本發(fā)明屬于電子級化學(xué)品制備，具體涉及一種超凈高純醋酸的制備工藝。

背景技術(shù)：

1、電子級醋酸是一種微電子工業(yè)中應(yīng)用的濕電子化學(xué)品之一。其可對硅晶片進行清洗等，有效除去晶片上的雜質(zhì)顆粒、無機殘留物和碳沉積物，廣泛用于光伏太陽能電池、平板顯示器、集成電路等電子元器件的生產(chǎn)。

2、醋酸的生產(chǎn)、運輸和儲存過程中，由于原料與設(shè)備原因，產(chǎn)品中不可避免地帶入一些金屬離子、灰塵顆粒，未反應(yīng)原料以及中間產(chǎn)物，而這些雜質(zhì)，很容易導(dǎo)致錯層的產(chǎn)生，造成p-n結(jié)合漏電流、擊穿等。對于線寬越小的集成電路，除了極少的金屬離子以及微?？赡芷茐恼麄€電路，溶劑中的有機物如醛(還原性很強)等也影響電路的性能。因此，隨著集成電路的快速發(fā)展，對電子級試劑純度的要求越來越高，如何有效的去除金屬離子、灰塵顆粒以及有機雜質(zhì)是亟需解決的技術(shù)問題。對于醋酸，由于其雜質(zhì)如2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛容易與水形成共沸物，如何高效率地去除水分以及有機雜質(zhì)也是亟需攻克的課題。

3、cn114989005a公開了一種電子級醋酸的制備方法，包括以下步驟，步驟一：利用離子交換樹脂去除初始工業(yè)級醋酸中的部分金屬離子；步驟二：對步驟一得到的醋酸進一步精餾；步驟三：對精餾后的醋酸再次進行離子交換樹脂純化過濾，得到所述的電子級醋酸。其工藝簡單，但對于水分以及金屬離子的去除效果無法滿足高純醋酸的需要，未涉及易共沸有機雜質(zhì)的去除。

4、de602007056379t2公開了一種乙酸的純化方法，其將乙酸產(chǎn)物流和選自下組的羥基化合物:2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,5戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、環(huán)己烷-1,4-二甲醇及其混合物進入蒸餾塔,其中醛類雜質(zhì)與羥基化合物反應(yīng)形成縮醛,其中水為從蒸餾塔的頂部除去并且從蒸餾塔取出包含乙酸和縮醛的基本上無水的乙酸產(chǎn)物流。該專利提供了一種新的去除醛的方法，但去除效率較低。

5、現(xiàn)有公開的制備工藝中，對雜質(zhì)金屬、顆粒、有機雜質(zhì)以及水分的去除效率較低，不能滿足高等級的電子級醋酸的生產(chǎn)以及大規(guī)模生產(chǎn)的需要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種超凈高純醋酸的制備工藝，旨在提供一種新的高效的方法，降低電子級醋酸中金屬、顆粒、水分等雜質(zhì)的含量，提高醋酸的質(zhì)量。

2、本發(fā)明的目的是在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種超凈高純醋酸的制備工藝。為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種超凈高純醋酸的制備工藝，包括如下步驟：

