引发剂在制备氯代碳酸乙烯酯中的应用及其制备方法与流程

本发明属于锂电池添加剂制备，尤其涉及一种引发剂在制备氯代碳酸乙烯酯中的应用及其制备方法。

背景技术：

1、随着锂离子电池需求的迅猛增长，尤其是动力电池的飞速发展，电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯(fec)和碳酸亚乙烯酯(vc)的用量也急速攀升。而作为合成fec和vc的重要原料，氯代碳酸乙烯酯(cec)的产能受限于工艺，增长缓慢。

2、传统的cec合成工艺主要有两种：第一种是用碳酸乙烯酯(ec)与磺酰氯或硫酰氯进行氯化反应，而此法产生的二氧化硫气体难以处理，杂质含量偏多不利于产物提纯，且会产生大量废水废气，环境污染较大。第二种是采用碳酸乙烯酯(ec)和氯气作为原料进行氯化反应，在紫外光作用下合成氯代碳酸乙烯酯，此法存在能耗高、反应时间长、副产物多，产品纯度较低难以用连续流工艺进行工业化生产的缺点。

3、目前工业上生产的氯代碳酸乙烯酯的纯度一般在80％左右，除产物外，还有主要的杂质二氯代碳酸乙烯酯，其含量一般在10～15％，以及未氯化的原料碳酸乙烯酯，其含量在5～10％。产率和纯度均较低，而随着日益增长的市场需求对氯代碳酸乙烯酯的产能和纯度也提出了更高的要求。因此，开发一种高效、安全、节能环保的氯代碳酸乙烯酯的制备方法具有十分重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明提供了一种引发剂在制备氯代碳酸乙烯酯中的应用及其制备方法，本发明提供的方法工艺简单，反应温和，反应时间短、能耗低、收率高，且制备得到的产品纯度高。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种引发剂在制备氯代碳酸乙烯酯中的应用，所述引发剂的结构如式i所示：

3、

4、其中，r1和r2各自独立的选自h、-ch3和-ch2ch3中的任意一种，且r1和r2不同时为h。

5、本发明还提供了一种氯代碳酸乙烯酯的制备方法，以碳酸乙烯酯和氯气为原料，加入上述方案所述的引发剂，采用一步合成法进行氯代反应制备得到。

6、优选的，所述制备方法采用熔化的碳酸乙烯酯与氯气混合，在搅拌状态下，加入引发剂进行氯代反应。

7、优选的，所述引发剂的加入量为碳酸乙烯酯的0.05wt％～1wt％。

8、优选的，所述氯代反应的温度为40～70℃，时间为3～5h。

9、优选的，所述碳酸乙烯酯与氯气的摩尔比为1:(1～2)。

10、优选的，所述氯气中的含水量≤0.01wt％。

11、优选的，采用气体分布器通入氯气。

12、优选的，还包括对反应尾气进行吸收处理。

13、优选的，所述吸收处理的方法为：依次采用水和氢氧化钠溶液进行吸收。

14、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

15、(1)本发明提供了一种制备氯代碳酸乙烯酯的引发剂，本发明提供的引发剂能够在较低的温度下引发反应，使制备过程中反应体系温度低，从而能够有效降低高温反应带来的副产物及高温生产带来的危险。同时，本发明提供的引发剂的自由基存活时间长，在氯代反应中引发效率高，反应时间短，从而能够避免由于长时间反应导致的氯代碳酸乙烯酯进一步发生聚合或分解，进一步减少副反应的发生。

16、(2)本发明提供的氯代碳酸乙烯酯的制备方法，反应所需温度低(不超过70℃)，避免能源过多损耗。

17、(3)本发明提供的氯代碳酸乙烯酯的制备方法产生的三废少，具有绿色环保的优点。

18、(4)本发明提供的氯代碳酸乙烯酯的制备方法中涉及到的原料成本低、易于获取。

19、(5)本发明提供的氯代碳酸乙烯酯的制备方法，氯代碳酸乙烯酯粗产品纯度可达85％以上，碳酸乙烯酯转化率达99％以上，副产物二氯代碳酸乙烯酯含量小于8％，其余副产物含量小于1.0％，能够实现大规模化生产高收率、低副产物的氯代碳酸乙烯酯，有利于后续产品的提纯。

技术特征：

1.引发剂在制备氯代碳酸乙烯酯中的应用，其特征在于，所述引发剂的结构如式i所示：

2.一种氯代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，以碳酸乙烯酯和氯气为原料，加入权利要求1所述的引发剂，采用一步合成法进行氯代反应制备得到。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用熔化的碳酸乙烯酯与氯气混合，在搅拌状态下，加入引发剂进行氯代反应。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的加入量为碳酸乙烯酯的0.05wt％～1wt％。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氯代反应的温度为40～70℃，时间为3～5h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸乙烯酯与氯气的摩尔比为1:(1～2)。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氯气中的含水量≤0.01wt％。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用气体分布器通入氯气。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括对反应尾气进行吸收处理。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述吸收处理的方法为：依次采用水和氢氧化钠溶液进行吸收。

技术总结本发明提出一种引发剂在制备氯代碳酸乙烯酯中的应用及其制备方法，属于锂电池添加剂制备技术领域。本发明提供的引发剂用于制备氯代碳酸乙烯酯，在引发剂的作用下，反应温和，反应时间短、能耗低、收率高，且制备得到的产品纯度高。技术研发人员：宋君荣,王卫江,单禹滢,迟真真受保护的技术使用者：山东海科创新研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26