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N甲基吡咯烷酮中去除甲胺和水分的方法.pdf

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  • 文档编号:916136
  • 上传时间:2018-03-18
  • 格式:PDF
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010296568.4

    申请日:

    2010.09.29

    公开号:

    CN101973921A

    公开日:

    2011.02.16

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C07D 207/267变更事项:专利权人变更前:上海化学试剂研究所变更后:上海化学试剂研究所有限公司变更事项:地址变更前:200333 上海市普陀区真北路401号变更后:上海市普陀区真北路401号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C07D 207/267申请日:20100929|||公开

    IPC分类号:

    C07D207/267; B01D61/36

    主分类号:

    C07D207/267

    申请人:

    上海化学试剂研究所

    发明人:

    宋振; 茅慧萍; 蒋旭亮; 沈哲瑜

    地址:

    200333 上海市普陀区真北路401号

    优先权:

    专利代理机构:

    上海开祺知识产权代理有限公司 31114

    代理人:

    费开逵

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    内容摘要

    本发明公开了一种N-甲基吡咯烷酮中去除甲胺和水分的方法。以工业级N-甲基吡咯烷酮为原料,通过分子筛膜,用渗透蒸发的方法去除甲胺和水分,即得到目标产物N-甲基吡咯烷酮。经检测,本发明方法得到的N-甲基吡咯烷酮纯度≥99.8%,甲胺含量低于5ppm,水分含量小于0.03%,完全符合SEMI C8标准。本发明通过简单的循环操作即可有效去除N-甲基吡咯烷酮中的甲胺和水分,操作简便,能耗低,效果好,具有广泛的工业化生产前景。

    权利要求书

    1: 一种 N- 甲级吡咯烷酮中去除甲胺和水分的方法, 其特征在于, 包括以下步骤 : 将 N- 甲基吡咯烷酮以 50-300ml/min 的流速在预热器预热, 在分子筛膜内夹层压力 50-1000Pa 进行渗透蒸发, 料液经分子筛膜外夹层循环后, 收集去除甲胺和水分的 N- 甲级 吡咯烷酮。
    2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述 N- 甲基吡咯烷酮的预热温度为 40-120℃。
    3: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述分子筛膜的管长为 8cm, 内径为 8mm, 外径为 14mm。
    4: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述分子筛膜的硅铝比为 1.0-12。
    5: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 与 N- 甲基吡咯烷酮接触的的反应器, 其管 道均为高纯全氟材料 ; 分子筛膜密封装置采用聚四氟乙烯密封圈, 分子筛膜内夹层管路为 高纯石英材料, 储槽为高纯全氟材料。

