[发明专利]氯仿光氯化为四氯化碳

说明书

一种用于生产四氯化碳的方法，所述方法包括如下步骤：在电磁辐射的存在下在包含氯、氯仿和四氯化碳的反应混合物中使氯与氯仿反应，其中，相对于反应混合物的重量，氯仿的浓度小于5000ppm(以重量计)，该反应混合物至少包含相对于氯仿的化学计量水平的氯，该电磁辐射产生氯基，并且反应混合物充分地混合。

本申请要求2016年7月5日提交的美国临时申请系列号62/358,340的优先权权益，其通过引用纳入本文。

发明领域

本发明的实施方式涉及包括将氯仿光氯化为四氯化碳的氯化方法。

背景技术

四氯化碳是合成许多重要商业化学品的有价值的原料。特别是，四氯化碳经常用作用于生产氯丙烷的基本原料，氯丙烷用于生产氢氟烯烃(hydrofluoroolefin，HFO)。

虽然最初通过氯仿与氯反应形成四氯化碳，但大多数商业方法通过对甲烷进行氯化来合成四氯化碳。还提出了将部分氯化的甲烷(例如一氯甲烷、二氯甲烷和氯仿)氯化为四氯化碳的工业方法。例如，美国专利第9,169,177号公开了用于由部分氯化的甲烷生产四氯化碳的方法。为了获得对四氯化碳的更高反应选择性，该专利提出将转化率保持在低于90％，这产生了包含氯仿和四氯化碳的产物流，并且一氯甲烷或二氯甲烷的产生非常少。在产物流中并未完全氯化的这些氯化甲烷(例如，氯仿)循环回到反应器中用于进一步氯化。

鉴于对四氯化碳的需求增加，需要有效合成四氯化碳的工业方法。

发明内容

本发明的一个或多个实施方式提供了一种用于生产四氯化碳的方法，所述方法包括如下步骤：在电磁辐射的存在下在包含氯、氯仿和四氯化碳的反应混合物中使氯与氯仿反应，其中，相对于反应混合物的重量，氯仿的浓度小于5000ppm(以重量计)，该反应混合物至少包含相对于氯仿的化学计量水平的氯，该电磁辐射产生氯基，并且其中反应混合物充分混合。

本发明的其它实施方式提供了一种生产四氯化碳的方法，所述方法包括如下步骤：(i)在反应器内提供反应混合物，其中所述反应混合物包含四氯化碳、氯和氯仿；(ii)使得反应混合物经受电磁能，由此将至少一部分氯仿转化为四氯化碳；(iii)从反应器中移出产物流，其中，所述产物流包含四氯化碳；以及(iv)在所述移出产物流的步骤之后，将至少一部分产物流返回到反应器中。

本发明的其它实施方式涉及在通过光氯化反应将氯仿转化为四氯化碳的类型的方法中的改进，在该光氯化反应中，使氯在氯仿的存在下经受紫外光，所述改进包括在充分混合的反应器中，在包含少于5000ppm氯仿和至少化学计量水平的氯的四氯化碳介质中进行光氯化反应，所述反应器包括经受波长为约200至约500nm的电磁辐射的反应区。

附图说明

图1是根据本发明的一个或多个实施方式的方法的流程图。

图2是根据本发明的一个或多个实施方式的方法的流程图。

图3是用于进行根据本发明实施方式的方法的系统的示意图。

示例性实施方式的详述

本发明的实施方式至少部分基于通过氯仿的光氯化生产四氯化碳的方法的发现。根据本发明实施方式，反应在四氯化碳介质中发生，所述四氯化碳介质包含相对高水平的氯和相对低水平的氯仿。通过实践本发明的方法，出乎意料地发现能够以对四氯化碳的显著选择性获得工业可用的转化水平。有利的是，已经发现可以将六氯乙烷的形成维持在低于商业上可接受的水平，所述六氯乙烷由两个三氯甲基基团二聚产生。因此，根据本发明实施方式所产生的四氯化碳产物可以作为粗产物流在后续合成工艺[例如，卡拉希反应(Kharasch reaction)]中直接使用，而不需要昂贵的纯化以去除不期望的重度氯化有机物。

方法概述