18°C時加入2g固態(tài)碳酸亞乙烯酯純品(純度99.99%)作為晶種，降溫至約5°C攪拌析結晶2小時。結晶結束后，過濾濾出固體碳酸亞乙烯酯，并在O°C下進行真空冷凍干燥，得純度為99.6 %的碳酸亞乙烯酯90.2g，收率98.0 %。
[0020]實施例2
[0021]向IL四口圓底燒瓶中通入氮氣，維持氮氣氣氛加入10g碳酸亞乙烯酯的粗品(碳酸亞乙烯酯質量百分比含量為90%)和50g甲苯并開啟攪拌，將混合物升溫至28°C后加入3g無水氯化鈣和3g分子篩，攪拌30分鐘后過濾濾去固體成分，并用5g甲苯洗滌濾餅，收集濾液及洗液。將所收集的濾液及洗液用含有多孔吸附層的精餾塔在1mmHg的真空度下進行減壓精餾，收集25?40°C的餾分。將所收集的餾分溫度加入結晶器中，待餾分溫度降至19°C時，向其中加入120g甲苯并開啟攪拌，待溫度降低至18°C時加入3g固態(tài)碳酸亞乙烯酯純品(純度99.99%)作為晶種，降溫至約2°C攪拌析結晶3小時。結晶結束后，過濾濾出固體碳酸亞乙烯酯，并在-6°C下進行真空冷凍干燥，得純度為99.8%的碳酸亞乙烯酯91.6g，收率98.4%。
[0022]實施例3
[0023]向IL四口圓底燒瓶中通入氮氣，維持氮氣氣氛加入10g碳酸亞乙烯酯的粗品(碳酸亞乙烯酯質量百分比含量為90%)和10g甲苯并開啟攪拌，將混合物升溫至34°C后加入3g無水氯化鈣和3g活性氧化鋁，攪拌30分鐘后過濾濾去固體成分，并用5g甲苯洗滌濾餅，收集濾液及洗液。將所收集的濾液及洗液用精餾塔在1mmHg的真空度下進行減壓精餾，收集25?40°C的餾分。將所收集的餾分溫度加入結晶器中，待餾分溫度降至19°C時，向其中加入ISOg甲苯并開啟攪拌，待溫度降低至18°C時加入3g固態(tài)碳酸亞乙烯酯純品(純度99.99%)作為晶種，降溫至約0°C攪拌析結晶2.5小時。結晶結束后，過濾濾出固體碳酸亞乙烯酯，并在-6°C下進行真空冷凍干燥，得純度為99.8%的碳酸亞乙烯酯90.7g，收率97.4%。
[0024]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種碳酸亞乙烯酯的純化方法，包括: a)在氮氣氣氛中，將碳酸亞乙烯酯粗品與有機溶劑按重量比1:0.5?I進行混合，將混合液升溫至25?35°C，向混合液中加入適量脫水劑及吸附劑后攪拌、過濾濾去固體成分，并用少量有機溶劑洗滌濾餅，收集濾液及洗液待處理； b)將收集的濾液及洗液在1mmHg真空條件下在精餾塔中進行減壓精餾，收集25?40°C的餾分； c)待收集的餾分溫度降至20°C以下時，向餾分中加入與其重量比為I?2:1的有機溶劑進行混合，待溫度降至18°C后加入適量晶種，然后進行降溫析結晶、過濾、真空冷凍干燥，得到碳酸亞乙烯酯高純度制品。2.根據(jù)權利要求1中所述的純化方法，其中步驟a和步驟c中所述有機溶劑為選自苯、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)權利要求2中所述的純化方法，其中所述有機溶劑為甲苯。4.根據(jù)權利要求1中所述的純化方法，其中步驟a中所述脫水劑為分子篩、無水硫酸鎂或無水氯化鈣。5.根據(jù)權利要求1中所述的純化方法，其中步驟a中所述吸附劑為分子篩、吸附樹脂、活性氧化鋁或硅膠。6.根據(jù)權利要求1中所述的純化方法，其中步驟b中所述的精餾塔中設有多孔吸附層。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種碳酸亞乙烯酯的純化方法，該方法先通過吸附過濾去除大部分雜質及水分，然后通過減壓精餾和降溫析晶獲得高純度的碳酸亞乙烯酯。本發(fā)明所提供的純化方法處理時間短，反應溫度低，收率較高，所得制品純度高。
【IPC分類】C07D317/40
【公開號】CN105541782
【申請?zhí)枴緾N201510957380
【發(fā)明人】王小龍
【申請人】蘇州華一新能源科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月18日