一種三氟甲基亞磺酸提純方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種三氟甲基亞磺酸提純方法，包括混合攪拌三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品、無(wú)水硫酸鎂及溶劑，攪拌抽濾，濾液收集，濾餅加回到原攪拌反應(yīng)釜中，繼續(xù)加入溶劑，攪拌抽濾，濾液收集，匯總所有過(guò)濾液及淋洗的濾液溶液并液置于釜中，減壓蒸干，回收溶劑，加入去離子水，得三氟甲基亞磺酸鈉水溶液；然后送干燥器進(jìn)行噴霧干燥，得含量大于95％的三氟甲基亞磺酸鈉粉末產(chǎn)品。本發(fā)明通過(guò)使用溶劑從三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品中萃取出高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，脫除溶劑后得到無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽的高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求。
【專利說(shuō)明】
_種三氟甲基亞橫酸提純方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明的主題是三氟甲基亞磺酸的提純方法。
[0002]本發(fā)明旨在制備高純度的三氟甲基亞磺酸鹽，并且更特別地制備三氟甲基亞磺酸的堿金屬鹽。
【背景技術(shù)】
[0003]我國(guó)大城市的大氣污染已不能忽視，油汽車排放是主要污染源之一，我國(guó)已有16個(gè)城市被列入全球大氣污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市之中。我國(guó)現(xiàn)今汽車的擁有量是每1000人平均10輛汽車，且持有量將成10倍地增加，因而為了節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，電動(dòng)汽車將會(huì)慢慢成為汽車發(fā)展的一種趨勢(shì)和必然。開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車，其最大的技術(shù)瓶頸還是車載化學(xué)電源。車載電源系統(tǒng)已經(jīng)被國(guó)家定位為新能源汽車的核心技術(shù)，“十二五”期間鋰電池的發(fā)展中國(guó)已經(jīng)把它列為了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。電解液是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)之一，號(hào)稱鋰離子電池的“血液”，在電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽(目前主要是六氟磷酸鋰，LiPF6)、必要的添加劑等原料，在一定條件下，按一定比例配制而成的。電解質(zhì)的選用對(duì)鋰離子電池的性能影響非常大，它必須是化學(xué)穩(wěn)定性能好尤其是在較高的電位下和較高溫度環(huán)境中不易發(fā)生分解，具有較高的離子導(dǎo)電率(>10—3S/cm)，而且對(duì)陰陽(yáng)極材料必須是惰性的、不能侵腐它們。雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(C2F6LiN04S2)是一種鋰離子電池中應(yīng)用的新型有機(jī)電解質(zhì)鋰鹽，具有較高的電化學(xué)穩(wěn)定性和電導(dǎo)率。而且在較高的電壓下對(duì)鋁集流體沒(méi)有腐蝕作用。其配成的電解質(zhì)溶液。電導(dǎo)率可達(dá)1.0\10—28/6111，在-30°(:下電導(dǎo)率還在10—38/011以上。與傳統(tǒng)電解質(zhì)1^??6相比有以下優(yōu)勢(shì):改善SEI膜、穩(wěn)定正負(fù)極界面、不與水反應(yīng)、可以抑制氣體生成，不會(huì)產(chǎn)生電池的氣脹問(wèn)題、改善循環(huán)性能，高溫性能及存儲(chǔ)性能。
[0004]三氟甲基亞磺酸鈉(CF3Na02S)是生產(chǎn)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰的主要原料，其生產(chǎn)方法主要為在高壓釜中，以三氟溴甲烷為原料、保險(xiǎn)粉為脫鹵劑，以磷酸二氫鈉為中和劑，同時(shí)加入水、乙腈，在高壓下反應(yīng)合成獲得的。目前三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品的含量?jī)H為60-70 %，其中雜質(zhì)主要為磷酸氫二鈉、溴化鈉、亞硫酸鈉等無(wú)機(jī)鹽，由于其難以提純，現(xiàn)市場(chǎng)上無(wú)高含量的三氟甲基亞磺酸鈉出售。雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰的生產(chǎn)，需要不含無(wú)機(jī)鹽，尤其不含溴離子的高含量的三氟甲基亞磺酸鈉。如中國(guó)專利號(hào)為200880118035.8公開(kāi)了一種制備三氟甲基亞磺酸的方法，其雖然能制備出高純度三氟甲基亞磺酸，但是其使用較多的無(wú)機(jī)鹽，難以提純，導(dǎo)致制備過(guò)程復(fù)雜，，制備效率低下。所采用的制取設(shè)備及制備原料較多，制備成本較高，并且浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，不適合大規(guī)模推廣使用。
