CN116783140A - 用于处理双(氟磺酰)亚胺生产的氟硫酸铵副产物的集成方法 - Google Patents
用于处理双(氟磺酰)亚胺生产的氟硫酸铵副产物的集成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116783140A CN116783140A CN202280008255.5A CN202280008255A CN116783140A CN 116783140 A CN116783140 A CN 116783140A CN 202280008255 A CN202280008255 A CN 202280008255A CN 116783140 A CN116783140 A CN 116783140A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ammonium
- fluorosulfate
- product
- fluorosulfonyl
- bis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- HRXDYOKVWGTDPD-UHFFFAOYSA-N ctk4b9193 Chemical compound [NH4+].[O-]S(F)(=O)=O HRXDYOKVWGTDPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 132
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 101
- KTQDYGVEEFGIIL-UHFFFAOYSA-N n-fluorosulfonylsulfamoyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)NS(F)(=O)=O KTQDYGVEEFGIIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 18
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 33
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 30
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 25
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 21
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 13
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 9
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims description 2
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 14
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 6
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 4
- MKHQPIURGSVJOX-UHFFFAOYSA-N S(=O)(=O)([O-])[O-].[NH4+].[F-].[NH4+].[NH4+] Chemical compound S(=O)(=O)([O-])[O-].[NH4+].[F-].[NH4+].[NH4+] MKHQPIURGSVJOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(fluorosulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FS(=O)(=O)[N-]S(F)(=O)=O VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/24—Sulfates of ammonium
- C01C1/245—Preparation from compounds containing nitrogen and sulfur
- C01C1/246—Preparation from compounds containing nitrogen and sulfur from sulfur-containing ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
- C01B7/191—Hydrogen fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
- C01B7/191—Hydrogen fluoride
- C01B7/195—Separation; Purification
- C01B7/196—Separation; Purification by distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/026—Preparation of ammonia from inorganic compounds
- C01C1/028—Preparation of ammonia from inorganic compounds from ammonium sulfate or sulfite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/16—Halides of ammonium
- C01C1/162—Ammonium fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/28—Methods of preparing ammonium salts in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D3/02—Fluorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D5/06—Preparation of sulfates by double decomposition
