專利名稱：一種乙酸乙酯脫水除雜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及到一種乙酸乙酯(EA)脫水除雜方法。
背景技術(shù)：
乙酸乙酯(EA)是一類重要的有機溶劑和有機化工基本原料，廣泛用于有機合成、 油漆涂料、醫(yī)藥、香料、粘接劑等行業(yè)；近幾年隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，乙酸乙酯新用途得 到不斷開發(fā)，目前高純乙酸乙酯已成功運用于鋰離子電池電解液中，可有效改善電池的低 溫性能，解決了電池在低溫狀態(tài)下的容量發(fā)揮問題。隨著鋰電行業(yè)的崛起，EA的用量也逐 漸增大，預(yù)計未來幾年國內(nèi)市場對乙酸乙酯的需求量將保持在10%左右的增長率。目前鋰離子電池在筆記本電腦、手機等移動電子終端設(shè)備領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，并逐 步開始應(yīng)用于電動自行車、電動汽車、電動工具、礦燈等領(lǐng)域，添加高純乙酸乙酯的功能型 電解液的用量將會越來越大。而市場上多為工業(yè)級原料，其純度達(dá)不到高品質(zhì)電池級的使 用要求，其中的微量雜質(zhì)嚴(yán)重降低了鋰離子電池的性能，必須經(jīng)過精制，將EA的純度提高 至99. 95%以上，才能應(yīng)用于鋰離子電池，因此乙酸乙酯的精制具有廣闊發(fā)展前景。目前，眾 多電解液生產(chǎn)廠家都采取的精餾的方式對EA進(jìn)行提純，不管是常壓精餾還是減壓精餾的 提純方法，據(jù)統(tǒng)計，這種方法進(jìn)行提純要得到電池級EA，收率不到80%，并且整個工藝時間 長，在電解液生產(chǎn)過程中增加了一定的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，利用一種新的技術(shù)對EA進(jìn)行高效、快速、 低耗地提純(收率可以提高到90%以上)。得到了高純的乙酸乙酯，在鋰離子電池上應(yīng)用， 不但不影響電池的初始容量發(fā)揮和循環(huán)性能，也不腐蝕電池的正極材料，而且在-20°C不結(jié) 晶，達(dá)到了低溫使用要求，為乙酸乙酯在鋰離子電池及其他高端領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了通道，實 現(xiàn)了低溫鋰離子電解液的產(chǎn)業(yè)化。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。1、為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是在所述的碳酸乙烯酯中加入不溶 于碳酸乙烯酯又能吸附其中水分、醇類、醛類、酸類及其小分子雜質(zhì)的除雜劑；除雜劑可以 是3A、4A、5A、10X、13X等球狀低鈉型分子篩、活性氧化鋁、活性炭、硅膠、氧化鈣、氯化鈣等 其中的一種或幾種。除雜劑的加入量為乙酸乙酯(EA)量的39Γ30%，整個過程溫度控制在 2(T60°C，時間為Γ10小時。2、工藝流程。小試在密閉的干燥室中(水分< 50ppm、氧份< 50ppm)中進(jìn)行實驗，將乙酸乙酯 (EA)置入不銹鋼的鋼瓶中(鋼瓶用充高純氬氣抽真空置換三次)，加入定量的除雜劑，密封 后搖晃5分鐘，使乙酸乙酯(EA)和除雜劑充分接觸，靜置廣5小時后再搖晃5分鐘，取樣分 析處理后的乙酸乙酯(EA)水分、純度及雜質(zhì)。上述過程溫度控制在2(T6(TC左右，時間為 Γ10小時，取樣檢測達(dá)到要求后將除雜劑和乙酸乙酯(EA)過濾后即得到高品質(zhì)要求的乙酸乙酯(EA)，其中除雜劑的加入量占EA重量的3% 30% ；優(yōu)化為10% 20%。大試見圖1，將乙酸乙酯(EA)打入產(chǎn) 品罐中，開啟循環(huán)泵使EA混合均勻，在除雜 柱中加入除雜劑，加入量占EA重量的3% 30%，優(yōu)化為10% 20%。用不銹鋼管道將產(chǎn)品罐和除雜柱密封相連，用循環(huán)系統(tǒng)使EA不斷的在除雜柱和 產(chǎn)品罐之間循環(huán)，循環(huán)廣10個小時后取樣分析水分、純度及醇類雜質(zhì)。上述過程要求除 雜柱的溫度最好控制在2(T60°C，最優(yōu)化控制在25 35°C ；要求產(chǎn)品罐的溫度最好控制在 2(T6(TC，最優(yōu)化控制在2(T3(TC ；整個循環(huán)過程壓力要求控制在0. 0Γ0. 3Mpa，最優(yōu)化控制 在 0.05 0. 2Mpa。本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果是在乙酸乙酯(EA)中加入除雜劑，并且除雜劑含量占 EA重量的3% 30%，可以高效、快速、低耗地對乙酸乙酯(EA)進(jìn)行提純，從而達(dá)到提質(zhì)降 本的目的。


