光氯化合成氯代碳酸乙烯酯反应工艺与动力学研究

以碳酸乙烯酯和氯气为原料,在紫外灯引发条件下,合成氯代碳酸乙烯酯。考察光源功率、氯气流量和温度对光氯化反应的影响,并探究光氯化串联反应动力学。结果表明,实验最佳工艺条件为:单位体积输入功率为13.6 W/L的紫外灯,反应温度优选60℃,氯气流量范围500~750 mL/min。光氯化主副反应的表观活化能分别为7.98 kJ/mol和11.37 kJ/mol。该动力学模型为后续多级串联反应器工业化设计提供了重要支撑。

碳酸乙烯酯与氯气合成氯代碳酸乙烯酯的反应过程分析

采用基团贡献法对碳酸乙烯酯和氯气的反应进行热力学分析,计算了反应体系中各物质的熵变、焓变、吉普斯自由能、反应平衡常数,与文献中热力学数据的误差进行对比,并探讨了反应温度对氯化自由基反应的影响。热力学数据分析表明,在50~100℃之间,氯化自由基反应的主副反应均为放热反应、自发反应;两者的反应平衡常数随温度升高而升高,且反应的平衡常数很大,主反应的平衡常数低于副反应,升温不利于产物的选择性,需要适宜控制反应温度。该理论研究对碳酸乙烯酯氯化反应条件的优化及应用具有指导意义。

基于非水体系的电位滴定法测定氯代碳酸乙烯酯中氯化氢的含量

氯代碳酸乙烯酯通常为无色至浅黄色液体,是一种重要的有机合成中间体,主要用于合成碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸亚乙烯酯[1-2]。目前广泛使用碳酸乙烯酯与氯气反应制备氯代碳酸乙烯酯的工艺,但该工艺生产过程会产生氯化氢,且在存储过程中,氯代碳酸乙烯酯在含微量水分的条件下亦不断分解生成氯化氢,影响产品品质。因此,建立一种准确、快速测定氯化氢含量的方法对氯代碳酸乙烯酯的产品质量控制具有非常重要的意义。

基于[bmim][BF_(4)]相转移催化的氟代碳酸乙烯酯高效合成

氟代碳酸乙烯酯(FEC)是锂电池电解液添加剂的重要组分之一,其工业制备方法主要为卤素交换法,即氯代碳酸乙烯酯(CEC)与氟化钾(KF)通过取代反应制备FEC。该工艺中,取代反应速率受限于KF相际传质速率,且CEC易发生消去反应生成碳酸亚乙烯酯副产物。针对上述问题,研究了相转移催化剂(PTC)结构对KF相际传质速率和CEC制FEC主副反应能垒的影响规律和调控机制。优化条件下,PTC为[bmim][BF_(4)](1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐),溶剂为乙腈,反应温度为乙腈回流温度(81.6℃),n(KF)∶n(CEC)=2.5∶1,此时FEC收率高达91.94%(摩尔分数)。密度泛函理论计算表明,在乙腈中[bmim][BF_(4)]能与KF形成配合物,增加K+和F-的核间距并降低KF的溶解自由能,从而强化相际传质并降低取代反应能垒,实现CEC经KF取代高效制备FEC。

Lewis酸碱调控镧掺杂氧化锌催化CO_(2)转化制碳酸乙烯酯

本研究以CO_(2)和乙二醇(EG)合成碳酸乙烯酯(EC)为目标,设计合成一系列La掺杂ZnO催化剂,可对ZnO表面Lewis酸碱性位点调控,并在无助剂条件下研究了催化剂活性。La-ZnO-1%-550℃具有最好的催化活性,在130℃、4 MPa CO_(2)、1 h条件下,EG的转化率为0.54%,EC的时空收率和选择性分别为7.326 mmol/(h·g)和99%,并具有良好的稳定性。结合对催化剂的晶体结构、形貌和表面酸碱性等分析,结果显示,La均匀分布在ZnO中空纳米片中,经过550℃煅烧的La掺杂ZnO的表面具有最多的Lewis酸碱性位点,催化剂的催化活性随中强Lewis酸碱性位点增多而升高。

碳酸乙烯酯的熔融结晶提纯工艺研究

为了高效生产出符合市场品质要求的锂电池电解液溶剂,在生产碳酸乙烯制的过程中,采用了熔融结晶法对碳酸乙烯酯进行提纯,采用单因素法探究了工业级碳酸乙烯酯熔融结晶提纯工艺。研究表明,最佳的工艺条件为:以0.10℃/min的降温速率降温至28℃,恒温30 min以上,再以0.03℃/min的发汗速率发汗至33.0℃,恒温30 min以上,最后再升温使晶层全部熔化,纯度可以达到99.9%左右,收率可达57.5%。

