一種一氯代碳酸乙烯酯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種一氯代碳酸乙烯酯的制備方法,包括：在塔式反應(yīng)器內(nèi)，沿塔高方向，每隔1米為一個(gè)填料層，安裝一個(gè)支架，每個(gè)支架底部安裝一個(gè)第一汞浸液燈，在每層填料的上方，分別安裝一個(gè)液體均布器和一個(gè)第二汞浸液燈；將碳酸乙烯酯預(yù)熱至60℃，再加入引發(fā)劑和催化劑，加熱至60℃，得含有引發(fā)劑和催化劑的碳酸乙烯酯液體；從塔底通入氮?dú)?，置換塔內(nèi)空氣，氮?dú)馕矚夥趴?；氯氣干燥脫水后，加熱?5℃，在塔底部和塔中部分別通入氯氣，從塔頂加入含有引發(fā)劑和催化劑的碳酸乙烯酯液體，氣液逆流接觸反應(yīng)，收集塔底液體一氯代碳酸乙烯酯，塔頂尾氣經(jīng)處理后得到鹽酸和氯化石蠟。
【專利說明】
一種一氯代碳酸乙烯酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種一氯代碳酸乙烯酯的制備方法，屬于化學(xué)制備方法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]—氯代碳酸乙烯酯作為制作鋰離子電池電解液的重要原料越來越受到人們的重視，其生產(chǎn)方法包括氯化試劑取代法、直接氯氣取代法、溶劑氯氣取代法、光氣法等。在這些生產(chǎn)方法中，基本是釜式反應(yīng)器，氯氣以鼓泡的形式通過碳酸乙烯酯液體層，真正的氣液接觸有效面積只是氣泡的表面，大量氣泡內(nèi)的氯氣不能和碳酸乙烯酯反應(yīng)，所以生產(chǎn)時(shí)必須氯氣過量，過量程度超過300 %，造成了大量氯氣的浪費(fèi)，給環(huán)境造成了污染。同時(shí)，由于氯氣過量過多加速了副產(chǎn)物二氯代、三氯代碳酸乙烯酯的生成，使得氯代碳酸乙烯酯的收率降低，分離費(fèi)用增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決一氯代碳酸乙烯酯收率低、副產(chǎn)物多的難題，提供一種一氯代碳酸乙烯酯的制備方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種一氯代碳酸乙烯酯的制備方法，包括:
[0005]I)在塔式反應(yīng)器內(nèi)，沿塔高方向，每隔I米為一個(gè)填料層，安裝一個(gè)支架，用于支撐填料，每個(gè)支架底部安裝一個(gè)第一汞浸液燈，在每層填料的上方，分別安裝一個(gè)液體均布器和一個(gè)第二汞浸液燈，液體均布器固定于支架上，用于液體分散，第二汞浸液燈固定于液體均布器上，第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均用于光照射填料，填料裝填總高度為5-20米；
[0006]2)將碳酸乙烯酯預(yù)熱至60°C，使碳酸乙烯酯由固體變?yōu)橐后w，再加入引發(fā)劑和催化劑，攪拌均勻，加熱至60°C，得含有引發(fā)劑和催化劑的碳酸乙烯酯液體，其中，引發(fā)劑、催化劑和碳酸乙烯酯的質(zhì)量比為(0.2-1): (0.5-5): (94-99);
[0007]3)從塔底通入氮?dú)?，置換塔內(nèi)空氣，通入氮?dú)獠恍∮?0分鐘，氮?dú)馕矚夥趴眨?br>[0008]4)氯氣經(jīng)干燥脫水后，加熱至65°C，在塔底部和塔中部分別通入氯氣，從塔底通入氯氣的體積:從塔中部通入氯氣的體積=1:1-1:3，從塔頂加入2)得到的含有引發(fā)劑和催化劑的碳酸乙烯酯液體，氣液逆流接觸反應(yīng)，保持塔內(nèi)溫度為60-700C，收集塔底液體一氯代碳酸乙烯酯，塔頂尾氣進(jìn)入氯化氫吸收塔，用純水吸收得鹽酸，從氯化氫吸收塔塔頂排出的尾氣中含有未反應(yīng)的氯氣，進(jìn)入液體石蠟反應(yīng)釜，氯氣被石蠟吸收，得氯化石蠟。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0010]進(jìn)一步，在I)中，所述塔式反應(yīng)器為填料塔反應(yīng)器，材質(zhì)為不銹鋼或玻璃。
