一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法技术

技术编号:15598151 阅读:124 留言:0更新日期:2017-06-13 22:45
本发明专利技术提供一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法,其步骤如下:(1)反应:将氯代碳酸乙烯酯投入耐腐蚀的不锈钢反应釜中,边搅拌边升温至50‑100℃使氯代碳酸乙烯酯完全溶解,通入氟化氢和氮气,保温反应6‑10h后制得粗品一,该步骤中所使用的设备除了耐腐蚀的不锈钢反应釜之外均由石墨制成;(2)提纯:将步骤(1)制得的粗品一投入含有吸附剂的反应釜中,搅拌吸附氯离子和氢氟酸1‑3h,然后转入含有干燥剂的反应釜中去除部分水分得到粗品二,将粗品二投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏,得到高纯度氟代碳酸乙烯酯。本发明专利技术制备出的高纯度氟代碳酸乙烯酯中的水分和总氯均较低,产品的纯度和提纯的转化率均较高。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法
本专利技术涉及一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法,特别是涉及一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法。
技术介绍
氟代碳酸乙烯酯作为锂离子电池电解液的添加剂,能抑制电解液的分解,降低电池的阻抗,改善其耐低温性能,明显提高电池比容量和循环稳定性;以其作为电解液溶剂,可改善二次电池及电容器等电化学器件的充放电循环特性和电流效率。氟代碳酸乙烯的制备方法通常是以氯代碳酸乙烯酯和氟化氢为原料进行反应制得粗品,然后将粗品进行提纯得到产品,现有技术所存在的主要问题是产品的纯度和从粗品提纯为产品的转化率不能同时保证,而且也没有控制产品中所存在的总氯。CN105801554A公开了“高纯度氟代碳酸乙烯酯的提纯方法”,此方法采用减压蒸馏和真空干燥的提纯工艺对氟代碳酸乙烯酯粗品进行提纯,其提纯过程中需要进一步结晶,虽然产品的纯度很高,但是提纯的转化率较低。CN101519398A公开了“4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮的制造方法”,CN102060838A公开了“一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法”,这两个专利技术中的氟代碳酸乙烯酯是经过简单的处理后通过普通的精馏制得,产品中的水分、总氯仍较高,产品的纯度和提纯的转化率均不够理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法,制备出的高纯度氟代碳酸乙烯酯中的水分和总氯均较低,产品的纯度和提纯的转化率均较高。为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案是:一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法,其步骤如下:(1)反应:将氯代碳酸乙烯酯投入耐腐蚀的不锈钢反应釜中,边搅拌边升温至50-100℃使氯代碳酸乙烯酯完全溶解,通入氟化氢和氮气,保温反应6-10h后制得粗品一,该步骤中所使用的设备除了耐腐蚀的不锈钢反应釜之外均由石墨制成;(2)提纯:将步骤(1)制得的粗品一投入含有吸附剂的反应釜中,搅拌吸附氯离子和氢氟酸1-3h,然后转入含有干燥剂的反应釜中去除部分水分得到粗品二,将粗品二投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏,得到高纯度氟代碳酸乙烯酯。优选地,本专利技术所述步骤(1)中,氯代碳酸乙烯酯与氟化氢的摩尔比为1:(1-10)。优选地,本专利技术所述步骤(2)中,吸附剂为水滑石类化合物。更优选地,所述水滑石类化合物为锌铝水滑石、镁铝水滑石或镍铝水滑石。优选地,本专利技术所述步骤(2)中,干燥剂为分子筛、活性炭、蒙脱石或活性氧化铝。优选地,本专利技术所述步骤(2)中,分子蒸馏的压力为10-20mmHg,温度为70-140℃。与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:(1)本专利技术的反应步骤在耐腐蚀的不锈钢反应釜中进行,且反应所使用的其他设备均由耐腐蚀的石墨制成,能有效降低设备所受到的腐蚀损耗,保证反应过程中的气密性,与外界空气隔绝,防止水分进入反应釜,从而更好地控制产品中的水分,有利于提高产品的纯度,而且耐腐蚀的设备能有效避免在反应釜中产生杂质,有利于提高产品的质量和纯度。(2)本专利技术在提纯步骤中分别使用吸附剂和干燥剂对粗品进行前处理,吸附剂能够吸附氯离子和氢氟酸,从而有效减少产品中的总氯,干燥剂则能有效去除产品中的水分。(3)本专利技术在最后步骤中使用内循环式薄膜分子蒸馏设备进行分子蒸馏,能高效安全地提取纯品,减少产品能耗,不需要进一步结晶,因此在产品纯度较高的同时能保证较高的转化率。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术,在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术,但并不作为对本专利技术的限定。实施例1(1)反应:将500kg(纯度为86%)氯代碳酸乙烯酯投入1000L耐腐蚀的不锈钢反应釜中,边搅拌边升温至65℃使氯代碳酸乙烯酯完全溶解,通入氟化氢100kg和氮气,反应保温反应8h后得到367kg粗品一(纯度94.1%,水分30ppm,总氯100ppm),该步骤中所使用的设备除了耐腐蚀的不锈钢反应釜之外均由石墨制成。