[发明专利]高纯度碳酸二甲酯的生产方法

说明书

本发明涉及高纯度碳酸二甲酯的生产方法。

更具体地，本发明涉及高纯度碳酸二甲酯的生产方法，包括使碳酸二甲酯经历在特定的温度条件下和在特定的冷却和加热速率下操作的冷却和加热周期。

所述碳酸二甲酯特别用作电子工业中的有机溶剂，更具体地用作生产锂电池电解质的有机溶剂。

本发明也涉及由上述方法获得的碳酸二甲酯作为电子工业中的有机溶剂的用途，更具体地作为生产锂电池电解质的有机溶剂的用途。

已知碳酸二烷基酯是用于合成精细化学品、医药产品和塑料材料的重要中间产物，和用作合成润滑剂、溶剂、增塑剂、用于有机玻璃和多种聚合物、尤其是聚碳酸酯的单体。

特别地，由于它的低毒性和它的低反应性，碳酸二甲酯(DMC)可以在需要存在溶剂的多种应用中用作具有低环境影响的流体，例如作为电子工业中使用的含氟溶剂的替代物。

已知电子应用中，特别是作为生产锂电池电解质的溶剂，需要使用高纯度碳酸二甲酯，即高于99.99%。

在这个方面，本领域中已知用于生产高纯度碳酸二甲酯的方法。

中国专利申请1,944,392例如描述了高纯度碳酸二甲酯的纯化方法，包括：将商业级碳酸二甲酯冷却至4℃的温度(即对应于碳酸二甲酯熔点的温度)，以获得结晶固体；当结晶固体已达到预定量时停止冷却，获得固/液混合物；除去所述固/液混合物中存在的液体，获得结晶固体；加热所述结晶固体，获得液体产物，即具有高于99.99%的纯度的碳酸二甲酯。据描述，将用上述方法获得的碳酸二甲酯用作生产锂电池电解质的溶剂。

韩国专利申请KR 713141描述了用于获得高纯度碳酸二甲酯的方法，包括以下步骤：在不存在溶剂的条件下，使通过碳酸亚烃酯与甲醇的酯交换获得的含有至少85重量%碳酸二甲酯的初始物料冷却，以0.05℃/min-0.7℃/min的冷却速率从室温降至-5℃至-25℃的温度，以获得结晶化；以0.1℃/min-0.5℃/min的加热速率将由所述结晶化获得的晶体加热至10℃-20℃的温度，以部分熔化所述晶体，同时除去所述晶体中含有的杂质，获得具有高于至少99%的纯度的碳酸二甲酯。

然而，上述程序没有提及获得的碳酸二甲酯中存在的氯的量。

申请人已经考虑到了寻找一种碳酸二甲酯生产方法的问题，所述碳酸二甲酯除了高纯度(即具有高于99.99%的纯度)之外，还具有低于或等于1ppm的氯含量。

申请人现在已经发现，通过使碳酸二甲酯经历在特定的温度条件下和在特定的冷却和加热速率下操作的冷却和加热周期，可以获得不仅具有高于99.99%的纯度(即具有高纯度)、而且也具有低于或等于1ppm的氯含量的碳酸二甲酯。高纯度和极低的氯含量(即低于或等于1ppm)使得所述碳酸二甲酯特别适合于作为电子工业中的有机溶剂，更具体地作为生产锂电池电解质的有机溶剂。

因此，本发明的目的涉及高纯度碳酸二甲酯的生产方法，包括：

-使至少一种氯含量高于1ppm、优选为10ppm-100ppm的商业级碳酸二甲酯经历在+6℃至-5℃、优选+5℃至-3℃的冷却温度下和0.5℃/小时-2℃/小时、优选0.8℃/小时-1.5℃/小时的冷却速率下操作的冷却，以获得固体形式的碳酸二甲酯；

-使所述固体形式的碳酸二甲酯经历在-5℃至+6℃、优选-3℃至+5℃的加热温度下和1℃/小时-5℃/小时、优选1.5℃/小时-4℃/小时的加热速率下操作的第一加热，以获得包含固体形式的碳酸二甲酯和预定量的液体形式的碳酸二甲酯的混合物；

-从所述混合物中分离所述液体形式的碳酸二甲酯，以获得固体形式的碳酸二甲酯；

-使所述固体形式的碳酸二甲酯经历在20℃-40℃、优选25℃-35℃的加热温度下操作的第二加热，以获得液体形式的碳酸二甲酯，所述液体形式的碳酸二甲酯具有高于99.99%的纯度和低于或等于1ppm的氯含量。

用于本说明书和所附权利要求的目的，数值范围的定义总是包括端值，除非另有规定。

用于本说明书和所附权利要求的目的，术语“商业级”指具有98%-99.95%的纯度的碳酸二甲酯。

用于本说明书和所附权利要求的目的，术语“冷却温度”指用于本发明方法目的的冷却流体的温度。

用于本说明书和所附权利要求的目的，术语“加热温度”指用于本发明方法目的的冷却流体的温度。

根据本发明的优选实施方案，所述冷却可以进行1小时-20小时，优选5小时-15小时。

根据本发明的优选实施方案，所述第一加热可以进行2小时-10小时，优选3小时-8小时。