本发明涉及一种从粗双(氟磺酰基)亚胺混合物中去除一种或多种目标氯化杂质以便产生纯化的混合物的方法，该混合物含有氢(双氟磺酰基)-亚胺化合物和该一种或多种目标杂质。
背景技术：
1、双(氟磺酰基)亚胺及其盐、特别是双(氟磺酰基)亚胺的锂盐（lifsi）是多个技术领域中的有用的化合物。双(氟磺酰基)亚胺盐尤其可用于电池电解质中。
2、双(氟磺酰基)亚胺（hfsi，具有式hn(so2f)2）是第二代电池盐（例如lifsi或nafsi）生产中众所周知的中间体；已经提出了用于制备hfsi的各种合成路线；几种合成路线涉及氯化的中间体；特别地，hfsi可以通过用各种氟化剂对双(氯磺酰基)亚胺（hcsi）进行氟化，特别是通过亲核氟化，例如使用hf、asf3、bif3、sbf3作为氟化剂，来制造（参见以下eq. 1和eq. 2）：
3、3hn(so2cl)2 + 2m’f3 → 3hn(so2f)2 + 2m’ci3（m’ = as、sb、bi） eq. 1
4、或
5、hn(so2cl)2 + 2hf → hn(so2f)2 + 2hci eq. 2
6、无论制备方法如何，hfsi的制造都伴随着若干杂质的存在，这些杂质可能会保留在最终产物中（以原样或以通过下游工艺被转化的形式）并且可能对fsi盐在电池应用中的性能不利。带有-so2cl部分的氯化杂质，如双(氯磺酰基)亚胺、(氯磺酰基氟磺酰基)亚胺、氨基磺酰氯（nh2so2cl）、氯化磺酰亚胺低聚物如f-so2-nh-so2-nh-so2-cl和氯磺酸，对于该目的来说是关键杂质，尤其是因为它们是氯化物离子物质的前体。
7、虽然双(氯磺酰基)亚胺（hcsi）具有比双(氟磺酰基)亚胺（hfsi）显著更高的沸点，但混合的氟/氯类似物具有中间沸点，并且氯磺酸的沸点为152°c。因此，通过分馏纯化可能是复杂的，并且可能需要许多理论塔板（即，用于工业化的高capex），尽管这是广为人知的技术，尤其提及于wo 2019/229357中。
8、用于纯化hfsi的替代方法已经提出。
9、授予ses控股私人有限公司（ses holdings pte. ltd.）的us 10,734,664披露了一种从粗hfsi中去除杂质的方法，该方法包括从有机无水溶剂中结晶纯hfsi，而杂质（包括hf、fso3h、hcl、h2so4）保留在溶液相中。由此描述的方法将有机溶剂引入体系中，这通常是不期望的，因为这样的添加可能会带来复杂性。此外，没有给出关于与例如clso3h、hcsi及其他含氯分子相关的纯化效率的信息，因此其适用性/有效性仍然具有挑战性。
10、此外，授予霍尼韦尔公司（honeywell）的us 11267707提出了一种生产纯化的双(氟磺酰基)亚胺的方法，所述方法包括提供包含双(氟磺酰基)亚胺和氟磺酸的液体混合物，并且然后使该液体混合物与气态氨接触，从而产生某些酸性杂质的铵盐。然而，具有较低pka的带有氯磺酸官能团-so2cl的化合物可能并不能用这种处理被选择性地去除（例如csa或hcfsi）。此外，这种方法需要使用有毒的、腐蚀性的且易燃的氨气。
11、授予深圳鑫宸新能源科技有限公司（shenzhen xinchen new energy tech coltd.）的cn 113912028披露了一种hfsi的纯化方法，该方法据称降低了氯杂质的含量并且包括以下步骤：(1) 在氮气保护下，将酸或其盐添加到hfsi粗产物中并在搅拌下加热反应，(2) 在压力下进行蒸馏/精馏以获得具有较低氯化物含量的hfsi。酸可以是无机的（例如浓硫酸、氨基磺酸、…）或有机的（例如草酸、柠檬酸、酒石酸、…）。然而，该文献披露了水为不期望的化合物，其应受到限制并且在有机酸中不高于3%。此外，该文献没有在有机酸与无机酸之间进行区分。
12、因此，在本领域中缺少一种在不使用有毒的、危险的或有害的溶剂/反应物的情况下从hfsi中去除某些氯化杂质的改进的、高效的并且经济上有效的方法，该方法可以供应高纯度的hfsi以用作双(氟磺酰基)亚胺锂的生产中的原料。
技术实现思路
1、本发明的一个目的是一种从粗双(氟磺酰基)亚胺（hfsi）混合物中至少部分地去除一种或多种带有至少一个-so2cl部分的目标氯化杂质以便产生纯化的hfsi混合物 [纯化的混合物 (p-hfsi)] 的方法，该混合物包含：
2、(i) 具有式 (i) f-so2-nh-so2-r1 (i) 的化合物，其中r1表示f或cl；优选地，r1是f；和
3、(ii) 该一种或多种所述带有至少一个-so2cl部分的目标氯化杂质
4、[粗混合物 (c-hfsi)]；
5、该方法包括：
6、步骤 (a) - 在超过具有式 (i) 的化合物的熔点的温度下使该粗混合物 (c-hfsi) 熔融，以便获得熔融混合物 [熔融混合物 (m-fsi)]；
7、步骤 (b) - 使该粗混合物 (m-hfsi) 与 (b1) 水或与 (b2) 包含水和至少一种无机酸的酸性水溶液接触，其中对于粗混合物 (c-hfsi) 中存在的目标杂质的总当量，水的量为至多50当量，
8、以便引起所述目标氯化杂质的至少部分水解；和
9、步骤 (c) - 至少部分地去除所述水解的目标氯化杂质，以便获得纯化的混合物[纯化的混合物 (p-hfsi)]。
10、申请人已经出人意料地发现，以上详述的方法具有以下优点：
11、-提供高纯度的具有式 (i) 的化合物，例如hfsi，从而简化了fsi盐制造中的下游纯化步骤。