[0011]進(jìn)一步，在I)中，所述填料為透光的球形玻璃、透光的不規(guī)則形玻璃、透明的塑料網(wǎng)、透明的塑料片、透光的聚酯材料中的一種或幾種的混合物。
[0012]采用此步驟的有益效果是填料可以用聚酯材料做成規(guī)整填料，進(jìn)一步提高填料的比表面積，降低流動(dòng)阻力，可有效降低塔式反應(yīng)器高度。
[0013]進(jìn)一步，在I)中，所述第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均為防爆型，功率為50-1OOOffo
[0014]進(jìn)一步，在2)中，所述引發(fā)劑為過氧化物、含氮有機(jī)化合物中的一種或任意幾種的混合物。優(yōu)選為過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過硫酸鉀、過硫酸銨、偶氮二異丁氰中的一種或任意幾種的混合物。
[0015]進(jìn)一步，在2)中，所述催化劑為三鹵化鐵、三氯化鋁中的一種或任意幾種的混合物。所述三鹵化鐵為三氯化鐵、三溴化鐵中的一種或兩種的混合物。
[0016]進(jìn)一步，在4)中，所述從塔底部和塔中部通入氯氣的總摩爾與碳酸乙烯酯的摩爾比為(1.0-1.1):1。
[0017]上述沒有特殊指明的塔頂、塔底、塔內(nèi)、塔底部和塔中部均為塔式反應(yīng)器的塔頂、塔底、塔內(nèi)、塔底部和塔中部。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明制備的一氯代碳酸乙烯酯的設(shè)備為塔式反應(yīng)器，能夠連續(xù)不間斷生產(chǎn)。
[0020 ] 2、本發(fā)明氣液反應(yīng)在填料表面進(jìn)行，為膜狀反應(yīng)，接觸面積大，反應(yīng)速率高。
[0021]3、本發(fā)明制備方法限定了氯氣與碳酸乙烯酯的摩爾比為(1.0-1.1):1，有效抑制了二氯代物及三氯代物的生成，避免了過量的氯氣釋放問題。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的一氯代碳酸乙烯酯的核磁譜圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的一氯代碳酸乙烯酯的紅外光譜圖；
[0024]圖3為本發(fā)明一氯代碳酸乙烯酯的制備工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0026]實(shí)施例1
[0027]I)在材質(zhì)為不銹鋼的填料塔反應(yīng)器內(nèi)，沿塔高方向，每隔I米為一個(gè)填料層，安裝一個(gè)支架，用于支撐填料，填料為透光的不規(guī)則形玻璃，每個(gè)支架底部安裝一個(gè)第一汞浸液燈，在每層填料的上方，分別安裝一個(gè)液體均布器和一個(gè)第二汞浸液燈，液體均布器固定于支架上，用于液體分散，第二汞浸液燈固定于液體均布器上，第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均用于光照射填料，填料裝填總高度為10米，所述第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均為防爆型，功率為500W;
[0028]2)將100kg碳酸乙烯酯預(yù)熱至60 °C，使碳酸乙烯酯由固體變?yōu)橐后w，再加入Ikg過氧化苯甲酰和5kg三氯化鐵，攪拌均勻，加熱至60°C，得含有過氧化苯甲酰和三氯化鐵的碳酸乙烯酯液體；
[0029 ] 3)從塔底通入氮?dú)?0分鐘，置換塔內(nèi)空氣，氮?dú)馕矚夥趴眨?br>[0030]4)氯氣經(jīng)干燥脫水后，加熱至65°C，在塔底部和塔中部分別通入氯氣，從塔底通入氯氣的體積:從塔中部通入氯氣的體積= 1:2，從塔頂通過蠕動(dòng)栗加入2)得到的含有過氧化苯甲酰和三氯化鐵的碳酸乙烯酯液體，控制氯氣與碳酸乙烯酯的摩爾比為1.05:1，氣液逆流接觸反應(yīng)，保持塔內(nèi)溫度為60-70°C，收集塔底液體一氯代碳酸乙烯酯，經(jīng)測(cè)定一氯代碳酸乙烯酯收率為93.1%,純度為99.8%,表征如圖1、圖2所示。核磁譜圖表征數(shù)據(jù):1K^MR(400MZ，CDCl3):S(ppm):4.672(q，lH)，4.908(q，lH)，6.568(ddd，lH)，為一氯代碳酸乙烯酯的結(jié)構(gòu)。
