一种1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种1,3‑丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法，包括以下步骤：S1，皂化水解：向反应釜内加入强碱溶液，水浴加热并边搅拌边滴加1,3‑丙烷磺酸内酯并升温回流反应，即得完成皂化水解；S2，浓缩结晶：将步骤S1完成水解处理的1,3‑丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液减压蒸馏浓缩成固体，即得3‑羟基丙烷磺酸碱金属盐；S3，酸化游离：向步骤S2浓缩结晶得到的3‑羟基丙烷磺酸碱金属盐加入无机强酸，搅拌混合均匀静置，减压蒸馏除水后分离液体得到3‑羟基丙烷磺酸。本发明专利技术提供一种1,3‑丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法，环保处理成本低，回收利用率高，且工艺步骤简单，处理快速。

A method for treating 1,3- propane sulfonate lactone distillation residue

The invention discloses a treatment method for the residual liquid of 1,3 propane sulfonic acid lactone distillation kettle, which includes the following steps: S1, saponified hydrolysis: adding a strong alkali solution to the reaction kettle, heating the water bath and adding 1,3 propane sulfonic acid lactone at the edge of the water bath and warming the reflux reaction, that is, to complete the soap hydrolysis; S2, concentration crystallization: step S1 The decompressed distillation of the residual liquid of 1,3 propane sulfonic acid lactone distiller is concentrated into solid, that is, 3 hydroxyl propane sulfonate base metal salts, S3, acidification free: the 3 hydroxyl propane sulfonate base metal salt obtained from step S2 crystallization is added to the inorganic strong acid, mixing and mixing and separating the separation liquid after the dehydrating distillation. 3 hydroxyl propane sulfonic acid was obtained. The invention provides a treatment method for the residual liquid of 1,3 propane sulfonic acid lactone distillation kettle, which has low cost, high recovery and utilization rate, and the process is simple and the treatment is fast.

