[发明专利]一种硫酸乙烯酯制备方法

说明书

本发明公开了一种硫酸乙烯酯制备方法，涉及化工制备技术领域。本发明包括步骤1，将二氯亚砜投入反应釜中，并滴加乙二醇，得到亚硫酸乙烯酯粗品；步骤2，将所述步骤1中亚硫酸乙烯酯粗品转入蒸馏釜进行处理；步骤3，将所述步骤2中的亚硫酸乙烯酯转入精馏釜进行减压精馏提纯，得到亚硫酸乙烯酯半成品；步骤4，将所述步骤3的亚硫酸乙烯酯半成品、催化剂、二氯甲烷投入反应釜中，并滴加次氯酸钠溶液，得到硫酸乙烯酯粗品；步骤5，将所述步骤4的硫酸乙烯酯粗品进行提纯加工，得到硫酸乙烯酯成品。本发明通过对亚硫酸乙烯酯粗品进行减压提纯处理，得到高纯度亚硫酸乙烯酯半成品；通过对硫酸乙烯酯粗品进行处理，得到高纯度的硫酸乙烯酯成品。

技术领域

本发明涉及化工制备技术领域，具体涉及一种硫酸乙烯酯制备方法。

背景技术

锂电池因其具有高电压、高容量、无记忆效应、寿命长等显著优点，目前已被广泛应用于多个领域。随着锂电池应用范围不断扩展，人们对锂电池提出了更高要求：具有更高的能量密度和循环寿命，更高的安全性，更宽的服役温度范围和更低的自放电速率。添加剂是最高效提升电池性能的方法，加入添加剂能显著提升电池的性能。因此，电解液添加剂是近年来锂电池电解液领域研究的核心方向。

硫酸乙烯酯是一种优良的电解液添加剂，其通过改善电解液的“固体电解质界面膜”的结构，能抑制锂电池初始容量的下降，增大初始放电容量，减少高温膨胀，提高电池的充放电性能及循环次数。硫酸乙烯酯在我国发展时间较短，目前公开的制备方法有：1、环氧乙烷和三氧化硫在二恶烷溶剂中一步合成硫酸乙烯酯。该反应放出大量的热，反应剧烈，安全风险大，一直难以实现工业化；2、通过二溴乙烷和硫酸银反应合成硫酸乙烯酯，该反应收率低，成本高，不适合工业化生产；3、以乙二醇和硫酰氯(或硫酰氟)直接酰化反应生成硫酸乙烯酯，该方法反应收率低、腐蚀强、污染大，不适合工业化生产；4、在惰性气体保护下，将三氧化硫与二氧六环反应合成硫酸乙烯酯粗品，减压升华得到成品，该方法高危且腐蚀强，升华的提纯方法也不适合工业化生产；5、以乙二醇和二氯亚砜反应生成亚硫酸乙烯酯，然后经过氧化剂(次氯酸钠、高碘酸钠、双氧水和浓硫酸、高锰酸钾、过硫酸钾)氧化生成硫酸乙烯酯，该方法原料易得，反应温和，是较适合工业化的制备方法。但是目前公开的以乙二醇和二氯亚砜反应生成亚硫酸乙烯酯，然后经过氧化剂氧化生成硫酸乙烯酯的制备方法存在收率和纯度均不高、水分含量和酸值均比较高、制备成本高等缺点。

发明内容

针对上述背景技术中制备硫酸乙烯酯存在的技术问题，本发明提供了一种硫酸乙烯酯的制备方法，反应条件温和，制备得到的硫酸乙烯酯收率和纯度高、水分含量和酸值低，且能有效控制制备成本。

一种硫酸乙烯酯的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将二氯亚砜投入反应釜中，然后将乙二醇缓慢滴加至反应釜中，得到亚硫酸乙烯酯粗品；

步骤2，将所述步骤1中亚硫酸乙烯酯粗品转入蒸馏釜进行减压蒸馏，脱除游离酸；

步骤3，将所述步骤2中的亚硫酸乙烯酯粗品转入精馏釜进行减压精馏提纯，得到亚硫酸乙烯酯半成品；

步骤4，将所述步骤3的亚硫酸乙烯酯半成品、催化剂、二氯甲烷投入反应釜中，缓慢滴加次氯酸钠溶液进行反应，反应完成后静置1h，将底部的有机相转入中间罐，得到硫酸乙烯酯粗品；

步骤5，将所述步骤4的硫酸乙烯酯粗品进行水洗、脱水、浓缩结晶、洗涤、干燥后，得到硫酸乙烯酯成品。

进一步地，所述步骤1中二氯亚砜和乙二醇的摩尔比是1.05～1.1：1，反应温度为-5～0℃，滴加时间为11～15h；亚硫酸乙烯酯粗品合格品的控制指标为：乙二醇含量＜1.5％(wt)，酸度＜25000ppm。

进一步地，所述步骤2中减压蒸馏的温度为60～62℃，真空度为80～85kPa；脱酸后酸度＜3000ppm。