- C01D5/08—Preparation of sulfates by double decomposition with each other or with ammonium sulfate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/20—Halides
- C01F11/22—Fluorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于处理氟硫酸铵副产物的方法，包括提供一种主要包含氟硫酸铵以及较少量的氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺的氟硫酸铵副产物，将氟硫酸铵副产物与水混合，使氟硫酸铵副产物与水的混合物在水解反应温度下反应，以将氟硫酸铵、氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺水解，从而形成硫酸氢铵和氟化氢水溶液；以及从氟化氢水溶液中分离硫酸氢铵。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2021年12月17日提交的美国专利申请17/554,977号的优先权，该专利申请要求2021年1月7日提交的美国临时专利申请63/134,883号的优先权，该专利申请全文通过引用方式并入本文。
技术领域
本公开涉及用于处理氟硫酸铵副产物的方法。具体地，本公开涉及用于处理双(氟磺酰)亚胺生产的氟硫酸铵副产物的集成方法。
背景技术
双(氟磺酰)亚胺(HFSI)是产生用于锂离子电池中的双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)的关键原材料。HFSI(HN(SO2F)2)可通过若干种方法制备。例如，HFSI可通过脲(CO(NH2)2)与氟磺酸(HSO3F)的反应来制备，如公式1所示：
公式1 5HSO3F+2CO(NH2)2→HN(SO2F)2+2CO2+3NH4SO3F。
授予Honda等人的美国专利8,337,797公开了一种用于由脲和氟磺酸生产HFSI的两步间歇方法。在第一步中，在一定温度处将脲溶解在氟磺酸中，该温度足够低以防止公式1的脲与氟磺酸之间的反应。在第二步中，将脲/氟磺酸溶液缓慢添加到单独的反应容器中，反应容器包含反应介质，反应介质被充分加热以用于公式1的反应。如U.S.8,337,797中所公开的间歇方法不足以有效商业规模生产HFSI。
也授予本田(Honda)等人的国际公布WO 2011/111780还公开了一种回收方法，该回收方法用于从反应容器中连续去除反应液体，诸如通过溢流出口，从而连续排放处于浆料状态的反应液体(包含氟硫酸铵副产物)。所公开的方法在生产批次中进行，其中产物HFSI在用于下一个生产批次的反应之前被添加回到反应容器中。
因此，需要开发一种更有效的方法，该方法可按比例缩放以生产商业量的HFSI。
发明内容
本公开提供了用于处理在双(氟磺酰)亚胺生产中作为副产物产生的氟硫酸铵的集成方法。
在一个实施方案中，本发明提供了一种用于处理氟硫酸铵副产物的方法。该方法包括提供主要包含氟硫酸铵以及较少量的氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺的氟硫酸铵副产物；将氟硫酸铵副产物与水混合；使氟硫酸铵副产物与水的所述混合物在水解反应温度下反应，以将氟硫酸铵、氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺水解，形成硫酸氢铵和氟化氢水溶液；以及从氟化氢水溶液中分离硫酸氢铵。
在另一个实施方案中，本发明提供了一种用于处理氟硫酸铵副产物的方法。该方法包括提供主要包含氟硫酸铵以及较少量的氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺的氟硫酸铵副产物；将氟硫酸铵副产物与水和碱混合；以及使氟硫酸铵副产物与水及碱的混合物在水解反应温度下反应，以将氟硫酸铵、氟磺酸及双(氟磺酰)亚胺水解并中和，形成包含氟化物、硫酸盐和硫酸氢铵的混合物。
通过参考结合附图对实施方案的以下描述，本公开的上述和其他特征以及实现它们的方式将变得更加明显并且将更好地理解。
附图说明
图1是显示根据本公开的一些实施方案的用于连续处理在双(氟磺酰)亚胺生产中形成的氟硫酸铵副产物的集成方法的工艺流程图。
图2是显示根据本公开的一些实施方案的用于连续处理在双(氟磺酰)亚胺生产中形成的氟硫酸铵副产物的另一种集成方法的工艺流程图。
具体实施方式
本公开提供了集成方法，其可被放大以处理在商业量的双(氟磺酰)亚胺(HFSI)的生产中形成的氟硫酸铵副产物。HFSI可通过脲与氟磺酸(FSA)的反应来生产，如以上在公式1中所述。在HFSI的此类生产中形成的氟硫酸铵副产物主要包含氟硫酸铵(NH4SO3F)以及较少量的HFSI和FSA。浓缩HFSI后，所得到的氟硫酸铵副产物通常是固体，但也可以是氟硫酸铵和残余HFSI和FSA的浆液形式。氟硫酸铵副产物是水反应性的潜在有害的材料，产生氢氟酸。有害的氟硫酸铵副产物的处置可能是危险且昂贵的，从而限制HFSI生产的总效率。
本发明提供了有效处理氟硫酸铵副产物以提高HFSI生产的总效率的集成方法。如本文所公开的处理氟硫酸铵副产物可产生环境友好的废产物和/或商业上有用的副产物。
如本文所公开，HFSI由脲和氟磺酸的溶液产生。脲和氟磺酸的溶液通过将脲和氟磺酸混合在一起而形成。将脲和氟磺酸的溶液在反应温度下添加到反应介质以使氟磺酸和脲反应以产生包含HFSI以及氟硫酸铵的粗产物，如公式1所示。产生的二氧化碳气体可被排出或捕获以用于其他用途。反应介质可以包含氟磺酸并且可以进一步包含HFSI。
反应温度可低至约80℃、约90℃、约100℃、约110℃、或约120℃，或者高达约130℃、约140℃、约150℃、约160℃或约170℃，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如约80℃至约170℃、约90℃至约160℃、约100℃至约150℃、约110℃至约140℃、约120℃至约130℃、约130℃至约150℃、或约110℃至约120℃。优选地，反应温度为约110℃至约140℃。更优选地，反应温度为约120℃至约140℃。最优选地，反应温度为约120℃至约130℃。
将粗产物分离成中间产物和氟硫酸铵副产物。粗产物可通过例如真空干燥、蒸发、喷雾干燥、过滤或它们的任何组合分离成中间产物和氟硫酸铵副产物。
将中间产物分离成浓缩产物和FSA再循环产物。浓缩的产物包含比FSA再循环产物更高浓度的HFSI。在一些实施方案中，FSA再循环产物再循环回到反应介质。另选地或者除此之外，在一些实施方案中，FSA再循环产物可被引导到储罐以供以后使用。例如，可通过蒸馏进行分离。