3、(1)粗蒸餾：以工業(yè)醋酸為原料，粗蒸餾后控制水分含量小于等于3％；

4、(2)吸附：將粗蒸餾后的醋酸的溫度控制在40-50℃，采用改性的纖維素和氮、硫、鉬摻雜碳吸附劑進行吸附過濾；

5、(3)精餾：經(jīng)過吸附的醋酸進行精餾，收取餾分；

6、(4)餾分冷卻后過濾處理，得到超凈高純醋酸；

7、改性的纖維素的制備步驟包括：采用四乙烯五胺對羧基化纖維素進行改性，得到改性的纖維素；

8、所述的氮、硫、鉬摻雜碳吸附劑的制備步驟為：將氮源、鉬源、硫源和活性炭形成分散液，將分散液置于密閉環(huán)境中進行水熱反應(yīng)。

9、優(yōu)選的，改性的纖維素和氮、硫、鉬摻雜碳吸附劑的混合比為1:4-4:1。

10、更優(yōu)選的，過濾采用電子級過濾器進行過濾。

11、優(yōu)選的，水熱反應(yīng)的溫度為190-210℃。

12、優(yōu)選的，鉬源是七鉬酸銨、鉬酸銨中至少一種。

13、優(yōu)選的，硫源為硫脲、硫代乙酰胺、硫化銨中的至少一種。

14、優(yōu)選的，水熱反應(yīng)溫度為200℃。

15、優(yōu)選的，氮源為尿素、三乙胺中的至少一種。

16、優(yōu)選的，所述活性炭為經(jīng)過活化處理的活性炭。

17、優(yōu)選的，纖維素的平均長度為800nm以下。

18、優(yōu)選的，纖維素的平均長徑比為300以下。

19、可選的，精餾條件為：塔板數(shù)大于等于45塊，塔頂壓力0.21-0.3mpa，塔頂溫度120-128℃，塔釜壓力0.29-0.36mpa，塔釜溫度142-147℃，回流比為4-10。

20、優(yōu)選的，活性炭的活化處理是使用雙氧水進行浸漬，浸漬時間2-6h，浸漬后過濾烘干。經(jīng)過活化改性后活性炭表面的含氧官能團羥基，羧基、酯基等數(shù)量顯著增多。

21、優(yōu)選的，將活化后的活性炭加入含有鉬源、硫源、氮源的混合溶液中，攪拌12-24h，混合物轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓釜中，在190～210℃下加熱12-24小時，自然冷卻至室溫；過濾后用去離子水和乙醇交替洗滌至少三次，然后干燥。

22、優(yōu)選的，羧基化纖維素接枝四乙烯五胺的步驟為：將羧基化纖維素分散在去離子水中，加入n-羥基琥珀酰亞胺和edc在常溫下攪拌，再加入伯胺后調(diào)節(jié)ph為3～6，50～70℃反應(yīng)6～12h后，然后再加入四乙烯五胺，保持ph?3-6,常溫反應(yīng)24-48h，分離干燥后得到改性的羧基化纖維素；優(yōu)選的，伯胺為正己胺或正壬胺。

23、本發(fā)明在粗餾后采用改性的吸附劑進行吸附，該吸附劑對醋酸中的有機雜質(zhì)如乙醛、2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛等均有良好的吸附性，特別是對于2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛的吸附，可以解決精餾無法有效去除部分有機雜質(zhì)的問題。

24、本發(fā)明的另一方面，采用上述方法制備得到的改性的羧基化纖維素與氮、硫、鉬摻雜碳吸附劑在去除醋酸溶劑中2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛的應(yīng)用。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點以及有益效果。

26、(1)本發(fā)明采用的工藝流程和設(shè)備生產(chǎn)高純醋酸產(chǎn)量高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，便于工業(yè)化生產(chǎn)，實用性強。減少了精餾的次數(shù)，降低了能耗，且分離進程工藝簡單，不產(chǎn)生額外的環(huán)境污染問題。

27、(2)本發(fā)明采用特定改性纖維素和氮、硫、鉬摻雜碳吸附劑進行吸附，能有效去除醋酸中的有機雜質(zhì)，避免有機-水共沸物導(dǎo)致蒸餾無法將其分離的難題。

技術(shù)特征：

1.一種超凈高純醋酸的制備工藝，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述過濾采用電子級過濾器進行過濾。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：水熱反應(yīng)的溫度為190-210℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述鉬源是七鉬酸銨、鉬酸銨中至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述硫源為硫脲、硫代乙酰胺、硫化銨中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于：水熱反應(yīng)溫度為200℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述氮源為尿素、三乙胺中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述活性炭為經(jīng)過活化處理的活性炭。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述纖維素的平均長度為800nm以下。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述纖維素的平均長徑比為300以下。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種超凈高純醋酸的制備工藝。采用本發(fā)明的粗蒸餾、吸附、精餾、過濾工藝流程生產(chǎn)的超凈高純醋酸，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。特別是吸附過程中采用改性的纖維素和氮、硫、鉬摻雜碳吸附劑，高效率地去除2?丁烯醛、2?乙基?2?丁烯醛、乙醛等有機雜質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：李祥慶
受保護的技術(shù)使用者：江蘇美陽電子材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30