[0031 ] 紅外光譜表征數(shù)據(jù):1819cm—1:為C = O特征吸收峰；3090cm—1:為C-H特征吸收峰；1144cm—1和1079cm—1:為C-O-C對(duì)稱和不對(duì)稱特征吸收峰;687cm—1:為C-Cl特征吸收峰。證實(shí)樣品含有碳酸酯基、碳-氯鍵，羰基、與一氯代碳酸乙烯酯的結(jié)構(gòu)相符。
[0032]塔頂尾氣進(jìn)入氯化氫吸收塔，用純水吸收，得鹽酸，鹽酸中氯化氫含量為33.2 %。從氯化氫吸收塔塔頂排出的尾氣中含有少量未反應(yīng)的氯氣，由氯化氫吸收塔塔頂部引出，進(jìn)入液體石蠟反應(yīng)釜，氯氣被石蠟吸收，得氯化石蠟，氯化石蠟含量為28 %。
[0033]實(shí)施例2
[0034]I)在材質(zhì)為不銹鋼的填料塔反應(yīng)器內(nèi)，沿塔高方向，每隔I米為一個(gè)填料層，安裝一個(gè)支架，用于支撐填料，填料為塑料片，每個(gè)支架底部安裝一個(gè)第一汞浸液燈，在每層填料的上方，分別安裝一個(gè)液體均布器和一個(gè)第二汞浸液燈，液體均布器固定于支架上，用于液體分散，第二汞浸液燈固定于液體均布器上，第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均用于光照射填料，填料裝填總高度為8米，所述第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均為防爆型，功率為200W；
[0035]2)將100kg碳酸乙烯酯預(yù)熱至60 °C，使碳酸乙烯酯由固體變?yōu)橐后w，再加入Ikg偶氮二異丁氰和5kg三氯化鋁，攪拌均勻，加熱至60°C，得含有偶氮二異丁氰和三氯化鋁的碳酸乙烯酯液體；
[0036]3)從塔底通入氮?dú)?0分鐘，置換塔內(nèi)空氣，氮?dú)馕矚夥趴眨?br>[0037]4)氯氣經(jīng)干燥脫水后，加熱至65°C，在塔底部和塔中部分別通入氯氣，從塔底通入氯氣的體積:從塔中部通入氯氣的體積= 1:2，從塔頂通過蠕動(dòng)栗加入2)得到的含有偶氮二異丁氰和三氯化鋁的碳酸乙烯酯液體，控制氯氣與碳酸乙烯酯的摩爾比為1.06:1，氣液逆流接觸反應(yīng)，保持塔內(nèi)溫度為60-70°C，收集塔底液體一氯代碳酸乙烯酯，經(jīng)測(cè)定一氯代碳酸乙烯酯收率為93%，純度為99.7%。
[0038]塔頂尾氣進(jìn)入氯化氫吸收塔，用純水吸收，得鹽酸，鹽酸中氯化氫含量為33.4%。從氯化氫吸收塔塔頂排出的尾氣中含有少量未反應(yīng)的氯氣，由氯化氫吸收塔塔頂部引出，進(jìn)入液體石蠟反應(yīng)釜，氯氣被石蠟吸收，得氯化石蠟，氯化石蠟含量為28.2 %。
[0039]實(shí)施例3
[0040]I)在材質(zhì)為不銹鋼的填料塔反應(yīng)器內(nèi)，沿塔高方向，每隔I米為一個(gè)填料層，安裝一個(gè)支架，用于支撐填料，填料為透光的聚酯材料，每個(gè)支架底部安裝一個(gè)第一汞浸液燈，在每層填料的上方，分別安裝一個(gè)液體均布器和一個(gè)第二汞浸液燈，液體均布器固定于支架上，用于液體分散，第二汞浸液燈固定于液體均布器上，第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均用于光照射填料，填料裝填總高度為12米，所述第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均為防爆型，功率為800W;
[0041 ] 2)將100kg碳酸乙烯酯預(yù)熱至60 °C，使碳酸乙烯酯由固體變?yōu)橐后w，再加入Ikg過氧化甲乙酮和5kg三氯化鐵，攪拌均勻，加熱至60°C，得含有過氧化甲乙酮和三氯化鐵的碳酸乙烯酯液體；[0042 ] 3)從塔底通入氮?dú)?0分鐘，置換塔內(nèi)空氣，氮?dú)馕矚夥趴眨?br>[0043]4)氯氣經(jīng)干燥脫水后，加熱至65°C，在塔底部和塔中部分別通入氯氣，從塔底通入氯氣的體積:從塔中部通入氯氣的體積= 1:2，從塔頂通過蠕動(dòng)栗加入2)得到的含有過氧化甲乙酮和三氯化鐵的碳酸乙烯酯液體，控制氯氣與碳酸乙烯酯的摩爾比在1.03:1，氣液逆流接觸反應(yīng)，保持塔內(nèi)溫度為60-70°C，收集塔底液體一氯代碳酸乙烯酯，經(jīng)測(cè)定一氯代碳酸乙烯酯收率為93.2%，純度為99.9%。