氟硫酸铵副产物主要包含氟硫酸铵以及较少量的HFSI和FSA。如本文所用，术语“主要”是指大于或等于50重量％(wt.％)的副产物。氟硫酸铵副产物通常是固体，但也可以是氟硫酸铵以及残余HFSI和FSA的浆液形式。
氟硫酸铵副产物中氟硫酸铵的浓度可以低至50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、85重量％、87重量％、90重量％、92重量％、94重量％或95重量％，或者高至95.5重量％、96重量％、96.5重量％、97重量％、97.5重量％、98重量％、98.5重量％、99重量％、99.5重量％或99.9重量％，或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如例如50重量％至99.9重量％、60重量％至99.5重量％、70重量％至99重量％、80重量％至98.5重量％、85重量％至98重量％、87重量％至97.5重量％、90重量％至97重量％、92重量％至96.5重量％、94重量％至96重量％、95重量％至95.5重量％、50重量％至95重量％、90重量％至99.9重量％、95重量％至99.9重量％或98重量％至99.5重量％。
在一些实施方案中，可如下处理氟硫酸铵副产物料流：将氟硫酸铵副产物与水混合，然后使氟硫酸铵副产物与水在水解反应温度下反应以水解氟硫酸铵、FSA和HFSI，从而根据公式2-4形成硫酸氢铵(NH4HSO4)、氟化氢(HF)水溶液和硫酸(H2SO4)的混合物：
公式2 NH4SO3F+H2O→NH4HSO4+HF，
公式3 HSO3F+H2O→H2SO4+HF，
公式4 HN(SO2F)2+4H2O→NH4HSO4+2HF+H2SO4。
水解反应温度可低至约20℃、约25℃、约30℃、约35℃、约40℃、约45℃或约50℃，或者高达约60℃、约70℃、约80℃、约90℃、约100℃、约150℃或约200℃、或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如例如约20℃至约200℃、约25℃至约150℃、约30℃至约100℃、约35℃至约90℃、约40℃至约80℃、约45℃至约70℃、约50℃至约60℃、约35℃至约90℃、约40℃至约80℃、约20℃至约100℃或约60℃至约80℃。优选地，反应温度为约25℃至约80℃。更优选地，反应温度为约30℃至约70℃。最优选地，反应温度为约40℃至约60℃。在超过约100℃的温度下，水解反应将在高于大气压的环境中。
例如，通过真空干燥、蒸发、喷雾干燥或它们的任何组合将硫酸氢铵混合物与HF水溶液分离。然后用氨中和硫酸氢铵混合物，根据公式5将硫酸转化成另外的硫酸氢铵：
公式5H2SO4+NH3→NH4HSO4。
中和的硫酸氢铵可通过例如真空干燥、蒸发、喷雾干燥或它们的任何组合来干燥。中和的硫酸氢铵可用于其它反应中，或可适于销售和用于例如需要弱酸的应用中。或者，根据公式6，硫酸氢铵可与另外的氨反应以产生硫酸铵：
公式6NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4。
例如，可通过真空干燥、蒸发、喷雾干燥或它们的任何组合来干燥硫酸铵。例如，所得固体硫酸铵可适于销售和用作肥料。
HF水溶液中的水可以从HF水溶液中分离出来以产生浓缩的HF水溶液。水可以通过蒸馏、变压蒸馏和/或扩散渗析分离，如本领域已知的。浓缩的HF水溶液可以储存，因为它在许多工业过程中是有价值的原料。除去的水优选再循环到水解氟硫酸铵副产物的步骤中。另选，或除此之外，水可作为废水处理。
在一些实施方案中，可以将浓缩的HF水溶液浓缩以形成无水氟化氢。术语“无水氟化氢”意指基本上不含水的氟化氢。即，无水氟化氢中任何水的量按重量计小于约500ppm、约300ppm、约200ppm、约100ppm、约50ppm、约30ppm、约20ppm、约10ppm、约5ppm、约3ppm、约2ppm或约1ppm，或小于任何两个前述值之间限定的任何值。优选地，无水氟化氢包含按重量计量小于约100ppm的水。更优选地，无水氟化氢包含按重量计量小于约10ppm的水。最优选地，无水氟化氢包含按重量计量小于约1ppm的水。
在一些其它实施方案中，可通过将氟硫酸铵副产物与水和碱混合来处理氟硫酸铵副产物料流。对碱没有特别限制。为清楚起见，以下描述使用氢氧化钙，但应理解，实施方案可包括使用例如氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铵。
氟硫酸铵副产物、水和碱(氢氧化钙)在反应温度下反应以根据公式2-4和6-9(如下)水解并中和氟硫酸铵、FSA和HFSI，以形成氨以及包含氟化钙、硫酸钙、硫酸氢铵和硫酸铵的混合物：
公式2 NH4SO3F+H2O→NH4HSO4+HF，
公式3 HSO3F+H2O→H2SO4+HF，
公式4 HN(SO2F)2+4H2O→NH4HSO4+2HF+H2SO4，
公式6 NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4，
公式7 2HF+Ca(OH)2→CaF2+2H2O，
公式8 NH4HSO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O+NH3，
公式9 H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4+2H2O。
通过硫酸氢铵向硫酸钙的转化(公式8)释放的一些氨可导致一些硫酸氢铵向硫酸铵的转化(公式6)。未消耗的任何氨可通过酸洗涤器处理，如本领域已知的。
水解反应温度可低至约20℃、约25℃、约30℃、约35℃、约40℃、约45℃或约50℃，或者高达约60℃、约70℃、约80℃、约90℃、约100℃、约150℃或约200℃、或者在任意两个前述值之间限定的任意范围内，诸如例如约20℃至约200℃、约25℃至约150℃、约30℃至约100℃、约35℃至约90℃、约40℃至约80℃、约45℃至约70℃、约50℃至约60℃、约35℃至约90℃、约40℃至约80℃、约20℃至约100℃或约60℃至约80℃。优选地，反应温度为约25℃至约80℃。更优选地，反应温度为约30℃至约70℃。最优选地，反应温度为约40℃至约60℃。在超过约100℃的温度下，水解反应将在高于大气压的环境中。
包含氟化钙、硫酸钙、硫酸氢铵的混合物可以安全地沉积在垃圾填埋场中。另选地，可将化合物分离以供进一步使用。例如，氟化钙可用于制备氟化氢或用作光学透镜或窗。例如，硫酸钙可用作土壤调理剂或水泥添加剂。如前所述，硫酸铵可用作肥料。例如，硫酸氢铵可用于其它反应中，或可适于销售和用于需要弱酸的应用中。另选地，硫酸氢铵可用氨处理，如上文参考公式6所述，以产生另外的硫酸铵。