圖1為乙酸乙酯(EA)大試簡圖。圖2為乙酸乙酯(EA)原料氣相色譜分析圖。圖3為乙酸乙酯(EA)除雜后氣相色譜分析圖。
具體實施例方式下面以具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不受下述實施例的限定。實施例1。乙酸乙酯(EA)，純度為99. 90%，水分104ppm。取上述EA 500g，加入15%的5A分 子篩，于25°C處理3小時，處理后水分為6. 3ppm (采用Metrohm KF-831型(瑞士萬通)庫侖 水分測試儀測定)，純度為99. 97%，(采用GC-3900型(美國瓦里安)氣象色譜儀測定)；處理 方法為將乙酸乙酯(EA)打入產(chǎn)品罐中，開啟循環(huán)泵使EA混合均勻，在除雜柱中加入除雜 齊U，用不銹鋼管道將產(chǎn)品罐和除雜柱密封相連，用循環(huán)系統(tǒng)使EA不斷的在除雜柱和產(chǎn)品罐 之間循環(huán)，循環(huán)3個小時后取樣分析水分、純度及醇類雜質(zhì)。上述過程要求除雜柱的溫度最 好控制在25°C，要求產(chǎn)品罐的溫度最優(yōu)化控制在2(T30°C ；整個循環(huán)過程壓力要求控制在 0. ΟΓΟ. 3Mpa，最優(yōu)化控制在 0. 05 0. 2Mpa。實施例2。乙酸乙酯(EA)，純度為99. 89%，取上述EA 500g，加入5%的4A分子篩、3%的活性 炭、5%的5A分子篩，于20°C處理5小時，處理后水分為7. 4ppm (采用Metrohm KF-831型 (瑞士萬通)庫侖水分測試儀測定)，純度為99. 95%，采用GC-3900型(美國瓦里安)氣象色譜 儀測定)；處理方法為將乙酸乙酯(EA)打入產(chǎn)品罐中，開啟循環(huán)泵使EA混合均勻，在除雜 柱中加入除雜劑，用不銹鋼管道將產(chǎn)品罐和除雜柱密封相連，用循環(huán)系統(tǒng)使EA不斷的在除 雜柱和產(chǎn)品罐之間循環(huán)，循環(huán)5個小時后取樣分析水分、純度及醇類雜質(zhì)。上述過程要求除 雜柱的溫度最優(yōu)化控制在25 35°C ；要求產(chǎn)品罐的溫度優(yōu)化控制在2(T30°C ；整個循環(huán)過程 壓力要求控制在0. ΟΓΟ. 3Mpa，最優(yōu)化控制在0. 05、. 2Mpa。實施例3。乙酸乙酯(EA)，純度為99. 94%，水分53ppm。取上述EA 500g，加入5%的硅鋁酸鹽、5%的5A分子篩和5%的13X分子篩，于25°C處理2小時，處理后水分為5. 7ppm (采用 Metrohm KF-831型(瑞士萬通)庫侖水分測試儀測定)，純度為99. 98% (采用GC-3900型(美 國瓦里安)氣象色譜儀測定)；處理方法為將乙酸乙酯(EA)打入產(chǎn)品罐中，開啟循環(huán)泵使 EA混合均勻，在除雜柱中加入除雜劑，用不銹鋼管道將產(chǎn)品罐和除雜柱密封相連，用循環(huán)系 統(tǒng)使EA不斷的在除雜柱和產(chǎn)品罐之間循環(huán)，循環(huán)2個小時后取樣分析水分、純度及醇類雜 質(zhì)。上述過程要求除雜柱的溫度最優(yōu)化控制在25 35°C ；要求產(chǎn)品罐的溫度最優(yōu)化控制在 20^300C ；整個循環(huán)過程壓力要求控制在0. ΟΓΟ. 3Mpa，最優(yōu)化控制在0. 05、. 2Mpa。 實施例4。采用工業(yè)設(shè)備進(jìn)行大試，乙酸乙酯(EA)，純度為99. 89%，水分46ppm。向產(chǎn)品罐中 打入已經(jīng)液化的EAlOOOKg，向除雜柱中加入10%的4A分子篩和5%的5A分子篩，開啟循環(huán) 泵循環(huán)3個小時后取樣分析，處理后水分為5. Sppm (采用Metrohm KF-831型(瑞士萬通)庫 侖水分測試儀測定)，純度為99. 96%，(采用GC-3900型(美國瓦里安)氣象色譜儀測定)處理 方法為將乙酸乙酯(EA)打入產(chǎn)品罐中，開啟循環(huán)泵使EA混合均勻，在除雜柱中加入除雜 齊U，用不銹鋼管道將產(chǎn)品罐和除雜柱密封相連，用循環(huán)系統(tǒng)使EA不斷的在除雜柱和產(chǎn)品罐 之間循環(huán)，循環(huán)3個小時后取樣分析水分、純度及醇類雜質(zhì)。上述過程要求除雜柱的溫度最 優(yōu)化控制在25 35°C ；要求產(chǎn)品罐的溫度最優(yōu)化控制在2(T30°C ；整個循環(huán)過程壓力要求控 制在0. 0Γ0. 3Mpa，最優(yōu)化控制在0. 05 0. 2Mpa。最終產(chǎn)品的性能測試。1、在干燥室用不銹鋼瓶取500g碳酸乙烯酯(EA)，檢測其水分、純度及醇類雜質(zhì)含 量(見圖2)，向鋼瓶中加入10%5A分子篩及5%13X分子篩進(jìn)行處理(純度及雜質(zhì)結(jié)果見圖 3)，處理前后乙酸乙酯(EA)的水分、純度變化見表1。
