一种氟代碳酸乙烯酯的纯化方法及其所得产品
阅读说明：本技术 一种氟代碳酸乙烯酯的纯化方法及其所得产品 (Method for purifying fluoroethylene carbonate and product obtained by same ) 是由 王圣贤 朱振涛 贾国文 苗力孝 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种氟代碳酸乙烯酯的纯化方法及其所得产品,属于电子级试剂的制备技术领域。所述纯化方法包括如下步骤：将氟代碳酸乙烯酯粗品进行加压结晶,得到结晶和未结晶母液；将结晶依次进行溶化、脱重,得到脱重组分；将未结晶母液进行脱轻,得到脱轻组分；将脱重组分和脱轻组分混合,将得到的混合液进行结晶,得到纯化后的氟代碳酸乙烯酯。本发明提供的纯化方法工艺简单、高效、能够有效降低能耗及成本,且绿色环保。(The invention provides a method for purifying fluoroethylene carbonate and an obtained product thereof, belonging to the technical field of preparation of electronic-grade reagents. The purification method comprises the following steps: carrying out pressure crystallization on the fluoroethylene carbonate crude product to obtain a crystallized mother solution and an uncrystallized mother solution; dissolving and removing the heavy component from the crystals in sequence to obtain a heavy component removed component; removing light from the mother liquor which is not crystallized to obtain a light-removed component; and mixing the heavy component and the light component, and crystallizing the obtained mixed solution to obtain the purified fluoroethylene carbonate. The purification method provided by the invention has the advantages of simple process, high efficiency, capability of effectively reducing energy consumption and cost, and environmental friendliness.)
技术领域
本发明属于电子级试剂的制备技术领域，尤其涉及一种氟代碳酸乙烯酯的纯化方法及其所得产品。
背景技术
氟代碳酸乙烯酯是一种重要的锂离子电池电解液成膜添加剂，能够优先于电解液其他组分分解，在电极/电解液界面处形成稳定且连续的固体电解质界面膜(SEI膜)。该膜具有较小的阻抗，且能够有效的抑制电解液其他组分分解，能明显的提升电池比容量和循环稳定性。因此，氟代碳酸乙烯酯已被广泛的应用于电池工业。
然而，作为电解液添加剂，氟代碳酸乙烯酯的纯度要求为电子级。因此需要将氟代碳酸乙烯酯粗产品进行提纯精制才能满足使用要求。目前氟代碳酸乙烯酯提纯工艺主要为精馏-结晶法。如专利CN110878078A公开了“一种分级结晶制备电子级氟代碳酸乙烯酯的方法”将氟代碳酸乙烯酯粗产品精馏后得到不同纯度的馏分，然后将不同馏分进行分级结晶、干燥得到高纯度氟代碳酸乙烯酯。专利CN105801554A公开了“高纯度氟代碳酸乙烯酯的提纯方法”将氟代碳酸乙烯酯粗产品进行脱色、除水后，进行蒸馏、溶解、结晶工序获得精制氟代碳酸乙烯酯。然而以上提纯工艺工艺流程复杂，操作难度高，故需要开发一种新的高效氟代碳酸乙烯酯提纯精制工艺。
发明内容
本发明提供了一种氟代碳酸乙烯酯的纯化方法，该方法工艺简单、高效、能够有效降低能耗及成本，且绿色环保。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种氟代碳酸乙烯酯的纯化方法，包括如下步骤：
将氟代碳酸乙烯酯粗品进行加压结晶，得到结晶和未结晶母液；
将结晶依次进行溶化、脱重，得到脱重组分；
将未结晶母液进行脱轻，得到脱轻组分；
将脱重组分和脱轻组分混合，将得到的混合液进行结晶，得到纯化后的氟代碳酸乙烯酯；
所述加压结晶时的压力为1.5～5Mpa，温度为10～35℃。
优选的，所述溶化的方式为降压溶化，所述降压溶化的压力为0.05～0.1MPa。
优选的，所述脱重时的操作温度为80～110℃，压力为0.01～0.05MPa，回流比为3-5。
优选的，所述脱轻时的操作温度为40～70℃，压力为0.01～0.05MPa，回流比控制4-9。
优选的，采用降膜结晶的方式对混合液进行结晶。
优选的，所述降膜结晶的温度为-10～10℃，压力为0.001～0.02MPa。
本发明提供了一种氟代碳酸乙烯酯，由上述方案所述的纯化方法制备得到。
优选的，所述氟代碳酸乙烯酯的纯度在99.97％以上。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)本发明提供的氟代碳酸乙烯酯纯化方法无需引入第三方有机溶剂，降低过程工序及成本，减少环境污染。
(2)本发明中加压结晶工序使得产品能够较高温度下结晶，能耗小，同时只需降压操作即可使得晶体发汗、融化，进一步有效降低能耗。