    说明书


    N- 甲基吡咯烷酮中去除甲胺和水分的方法

        技术领域 本发明涉及一种 N- 甲基吡咯烷酮中去除甲胺和水分的方法, 特别是涉及一种电 子领域应用的、 符合 SEMI C8 标准的 N- 甲基吡咯烷酮中去除甲胺和水分的方法。
         背景技术 N- 甲基吡咯烷酮 (N-methylpyrrolidone, 简称 NMP) 属于氮杂环化合物, 主要应用 于石油化工、 塑料工业、 药品、 农药、 染料以及锂离子电池制造业等许多行业。在微电子工 业、 半导体行业中, N- 甲基吡咯烷酮可用于精密仪器或线路板的清洗剂、 光刻胶脱除液、 LCD 液晶材料生产的溶剂以及锂电池的电极辅助材料等。由于 IT 工业的迅速发展, 特别是随着 集成电路的尺寸向微小化和处理向高速化方向发展, 对 N- 甲基吡咯烷酮的 SEMI C8 标准中 甲胺和水分的要求都有苛刻的要求, 即甲胺的含量小于 5ppm, 水分的含量小于 0.03%。
         现有技术中, N- 甲基吡咯烷酮采用 γ- 丁内酯为原料与甲胺进行胺解制备得到, 不可避免的存在甲胺和水分等杂质。在现有的 N- 甲基吡咯烷酮纯化技术中, 除去甲胺和水 分的方法主要以连续精馏或者微沸蒸馏为主。
         中国专利申请 200910064504.9 公开了一种 N- 甲基吡咯烷酮的提纯方法, 向原料 N- 甲基吡咯烷酮中加入阻水剂, 然后进行三塔组合精馏系统连续减压精馏, 制得的产品纯 度大于 99.9%, 水分含量小于 0.01%。但这种方法投入成本高, 过程操作复杂, 难以推广应 用。
         美国专利 US4965370 是在工业级 N- 甲基吡咯烷酮中加入碱金属或碱金属盐去除 杂质金属离子, 再通过连续分步精馏得到高纯度的 NMP。 但这种连续分步精馏的方法需要将 样品加热到沸点, 且需要多次蒸馏, 能耗高, 产品长时间处于高温状态, 易颜色加深, 产生杂 质, 而且该精馏过程难于控制, 不利于工业化生产。
         发明内容 本发明所要解决的技术问题在于提供一种 N- 甲基吡咯烷酮中去除甲胺和水分的 方法, 以克服现有 N- 甲基吡咯烷酮纯化技术投入成本高, 过程控制困难的缺陷。
         本发明的技术构思是这样的 : 以工业级 N- 甲基吡咯烷酮为原料, 通过分子筛膜, 用渗透蒸发的方法去除甲胺和水杂质, 即得到目标产物 N- 甲基吡咯烷酮,
         为了达到以上目的, 本发明采用以下技术方案来实现。
         所述的 N- 甲基吡咯烷酮中去除甲胺和水分的方法, 具体包括以下步骤 :
         将 N- 甲基吡咯烷酮以 50-300ml/min 的流速在预热器预热, 在分子筛膜内夹层压 力 50-1000Pa 进行渗透蒸发, 料液经分子筛膜外夹层循环后, 收集去除甲胺和水分的 N- 甲 级吡咯烷酮。
         所述 N- 甲基吡咯烷酮的预热温度为 40-120℃,
         所 述 分 子 筛 膜 的 管 长 为 8cm, 内 径 为 8mm, 外 径 为 14mm, 分子筛膜的硅铝比为 1.0-12。
         其中, 在上述方法中, 与 N- 甲基吡咯烷酮接触的反应器, 其管道均为高纯全氟材 料; 分子筛膜为密封装置, 采用聚四氟乙烯密封圈, 分子筛膜内夹层管路为高纯石英材料, 储槽为高纯全氟材料。
         有益效果 :
         本发明方法中, N- 甲基吡咯烷酮经渗透蒸发, 通过一步简单的循环操作即可有效 去除 N- 甲基吡咯烷酮中的甲胺和水分, 得到的 N- 甲基吡咯烷酮纯度≥ 99.8%, 甲胺的含量 低于 5ppm, 水分含量小于 0.03%, 完全符合 SEMI C8 标准。并且本发明方法操作简便, 能耗 低, 效果好, 具有广泛的工业化生产前景。 附图说明
         图 1 为本发明方法的流程图 ; 其中 1 为高位槽, 2 为预热器, 3 为分子筛膜, 4、 6为 压力泵, 5 为干冰冷阱, 7 为放料阀, 8 为全氟材料桶。 具体实施方式
         下面通过实施例对本发明作进一步说明, 但实施例并不限制本发明的保护范围。 实施例 1
         将 2000ml 工业级 N- 甲基吡咯烷酮置于高位槽 1 中, 以 220ml/min 流速经预热器 2, 预热至 50℃, 然后通过分子筛膜 3 进行渗透蒸发, 控制膜内夹层压力 500Pa, 料液通过分 子筛膜外夹层后, 经循环泵 4 回到高位槽 1 中, 实现分子筛膜外夹层循环。50min 后, 从放 料阀 7 取样分析, 料液中甲胺含量为 3ppm, 水分含量为 0.016%, 检测结果符合 SEMIC8 标准 ( 参见表 1)。将处理后的料液从放料阀 7 放入洁净的全氟材料桶 8 中, 体积为 1846.4ml, 后 处理收率为 92.32%。
         内夹层的样品收集于干冰冷阱 5, 体积为 145.3ml, 取样分析, 甲胺含量为 120ppm, 水分含量为 1.94%, 内夹层多次收集后用上述方法进行循环利用。
         实施例 2
         将 5000ml 工业级 N- 甲基吡咯烷酮置于高位槽 1 中, 以 120ml/min 流速经预热器 2 预热至 100℃, 然后通过分子筛膜 3 进行渗透蒸发, 控制膜内夹层压力 50Pa, 料液通过分子 筛膜外夹层后经循环泵 4 回到高位槽 1 中, 实现分子筛膜外夹层循环。80min 后, 从放料阀 7 取样分析, 料液中甲胺含量为 3ppm, 水分含量为 0.014%, 检测结果符合 SEMIC8 标准 ( 参 见表 1)。将处理后的料液从放料阀 7 放入洁净的全氟材料桶 8 中, 体积为 4675.0ml, 后处 理收率为 93.50%。
         内夹层的样品收集于干冰冷阱 5, 体积为 302.4ml, 取样检测甲胺含量为 80ppm, 水 分含量为 1.86%, 内夹层多次收集后用上述方法进行循环利用。具体结果参见表 1。
         表 1N- 甲基吡咯烷酮标准与分析结果
         项目 实施例 1NMP 含量 (% ) 99.81外观 (APHA) 18水含量 (% ) 游离胺 (ppm) 0.016 34101973921 A CN 101973925说99.83 99.80明21 ≤ 30书0.014 ≤ 0.03 3 ≤53/3 页实施例 2 SEMI C8最后应当说明的是, 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制, 尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明, 本领域的普通技术人员应当理解, 可以对发明的 技术方案进行修改或者等同替换, 而不脱离本发明技术方案的精神和范围, 其均应涵盖在 本发明的权利要求范围中。
        

    关 键  词:
    甲基 吡咯烷酮 去除 水分 方法
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