[发明专利]一种高纯四氯化碳的合成制备方法

说明书

本发明涉及一种高纯四氯化碳的合成制备方法，其包括：将高纯度二硫化碳和高纯度氯液混合得混合反应物，加入铁络合物以得到反应体系，将反应体系置于反应器中加热反应，且在反应过程中，持续向反应器中通入干燥惰性气体，以将反应过程产生的混合气体不断吹入精馏柱中进行精馏处理，精馏柱中填充有填料和五氧化二磷，保留中间馏分，并将中间馏分导出冷凝，收集冷凝产物；对冷凝产物采用吸附剂去除有机杂质，最后在惰性气氛中蒸馏并收集中间馏分，以进一步去除因吸附剂引入的无机微量杂质，得到纯度为6N的高纯四氯化碳。

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，尤其涉及一种高纯四氯化碳的合成制备方法。

背景技术

四氯化碳又称四氯甲烷(tetrachloromethane)，为无色、易挥发、不易燃的液体。具氯仿的微甜气味。微溶于水，分子量153.84，密度1.595g/cm³(20/4℃)，沸点76.8℃，蒸气压15.26kPa(25℃)，蒸气密度5.3g/L。可与乙醇、乙醚、氯仿及石油醚等混溶。遇火或炽热物可分解为二氧化碳、氯化氢、光气和氯气等。目前四氯化碳有甲烷热氯化法、二硫化碳氯化法、联产四氯乙烯法、光气催化法、甲烷氧氯化法、高压氯解法、甲醇氢氯化法等。其中以甲烷热氯化法和二硫化碳氯化法最为常用，但是上述四氯化碳制备工艺存在成品纯度低，提纯工艺复杂，副产物危害大等缺点。国内市售的四氯化碳普遍含有二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、二硫化碳、甲醇、四氯乙烯及衍生物、水等杂质，无法达到高纯四氯化碳的纯度要求，限制了四氯化碳在半导体领域的使用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种高纯四氯化碳的合成制备方法，实现了使用降低成本直接制得无水的高纯四氯化碳，制备方法操作简单，效率高。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种高纯四氯化碳的合成制备方法，其包括：

S1、将纯度为97％以上的二硫化碳和纯度为99％以上的氯液按重量比1-1.1∶2-2.1混合得到混合反应物，再加入质量为所述混合反应物总质量的0.8-1.2％的铁络合物以得到反应体系，将所述反应体系置于反应器中加热反应，反应温度为95-100℃；

反应过程中，持续向所述反应器中通入干燥惰性气体，以将反应过程产生的混合气体不断吹入精馏柱中进行精馏处理，所述精馏柱中填充有填料和五氧化二磷，所述精馏柱的温度控制在80-85℃以去除低沸点和高沸点的杂质，保留中间馏分；将中间馏分导出冷凝，收集冷凝产物；

S2、向冷凝产物中投入吸附剂，轻微搅拌，以增强吸附除杂的作用；在吸附过程中，间隔时间采样检测有机杂质含量，直至无有机杂质被检出；若24h后仍能检出有机杂质，则继续投加吸附剂以进行强化吸附，采样检测直至无有机杂质被检出；

S3、分离出吸附剂，在惰性气氛中蒸馏并收集中间馏分，以进一步去除因吸附剂引入的无机微量杂质，得到纯度为6N的高纯四氯化碳。该四氯化碳产品可满足半导体行业的使用需求。

根据本发明较佳实施例，步骤S1中，所述铁络合物的加入量为所述混合反应物总质量的1％。

优选地，所述铁络合物为氨基酸铁络合物、单宁酸铁络合物及乙二胺是乙酸铁络合物中的一种以上。

根据本发明较佳实施例，步骤S1中，所述精馏柱为不锈钢精馏柱，其中装填有θ型不锈钢填料和五氧化二磷。

根据本发明较佳实施例，步骤S2中，所述吸附剂包括4A分子筛和活性炭。

根据本发明较佳实施例，步骤S2中，4A分子筛和活性炭在被投入到冷凝产物中之前，先通过真空烘箱进行活化再生。其中，步骤S2中，轻微搅拌的速度55-65rpm。