專利名稱：一種氯代碳酸酯的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氯代碳酸酯的合成方法。
技術背景
碳酸酯是鋰電池電解液溶劑的主要成分。其氯化產品可用于鋰電池電解液的阻燃 添加劑，同時也是十分重要的合成中間體，正在被越來越廣泛的應用。特別是氯代碳酸乙烯 酯，其不但可直接作為鋰電池電解液阻燃添加劑，同時，也是合成碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸 乙烯酯的重要原料。
曾經報道過的技術
在美國專利3021340中，其實例一，將碳酸乙烯酯和氯氣反應，在無水氯化鐵的催 化下，將反應混合物加熱至沸點反應30小時，得到62. 5%氯代碳酸乙烯酯和32. 8%二氯代 碳酸乙烯酯。這種方法由于其工藝條件的苛刻，對生產設備要求很高，很難實現工業(yè)化生產。
在美國專利6384239中，將碳酸乙烯酯和磺酰氯反應，在紫外光照射下，反應溫 度控制在0-70°C，得到產品氯代碳酸乙烯酯。其實例一，碳酸乙烯酯和磺酰氯的摩爾比為 1. 35，反應溫度20-40°C。這種方法由于使用磺酰氯作為氯化劑，1摩爾產品會產生1摩爾 氯化氫和1摩爾二氧化硫混合尾氣，無法回收利用，對環(huán)境污染嚴重。再之，去除過量的磺 酰氯也會增加成本。發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種氯代碳酸酯的合成方法，其特點在于將氯氣過量通入液體碳酸 酯，一定反應條件下進行氯化反應，生成氯代碳酸酯，反應過量的氯氣經過氣液冷卻分離裝 置，與石蠟油再進行氯化反應，生成氯化石蠟，反應尾氣為含有微量氯氣的氯化氫氣體。
本發(fā)明涉及的氯代碳酸乙烯酯是沸點高，揮發(fā)度低的碳酸酯氯代化合物，包括一 氯代碳酸乙烯酯、二氯代碳酸乙烯酯、一氯代碳酸丙烯酯等。
本發(fā)明涉及的一種氯代碳酸酯的合成方法是
將工業(yè)級碳酸酯加入到氯化反應釜中，加熱升溫至一定溫度，最適合的溫度范圍 為40-75°C ；在紫外光引發(fā)或化學引發(fā)劑下，以一定速度通入氯氣或氯氣氮氣混合氣；反應 發(fā)熱，通過調節(jié)氯化反應釜夾套冷卻水和通氯氣速度，將反應溫度控制在一定溫度以下，最 適合的溫度范圍為60-85°C ；氯化反應釜尾氣為過量的氯氣和反應生成的氯化氫氣體，或還 有氮氣；氯化反應釜尾氣經過氣液冷卻分離裝置，將氣體中夾帶的液體分離，而后進入石蠟 氯化反應釜；石蠟氯化反應釜可以將過量的氯氣幾乎全部消耗，排出的尾氣為含有微量氯 氣的氯化氫氣體，或還有氮氣；再用水多級吸收，將氯化氫氣體轉為鹽酸，尾氣可以達標排 放。當取樣分析碳酸酯氯化深度達到技術要求時，停止通氯，用于燥空氣或惰性氣體，對碳 酸酯氯化反應釜內反應混合物進行氣洗，除去其中少量殘留的氯氣和氯化氫氣體，從而得 到滿意的氯代碳酸酯產品。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1、使用氯氣作為氯化劑，較使用磺酰氯成本低。其原因是氯氣的分子量為71較磺 酰氯分子量為132小，每摩爾產品需要的氯化劑量小。再之，氯氣的價格較磺酰氯低。
2、氯氣作為氯化劑，產生的尾氣量小，且尾氣為單組分氯化氫，可用水吸收為鹽酸 作為副產品。使用磺酰氯作為氯化劑，產生的尾氣量相對較人，且尾氣組分為氯化氫和二氧 化硫的混合組分，只能中和排放，很難得到有使用價值的副產品。
3、碳酸酯氯化與石蠟氯化反應串聯，可以使碳酸酯氯化的過量氯氣，得到高價值 的利用，同時，可以提高碳酸酯氯化時通入氯氣過量的上限，從而，提高反應速度，降低工藝 控制難度。
實例1、