在一些实施方案中，上述方法是连续方法。在一些其他实施方案中，上述方法是半间歇的。半间歇是指虽然工艺的显著部分是连续的，但整个工艺不是连续的。例如，在一些半间歇实施方案中，粗产物可以以连续方式生产和储存一段时间，然后在稍后的时间，储存的粗产物可以通过分离步骤加工以从粗产物中分离氟硫酸铵副产物，从而以连续方式生产中间产物和再循环产物，其中中间产物和再循环产物被储存以供稍后使用，并且氟硫酸铵副产物被储存以供根据上述任何方法的稍后处理。
图1是显示根据本公开的一些实施方案的用于连续处理在双(氟磺酰)亚胺生产中形成的氟硫酸铵副产物的集成方法10的工艺流程图。如图1所示，方法10包括反应器12，该反应器被配置成连接到脲输入料流14和氟磺酸输入料流16。第一氟磺酸输入料流16中的氟磺酸为液体形式并且可被连续地泵送到反应器12中。另选地，氟磺酸输入料流16中的氟磺酸可按批次添加。脲输入料流14中的脲为固体形式，并且可通过例如固体输送系统(未示出)连续地提供给反应器12。另选地，输入料流14中的脲可按批次添加到反应器12。
反应器12可包括反应介质，向该反应介质中添加脲和氟磺酸。反应介质可包含氟磺酸。根据公式1的反应，将反应器12内的脲、氟磺酸和反应介质的混合物加热到反应温度，如上所述，以产生包含HFSI的粗产物料流18。二氧化碳可通过反应器排气口20从反应器12排出。排出的二氧化碳可以排出到大气中或收集用于后续使用。反应器12被配置成例如通过流过热交换器或夹套反应器(未示出)的流体或通过电加热盘管(未示出)来维持反应温度。以此方式，反应器12被配置成产生包含HFSI、氟硫酸铵和氟磺酸的粗产物料流18。
粗产物料流18将反应器12流体地连接到第一分离器22。第一分离器22被配置成从粗产物料流18分离出氟硫酸铵以产生中间产物料流24和氟硫酸铵副产物料流26。例如，第一分离器22可为蒸发器、真空干燥器、喷雾干燥器、过滤器、离心机、或它们的任何组合。
中间产物料流24将第一分离器22流体地连接到第二分离器28。第二分离器28被配置成产生浓缩的产物料流30和再循环料流32。例如，第二分离器28可为蒸馏塔。浓缩的产物料流30包含的HFSI的浓度大于再循环料流32中的HFSI的浓度。再循环料流32流体地联接到反应器12。另选或地除此之外，再循环料流32可流体联接到反应介质再循环储罐(未示出)。可将再循环料流32引导到反应器12以用于连续操作，或者引导到反应介质再循环储罐以用于在稍后时间半间歇操作。
在图1所示的实施方案中，氟硫酸铵副产物料流26将第一分离器22流体地连接到水解罐34，在水解罐中，氟硫酸铵副产物与由水输入料流36提供的水混合。将水解罐34内的氟硫酸铵副产物和水的混合物加热至如上所述的水解反应温度，以水解氟硫酸铵、FSA和HFSI，从而根据上述公式2-4的反应形成包含硫酸氢铵和氟化氢水溶液的中间副产物料流38。
水解罐34被配置成例如通过流过热交换器或夹套反应器(未示出)的流体或通过电加热盘管(未示出)来维持水解反应温度。以此方式，水解罐34被配置成产生包含硫酸氢铵和氟化氢水溶液的中间副产物料流38。
中间副产物料流38将水解罐34流体地连接到副产物分离器40。副产物分离器40被配置为将硫酸氢铵与氟化氢水溶液分离以产生硫酸氢铵料流42和氟化氢水溶液料流44。例如，副产物分离器40可为蒸发器、真空干燥器、喷雾干燥器、过滤器、离心机、或它们的任何组合。另选地，在一些实施方案中，水解罐34和副产物分离器40可组合成单个单元。
氟化氢水溶液料流44将副产物分离器40流体地连接到HF浓缩器46。HF浓缩器46被配置为将水从氟化氢水溶液分离以形成浓缩的氟化氢料流48和废水料流50。HF浓缩器46可为例如包括一对蒸馏塔的变压蒸馏系统。来自浓缩的氟化氢料流48的浓缩的氟化氢可以被储存或供应到需要浓缩的氟化氢的另一工艺中。废水料流50可被再循环(未示出)至水解罐34或可被引导至废水处理设施(未示出)。
硫酸氢铵料流42将副产物分离器40流体地连接到中和罐52，在中和罐中硫酸氢铵与由氨输入料流54提供的氨混合。根据上述公式5的反应，氨与硫酸氢铵反应形成包含硫酸铵的硫酸铵料流56。硫酸铵是硫酸铵水溶液。
硫酸铵料流56将中和罐52流体地连接到硫酸铵干燥器/浓缩器58。硫酸铵干燥器/浓缩器58将水从硫酸铵水溶液分离出以产生浓缩的硫酸铵料流60和废水料流62。例如，硫酸铵干燥器/浓缩器58可为蒸发器、真空干燥器、喷雾干燥器、过滤器、离心机、或它们的任何组合。例如，浓缩的硫酸铵料流60中的浓缩硫酸铵可适于销售和用作肥料。在一些实施方案中，浓缩硫酸铵可以是固体形式。废水料流62可被再循环(未示出)至水解罐34或可被引导至废水处理设施(未示出)。
因此，图1所示的集成方法10提供了有效处理氟硫酸铵副产物以提高HFSI生产的总效率的集成方法。如图1中所述处理氟硫酸铵副产物提供商业上有用的副产物和/或环境友好的废产物。
图2是显示根据本公开的一些实施方案的用于连续处理在双(氟磺酰)亚胺生产中形成的氟硫酸铵副产物的另一个集成方法100的工艺流程图。如图2所示，方法100包括反应器12，该反应器被配置成连接到脲输入料流14和氟磺酸输入料流16。第一氟磺酸输入料流16中的氟磺酸为液体形式并且可被连续地泵送到反应器12中。另选地，氟磺酸输入料流16中的氟磺酸可按批次添加。脲输入料流14中的脲为固体形式，并且可通过例如固体输送系统(未示出)连续地提供给反应器12。另选地，输入料流14中的脲可按批次添加到反应器12。
反应器12可包括反应介质，向该反应介质中添加脲和氟磺酸。反应介质可包含氟磺酸。根据公式1的反应，将反应器12内的脲、氟磺酸和反应介质的混合物加热到反应温度，如上所述，以产生包含HFSI的粗产物料流18。二氧化碳可通过反应器排气口20从反应器12排出。反应器12被配置成例如通过流过热交换器或夹套反应器(未示出)的流体或通过电加热盘管(未示出)来维持反应温度。以此方式，反应器12被配置成产生包含HFSI、氟硫酸铵和氟磺酸的粗产物料流18。
粗产物料流18将反应器12流体地连接到第一分离器22。第一分离器22被配置成从粗产物料流18分离出氟硫酸铵以产生中间产物料流24和氟硫酸铵副产物料流26。例如，第一分离器22可为蒸发器、真空干燥器、喷雾干燥器、过滤器、离心机、或它们的任何组合。
中间产物料流24将第一分离器22流体地连接到第二分离器28。第二分离器28被配置成产生浓缩的产物料流30和再循环料流32。例如，第二分离器28可为蒸馏塔。浓缩的产物料流30包含的HFSI的浓度大于再循环料流32中的HFSI的浓度。再循环料流32流体地联接到反应器12。另选或地除此之外，再循环料流32可流体联接到反应介质再循环储罐(未示出)。可将再循环料流32引导到反应器12以用于连续操作，或者引导到反应介质再循环储罐以用于在稍后时间半间歇操作。