[0005]因此亟需開(kāi)發(fā)一種能滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)需要，并具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品的提純方法，即一種三氟甲基亞磺酸提純方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1、要解決的問(wèn)題
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其通過(guò)使用溶劑從三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品中萃取出高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，脫除溶劑后得到無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽的高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求。
[0008]2、技術(shù)方案
[0009]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]所述的一種三氟甲基亞磺酸提純方法，所述提純方法包括如下步驟:
[0011](I)向攪拌反應(yīng)釜中依次加入干燥的三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品和無(wú)水硫酸鎂；
[0012]⑵再向所述攪拌反應(yīng)釜中加入溶劑，在20-30°C條件下攪拌0.5-1.0h，放出溶液進(jìn)行抽濾，收集抽濾獲得的濾液，并將濾餅放回到原攪拌反應(yīng)釜中；
[0013](3)重復(fù)操作所述步驟(2)至少一次；
[0014](4)在裝有濾餅的攪拌反應(yīng)釜中，再加入溶劑，在20_30°C條件下攪拌0.5-1.0h，放出溶液進(jìn)行抽濾，濾餅用少量的溶劑淋洗后，去除濾餅；
[0015](5)將所述步驟(4)抽濾后所得濾液和淋洗后的濾液置于攪拌反應(yīng)釜中，減壓蒸干，回收溶劑，并將去離子水加入攪拌反應(yīng)釜釜中，將三氟甲基亞磺酸鈉固體溶解，得三氟甲基亞磺酸鈉水溶液；
[0016](6)將所得的三氟甲基亞磺酸鈉水溶液送至干燥器中進(jìn)行噴霧干燥，即得質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量大于95 %的三氟甲基亞磺酸鈉粉末產(chǎn)品。
[0017]優(yōu)選地，步驟(I)和步驟(2)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品、無(wú)水硫酸鎂和溶劑的質(zhì)量比為15:1:25。
[0018]優(yōu)選地，步驟(4)中所述溶劑的用量為步驟(2)中所用溶劑用量的0.6倍。
[0019]優(yōu)選地，步驟(I)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量為60-70%。
[0020]優(yōu)選地，所述溶劑為乙酸乙酯或乙腈。
[0021]優(yōu)選地，步驟(5)中所述去離子水的加入量為步驟(I)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品加入量的3-4倍。
[0022 ]優(yōu)選地，所述步驟(3)中重復(fù)操作所述步驟(2)優(yōu)選為一次。
[0023]3、有益效果
[0024]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0025](I)本發(fā)明使用溶劑從三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品中萃取出高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，脫除溶劑后得到無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽的高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求；
[0026](2)本發(fā)明所述提純方法成本低，收率高，三氟甲基亞磺酸鈉產(chǎn)品含量高達(dá)95%以上，且所提純產(chǎn)品中無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽，能滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求，亦可滿足氟蟲(chóng)腈的生產(chǎn)要求；