[0044]塔頂尾氣進(jìn)入氯化氫吸收塔，用純水吸收得鹽酸，鹽酸中氯化氫含量為33.1%。從氯化氫吸收塔塔頂排出的尾氣中含有少量未反應(yīng)的氯氣，由氯化氫吸收塔塔頂部引出，進(jìn)入液體石蠟反應(yīng)釜，氯氣被石蠟吸收，得氯化石蠟，氯化石蠟含量28.1 %。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種一氯代碳酸乙烯酯的制備方法，其特征在于，包括: 1)在塔式反應(yīng)器內(nèi)，沿塔高方向，每隔I米為一個(gè)填料層，安裝一個(gè)支架，用于支撐填料，每個(gè)支架底部安裝一個(gè)第一汞浸液燈，在每層填料的上方，分別安裝一個(gè)液體均布器和一個(gè)第二汞浸液燈，液體均布器固定于支架上，用于液體分散，第二汞浸液燈固定于液體均布器上，第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均用于光照射填料，填料裝填總高度為5-20米； 2)將碳酸乙烯酯預(yù)熱至60°C，使碳酸乙烯酯由固體變?yōu)橐后w，再加入引發(fā)劑和催化劑，攪拌均勻，加熱至60°C，得含有引發(fā)劑和催化劑的碳酸乙烯酯液體，其中，引發(fā)劑、催化劑和碳酸乙烯酯的質(zhì)量比為(0.2-1): (0.5-5): (94-99); 3)從塔底通入氮?dú)?，置換塔內(nèi)空氣，通入氮?dú)獠恍∮?0分鐘，氮?dú)馕矚夥趴眨? 4)氯氣經(jīng)干燥脫水后，加熱至65°C，在塔底部和塔中部分別通入氯氣，從塔底通入氯氣的體積:從塔中部通入氯氣的體積= 1:1-1:3，從塔頂加入2)得到的含有引發(fā)劑和催化劑的碳酸乙烯酯液體，氣液逆流接觸反應(yīng)，保持塔內(nèi)溫度為60-70°C，收集塔底液體一氯代碳酸乙烯酯，塔頂尾氣進(jìn)入氯化氫吸收塔，用純水吸收得鹽酸，從氯化氫吸收塔塔頂排出的尾氣中含有未反應(yīng)的氯氣，進(jìn)入液體石蠟反應(yīng)釜，氯氣被石蠟吸收，得氯化石蠟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在I)中，所述塔式反應(yīng)器為填料塔反應(yīng)器，材質(zhì)為不銹鋼或玻璃。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在I)中，所述填料為透光的球形玻璃、透光的不規(guī)則形玻璃、透明的塑料網(wǎng)、透明的塑料片、透光的聚酯材料中的一種或幾種的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在I)中，所述第一汞浸液燈和第二汞浸液燈均為防爆型，功率為50-1000W。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在2)中，所述引發(fā)劑為過氧化物、含氮有機(jī)化合物中的一種或任意幾種的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過硫酸鉀、過硫酸銨、偶氮二異丁氰中的一種或任意幾種的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在2)中，所述催化劑為三鹵化鐵、三氯化鋁中的一種或任意幾種的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述三齒化鐵為三氯化鐵、三溴化鐵中的一種或兩種的混合物。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在4)中，從塔底部和塔中部通入氯氣的總摩爾與碳酸乙烯酯的摩爾比為(1.0-1.1):1。
【文檔編號(hào)】C10G73/38GK105859677SQ201610247726
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張建生, 王益民, 張金宗, 閻青山, 郭連武
【申請(qǐng)人】唐山漢伯化工有限公司