在图2所示的实施方案中，氟硫酸铵副产物料流26将第一分离器22流体地连接到水解/中和罐102，在水解/中和罐中氟硫酸铵副产物与由水输入料流104提供的水和由氢氧化钙输入料流106提供的氢氧化钙混合。将水解中和罐102内的氟硫酸铵副产物、水和氢氧化钙的混合物加热至如上所述的水解反应温度，以水解并中和氟硫酸铵、FSA和HFSI，从而根据上述公式2-4和6-9的反应形成包含氟化钙、硫酸钙、硫酸铵和硫酸氢铵的废物料流108，以及排气口110。排气口110中的任何氨可被引导至洗涤器(未示出)以进行中和，如本领域已知的。
仅包含环境可接受的废物产物的废物料流108可以经济地沉积在垃圾掩埋场中。另选地，废物料流108可被分离以供进一步使用，如上所述。因此，图2所示的集成方法100提供了有效处理氟硫酸铵副产物以提高HFSI生产的总效率的集成方法。如图2中所述处理氟硫酸铵副产物提供商业上有用的副产物和/或环境友好的废产物。
图1的系统10和图2的系统100可以连续模式或半间歇模式操作。
如本文所用，短语“在任意两个前述值之间限定的任意范围内”字面上是指任意范围可选自在此类短语之前列出的任意两个值，而无论这些值是在列表的较低部分中还是在列表的较高部分中。例如，一对值可选自两个较低值、两个较高值、或者较低值和较高值。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数，除非上下文中另外明确地指出其他情况。
关于不精确的术语，术语“约”和“大约”可互换使用，是指包括所述测量并且还包括合理接近所述测量的任何测量的测量。如相关领域的普通技术人员所理解和容易确定的，合理接近所述测量的测量值与所述测量值偏差相当小的量。例如，此类偏差可归因于测量误差或进行微小调整以优化性能。在确定相关领域的普通技术人员将不容易确定此类相当小的差值的值的情况下，术语“约”和“大约”可理解为是指所述值的±10％。
应当理解，上述说明仅仅是对本公开的例示。在不脱离本公开的情况下，本领域中的技术人员可设计出各种另选方案和修改形式。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求书的范围内的所有此类另选方案、修改形式和变型。
方面
方面1是一种用于处理氟硫酸铵副产物的方法。该方法包括提供主要包含氟硫酸铵以及较少量的氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺的氟硫酸铵副产物；将氟硫酸铵副产物与水混合；使氟硫酸铵副产物与水的混合物在水解反应温度下反应，以将氟硫酸铵、氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺水解，形成硫酸氢铵和氟化氢水溶液；以及从氟化氢水溶液中分离硫酸氢铵。
方面2是根据方面1所述的方法，还包括从氟化氢水溶液中分离水以形成浓缩的氟化氢。
方面3是根据方面2所述的方法，其中从氟化氢水溶液中分离水以形成浓缩的氟化氢包括变压蒸馏。
方面4为根据方面2或方面3所述的方法，其中浓缩的氟化氢为无水氟化氢。
方面5为根据方面1-4中任一项所述的方法，其中氟硫酸铵副产物中氟硫酸铵的浓度为氟硫酸铵副产物的50重量％至99.9重量％。
方面6为根据方面1-4中任一项所述的方法，其中氟硫酸铵副产物中氟硫酸铵的浓度为氟硫酸铵副产物的90重量％至99.9重量％。
方面7为根据方面1-6中任一项所述的方法，其中氟硫酸铵副产物基本上由氟硫酸铵、氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺组成。
方面8为根据方面1-7中任一项所述的方法，其中水解反应温度为约20℃至约200℃。
方面9为根据方面1-7中任一项所述的方法，其中水解反应温度为约40℃至约60℃。
方面10是根据方面1-9中任一项所述的方法，其中从氟化氢水溶液中分离硫酸氢铵包括真空干燥。
方面11为根据方面1-10中任一项所述的方法，还包括使硫酸氢铵与氨反应以形成硫酸铵。
方面12为根据方面11所述的方法，还包括干燥硫酸铵。
方面13为根据方面1-12中任一项所述的方法，其中该方法为连续方法。
方面14为根据方面1-12中任一项所述的方法，其中该方法为半间歇方法。
方面15为根据方面1-14中任一项所述的方法，其中该方法为还包括以下步骤的集成方法：提供包含氟磺酸和脲的溶液；使包含氟磺酸和脲的溶液在80℃至约170℃的反应温度下反应以产生包含双(氟磺酰)亚胺、氟磺酸和氟硫酸铵的粗产物；从粗产物中分离氟硫酸铵以产生具有比粗产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺的中间产物和氟硫酸铵副产物，氟硫酸铵副产物具有比粗产物更高浓度的氟硫酸铵；以及将中间产物分离成浓缩的产物和再循环产物，浓缩的产物包含比再循环产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺。
方面16为根据方面15所述的方法，还包括将再循环产物再循环回使包含氟磺酸和脲的溶液反应的步骤。
方面17为根据方面15或方面16中任一项所述的方法，其中将中间产物分离成浓缩的产物和再循环产物包括蒸馏中间产物。
方面18是一种用于处理氟硫酸铵副产物的方法。该方法包括：提供主要包含氟硫酸铵以及较少量的氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺的氟硫酸铵副产物；将氟硫酸铵副产物与水和碱混合；以及使氟硫酸铵副产物与水及碱的混合物在水解反应温度下反应，以将氟硫酸铵、氟磺酸及双(氟磺酰)亚胺水解并中和，形成包含氟化物、硫酸盐和硫酸氢铵的混合物。
方面19为根据方面18所述的方法，其中使氟硫酸铵副产物与水和碱的混合物反应还形成氨。
方面20为根据方面18或方面19所述的方法，其中碱包括氢氧化钙，所形成的氟化物包括氟化钙，并且所形成的硫酸盐包括硫酸钙。
方面21包括根据方面18或方面19所述的方法，其中碱包括氢氧化钠，所形成的氟化物包括氟化钠，并且所形成的硫酸盐包括硫酸钠。
方面22包括根据方面18或方面19所述的方法，其中碱包括氢氧化钾，所形成的氟化物包括氟化钾，并且所形成的硫酸盐包括硫酸钾。
方面23包括根据方面18或方面19所述的方法，其中碱包括氢氧化铵，所形成的氟化物包括氟化铵，并且所形成的硫酸盐包括硫酸铵。
方面24为根据方面18-23中任一项所述的方法，其中氟硫酸铵副产物中氟硫酸铵的浓度为氟硫酸铵副产物的50重量％至99.9重量％。
方面25为根据方面18-23中任一项所述的方法，其中氟硫酸铵副产物中氟硫酸铵的浓度为氟硫酸铵副产物的90重量％至99.9重量％。