[0027](3)本發(fā)明所述提純方法不僅能制備出高純度三氟甲基亞磺酸，滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求，且所提純產(chǎn)品中無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽，所采用的提純?cè)O(shè)備及提純?cè)铣杀镜停⑶胰軇┛梢匝h(huán)利用，減少浪費(fèi)，還具有操作方法簡(jiǎn)單、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、制備效率高的優(yōu)點(diǎn)，適合大規(guī)模推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。
[0029]一種三氟甲基亞磺酸提純方法，所述提純方法包括如下步驟:
[0030](I)向攪拌反應(yīng)釜中依次加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量為60-70%的干燥三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品和無(wú)水硫酸鎂；
[0031](2)再向所述攪拌反應(yīng)釜中加入溶劑，在20-30 °C條件下攪拌0.5_1.0h，放出溶液進(jìn)行抽濾，收集抽濾獲得的濾液，并將濾餅放回到原攪拌反應(yīng)釜中；
[0032 ] (3)重復(fù)操作所述步驟(2)至少一次；
[0033](4)在裝有濾餅的攪拌反應(yīng)釜中，再加入溶劑，在20_30°C條件下攪拌0.5-1.0h，放出溶液進(jìn)行抽濾，濾餅用少量的溶劑淋洗后，去除濾餅；
[0034](5)將所述步驟(4)抽濾后所得濾液和淋洗后的濾液置于攪拌反應(yīng)釜中，減壓蒸干，回收溶劑，并將去離子水加入攪拌反應(yīng)釜釜中，將三氟甲基亞磺酸鈉固體溶解，得三氟甲基亞磺酸鈉水溶液；
[0035](6)將所得的三氟甲基亞磺酸鈉水溶液送至干燥器中進(jìn)行噴霧干燥，即得質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于95%的三氟甲基亞磺酸鈉粉末產(chǎn)品。
[0036]值得注意的是，步驟(I)和步驟(2)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品、無(wú)水硫酸鎂和溶劑的質(zhì)量比為15:1:25。步驟(4)中所述溶劑的用量為步驟(2)中所用溶劑用量的0.6倍。所述溶劑為乙酸乙酯或乙腈。步驟(5)中所述去離子水的加入量為步驟(I)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品加入量的3-4倍。所述步驟(3)中重復(fù)操作所述步驟(2)優(yōu)選為一次。
[0037]實(shí)施例1
[0038]在一個(gè)裝有攪拌器的2000ml三口燒瓶中，加入60-70%三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品300g，無(wú)水硫酸鎂20g，乙酸乙酯溶劑500g，20-30°C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅放回到燒瓶中，向燒瓶中加入500g乙酸乙酯溶劑，在20-30 °C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅再放回到燒瓶中，再加入300g乙酸乙酯溶劑，在20-30°C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅用少量的乙酸乙酯溶劑淋洗，去除濾餅，匯集三次過(guò)濾液及淋洗的濾液溶液，用旋蒸負(fù)壓蒸干，回收乙酸乙酯溶劑，循環(huán)使用，將100g去離子水加入釜中，將三氟甲基亞磺酸鈉固體溶解，得三氟甲基亞磺酸鈉水溶液，三氟甲基亞磺酸鈉水溶液送干燥器進(jìn)行噴霧干燥，得含量95 %以上的三氟甲基亞磺酸鈉產(chǎn)品。
[0039]基于上述，本發(fā)明使用溶劑從三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品中萃取出高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，脫除溶劑后得到無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽的高含量的三氟甲基亞磺酸鈉，滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求;本發(fā)明所述提純方法成本低，收率高，三氟甲基亞磺酸鈉產(chǎn)品含量高達(dá)95%以上，且所提純產(chǎn)品中無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽，能滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求，亦可滿足氟蟲(chóng)腈的生產(chǎn)要求;其不僅能制備出高純度三氟甲基亞磺酸，滿足鋰離子電池電解質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰生產(chǎn)要求，且所提純產(chǎn)品中無(wú)溴離子等無(wú)機(jī)鹽，所采用的提純?cè)O(shè)備及提純?cè)铣杀镜?，并且溶劑可以循環(huán)利用，減少浪費(fèi)，還具有操作方法簡(jiǎn)單、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、制備效率高的優(yōu)點(diǎn)，適合大規(guī)模推廣使用。
[0040] 實(shí)施例2