(3)本发明通过结晶工序将产品中重组分与轻组分分离，分别进入到脱重塔与脱轻塔，有效提升精馏提纯效率及产品纯度。
附图说明
图1为本发明氟代碳酸乙烯酯的提纯工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种氟代碳酸乙烯酯的纯化方法，包括如下步骤：
将氟代碳酸乙烯酯粗品进行加压结晶，得到结晶和未结晶母液；
将结晶依次进行溶化、脱重，得到脱重组分；
将未结晶母液进行脱轻，得到脱轻组分；
将脱重组分和脱轻组分混合，将得到的混合液进行结晶，得到纯化后的氟代碳酸乙烯酯；
所述加压结晶时的压力为1.5～5Mpa，温度为10～35℃。
本发明将氟代碳酸乙烯酯粗品进行加压结晶，得到结晶和未结晶母液。在本发明中，所述加压结晶时的压力为1.5～5Mpa，优选为3～4Mpa，温度为10～35℃，优选为15～30℃。
得到结晶和未结晶母液后，本发明将所述结晶依次进行溶化、脱重，得到脱重组分；将未结晶母液进行脱轻，得到脱轻组分。在本发明中，所述溶化的方式优选为降压溶化，所述降压溶化的压力优选为0.05～0.1MPa。在本发明中，所述脱重时的操作温度优选为80～110℃，更优选为90～100℃；所述脱重时的压力优选为0.01-0.05MPa，更优选为0.03～0.045Mpa，回流比优选为3～5，更优选为4。
在本发明中，所述脱轻时的操作温度优选为40～70℃，更优选为55～65℃；所述脱轻时的压力优选为0.01～0.05MPa，更优选为0.03～0.04Mpa，回流比优选为4～9，更优选为5～7。
得到脱重组分和脱轻组分后，本发明将所述脱重组分和脱轻组分混合，将得到的混合液进行结晶，得到纯化后的氟代碳酸乙烯酯。在本发明中，优选采用降膜结晶的方式对混合液进行结晶。在本发明中，所述降膜结晶的温度优选为-10～10℃，更优选为0～5℃，压力优选为0.001～0.02Mpa，更优选为0.005～0.01Mpa。
本发明提供的氟代碳酸乙烯酯的纯化方法，采用加压的方式进行结晶，可以在较高温度下结晶，能耗小，且无需引入第三方溶剂，降低过程工序及成本，减少环境污染。同时只需降压操作即可使得晶体发汗、融化，进一步有效降低能耗。再将结晶后的产物进行重组分与轻组分分离，分别进入到脱重塔与脱轻塔，有效提升精馏提纯效率及产品纯度。如图1所示，为本发明氟代碳酸乙烯酯的提纯工艺流程图。
本发明提供了一种氟代碳酸乙烯酯，由上述方案所述的纯化方法制备得到。在本发明中，所述氟代碳酸乙烯酯的纯度在99.97％以上。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)将氟代碳酸乙烯酯粗产品(氟代碳酸乙烯酯粗产品的纯度为90％)送入加压结晶工序，控制压力为4MPa、结晶温度为30℃，获得结晶产品A、母液B；
(2)将压力降压到0.1MPa，使得结晶产品A降压融化后送入到脱重塔，控制塔内操作温度90℃、压力0.02MPa、回流比3，脱出重组分获得产品C；
(3)将母液B送入脱轻塔，控制塔内操作温度40℃、压力0.01MPa、回流比为6，脱出轻组分获得产品D；
(4)将产品C与产品D混合，进入降膜结晶工序，控制温度10℃、压力0.01MPa，获得高纯度氟代碳酸乙烯酯，产品色谱纯度达99.97％。
实施例2
(1)将氟代碳酸乙烯酯粗产品(氟代碳酸乙烯酯粗产品的纯度为89％)送入加压结晶工序，控制压力为4MPa、结晶温度为30℃，获得结晶产品A、母液B；
(2)将压力降压到0.07MPa，使得结晶产品A降压融化后送入到脱重塔，控制塔内操作温度85℃、压力0.03MPa，回流比4，脱出重组分获得产品C；
(3)将母液B送入脱轻塔，控制塔内操作温度40℃、压力0.03MPa、回流比为5，脱出轻组分获得产品D；
(4)将产品C与产品D混合，进入降膜结晶工序，控制温度0℃、压力0.01MPa，获得高纯度氟代碳酸乙烯酯，产品色谱纯度达99.97％。
实施例3
(1)将氟代碳酸乙烯酯粗产品(氟代碳酸乙烯酯粗产品的纯度为93％)送入加压结晶工序，控制压力为3MPa、结晶温度为20℃，获得结晶产品A、母液B；
(2)将压力降压到0.1MPa，使得结晶产品A降压融化后送入到脱重塔，控制操作温度90℃、压力0.03MPa，回流比4，脱出重组分获得产品C；
(3)将母液B送入脱轻塔，控制操作温度55℃、压力0.01MPa、回流比为7，脱出轻组分获得产品D；
(4)将产品C与产品D混合，进入降膜结晶工序，控制温度5℃、压力0.003MPa，获得高纯度氟代碳酸乙烯酯，产品色谱纯度达99.98％。
实施例4
(1)将氟代碳酸乙烯酯粗产品(氟代碳酸乙烯酯粗产品的纯度为93％)送入加压结晶工序，控制压力为3MPa、结晶温度为20℃，获得结晶产品A、母液B；
(2)将压力降压到0.05MPa，使得结晶产品A降压融化后送入到脱重塔，控制操作温度95℃、压力0.03MPa，回流比5，脱出重组分获得产品C；
(3)将母液B送入脱轻塔，控制操作温度70℃、压力0.04MPa、回流比为5，脱出轻组分获得产品D；
(4)将产品C与产品D混合，进入降膜结晶工序，控制温度5℃、压力0.003MPa，获得高纯度氟代碳酸乙烯酯，产品色谱纯度达99.98％。
实施例5
(1)将氟代碳酸乙烯酯粗产品(氟代碳酸乙烯酯粗产品的纯度为95％)送入加压结晶工序，控制压力为3MPa、结晶温度为15℃，获得结晶产品A、母液B；
(2)将压力降压到0.05MPa，使得结晶产品A降压融化后送入到脱重塔，控制操作温度95℃、压力0.04MPa，回流比5，脱出重组分获得产品C；
(3)将母液B送入脱轻塔，控制操作温度55℃、压力0.05MPa、回流比为7，脱出轻组分获得产品D；
(4)将产品C与产品D混合，进入降膜结晶工序，控制温度10℃、压力0.001MPa，获得高纯度氟代碳酸乙烯酯，产品色谱纯度达99.97％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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