碳酸乙烯酯合成过程热力学分析与动力学模拟

由环氧乙烷(EO)和二氧化碳(CO_(2))酯化加成生产碳酸乙烯酯(EC)是一条优选的“绿色化学”生产路线,可以为新能源汽车动力电池提供优良溶剂,更能开辟一条CO_(2)捕集利用与封存的绿色路线。为了研究此反应发生的可能性和反应程度,通过热力学公式对反应过程进行了热力学分析,同时建立了主反应宏观动力学模型,以指导工业反应器的设计。结果表明:除EC水解副反应为吸热反应外,主反应和其他副反应均为强放热反应;所有副反应均可以自发进行,而主反应受温度影响较大,当温度大于100℃时不能自发进行;通过对试验数据回归得到了该反应的动力学参数,并用工业数据进行了验证;通过动力学模型预测了反应器组合后的产物浓度,双釜串联反应器出口EC摩尔分数为98.91%,模型计算值与工业试验值误差小于0.12%。

氯代碳酸乙烯酯降膜纯化方法研究

以工业级氯代碳酸乙烯酯(CEC)为原料,利用Aspen Plus软件模拟计算CEC、HCl在不同压力、不同温度下的饱和分压,根据模拟计算结果以降膜刮板蒸发器为主要设备闪蒸纯化CEC,去除CEC中HCl、活性氯及其他活性杂质。根据实验结果调整纯化参数,并以碳酸亚乙烯酯(VC)合成收率作为纯化效果评价标准,确定降膜刮板蒸发器纯化CEC最佳工艺条件为闪蒸温度70℃、5 kPa,CEC气相纯度由82%提高至85.3%,VC合成收率由65.2%提高至75.5%。

无溶剂法合成氟代碳酸乙烯酯工艺的开发——中型试验

根据泰兴华盛精细化工有限公司在实验室开发的无溶剂法合成氟代碳酸乙烯酯工艺技术结果,以氯代碳酸乙烯和氟化钾为原料,进行了氟代碳酸乙烯酯合成中型试验研究。考察了氟化钾投料量、搅拌速率、反应温度以及保温时间对氟代碳酸乙烯酯的转化率以及合成收率的影响。结果表明,在氟化钾的投料量控制在50 kg/批,搅拌速率60 r/min,反应釜温度控制在90℃,保温时间控制在2 h的工艺条件下,氟代碳酸乙烯酯的转化率达到了92.53%,合成收率在86%以上,通过减压精馏可得到相应纯度的氟代碳酸乙烯酯。

TBAB催化碳酸乙烯酯与苯酚合成苯氧乙醇

开发一种无溶剂、催化剂用量低、原料转化率高和产品选择性好的苯氧乙醇合成工艺具有重要意义。研究了以四丁基溴化铵(TBAB)为催化剂,用苯酚和碳酸乙烯酯为原料合成苯氧乙醇,考察了碳酸乙烯酯和苯酚的物料比、催化剂用量、反应温度和反应时间等工艺参数对合成苯氧乙醇的影响,得出最优工艺条件:碳酸乙烯酯和苯酚的物质的量之比为1.05∶1.00、 TBAB用量为苯酚质量的1%、反应温度为145℃、反应时间为4.5 h。在此条件下,苯酚的转化率为99.77%、苯氧乙醇的选择性为99.08%,对反应液进行分离纯化,可得到高纯度苯氧乙醇。采用GC-MS对反应液定性分析,发现除产物外只产生了4种副产物,GC内标法对反应液中苯酚和产物进行定量测定。

氟代碳酸乙烯酯合成中含氟废盐的处理与利用

目的:针对氟代碳酸乙烯酯合成过程中产生的含氟废盐,采用沉淀-絮凝两段结合的方法对其中的氟离子进行沉淀处理,并对副产氯化钾进行回收。方法:通过考察沉淀剂、絮凝剂的种类和用量、pH等确定最优除氟工艺;对氯化钾结晶温度、洗涤水用量进行探究,确定了氯化钾的最佳回收条件。结果:选用CaCl_(2)与Ca(OH)_(2)为沉淀剂,当pH为8.0,n(Ca^(2+)):n(F^(-))为0.7时,采用单段除氟工艺,溶液氟离子浓度从153 mg/L降低至20.3 mg/L。结论:采用两段除氟工艺,使用絮凝剂硫酸铝,当n(Al^(3+)):n(F^(-))为12:1时,残余氟离子浓度从20.3 mg/L降低至3.0 mg/L,氯化钾纯度高达99.7%,符合国家工业废水的排放标准,整体工艺体现了绿色、经济的要求。

电解液添加剂中氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯的应用

在电池的制造生产中,氟代碳酸乙烯酯(FEC)、氯代碳酸乙烯酯(CEC)在作为添加剂用于电解液后,其电解液的电化学窗口等性能可以得到提高,进而提高电池在循环多次后的容量保持率。为此,本文首先进行氯代碳酸乙烯酯的合成研究,探讨不同指标对产品制造的影响和生产不足。其次,将氟代碳酸乙烯酯作为电解液添加剂,应用恒流充放电、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)等方法,研究对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)/Li、电解液的电化学窗口、Li/MCMB半电池的性能影响。最后经过实验讨论,氟代碳酸乙烯酯能有效作为电解液添加剂并应用在电池中,利于提高电池的整体质量。