方面26为根据方面18-25中任一项所述的方法，其中氟硫酸铵副产物基本上由氟硫酸铵、氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺组成。
方面27为根据方面18-26中任一项所述的方法，其中水解反应温度为约20℃至约200℃。
方面28为根据方面18-26中任一项所述的方法，其中水解反应温度为约40℃至约60℃。
方面29为根据方面18-28中任一项所述的方法，其中该方法为连续方法。
方面30为根据方面18-28中任一项所述的方法，其中该方法为半间歇方法。
方面31为根据方面18-30中任一项所述的方法，其中该方法为还包括以下步骤的集成方法：提供包含氟磺酸和脲的溶液；使包含氟磺酸和脲的溶液在80℃至约170℃的反应温度下反应以产生包含双(氟磺酰)亚胺、氟磺酸和氟硫酸铵的粗产物；从粗产物中分离氟硫酸铵以产生具有比粗产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺的中间产物和氟硫酸铵副产物，氟硫酸铵副产物具有比粗产物更高浓度的氟硫酸铵；以及将中间产物分离成浓缩的产物和再循环产物，浓缩的产物包含比再循环产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺。
方面32为根据方面31所述的方法，还包括将再循环产物再循环回使包含氟磺酸和脲的溶液反应的步骤。
方面33为根据方面31或方面32所述的方法，其中将中间产物分离成浓缩的产物和再循环产物包括蒸馏中间产物。
Claims (14)
1.一种用于处理氟硫酸铵副产物的方法，所述方法包括：
提供主要包含氟硫酸铵以及较少量的氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺的氟硫酸铵副产物；
将所述氟硫酸铵副产物与水混合；
使所述氟硫酸铵副产物与所述水的所述混合物在水解反应温度下反应，以将所述氟硫酸铵、所述氟磺酸和所述双(氟磺酰)亚胺水解，形成硫酸氢铵和氟化氢水溶液；以及
从所述氟化氢水溶液中分离所述硫酸氢铵。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述氟化氢水溶液中分离所述水以形成浓缩的氟化氢。
3.根据权利要求2所述的方法，其中从所述氟化氢水溶液中分离所述水以形成浓缩的氟化氢包括变压蒸馏。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述浓缩的氟化氢是无水氟化氢。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述氟硫酸铵副产物中的所述氟硫酸铵的浓度为所述氟硫酸铵副产物的50重量％至99.9重量％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述方法为还包括以下步骤的集成方法：
提供包含氟磺酸和脲的溶液；
使包含氟磺酸和脲的所述溶液在80℃至约170℃的反应温度下反应以产生包含双(氟磺酰)亚胺、氟磺酸和氟硫酸铵的粗产物；
从所述粗产物中分离所述氟硫酸铵以产生具有比所述粗产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺的中间产物和所述氟硫酸铵副产物，所述氟硫酸铵副产物具有比所述粗产物更高浓度的氟硫酸铵；以及
将所述中间产物分离成浓缩的产物和再循环产物，所述浓缩的产物包含比所述再循环产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺。
7.一种用于处理氟硫酸铵副产物的方法，所述方法包括：
提供主要包含氟硫酸铵以及较少量的氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺的氟硫酸铵副产物；
将所述氟硫酸铵副产物与水和碱混合；以及
使所述氟硫酸铵副产物与所述水及所述碱的所述混合物在水解反应温度下反应，以将所述氟硫酸铵、所述氟磺酸和所述双(氟磺酰)亚胺水解并中和，形成包含氟化物、硫酸盐和硫酸氢铵的混合物。
8.根据权利要求7所述的方法，其中使所述氟硫酸铵副产物与所述水和所述碱的所述混合物反应还形成氨。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中所述碱包括氢氧化钙，所形成的氟化物包括氟化钙，并且所形成的硫酸盐包括硫酸钙。
10.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中所述碱包括氢氧化钠，所形成的氟化物包括氟化钠，并且所形成的硫酸盐包括硫酸钠。
11.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中所述碱包括氢氧化钾，所形成的氟化物包括氟化钾，并且所形成的硫酸盐包括硫酸钾。
12.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中所述碱包括氢氧化铵，所形成的氟化物包括氟化铵，并且所形成的硫酸盐包括硫酸铵。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的方法，其中所述氟硫酸铵副产物基本上由氟硫酸铵、氟磺酸和双(氟磺酰)亚胺组成。
14.根据权利要求7-13中任一项所述的方法，其中所述方法为还包括以下步骤的集成方法：
提供包含氟磺酸和脲的溶液；
使包含氟磺酸和脲的所述溶液在80℃至约170℃的反应温度下反应以产生包含双(氟磺酰)亚胺、氟磺酸和氟硫酸铵的粗产物；
从所述粗产物中分离所述氟硫酸铵以产生具有比所述粗产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺的中间产物和所述氟硫酸铵副产物，所述氟硫酸铵副产物具有比所述粗产物更高浓度的氟硫酸铵；以及
将所述中间产物分离成浓缩的产物和再循环产物，所述浓缩的产物包含比所述再循环产物更高浓度的双(氟磺酰)亚胺。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163134883P | 2021-01-07 | 2021-01-07 | |
| US63/134,883 | 2021-01-07 | ||
| US17/554,977 US11772967B2 (en) | 2021-01-07 | 2021-12-17 | Integrated processes for treatment of an ammonium fluorosulfate byproduct of the production of bis (fluorosulfonyl) imide |
| US17/554,977 | 2021-12-17 | ||