【技术实现步骤摘要】
一种1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法
本专利技术涉及电池电解液的废液处理领域，尤其指一种1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理，制备副产品3-羟基丙烷磺酸钠及3-羟基丙烷磺酸的方法。
技术介绍
1,3-丙烷磺酸内酯是一种广泛使用的锂离子电池电解液添加剂。有助于SEI膜的形成，能够改善锂离子电池的循环性能并提升电池的安全性。现有技术1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法采用3-羟基丙烷磺酸脱水酯化成环，对产品的纯化方法主要是反复蒸馏。尤其是精馏制备高纯度电子级1,3-丙烷磺酸内酯时产生黑褐色略粘稠的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液。该废液的主要成分是丙烷磺酸酯类低聚物并含有焦油状及碳化的颗粒状机械杂质，通用的处理方式是委外焚烧，但由于其硫元素含量高，焚烧产生大量硫氧化物使焚烧尾气的处理难度加大，环保处理成本高。针对上述技术问题，提供一种环保处理成本低，回收利用率高的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法是目前迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术创造所要解决的技术问题是针对现有技术产生的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液环保处理成本高，回收利用率低，提出一种对1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液进行处理，转化回收利用的方法。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：S1，皂化水解：向反应釜内加入强碱溶液，水浴加热控制强碱溶液温度为40℃～80℃，边搅拌边滴加1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液，滴加完成后升温至回流温度并回流反应4～12小时，即得完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液；水浴加热能较好的控制强碱溶液温度，保证受热均匀避免局部温度过高或过低，若强碱溶液温度低于40℃会造成水解不完全，若强碱溶液温度高于80℃会造成物料色度明显升高，且高温加热会加速溶剂的损失从而影响搅拌效果；滴加完成后升温回流反应时间小于4小时会造成水解不完全，反应时间大于12小时会因加热时间过长造成物料色度明显升高，且溶剂损失影响搅拌效果。S2，浓缩结晶：将步骤S1完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液减压蒸馏浓缩成固体，即得3-羟基丙烷磺酸碱金属盐；采用减压蒸馏能有效除去溶剂，形成3-羟基丙烷磺酸碱金属盐固体。S3，酸化游离：向步骤S2浓缩结晶得到的3-羟基丙烷磺酸碱金属盐加入无机强酸，搅拌混合均匀静置2～5小时，减压蒸馏除水后分离液体得到3-羟基丙烷磺酸。通过向3-羟基丙烷磺酸碱金属盐加入无机酸将3-羟基丙烷磺酸游离出来，搅拌混合均匀后静置时间小于2小时则无法将3-羟基丙烷磺酸游离出来，静置时间大于5小时则降低处理效率，且通过酸化游离可进一步去除3-羟基丙烷磺酸的杂质，提高纯度。进一步地，所述步骤S1强碱溶液由氢氧化钠或氢氧化钾溶解在醇溶液中制成，所述醇溶液为水和醇类按1:1～1:50的比例混合制成，所述强碱溶液浓度为10%～35%。由于1,3-丙烷磺酸内酯难溶于水，醇溶液可提高其溶解度，保证充分皂化水解，但若醇溶液中醇所占比例过高亦会造成产物大量析出，影响反应过程搅拌和后续分离，强碱溶液浓度低于10%则碱的浓度比酯键浓度低导致反应速率慢，强碱溶液浓度高于35%则增加了反应处理成本。再进一步地，所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇中任意一种。甲醇、乙醇、丙醇和叔丁醇的沸点低，且易溶于水，容易蒸馏除去溶剂。再进一步地，所述步骤S1的回流温度为64℃～98℃。回流温度低于64℃则溶剂无法蒸发达不到回流反应的效果，回流温度高于98℃则加速溶剂蒸发减少溶剂量降低1,3-丙烷磺酸内酯的溶解量导致回流不完全，且温度过高会导致物料色度明显升高。再进一步地，所述步骤S3所加入的无机酸为盐酸、硫酸和硝酸中的任意一种。加入酸性强的无机酸可将3-羟基丙烷磺酸碱金属盐游离得到可用于1,3-丙烷磺酸内酯的3-羟基丙烷磺酸。再进一步地，所述步骤S3加入无机酸的摩尔数与3-羟基丙烷磺酸碱金属盐的摩尔数比为1:1。加入无机酸的摩尔数与3-羟基丙烷磺酸碱金属盐的摩尔数比为1:1可保证3-羟基丙烷磺酸碱金属盐完全游离为3-羟基丙烷磺酸。与现有技术相比，本专利技术创造的有益技术效果：第一、环保处理成本低。精馏制备高纯度电子级1,3-丙烷磺酸内酯时产生黑褐色略粘稠的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液。该残夜的主要成分是丙烷磺酸酯类低聚物并含有焦油状及碳化的颗粒状机械杂质，通用的处理方式是委外焚烧，但由于其硫元素含量高，焚烧产生大量硫氧化物使焚烧尾气的处理难度加大，环保处理成本高。本专利技术对1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理步骤包括皂化水解、浓缩结晶和酸化游离三步，处理步骤简单且无需加入特殊的试剂参与反应，处理成本低且得到的产物为3-羟基丙烷磺酸，可用于制备1,3-丙烷磺酸内酯，减少废弃物排放，且整个处理过程无二次污染物生成，环保处理成本低。第二、回收利用率高。本专利技术将本专利技术将1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液依次进行皂化水解、浓缩结晶和酸化游离将1,3-丙烷磺酸内酯水解生成3-羟基丙烷磺酸，残废液经处理后基本可以回收用于制备1,3-丙烷磺酸内酯，回收率达到80%以上。.第三、工艺步骤简单，处理快速。本专利技术通过将皂化水解、浓缩结晶和酸化游离三步即可完成1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理，工艺步骤简单，且各个步骤反应时间短，废液处理快速，可与生产线匹配设置，处理得到的3-羟基丙烷磺酸再作为原料用于合成1,3-丙烷磺酸内酯。具体实施方式为便于本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，现结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例1S1，皂化水解：向反应釜内加入浓度为10%的氢氧化钾溶液，所述氢氧化钾溶液为氢氧化钾溶解在甲醇溶液中制备而成，所述甲醇溶液为水和甲醇按1:25的比例混合制成，水浴加热控制氢氧化钾溶液温度为40℃，边搅拌边滴加1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液，滴加完成后升温至回流温度为65℃并回流反应4小时，即得完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液；S2，浓缩结晶：将步骤S1完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液减压蒸馏浓缩成固体，即得3-羟基丙烷磺酸钾盐；S3，酸化游离：向步骤S2浓缩结晶得到的3-羟基丙烷磺酸钾盐加入盐酸，盐酸的加入摩尔数与3-羟基丙烷磺酸钾盐的摩尔数比为1:1，搅拌混合均匀静置5小时，减压蒸馏除水后分离液体即酸化游离得到3-羟基丙烷磺酸。实施例2S1，皂化水解：向反应釜内加入浓度为15%的氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液为氢氧化钠溶解在乙醇溶液中制备而成，所述乙醇溶液为水和乙醇按1:1的比例混合制成，水浴加热控制氢氧化钠溶液温度为50℃，边搅拌边滴加1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液，滴加完成后升温至回流温度为78℃并回流反应8小时，即得完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液；S2，浓缩结晶：将步骤S1完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液减压蒸馏浓缩成固体，即得3-羟基丙烷磺酸钠盐；S3，酸化游离：向步骤S2浓缩结晶得到的3-羟基丙烷磺酸钠盐加入盐酸，盐酸的加入摩尔数与3-羟基丙烷磺酸钠盐的摩尔数比为1:1，搅拌混合均匀静置3小时，减压蒸馏除水后分离液体即酸化游离得到3-羟基丙烷磺酸。实施例3S1，皂化水解：向反应釜内加入浓度为25%的氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1,3‑丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法，其特征在于：所述处理方法包括以下步骤：S1，皂化水解：向反应釜内加入强碱溶液，水浴加热控制强碱溶液温度为40℃～80℃，边搅拌边滴加1,3‑丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液，滴加完成后升温至回流温度并回流反应4～12小时，即得完成水解处理的1,3‑丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液；S2，浓缩结晶：将步骤S1完成水解处理的1,3‑丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液减压蒸馏浓缩成固体，即得3‑羟基丙烷磺酸碱金属盐；S3，酸化游离：向步骤S2浓缩结晶得到的3‑羟基丙烷磺酸碱金属盐加入无机强酸，搅拌混合均匀静置2～5小时，减压蒸馏除水后分离液体得到3‑羟基丙烷磺酸。

【技术特征摘要】
1.一种1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法，其特征在于：所述处理方法包括以下步骤：S1，皂化水解：向反应釜内加入强碱溶液，水浴加热控制强碱溶液温度为40℃～80℃，边搅拌边滴加1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液，滴加完成后升温至回流温度并回流反应4～12小时，即得完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液；S2，浓缩结晶：将步骤S1完成水解处理的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残留液减压蒸馏浓缩成固体，即得3-羟基丙烷磺酸碱金属盐；S3，酸化游离：向步骤S2浓缩结晶得到的3-羟基丙烷磺酸碱金属盐加入无机强酸，搅拌混合均匀静置2～5小时，减压蒸馏除水后分离液体得到3-羟基丙烷磺酸。2.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯蒸馏釜残液的处理方法，其特征在于：所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹英杰，陈群，周建新，杨婷元，程萌，
申请(专利权)人：惠州市宙邦化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44