將IOOOkg碳酸乙烯酯融化后，加入到1000L的搪瓷反應釜內，將其升溫至60°C，在 紫外光照射下，通入干燥氯氣，反應放熱，通過反應釜冷卻系統(tǒng)和調節(jié)通氯氣速度，將反應 溫度控制在80°C以下。反應時間18小時，通氯氣總量2000kg。得到1200kg反應混合物， 取樣用GC分析氯代碳酸乙烯酯含量為80. 1%，二氯代碳酸乙烯酯含量為5. 2%。前一步 反應產生的尾氣通入裝有2000kg石蠟的4000L搪瓷反應釜，在紫外光照射下，進行放熱反 應，尾氣經過三級水吸收塔吸收，可達標排放，得到的^OOkg氯化石蠟，氯化石蠟氯含量為 28. 6%。
實例2、
將IOOOkg碳酸乙烯酯融化后，加入到1000L的搪瓷反應釜內，將其升溫至60°C， 加入Ikg偶氮二異丁氰和2kg 二氯甲烷混合溶液，通入干燥氯氣，反應放熱，通過反應釜冷 卻系統(tǒng)和調節(jié)通氯氣速度，將反應溫度控制在85°C以下。反應時間25小時，通氯氣總量 MOOkg。得到1300kg反應混合物，取樣用GC分析氯代碳酸乙烯酯含量為61. 2%，二氯代 碳酸乙烯酯含量為27. 8 %。前一步反應產生的尾氣通入，裝有2000kg石蠟的4000L搪瓷 反應釜，在紫外光照射下，進行放熱反應，尾氣經過三級水吸收塔吸收，可達標排放，得到的 2900kg氯化石蠟，氯化石蠟氯含量31.0%。
實例3
將IOOOkg碳酸丙烯酯加入到1000L的搪瓷反應釜內，將其升溫至60°C，加入Ikg 偶氮二異丁氰和2kg 二氯甲烷混合溶液，通入干燥氯氣，反應放熱，通過反應釜冷卻系統(tǒng)和 調節(jié)通氯氣速度，將反應溫度控制在75°C以下。反應時間18小時，通氯氣總量2000kg。得 到1200kg反應混合物，取樣用GC分析氯代碳酸丙烯酯含量為79. 5%，二氯代碳酸丙烯酯 含量為4. 8 %。前一步反應產生的尾氣通入，裝有2000kg石蠟的4000L搪瓷反應釜，在紫外 光照射下，進行放熱反應，尾氣經過三級水吸收塔吸收，可達標排放，得到的^OOkg氯化石 蠟，氯化石蠟氯含量為觀.6 %。
權利要求
1.一種氯代碳酸酯的合成方法，其特點在于將氯氣過量通入液體碳酸酯，反應溫度 在50-110°C，最適合的溫度范圍為40-75°C下，在紫外光或化學引發(fā)劑作用下，進行氯化 反應，生成氯代碳酸酯。反應過量的氯氣經過氣液冷卻分離裝置，與石蠟油再進行氯化反 應，生成氯化石蠟。反應尾氣為含有微量氯氣的氯化氫氣體。
2.權利要求1中所述的合成方法，其特點在于液體碳酸酯為碳酸乙烯酯或碳酸丙烯
3.權利要求1中所述的合成方法，其特點在于氯代碳酸酯為一氯代碳酸乙烯酯，二氯 代碳酸乙烯酯或氯代碳酸丙烯酯。
4.權利要求1中所述的合成方法，其特點在于氣液冷卻分離裝置為回流冷凝器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氯代碳酸酯的合成方法。其包括將氯氣過量通入液體碳酸酯，一定反應條件下進行氯化反應，生成氯代碳酸酯。反應過量的氯氣與石蠟油，再進行氯化反應，生成氯化石蠟。反應尾氣為含有微量氯氣的氯化氫氣體。該方法具有生產成本低，對環(huán)境污染小的特點。特別適用于以碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯為原料生產氯代碳酸乙烯酯，二氯代碳酸乙烯酯和氯代碳酸丙烯酯。
文檔編號C07C19/01GK102030736SQ200910093260
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權日2009年9月24日
發(fā)明者張弘 申請人:張弘