(2)提纯:将步骤(1)制得的粗品一投入含有40kg锌铝水滑石吸附剂的反应釜中,搅拌吸附氯离子和氢氟酸2h,吸附率达85%,总氯降至15ppm,然后取364kg转入含有分子筛的反应釜中除去部分水分得到水分含量为5ppm(≤10ppm)的粗品二,将360kg粗品二投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏,该分子蒸馏设备使用了轴流泵,使粗品二能反复循环并被蒸馏,轴流泵将粗品二从底部吸入,经循环管上升至真空室,在分散元件和液体分布器的作用下粗品二形成液膜并沿蒸发面自然流下,轻组分由液膜表面逸出并飞向冷凝面,被冷凝成液体后由馏出液出口流出,而残液下降至底部后,又被轴流泵重新输送至真空室,如此反复循环,蒸出高纯度氟代碳酸乙烯酯,分子蒸馏的压力为15mmHg,温度为100℃,蒸出的高纯度氟代碳酸乙烯酯331.40kg,纯度为99.96%,水分0.2ppm,总氯8ppm,金属离子含量0.1ppm,游离酸0.3ppm,转化率97.8%。实施例2(1)反应:将600kg(纯度为86%)氯代碳酸乙烯酯投入1000L耐腐蚀的不锈钢反应釜中,边搅拌边升温至65℃使氯代碳酸乙烯酯完全溶解,通入氟化氢144kg和氮气,反应保温反应8h后得到441kg粗品一(纯度94.5%,水分32ppm,总氯110ppm),该步骤中所使用的设备除了耐腐蚀的不锈钢反应釜之外均由石墨制成。(2)提纯:将步骤(1)制得的粗品一投入含有50kg锌铝水滑石吸附剂的反应釜中,搅拌吸附氯离子和氢氟酸2.5h,吸附率达85.3%,总氯降至15ppm,然后取438kg转入含有分子筛的反应釜中除去部分水分得到水分含量为5ppm(≤10ppm)的粗品二,将434kg粗品二投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏,该分子蒸馏设备使用了轴流泵,使粗品二能反复循环并被蒸馏,轴流泵将粗品二从底部吸入,经循环管上升至真空室,在分散元件和液体分布器的作用下粗品二形成液膜并沿蒸发面自然流下,轻组分由液膜表面逸出并飞向冷凝面,被冷凝成液体后由馏出液出口流出,而残液下降至底部后,又被轴流泵重新输送至真空室,如此反复循环,蒸出高纯度氟代碳酸乙烯酯,分子蒸馏的压力为16mmHg,温度为102℃,蒸出的高纯度氟代碳酸乙烯酯399.50kg,纯度为99.96%,水分0.1ppm,总氯7ppm,金属离子含量0.1ppm,游离酸0.2ppm,转化率97.4%。实施例3(1)反应:将400kg(纯度为86%)氯代碳酸乙烯酯投入1000L耐腐蚀的不锈钢反应釜中,边搅拌边升温至60℃使氯代碳酸乙烯酯完全溶解,通入氟化氢102kg和氮气,反应保温反应7h后得到296.94kg粗品一(纯度94.2%,水分31ppm,总氯105ppm),该步骤中所使用的设备除了耐腐蚀的不锈钢反应釜之外均由石墨制成。(2)提纯:将步骤(1)制得的粗品一投入含有30kg锌铝水滑石吸附剂的反应釜中,搅拌吸附氯离子和氢氟酸1.8h,吸附率达85.2%,总氯降至14ppm,然后取295.12kg转入含有分子筛的反应釜中除去部分水分得到水分含量为4.5ppm(≤10ppm)的粗品二,将292.31kg粗品二投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏,该分子蒸馏设备使用了轴流泵,使粗品二能反复循环并被蒸馏,轴流泵将粗品二从底部吸入,经循环管上升至真空室,在分散元件和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法,其特征在于:其步骤如下:(1)反应:将氯代碳酸乙烯酯投入耐腐蚀的不锈钢反应釜中,边搅拌边升温至50‑100℃使氯代碳酸乙烯酯完全溶解,通入氟化氢和氮气,保温反应6‑10h后制得粗品一,该步骤中所使用的设备除了耐腐蚀的不锈钢反应釜之外均由石墨制成;(2)提纯:将步骤(1)制得的粗品一投入含有吸附剂的反应釜中,搅拌吸附氯离子和氢氟酸1‑3h,然后转入含有干燥剂的反应釜中去除部分水分得到粗品二,将粗品二投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏,得到高纯度氟代碳酸乙烯酯。

【技术特征摘要】
1.一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法,其特征在于:其步骤如下:(1)反应:将氯代碳酸乙烯酯投入耐腐蚀的不锈钢反应釜中,边搅拌边升温至50-100℃使氯代碳酸乙烯酯完全溶解,通入氟化氢和氮气,保温反应6-10h后制得粗品一,该步骤中所使用的设备除了耐腐蚀的不锈钢反应釜之外均由石墨制成;(2)提纯:将步骤(1)制得的粗品一投入含有吸附剂的反应釜中,搅拌吸附氯离子和氢氟酸1-3h,然后转入含有干燥剂的反应釜中去除部分水分得到粗品二,将粗品二投入内循环式薄膜分子蒸馏设备中进行分子蒸馏,得到高纯度氟代碳酸乙烯酯。2.根据权利要求1所述的一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法,其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙西船许国荣孔令文刘国红姚双开
申请(专利权)人:淮安瀚康新材料有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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