氟代碳酸乙烯酯合成中含氟废盐的处理与利用

探讨氟代碳酸乙烯酯合成中含氟废盐的处理及其资源化利用,以促进化工生产的环境友好性和资源的高效利用。方法:采用沉淀法结合絮凝技术处理含氟废水,同时实验了不同沉淀剂和絮凝剂的效果,评估了硫酸铝用量和初始pH值对除氟效果的影响。结果:优化的沉淀剂和絮凝剂选择以及精确控制的处理参数显著提高了氟离子的去除率。此外,通过蒸发结晶技术成功回收了废水中的氯化钾。结论:合理的工艺参数选择和废盐资源化措施对提升氟代碳酸乙烯酯生产过程的环境可持续性具有重要意义。

氟代碳酸乙烯酯的制备和精制工艺最新进展

总结了氟代碳酸乙烯酯(FEC)的制备方法,主要包括电化学氟化法、直接氟化法和氟–卤交换法等,比较了不同方法的优缺点。同时介绍了FEC的精制工艺,详细介绍了几种高纯FEC的制备工艺,并对FEC的研究前景进行了展望。

电位滴定法测定氯代碳酸乙烯酯中的总氯

建立电位滴定法测定氯代碳酸乙烯酯(CEC)中总氯含量的分析方法,用于指导工业生产。以乙醇为溶剂,增加CEC和水溶液的互溶性,通过在氢氧化钾溶液(200 g/L)中沸水浴加热5 min,使CEC样品中不同形态的含氯化合物全部碱解成氯化钾;以银电极为测量电极,饱和甘汞电极为参比电极,用硝酸银标准溶液滴定氯离子,测定总氯的质量分数。考察碱的类型、浓度、加入量和碱解时间的影响。样品加标回收率为99.75%~100.32%,相对标准偏差(RSD)小于0.5%(n=9)。方法操作简单,精密度和准确度符合要求,对产品质量控制和生产有重要意义。

对如何提高氯代碳酸乙烯酯收率的研究

主要介绍在紫外光引发和引发剂的作用下碳酸乙烯酯与氯气反应合成氯代碳酸乙烯酯的合成方法,并通过改变反应温度、引发剂的种类及用量等反应条件来验证影响氯代碳酸乙烯酯收率的因素,并对实验数据进行分析,得出有效的办法来提高氯代碳酸乙烯酯收率的合成方法。

自动电位滴定法测定氯代碳酸乙烯酯中总硫的含量

建立了自动电位滴定法测定氯代碳酸乙烯酯中总硫的测试方法。将样品中二氧化硫和磺酰氯全部转化成硫酸根,用氯化钡-氯化镁沉淀硫酸根,以酸性铬蓝K和萘酚绿B为指示剂(K-B指示剂),用光度电极做指示电极,于590nm波长下,用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)返滴定过量的氯化钡-氯化镁溶液,测定硫酸根的总量。通过优化前处理条件和电位滴定参数,总硫测试加标回收率为99.3%~100.7%,平均回收率为99.9%,相对标准偏差RSD<1%。方法操作简单,精密度和准确度较好,可用于氯代碳酸乙烯酯中总硫的测定。

碳酸乙烯酯与甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯研究

对碳酸乙烯酯(EC)和甲醇酯交换反应进行研究,通过间歇法筛选出甲醇钠作为催化剂时反应效果最佳,在此催化剂基础上进行连续精馏反应,对影响连续精馏反应的温度、空速和催化剂用量等进行了工艺条件优化,得到在釜底温度80℃,EC与甲醇摩尔比为1∶13,催化剂用量0.3%,回流比(L/D)为3∶1,空速1.94 h-1,提馏段上部进料时,塔底EC转化率达98.7%,乙二醇(EG)选择性达99.9%,塔顶碳酸二甲酯(DMC)含量达28.2%,DMC选择性达99.9%,反应效果较好,为工业化应用提供基础。

氯代碳酸乙烯酯的合成工艺

以碳酸乙烯酯(EC)为原料,加入偶氮二异丁腈的四氯化碳溶液,并在磺酰氯的条件下通入氮气反应合成氯代碳酸乙烯酯(CEC)。考察反应温度、EC与SO_(2)Cl_2摩尔比、AIBN与EC摩尔比、反应时间等对氯代碳酸乙烯酯收率的影响,得到最佳反应条件为:EC与SO_(2)Cl_2摩尔比为1∶1.3、AIBN与EC摩尔比为1∶600,反应温度为60℃。在最佳反应条件下,产品产率高达84.21%,减少了二氯代、三氯代副产物的生成,保证了产品的纯度。

氟代碳酸乙烯酯在低温锂离子电池液体电解液开发中的应用

锂离子电池的电解液是一种锂盐的有机溶液。目前锂离子电池所采用的有机电解液主要是以碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)等为溶剂,以六氟磷酸锂(LiPF6)等锂盐为溶质,并添加适当添加剂所构成。为了改善锂离子电池某些特性,需要添加少量的功能性添加剂。研究开发比较多的锂离子电池添加剂有成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂以及耐过充添加剂。本文主要概述氟代碳酸乙烯酯在低温锂离子电池液体电解液开发中的应用,以供开发低温锂离子电池的研究人员参考。