表1乙酸乙酯(EA處理前后對比
ι-；-\-r
水分(ppm) 純度(％) ’ 處理前 EA98 I 99.88
處理后 EA7.799.93從表1可以看出，本發(fā)明的EA脫水除雜的方法快捷簡便，易于操作，且得到的產(chǎn)品 滿足高品質(zhì)電池級的要求。2、用同一批次的乙酸乙酯(EA) 2000Kg，液化后平均分兩批按不同工藝進(jìn)行處理 工藝1，用傳統(tǒng)的減壓精餾的方式進(jìn)行脫水、除雜提純；工藝2，用本發(fā)明的脫水除雜方法進(jìn) 行處理。表2是兩種工藝處理的對比結(jié)果。表2 兩種工藝處理的對比結(jié)果 處理方式水分(ppm)純度(％)收率(％) 工藝 1(5.199,9878
權(quán)利要求
1.一種乙酸乙酯脫水除雜方法，其特征在于在乙酸乙酯中加入不溶于乙酸乙酯又能 吸附其中水分、醇類、醛類、羧酸類及其小分子雜質(zhì)的除雜劑；所述的除雜劑為3A、4A、5A、 10X、13X球狀低鈉型分子篩、活性氧化鋁、活性炭、硅膠、氧化鈣、氯化鈣其中的一種或幾種； 除雜劑的加入量為乙酸乙酯量的3% 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙酸乙酯脫水除雜方法，其特征在于其中除雜劑的加 入量占乙酸乙酯重量的10% 20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙酸乙酯脫水除雜方法，其特征在于除雜步驟如下將 乙酸乙酯打入產(chǎn)品罐中，開啟循環(huán)泵使乙酸乙酯混合均勻，在除雜柱中加入除雜劑，用不銹 鋼管道將產(chǎn)品罐和除雜柱密封相連，用循環(huán)系統(tǒng)使乙酸乙酯不斷的在除雜柱和產(chǎn)品罐之間 循環(huán)，循環(huán)1 10個小時后取樣分析水分、純度及醇類雜質(zhì)；整個除雜過程除雜柱溫度為 20 60°C，產(chǎn)品罐溫度為20 60°C，除雜時間為1 10小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種乙酸乙酯脫水除雜方法，其特征在于整個除雜過程除 雜柱的溫度為25 ;35°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種乙酸乙酯脫水除雜方法，其特征在于整個過程產(chǎn)品罐 溫度為20 30°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種乙酸乙酯脫水除雜方法，其特征在于整個循環(huán)過程壓 力控制在0.01 0. 3Mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種乙酸乙酯脫水除雜方法，其特征在于整個循環(huán)過程壓 力控制在0. 05 0. 2Mpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種乙酸乙酯(EA)脫水除雜方法。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是在所述的乙酸乙酯中加入不溶于乙酸乙酯又能吸附其中水分、醇類、醛類、酸類及其小分子雜質(zhì)的除雜劑；除雜劑可以是3A、4A、5A、10X、13X等球狀低鈉型分子篩、活性氧化鋁、活性炭、硅膠、氧化鈣、氯化鈣等其中的一種或幾種。除雜劑的加入量為乙酸乙酯(EA)量的3%~30%，整個過程溫度控制在20~60℃，時間為1~10小時。用本發(fā)明提純方法得到的高純的乙酸乙酯，在鋰離子電池上應(yīng)用，不但不影響電池的初始容量發(fā)揮和循環(huán)性能，也不腐蝕電池的正極材料，而且在-20℃不結(jié)晶，達(dá)到了低溫使用要求，為乙酸乙酯在鋰離子電池及其他高端領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了通道，實現(xiàn)了低溫鋰離子電解液的產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號C07C67/56GK102070444SQ201010598729
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者侯濤, 王超 申請人:東莞市杉杉電池材料有限公司