| PCT/US2022/070021 WO2022150808A1 (en) | 2021-01-07 | 2022-01-04 | Integrated processes for treatment of an ammonium fluorosulfate byproduct of the production of bis(fluorosulfonyl) imide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116783140A true CN116783140A (zh) | 2023-09-19 |
Family
ID=82219396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280008255.5A Pending CN116783140A (zh) | 2021-01-07 | 2022-01-04 | 用于处理双(氟磺酰)亚胺生产的氟硫酸铵副产物的集成方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11772967B2 (zh) |
| EP (1) | EP4274807A1 (zh) |
| JP (1) | JP2024504275A (zh) |
| KR (1) | KR20230127238A (zh) |
| CN (1) | CN116783140A (zh) |
| MX (1) | MX2023007214A (zh) |
| WO (1) | WO2022150808A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115594280A (zh) * | 2022-11-08 | 2023-01-13 | 苏州淡林环境科技有限公司（Cn） | 一种含氟磺酸根废水预处理工艺 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4086419A (en) | 1976-02-24 | 1978-04-25 | National Starch And Chemical Corporation | Preparation of starch sulfate esters |
| JP5443118B2 (ja) | 2009-03-31 | 2014-03-19 | 三菱マテリアル株式会社 | ビス（フルオロスルホニル）イミド塩の製造方法、ビス（フルオロスルホニル）イミド塩及びフルオロ硫酸塩の製造方法、並びにビス（フルオロスルホニル）イミド・オニウム塩の製造方法 |
| JP5527993B2 (ja) | 2009-03-31 | 2014-06-25 | 三菱マテリアル株式会社 | ビス（フルオロスルホニル）イミドの製造方法 |
| JP5444453B2 (ja) | 2010-03-11 | 2014-03-19 | 三菱マテリアル株式会社 | ビス（フルオロスルホニル）イミドの製造方法 |
| JP5560136B2 (ja) | 2010-08-06 | 2014-07-23 | 三菱マテリアル株式会社 | ビス（フルオロスルホニル）イミドの製造方法 |
| CA2826747C (en) | 2011-02-10 | 2016-02-09 | Nippon Soda Co., Ltd. | Process for production of fluorosulfonylimide ammonium salt |
| KR20150061024A (ko) | 2011-03-03 | 2015-06-03 | 닛뽕소다 가부시키가이샤 | 플루오로술포닐이미드암모늄염의 제조 방법 |
| US8377406B1 (en) | 2012-08-29 | 2013-02-19 | Boulder Ionics Corporation | Synthesis of bis(fluorosulfonyl)imide |
| KR102115384B1 (ko) | 2012-11-16 | 2020-05-26 | 트리나프코 인크. | 테트라부틸암모늄 비스(플루오로술포닐)이미드 및 관련 염의 합성 |
| JP2014105115A (ja) | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Mitsubishi Materials Corp | 高純度ビス（フルオロスルホニル）イミドおよびその製造方法 |
| US8722005B1 (en) | 2013-07-26 | 2014-05-13 | Boulder Ionics Corporation | Synthesis of hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide |
| FR3014439B1 (fr) | 2013-12-05 | 2018-03-23 | Rhodia Operations | Procede de preparation de l'acide bis-fluorosulfonylimide et de ses sels. |
| KR101687374B1 (ko) | 2016-06-07 | 2016-12-16 | 카보텍재료개발주식회사 | 디플루오로술포닐 이미드 또는 그 염의 제조 방법 |
| CN109264682B (zh) | 2017-07-18 | 2019-11-29 | 九江天赐高新材料有限公司 | 一种高纯度二氟磺酰亚胺的制备方法 |
| CN107986248B (zh) | 2017-11-17 | 2021-11-26 | 南京红太阳生物化学有限责任公司 | 一种双氟磺酰亚胺的制备方法 |
| CN108975292A (zh) | 2018-09-17 | 2018-12-11 | 九江天赐高新材料有限公司 | 一种双氟磺酰亚胺类化合物的制备方法 |
| CN109264683B (zh) | 2018-10-16 | 2021-07-27 | 广州理文科技有限公司 | 一种双（氟磺酰）亚胺的提取与纯化方法 |
| CN109592655B (zh) | 2019-01-17 | 2020-07-28 | 联化科技股份有限公司 | 一种催化氟化高效制备双氟磺酰亚胺的方法 |
| US10734664B1 (en) | 2019-03-01 | 2020-08-04 | Ses Holdings Pte. Ltd. | Purified hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide (HFSI) products, methods of purifying crude HFSI, and uses of purified HFSI products |
