一种超净高纯醋酸的制备工艺的制作方法

本发明属于电子级化学品制备，具体涉及一种超净高纯醋酸的制备工艺。

背景技术：

1、电子级醋酸是一种微电子工业中应用的湿电子化学品之一。其可对硅晶片进行清洗等，有效除去晶片上的杂质颗粒、无机残留物和碳沉积物，广泛用于光伏太阳能电池、平板显示器、集成电路等电子元器件的生产。

2、醋酸的生产、运输和储存过程中，由于原料与设备原因，产品中不可避免地带入一些金属离子、灰尘颗粒，未反应原料以及中间产物，而这些杂质，很容易导致错层的产生，造成p-n结合漏电流、击穿等。对于线宽越小的集成电路，除了极少的金属离子以及微粒可能破坏整个电路，溶剂中的有机物如醛(还原性很强)等也影响电路的性能。因此，随着集成电路的快速发展，对电子级试剂纯度的要求越来越高，如何有效的去除金属离子、灰尘颗粒以及有机杂质是亟需解决的技术问题。对于醋酸，由于其杂质如2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛容易与水形成共沸物，如何高效率地去除水分以及有机杂质也是亟需攻克的课题。

3、cn114989005a公开了一种电子级醋酸的制备方法，包括以下步骤，步骤一：利用离子交换树脂去除初始工业级醋酸中的部分金属离子；步骤二：对步骤一得到的醋酸进一步精馏；步骤三：对精馏后的醋酸再次进行离子交换树脂纯化过滤，得到所述的电子级醋酸。其工艺简单，但对于水分以及金属离子的去除效果无法满足高纯醋酸的需要，未涉及易共沸有机杂质的去除。

4、de602007056379t2公开了一种乙酸的纯化方法，其将乙酸产物流和选自下组的羟基化合物: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、环己烷-1,4-二甲醇及其混合物进入蒸馏塔,其中醛类杂质与羟基化合物反应形成缩醛,其中水为从蒸馏塔的顶部除去并且从蒸馏塔取出包含乙酸和缩醛的基本上无水的乙酸产物流。该专利提供了一种新的去除醛的方法，但去除效率较低。

5、现有公开的制备工艺中，对杂质金属、颗粒、有机杂质以及水分的去除效率较低，不能满足高等级的电子级醋酸的生产以及大规模生产的需要。

技术实现思路

1、本发明提供了一种超净高纯醋酸的制备工艺，旨在提供一种新的高效的方法，降低电子级醋酸中金属、颗粒、水分等杂质的含量，提高醋酸的质量。

2、本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种超净高纯醋酸的制备工艺。为实现以上技术目的，本发明采用的技术方案是：一种超净高纯醋酸的制备工艺，包括如下步骤：

3、(1)粗蒸馏：以工业醋酸为原料，粗蒸馏后控制水分含量小于等于3％；

4、(2)吸附：将粗蒸馏后的醋酸的温度控制在40-50℃，采用改性的纤维素和氮、硫、钼掺杂碳吸附剂进行吸附过滤；

5、(3)精馏：经过吸附的醋酸进行精馏，收取馏分；

6、(4)馏分冷却后过滤处理，得到超净高纯醋酸；

7、改性的纤维素的制备步骤包括：采用四乙烯五胺对羧基化纤维素进行改性，得到改性的纤维素；

8、所述的氮、硫、钼掺杂碳吸附剂的制备步骤为：将氮源、钼源、硫源和活性炭形成分散液，将分散液置于密闭环境中进行水热反应。

9、优选的，改性的纤维素和氮、硫、钼掺杂碳吸附剂的混合比为1:4-4:1。

10、更优选的，过滤采用电子级过滤器进行过滤。

11、优选的，水热反应的温度为190-210℃。

12、优选的，钼源是七钼酸铵、钼酸铵中至少一种。

13、优选的，硫源为硫脲、硫代乙酰胺、硫化铵中的至少一种。

14、优选的，水热反应温度为200℃。

15、优选的，氮源为尿素、三乙胺中的至少一种。

16、优选的，所述活性炭为经过活化处理的活性炭。

17、优选的，纤维素的平均长度为800nm以下。

18、优选的，纤维素的平均长径比为300以下。

19、可选的，精馏条件为：塔板数大于等于45块，塔顶压力0.21-0.3mpa，塔顶温度120-128℃，塔釜压力0.29-0.36mpa，塔釜温度142-147℃，回流比为4-10。

20、优选的，活性炭的活化处理是使用双氧水进行浸渍，浸渍时间2-6h，浸渍后过滤烘干。经过活化改性后活性炭表面的含氧官能团羟基，羧基、酯基等数量显著增多。

21、优选的，将活化后的活性炭加入含有钼源、硫源、氮源的混合溶液中，搅拌12-24h，混合物转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，在190～210℃下加热12-24小时，自然冷却至室温；过滤后用去离子水和乙醇交替洗涤至少三次，然后干燥。

22、优选的，羧基化纤维素接枝四乙烯五胺的步骤为：将羧基化纤维素分散在去离子水中，加入n-羟基琥珀酰亚胺和edc在常温下搅拌，再加入伯胺后调节ph为3～6，50～70℃反应6～12h后，然后再加入四乙烯五胺，保持ph 3-6,常温反应24-48h，分离干燥后得到改性的羧基化纤维素；优选的，伯胺为正己胺或正壬胺。

23、本发明在粗馏后采用改性的吸附剂进行吸附，该吸附剂对醋酸中的有机杂质如乙醛、2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛等均有良好的吸附性，特别是对于2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛的吸附，可以解决精馏无法有效去除部分有机杂质的问题。

24、本发明的另一方面，采用上述方法制备得到的改性的羧基化纤维素与氮、硫、钼掺杂碳吸附剂在去除醋酸溶剂中2-丁烯醛、2-乙基-2-丁烯醛的应用。

25、与现有技术相比，本发明具有如下优点以及有益效果。

26、(1)本发明采用的工艺流程和设备生产高纯醋酸产量高，产品质量稳定，便于工业化生产，实用性强。减少了精馏的次数，降低了能耗，且分离进程工艺简单，不产生额外的环境污染问题。

27、(2)本发明采用特定改性纤维素和氮、硫、钼掺杂碳吸附剂进行吸附，能有效去除醋酸中的有机杂质，避免有机-水共沸物导致蒸馏无法将其分离的难题。

技术特征：

1.一种超净高纯醋酸的制备工艺，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述过滤采用电子级过滤器进行过滤。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：水热反应的温度为190-210℃。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述钼源是七钼酸铵、钼酸铵中至少一种。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述硫源为硫脲、硫代乙酰胺、硫化铵中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：水热反应温度为200℃。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述氮源为尿素、三乙胺中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述活性炭为经过活化处理的活性炭。

9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述纤维素的平均长度为800nm以下。

10.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述纤维素的平均长径比为300以下。

技术总结
本发明提供了一种超净高纯醋酸的制备工艺。采用本发明的粗蒸馏、吸附、精馏、过滤工艺流程生产的超净高纯醋酸，产品质量稳定。特别是吸附过程中采用改性的纤维素和氮、硫、钼掺杂碳吸附剂，高效率地去除2‑丁烯醛、2‑乙基‑2‑丁烯醛、乙醛等有机杂质。

技术研发人员：李祥庆
受保护的技术使用者：江苏美阳电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30