12、-不存在溶剂（可持续性，hse，最终产品品质）
13、-仅产生氯化氢和硫酸衍生物作为副产物，这些副产物易于分离（例如通过蒸馏）。
14、-氯磺酰基衍生物方面高纯化率。
15、-液相工艺（无固体管理）。
16、-携带水的无机酸便宜，容易被进料到反应器中（液体）并且以少量使用。
17、-在温和条件（室温，大气压）下的反应。
18、-随后的蒸馏去除潜在的金属污染物。
19、-分批进料添加水溶液以控制放热水解反应。
1.一种从粗双(氟磺酰基)亚胺（hfsi）混合物中至少部分地去除一种或多种带有至少一个-so2cl部分的目标氯化杂质以便产生纯化的hfsi混合物 [纯化的混合物 (p-hfsi)]的方法，该混合物包含：
2.如权利要求1所述的方法，其中：
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤 (a) 中，通过将温度升高超过化合物(i) 的熔点来使粗混合物 (c-hfsi) 熔融；并且当化合物 (i) 是具有式f-so2-nh-so2-f的hfsi时，在超过18°c的温度下使粗混合物 (c-hfsi) 熔融；和/或其中使粗混合物 (c-hfsi) 在保护气氛下、尤其是在基本上免除水分的气氛下熔融；步骤 (a) 中的水分的量相对于具有式 (i) 的化合物通常被保持为低于5,000 ppm、更优选低于1,000 ppm、更优选低于500 ppm、更优选低于100 ppm、甚至更优选低于50 ppm。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤 (b) 在基本上不存在任何稀释剂的情况下进行，并且其中不添加稀释剂，或者如果存在任何稀释剂，则其量基于该熔融混合物 (m-hfsi) 的总重量小于1 wt.%。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤 (b) 期间，产生hcl并通过对其中进行步骤 (b) 的反应容器进行排气来将hcl从该熔融混合物 (m-hfsi) 中去除；并且优选地：
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤 (b) 在范围为从化合物 (i) 的熔点，并且更具体地，当化合物 (i) 是hfsi时，从约17°c的温度下进行；和/或在最高达100°c的温度下进行；优选地在20°c至50°c、甚至更优选20°c至30°c的温度下进行。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，作为 (b1) 和/或 (b2) 添加的水的量基于粗混合物 (c-hfsi) 中存在的目标杂质的总当量至多25当量、更优选至多10当量；和/或水的量基于粗混合物 (c-hfsi) 中存在的目标杂质的总当量至多5、优选至多4、更优选至多3当量。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤 (b) 中的反应：
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤 (c) 包括使从步骤 (b) 获得的该混合物与至少一种具有式mpxp或mp2(so4)p的盐 (s) 接触的预备步骤 (c0)，其中mp是具有化合价p的金属阳离子或是化合价p = 1的铵阳离子；x是卤化物，优选地选自cl和br；并且其中对于每当量的在粗混合物 (c-hfsi) 中存在的目标氯化杂质，盐 (s) 的量为0.9至10当量。
10.如权利要求10所述的方法，其中，盐 (s) 中的mp是具有式nh4+的铵阳离子，其中p =1，或者是碱金属阳离子、或碱土金属阳离子；优选地，mp选自碱金属阳离子，并且最优选地，mp是li、na和k中的任一种，并且甚至最优选na和k。
11.如权利要求10所述的方法，其中，该具有式mpxp的盐 (s) 选自由以下组成的组：nh4cl、licl、lif、kcl、kf、nacl、naf、rbcl2、rbf2、cacl2、caf2、cscl2、csf2；并且优选地选自由以下组成的组：licl、lif、kcl、kf、nacl和naf；并且最优选地选自由kcl、kf、nacl和naf组成的组。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤 (c) 可能地除了步骤 (c0) 之外还包括蒸馏步骤、优选分馏步骤，以获得该纯化的混合物 (p-hfsi)：
13.如权利要求12所述的方法，其中，步骤 (c) 包括连续进行的分馏步骤，并且其中使用蒸馏塔；并且从该塔的上部回收包含具有式 (i) 的化合物的纯化的混合物 (p-hfsi)，并且将水解的化合物作为塔底产物从该塔的底部消除。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，纯化的混合物 (p-hfsi) 中目标氯化杂质的含量小于1000 ppm、优选小于500 ppm、甚至更优选小于150 ppm。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤 (b) 在适于确保熔融的hfsi与(b1) 和/或 (b2) 之间紧密接触的搅拌容器中进行。