| CN110436424A (zh) | 2019-07-04 | 2019-11-12 | 湖南福邦新材料有限公司 | 一种双氟磺酰亚胺及双氟磺酰亚胺锂的制备方法 |
| CN112340713A (zh) | 2020-11-23 | 2021-02-09 | 泰兴华盛精细化工有限公司 | 一种双氟代磺酰亚胺的提纯方法 |
-
2021
- 2021-12-17 US US17/554,977 patent/US11772967B2/en active Active
-
2022
- 2022-01-04 WO PCT/US2022/070021 patent/WO2022150808A1/en active Application Filing
- 2022-01-04 KR KR1020237022009A patent/KR20230127238A/ko unknown
- 2022-01-04 EP EP22737327.1A patent/EP4274807A1/en active Pending
- 2022-01-04 CN CN202280008255.5A patent/CN116783140A/zh active Pending
- 2022-01-04 MX MX2023007214A patent/MX2023007214A/es unknown
- 2022-01-04 JP JP2023539853A patent/JP2024504275A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220212929A1 (en) | 2022-07-07 |
| EP4274807A1 (en) | 2023-11-15 |
| KR20230127238A (ko) | 2023-08-31 |
| JP2024504275A (ja) | 2024-01-31 |
| WO2022150808A1 (en) | 2022-07-14 |
| MX2023007214A (es) | 2023-06-26 |
| US11772967B2 (en) | 2023-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0337712B1 (en) | Method of production of high purity silica and ammonium fluoride | |
| KR101873933B1 (ko) | 탄산리튬을 이용한 수산화리튬의 제조방법 | |
| EP0093466B1 (en) | Process for the preparation of urea | |
| AU654790B2 (en) | Process for the production of phosphoric acid and hydrogen fluoride from phosphate rock and fluosilicic acid | |
| US11772967B2 (en) | Integrated processes for treatment of an ammonium fluorosulfate byproduct of the production of bis (fluorosulfonyl) imide | |
| CN1156394C (zh) | 氟化合物和二氧化硅的生产方法 | |
| CN110668401B (zh) | 一种高盐废酸的无害化处置及资源化利用方法 | |
| US3840639A (en) | Method for the production of fluoride-free potassium phosphates | |
| US4213951A (en) | Recovery of hydrofluoric acid from fluosilicic acid with high pH hydrolysis | |
| CN112320824A (zh) | 一种六氟磷酸锂生产方法 | |
| US5853685A (en) | Process for the production of high purity silica from waste by-product silica and hydrogen fluoride | |
| US3914398A (en) | Process for making anhydrous hydrogen fluoride from fluosilicic acid | |
| US4062929A (en) | Production of hydrogen fluoride | |
| CN111017930A (zh) | 一种去除氟硅酸中碘的方法 | |
| CN112645287A (zh) | 一种含氟硫酸的回收利用方法 | |
| JPH05254829A (ja) | フッ化カルシウム回収装置 | |
| CN114901590B (zh) | 用于生产双(氟磺酰)亚胺的集成方法 | |
| JPH05382B2 (zh) | ||
| KR930007411B1 (ko) | 불소화합물을 함유한 에칭폐액의 처리방법 및 불화암모늄의 제조방법 | |
| US20220242731A1 (en) | Sulfamyl fluoride compositions and processes for making sulfamyl fluoride compositions | |
| CN220090988U (zh) | 一种六氟磷酸锂含氟尾气回收利用的生产线 | |
| CN116605856A (zh) | 利用磷化工副产含氟尾气降低湿法磷酸中镁铝杂质的方法 | |
| WO2023136195A1 (ja) | 水酸化リチウムの製造方法 | |
| WO2003074424A1 (en) | A cyclic process for continuously producing potassium sulphate and potassium sulphate produced thereby | |
| JPH10338514A (ja) | 燐酸製造プロセスからＳｉＦ４を製造する方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |