一种三氯氧钒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三氯氧钒的制备方法，涉及精细化工技术领域。以三甲基氯硅烷与五氧化二钒为原料反应制备三氯氧钒，通过精确控制原料的摩尔比和反应温度，可以提升三氯氧钒产品的收率，反应条件温和、能耗低；不采用有毒气体(氯气)，也不会产生有毒气体，避免高腐蚀性高毒性气体对人身及环境的危害。毒性气体对人身及环境的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种三氯氧钒的制备方法


[0001]本专利技术涉及精细化工
，具体而言，涉及一种三氯氧钒的制备方法。

技术介绍

[0002]钒作为一种重要的金属元素，其因具有诸多优良性能而被广泛的应用于各个领域中。目前，世界上约有85％的钒应用于钢铁行业，其余约15％主要应用于诸如航空合金、钒电池、化学工业、催化剂等行业中。三氯氧钒主要用作溶剂、烯烃聚合的催化剂，还可用于钒有机化合物的合成。在制备乙丙橡胶(实三元乙丙橡胶，EPDM)的反应中用作催化剂或预催化剂。
[0003]目前制备三氯氧钒主要有以下四种方法：
[0004](1)采用二氯亚砜与五氧化二钒反应制备三氯氧钒；
[0005](2)采用五氧化二钒与氯气反应，反应温度为600℃；
[0006](3)采用五氧化二钒与碳混合，再通入氯气，反应温度为200～400℃，制备三氯氧钒；
[0007](4)采用钒源(比如：磷酸钒)研磨后与氯源(比如：氯化钠)，高温焙烧，焙烧温度为600～800℃，制备三氯氧钒。
[0008]方法(1)采用了二氯亚砜，同样含有剧毒，并且反应中会产生大量的有毒气体二氧化硫，易对人身及环境产生剧毒危害。方法(2)～(4)则需要采用高温或超高温条件，能耗高，反应条件苛刻，并且均需要使用剧毒物氯气作为原料。
[0009]因此，现有方法存在不同程度的耗能高，反应条件苛刻和对环境不够友好等缺点。
[0010]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种三氯氧钒的制备方法，旨在提高收率的前提下，避免毒性原料的使用同时降低反应能耗。
[0012]本专利技术是这样实现的：
[0013]第一方面，本专利技术提供一种三氯氧钒的制备方法，包括：利用三甲基氯硅烷与五氧化二钒反应，三甲基氯硅烷与五氧化二钒的摩尔比为5.5～7.0:1，反应温度为50℃～57℃。
[0014]在可选的实施方式中，三甲基氯硅烷与五氧化二钒的摩尔比为5.8～6.5:1。
[0015]在可选的实施方式中，控制反应温度为54℃～57℃。
[0016]在可选的实施方式中，反应时间为6h～8h。
[0017]在可选的实施方式中，反应时间为6.5h～7.5h。
[0018]在可选的实施方式中，将五氧化二钒加入至三甲基氯硅烷中，加热升温至反应温度进行反应。
[0019]在可选的实施方式中，反应完毕后，采用蒸馏的方式进行分离纯化。
[0020]在可选的实施方式中，待反应完毕后继续加热升温，进行常压蒸馏、冷凝，通过收
集不同温度下的馏分分别得到六甲基二硅醚和三氯氧钒。
[0021]在可选的实施方式中，收集95℃
‑
105℃之间的馏分得到六甲基二硅醚。
[0022]在可选的实施方式中，收集115℃
‑
125℃之间的馏分得到三氯氧钒。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：以三甲基氯硅烷与五氧化二钒为原料反应制备三氯氧钒，通过精确控制原料的摩尔比和反应温度，可以提升三氯氧钒产品的收率，反应条件温和、能耗低；不采用有毒气体(氯气)，也不会产生有毒气体，避免高腐蚀性高毒性气体对人身及环境的危害。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0025]本专利技术实施例提供一种三氯氧钒的制备方法，包括：利用三甲基氯硅烷与五氧化二钒反应，其反应原理如下：
[0026][0027]需要说明的是，在反应过程中，五氧化二钒中的氧与三甲基氯硅烷中的硅结合，形成硅氧键，生成更稳定的六甲基二硅醚，同时生成三氯氧钒。
[0028]为了进一步提高产品的收率，专利技术人对反应原料用量、反应温度、反应时间等条件进行了优化：
[0029]在原料配料时，控制三甲基氯硅烷与五氧化二钒的摩尔比为5.5～7.0:1，优选为5.8～6.5:1，更优选为6.0:1。专利技术人发现，在其他最优条件不变下，若三甲基氯硅烷与五氧化二钒的摩尔比为4.5
‑
5.4:1，五氧化二钒反应不完全，收率为75
‑
85％，收率偏低；摩尔比大于7.0的时候，收率可高于90％，但三甲基氯硅烷大大过量，造成原料浪费，提高成本，因此，最佳摩尔比的范围为5.5
‑
7.0:1。
[0030]具体地，三甲基氯硅烷与五氧化二钒的摩尔比可以为5.5:1、5.8:1、6.0:1、6.5:1、7.0:1等，也可以为以上相邻取值之间的任意值。
[0031]制备反应的反应温度为50℃～57℃，优选为54℃～57℃，更优选为55℃。在其他最优条件不变下，若反应温度为35
‑
45℃，五氧化二钒反应不完全，收率为70
‑
85％，收率偏低；由于三甲基氯硅烷的沸点为57℃，因此，最佳反应温度不宜超过57℃。
[0032]具体地，反应温度可以为50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃等，也可以为以上相邻取值之间的任意值。
[0033]制备反应的反应时间为6h～8h，优选为6.5h～7.5h，更优选为7h。在其他最优条件不变下，若反应时间为3h～5h，五氧化二钒反应不完全，收率为65
‑
80％，收率偏低；反应时间在8h反应已经完毕，若反应时间大于8h，收率可高于90％且基本不变，但反应时间延长会造成不必要的能耗浪费，提高成本。因此，最佳反应时间的范围为6h～8h。
[0034]具体地，反应时间可以为6.0h、6.5h、7.0h、7.5h、8.0h等，也可以为以上相邻取值
之间的任意值。
[0035]在实际操作过程中，将五氧化二钒加入至三甲基氯硅烷中，加热升温至反应温度进行反应，反应完毕后，采用蒸馏的方式进行分离纯化，以得到六甲基二硅醚和三氯氧钒产品。
[0036]进一步地，待反应完毕后继续加热升温，进行常压蒸馏、冷凝，通过收集不同温度下的馏分分别得到六甲基二硅醚和三氯氧钒。具体地，收集95℃
‑
105℃之间的馏分得到六甲基二硅醚，收集115℃
‑
125℃之间的馏分得到三氯氧钒。
[0037]具体地，常压蒸馏就是在1个大气压下进行蒸馏，不进行额外加压。
[0038]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0039]实施例1
[0040]本实施例提供一种三氯氧钒的制备方法，包括以下步骤：
[0041]控制三甲基氯硅烷与五氧化二钒的摩尔比为5.5:1，将100.0g五氧化二钒加入到328.5g三甲基氯硅烷中，搅拌，加热升温至40℃，在40℃下反应5小时，反应完毕，继续加热升温，进行常压蒸馏、冷凝，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氯氧钒的制备方法，其特征在于，包括：利用三甲基氯硅烷与五氧化二钒反应，所述三甲基氯硅烷与所述五氧化二钒的摩尔比为5.5～7.0:1，反应温度为50℃～57℃。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三甲基氯硅烷与所述五氧化二钒的摩尔比为5.8～6.5:1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制反应温度为54℃～57℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应时间为6h～8h。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，反应时间为6.5h～7.5h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将五氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永杰，张念椿，王宇，张志洪，
申请(专利权)人：达高工业技术研究院广州有限公司，
类型：发明
国别省市：