CN105384719B - 一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法，将碳酸亚乙烯酯的粗品溶解在芳烃溶剂与脂肪烃溶剂的混合溶液中，先后通过降温析晶和减压精馏进行精制纯化，所述减压精馏工序是在精馏塔内进行的，所述的精馏塔内设有用于除水的多孔吸附层。通过本方法提纯后的碳酸亚乙烯酯含水量少、纯度高、回收率高、含氯量少，符合锂离子电池电解液添加剂的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法。
背景技术
随着锂离子电池使用范围的不断扩大，锂离子电池的技术也在不断进步，在作为锂离子电池“血液”的电解液中添加一些添加剂，可以提高电池的许多性能。其中，碳酸亚乙烯酯是电解液中的一种有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，具有良好的高低温性能及防气胀功能，可以增加溶剂的稳定性，有效地抑制溶剂的分解，促进SEI 膜的形成，提高电池的循环性能。
为了获得较高纯度的碳酸亚乙烯酯，通常采用了直接精馏的方法来进行提纯。该方法有以下几个缺点：一是碳酸亚乙烯酯易分解和结焦，原料的损失较大，转化率不高。这是由碳酸亚乙烯酯本身的热敏感性所决定的。二是无法脱除产品中的有机氯。三是水分的残留。
而碳酸亚乙烯酯作为重要的锂离子电池电解液添加剂，其产品对水分及纯度要求极高，少量水就会引起电解液循环性能下降、容量降低甚至损坏电池，因此对碳酸亚乙烯酯的生产工艺提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种在降低了产品的水分含量同时，提高了产品纯度的碳酸亚乙烯酯的提纯方法。采用该方法精制后的高纯度碳酸亚乙烯酯可作为锂离子电池电解液的添加剂。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法，将碳酸亚乙烯酯的粗品溶解在芳烃溶剂与脂肪烃溶剂的混合溶液中，先后通过降温析晶和减压精馏进行精制纯化，所述减压精馏工序是在精馏塔内进行的，所述的精馏塔内设有用于除水的多孔吸附层。
优选地，所述的芳烃溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、异丙苯中的一种或多种的组合。
进一步优选地，所述的芳烃溶剂为甲苯。
优选地，所述的脂肪烃溶剂选自丙烷、丁烷、戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、壬烷中的一种或多种的组合。
进一步优选地，所述的脂肪烃溶剂为正己烷。
这里，溶剂的用量通常为碳酸亚乙烯酯粗品的2~10倍，芳烃溶剂与脂肪烃溶剂的投加体积可相等，也可不等，没有特别限定。
从混合溶剂中析出碳酸亚乙烯酯，用冷却的方法比较理想，将碳酸亚乙烯酯冷却到0~10℃，优选的将得到的混合物降温至2~5℃，以0.5~2℃/时的冷却速度慢慢搅拌冷却析出碳酸亚乙烯酯。将析出的碳酸亚乙烯酯在5℃进行过滤分离，根据需要用适当的冷溶剂进行洗涤，残留的溶剂用蒸馏的方法去除。
优选地，所述多孔吸附层填装的材料选自硅藻土、活性炭、活性氧化铝、氧化硅中的一种或多种的组合。
优选地，所述多孔吸附层的高度为所述精馏塔高度的10%~25%。
优选地，所述减压精馏过程中，温度控制在50~100℃，系统压力低于大气压力。进一步优选地，减压精馏的温度控制在55~80℃。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的碳酸亚乙烯酯的提纯方法，通过先采用芳烃溶剂与脂肪烃溶剂将碳酸亚乙烯酯粗品溶解，降温析出碳酸亚乙烯酯，而后再通过带多孔吸附层的精馏塔进行减压精馏，结晶所用的溶剂的沸点较低、易挥发，有效地降低了能耗，提高了了碳酸亚乙烯酯的收率及纯度，同时减压精馏的操作温度低，可有效降低能耗，避免深度副反应，得到了碳酸亚乙烯酯的纯品符合锂电子电池电解液添加剂的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为常规实验中的条件。
实施例1
一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法，具体实施步骤如下：
在装有搅拌器的200L析晶装置中，加入30kg碳酸亚乙烯酯的粗品（纯度为90%），35kg甲苯、35kg正己烷。边搅拌边冷却，在10℃下搅拌4h，而后在5h内将溶液冷却到2℃。析晶结束，滤除固体，用2℃的正己烷洗涤2次，得到纯度为99.5%、水分含量为1670ppm、含氯量3540ppm的碳酸亚乙烯酯。而后再将碳酸亚乙烯酯置于内设有除水多孔吸附层的精馏塔内，填料高度为10%的精馏塔高，控制精馏塔釜温度为65~70℃，收集62℃馏分，产品纯度为99.995%的碳酸亚乙烯酯26.60kg，水分含量为22ppm、含氯量138ppm，回收率为98.5%。
实施例2
在装有搅拌器的100L析晶装置中，加入20kg碳酸亚乙烯酯的粗品（纯度为90%），30kg甲苯、10kg正己烷。边搅拌边冷却，10h内将溶液冷却到5℃。析晶结束，滤除固体，用0℃的正己烷洗涤2次，得到纯度为99.7%、水分含量为1585ppm、含氯量3620ppm的碳酸亚乙烯酯。而后再将碳酸亚乙烯酯置于内设有除水多孔吸附层的精馏塔内，填料高度为15%的精馏塔高，控制精馏塔釜温度为65~70℃，收集62℃馏分，产品纯度为99.968%的碳酸亚乙烯酯纯品17.64kg，水分含量为18ppm、含氯量120ppm，回收率为98.0%。
对比例1
将15kg 碳酸亚乙烯酯粗品（纯度为90%），投入精馏塔塔釜，控制精馏塔釜温度为65~70℃，收集62℃馏分，共收集9.76g 纯度为99.51% 的碳酸亚乙烯酯纯品、含水量170ppm、含氯量3505ppm，收率为71.94%。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法，其特征在于，具体实施步骤如下：在装有搅拌器的200L析晶装置中，加入30kg纯度为90%的碳酸亚乙烯酯的粗品、35kg甲苯、35kg正己烷，边搅拌边冷却，在10℃下搅拌4h，而后在5h内将溶液冷却到2℃，析晶结束，滤除固体，用2℃的正己烷洗涤2次，得到纯度为99.5%、水分含量为1670ppm、含氯量3540ppm的碳酸亚乙烯酯，而后再将碳酸亚乙烯酯置于内设有除水多孔吸附层的精馏塔内，填料高度为精馏塔高度的10%，控制精馏塔釜温度为65~70℃，收集62℃馏分，得到产品纯度为99.995%的碳酸亚乙烯酯26.60kg，水分含量为22ppm，含氯量为138ppm，回收率为98.5%。
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