CN101648892A - 空气催化氧化二甲基二硫一步生产电子级高纯甲基磺酸的工艺 - Google Patents
空气催化氧化二甲基二硫一步生产电子级高纯甲基磺酸的工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供的是一种空气催化氧化二甲基二硫一步生产电子级高纯甲基磺酸的工艺，其特征在于采用空气为氧化剂在硝酸催化下氧化二甲基二硫一步生产甲基磺酸。以空气为氧化剂赋予产品低成本，以硝酸为催化剂可以回收循环利用。新工艺具有工艺简单、生产快捷、降低能耗、节约能源、循环经济、绿色环保的特点，生产出的产品质量优越。
Description
技术领域：
本发明涉及精细有机合成领域，具体涉及甲基磺酸合成新工艺。
背景技术：
甲基磺酸是电镀有机合成、医药、农药的重要原料，随着信息化的高速发展，微电子封装业向小型化、高性能、高可靠性和低成本方向发展，半导体微电子器件最后一道工序就是引线脚的电镀。在IC引线脚的间距越来越密的情况下，电镀产生的晶须和可焊性差的问题阻碍微电子产品的更新换代。所以电子化学品素有“一代材料，一代产品”之说。
国外半导体业从20世纪80年代普遍采用甲基磺酸体系的电镀，该线路结晶细致均匀，长期储存不会产生晶须，它是IC小间距多引线脚的中高档工业产品必须使用的电镀工艺，该工艺使用络合剂能有效控制晶须的增长速度和大小，实现高速电镀和无铅电镀，采用甲基磺酸体系的电镀，可以改善环境实现产品无铅化，满足高速发展的微电子封装业的需要，目前，国内半导体微电子产品采用甲基磺酸体系电镀的很少，原因甲基磺酸比硫酸、氟硼酸的价格高，所以阻碍了甲基磺酸体系电镀的应用。
目前国内甲基磺酸的生产工艺都是用氯气氧化法，用氯气氧化二甲基二硫生成甲基磺酰氯，再将甲基磺酰氯水解制成甲基磺酸。每生产一吨甲基磺酸副产8.26吨20％的盐酸，由于副产盐酸浓度低处理困难对环境危害极大。
空气催化氧化二甲基二硫一步生产甲基磺酸的工艺是，以空气为氧化剂是最低廉的，赋予产品最低的成本，无三废排放循环经济、绿色环保新工艺从而使甲基磺酸价格可大幅度下降，有利于先进的甲基磺酸体系电镀新工艺推广。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种合成工艺简单、反应快速、产品质量优越、成本低、循环经济、绿色环保的甲基磺酸生产工艺。
本发明提供的制造方法是以空气为氧化剂硝酸为催化剂氧化二甲基二硫一步生产甲基磺酸反应式如下：
2CH3-S-S-CH3+4HNO3+2O2→4CH3SO3H+4NO ……①
4NO+2O2→4NO2……②
4NO2+2H2O+O2→4HNO3……③
①+②+③得下式：
2CH3-S-S-CH3+5O2+2H2O ＝4CH3SO3H
反应液经减压脱硝，催化剂回收循环再利用。本发明提供的制造工艺条件如下：
1、空气经净化后进入反应体系进行氧化。
2、硝酸氧化二甲基二硫生成一氧化氮，通空气将一氧化氮氧化成二氧化氮循环使用。
3、反应液中有二甲基二硫及硝酸溶液二者不相溶，加入一定量的甲基磺酸起到助溶的作用，使反应顺利进行。
4、二甲基二硫是连续的、少量的加入反应体系，减少副反应发生。
5、加入少量的脱硝催化剂通过减压蒸馏可将硝酸及催化剂去除，甲基磺酸达高纯电子级质量。
本发明克服了以往技术的不足，具有以下优点：
1、以空气为氧化剂成本低、绿色环保无三废排放。
2、催化剂可再生循环使用。
3、产品质量好、纯度高，满足微电子产品的要求。
4、产品价格低，有利于高速电镀、无铅电镀体系的推广。
工艺流程见附图。
实施示例
取硝酸7.5mol加入甲基磺酸0.5mol，以0.2-0.3公斤/厘米2压力通入空气，并开动搅拌连续少量加入二甲基二硫5mol加入时间12小时，保持温度在40℃-60℃之间，反应2小时后加入催化剂，加热到120℃保持1小时，然后转入蒸馏器减压10-20mmHg，蒸馏到底温为120℃停止，降温后出料。
检测：
甲基磺酸含量85％，无臭味，颜色≤10APHA，无硝酸根。
经计算收率98％。
Claims (6)
1、一种空气催化氧化二甲基二硫一步生产甲基磺酸的生产工艺，其特征在于采用空气为氧化剂硝酸为催化剂一步氧化二甲基二硫为甲基磺酸。
2、根据权利要求1所诉的生产工艺，其特征在于氧化过程是将二甲基二硫结构式CH3-S-S-CH3中的两个硫原子键(S-S)打开，分别将带有甲基的硫原子氧化成磺酸。
3、根据权利要求1所诉的生产工艺，其特征在于催化剂硝酸的催化过程如下：
2CH3-S-S-CH3+4HNO3+2O2→4CH3SO3H+4NO …①
4NO+2O2→4NO2 …②
4NO2+2H2O+O2→4HNO3 …③
①+②+③得下式
2CH3S-SCH3+2H2O+5O2→4CH3SO3H
由反应过程看出硝酸没有消耗，所以硝酸是该反应的催化剂。
4、根据权利要求1所诉的生产工艺，其特征在于催化剂硝酸可采用减压蒸馏方法脱出循环利用。
5、根据权利要求1所诉的生产工艺，其特征在于减压蒸馏脱硝酸过程加入脱硝催化剂防止产品变色。
6、根据权利要求1所诉的生产工艺，其特征在于二甲基二硫的加料方式连续少量加入，瞬时二甲基二硫分散在反应物混合液里，使反应容易进行。
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