[发明专利]一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法

说明书

技术领域

本发明属于锂电池电解液添加剂的制造领域，具体涉及一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法。

背景技术

碳酸亚乙烯酯(vinylene carbonate，简称VC)作为一种非常成功的锂电池电解液添加剂，也可以用于聚合物行业。VC可聚合得到高分子量的聚碳酸亚乙烯酯，进一步可转化为与生物有机体相容性好的无毒的生物医学用聚合物聚羟基甲撑。VC还可以作为化工原料和多数二烯类化合物发生Diels-Alder反应，再经水解、脱水生成精细化工中间体芳香族化合物，因此VC在有机合成领域也具有良好的应用前景。

目前，工业上VC常用的合成方法如下：

1、在溶剂如(碳酸二甲酯或甲基叔丁基醚等)中，三乙胺(TEA)和氯代碳酸乙烯酯(CEC)反应，CEC脱去氯化氢生成碳酸亚乙烯酯(VC)。混合物通过过滤等方法除去不溶的三乙胺盐酸盐，得到含VC和溶剂的碳酸亚乙烯酯粗品；

2、步骤1生成的含VC的粗品依次通过粗精馏、精馏，除去溶剂和未反应的原料等，得到纯度较高的碳酸亚乙烯酯(VC)。

第1步反应是典型的脱卤化氢反应。三乙胺作为脱卤化氢试剂与CEC反应迅速。特别的是，三乙胺会和生成的VC会进一步反应生成聚合物，导致VC的损失和收率的降低。所以加入三乙胺的量需严格控制。但不管如何控制，粗品的VC中总是含有一定数量的VC的聚合物。

在第2步过程中，由于精馏过程需要将VC汽化，通常是在负压且较高温度(60℃以上)条件下进行。而在较高温度下，VC会发生一定程度的自聚合产生聚合物，这类聚合物因聚合程度不同而呈现焦油状、沥青状甚至焦状。特别是在粗精馏工序的后期，由于溶剂的挥发和聚合度的上升，粗精馏釜底部形成粘度较大的数量较多的沥青状物(主要是VC的聚合物)，既导致碳酸亚乙烯酯(VC)的损失，还影响了釜壁的传热，导致精馏传热的效率下降。特别是高度聚合的焦状的聚合物，甚至在原来的溶剂如DMC中也难以溶解。

并且，通常，精馏后期随着高沸物含量的增加，釜内混合物的VC更加难以蒸发，需要提高釜温。釜温的提高会导致VC的聚合加快，放热速度增加，会进一步加快聚合。而此时釜内物料数量较少，对热量的缓冲能力弱。这种自激式的聚合容易导致釜内物料迅速聚合并大量放热，压力上升，设备发生冲温失控(俗称“飞温”)，严重时会导致安全事故。因此，如何减少VC的聚合并且防范设备升温失控变得非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中生产碳酸亚乙烯酯时收率低、生产效率低、安全风险高的问题，提供一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种碳酸亚乙烯酯的提纯方法，包括在粗精馏容器内对碳酸亚乙烯酯粗品进行粗精馏；待粗精馏容器内的液位降低至开始进行粗精馏时初始液位的1/10～1/5时，向粗精馏容器内加入对粘稠的碳酸亚乙烯酯聚合物具有溶解能力，并且常压下沸点高于碳酸亚乙烯酯15℃以上的有机溶剂，进行搅拌，并继续进行粗精馏。

进一步的，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

进一步的，所述有机溶剂为碳酸丙烯酯。

进一步的，所述有机溶剂的添加量与所述粗精馏容器内残余液体的体积比为3:1～1:3。

进一步的，所述有机溶剂的添加量与所述粗精馏容器内残余液体的体积比为2:1～1:2。

进一步的，在碳酸亚乙烯酯粗精馏完成后，还包括升高粗精馏容器内温度，并继续进行粗精馏，将有机溶剂蒸出的步骤。

由于采用以上技术方案，本申请的有益之处在于：

1、本发明利用特定的有机溶剂(碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯或N-甲基吡咯烷酮)对VC合成中生成的焦油状物进行溶解，防止了焦油状聚合物在釜壁上结焦碳化带来的导热不良等问题；

2、通过添加上述特定的有机溶剂，稀释了粗精馏容器内液相中VC的浓度，减少了VC在精馏过程中伴生的聚合反应，在提高了VC精馏收率的同时，降低了VC聚合放热带来的设备冲温失控的风险，使得整个生产过程更加安全和经济；

3、添加的上述特定的有机溶剂使粗精馏的最终废液保持流动态，有利于出料清空和釜内清理；

4、焦状物溶解之后，废液易于焚烧处理，环保处理比固体废弃物更经济，对环境的不良影响减少；

5、生产过程中未增加新的设备，且添加的有机溶剂可以部分循环使用，一举多得。

具体实施方式