[0041 ] 在一個(gè)裝有攪拌器的2000ml三口燒瓶中，加入60-70%三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品300g，無(wú)水硫酸鎂20g，乙腈溶劑500g，20-30 V下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅放回到燒瓶中，向燒瓶中加入500g乙腈溶劑，在20-30 °C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅再放回到燒瓶中，再加入300g乙腈溶劑，在20-30 0C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅用少量的乙腈溶劑淋洗，去除濾餅，匯集三次過(guò)濾液及淋洗的濾液溶液，用旋蒸負(fù)壓蒸干，回收乙腈溶劑，循環(huán)使用，將100g去離子水加入釜中，將三氟甲基亞磺酸鈉固體溶解，得三氟甲基亞磺酸鈉水溶液，三氟甲基亞磺酸鈉水溶液送干燥器進(jìn)行噴霧干燥，得含量95%以上的三氟甲基亞磺酸鈉產(chǎn)品。
[0042]實(shí)施例3
[0043]在一個(gè)2L反應(yīng)釜中，加入60-70 %三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品300kg，無(wú)水硫酸鎂20kg，乙酸乙酯溶劑500kg，20-30 °C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅放回到燒瓶中，向燒瓶中加入500k g乙酸乙酯溶劑，在20-30 0C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅再放回到燒瓶中，再加入300kg乙酸乙酯溶劑，在20-30°C下攪拌0.5h，停止攪拌，出料過(guò)濾，濾液收集，濾餅用少量的乙酸乙酯溶劑淋洗，去除濾餅，匯集三次過(guò)濾液及淋洗的濾液溶液于反應(yīng)釜中，減壓蒸干，回收溶劑乙酸乙酯，循環(huán)使用，將100kg去離子水加入釜中，將三氟甲基亞磺酸鈉固體溶解，得三氟甲基亞磺酸鈉水溶液，三氟甲基亞磺酸鈉水溶液送干燥器進(jìn)行噴霧干燥，得含量95%以上的三氟甲基亞磺酸鈉粉末產(chǎn)品。
[0044]以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其特征在于，所述提純方法包括如下步驟: (1)向攪拌反應(yīng)釜中依次加入干燥的三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品和無(wú)水硫酸鎂； (2)再向所述攪拌反應(yīng)釜中加入溶劑，在20-30°C條件下攪拌0.5-1.0h，放出溶液進(jìn)行抽濾，收集抽濾獲得的濾液，并將濾餅放回到原攪拌反應(yīng)釜中； (3)重復(fù)操作所述步驟(2)至少一次； (4)在裝有濾餅的攪拌反應(yīng)釜中，再加入溶劑，在20-30°C條件下攪拌0.5-1.0h，放出溶液進(jìn)行抽濾，濾餅用少量的溶劑淋洗后，去除濾餅； (5)將所述步驟(4)抽濾后所得濾液和淋洗后的濾液置于攪拌反應(yīng)釜中，減壓蒸干，回收溶劑，并將去離子水加入攪拌反應(yīng)釜釜中，將三氟甲基亞磺酸鈉固體溶解，得三氟甲基亞磺酸鈉水溶液； (6)將所得的三氟甲基亞磺酸鈉水溶液送至干燥器中進(jìn)行噴霧干燥，即得質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于95 %的三氟甲基亞磺酸鈉粉末產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其特征在于，步驟(I)和步驟(2)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品、無(wú)水硫酸鎂和溶劑的質(zhì)量比為15:1:25。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其特征在于，步驟(4)中所述溶劑的用量為步驟(2)中所用溶劑用量的0.6倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其特征在于，步驟(I)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-70%。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其特征在于，所述溶劑為乙酸乙酯或乙腈。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其特征在于，步驟(5)中所述去尚子水的加入量為步驟(I)中所述三氟甲基亞磺酸鈉工業(yè)品加入量的3-4倍。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氟甲基亞磺酸提純方法，其特征在于，所述步驟(3)中重復(fù)操作所述步驟(2)優(yōu)選為一次。
【文檔編號(hào)】C07C313/04GK105906536SQ201610341314
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】劉方, 丁亮, 單曉軍, 王成雙, 張?zhí)旆?
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院