[發(fā)明專(zhuān)利]4-氰基吡啶的合成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910031477.5
• 申請(qǐng)日: 2009-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101602719A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁彩峰;朱小剛;劉芳;周新建;薛建鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南通醋酸化工股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07D213/84
• 分類(lèi)號(hào): C07D213/84;B01J23/26;B01J23/04;B01J21/06;B01J23/22;B01J23/30;B01J23/34;B01J23/18;B01J27/188;B01J23/86;B01J23/85;B01J23/78;B01J23/80
• 代理公司: 南通市永通專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 葛 雷

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種4-氰基吡啶的合成方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的4-氰基吡啶的合成路線(xiàn)一般都是氨氧化法，反應(yīng)設(shè)備和使用的催化劑和工藝控制條件上有較大的區(qū)別。4-甲基吡啶轉(zhuǎn)化率低。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、收率高的4-氰基吡啶的合成方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種4-氰基吡啶的合成方法，其特征是：由4-甲基吡啶汽化與氨及空氣混合，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，然后吸收萃取精餾得到4-氰基吡啶成品。

所述催化劑是以三氧化二鋁為載體的4-氰基吡啶氨氧化催化劑，催化劑的組成如下：

A_aB_bC_cCr₁₀O_x

其中A＝Li、Na、Ti中的一種或幾種組合；

B＝Mn、Mg、V、Bi、P中的一種或幾種組合；

C＝W、Cu、Ge、Sb、Pb中的一種或幾種組合；

a＝0.02～0.5，

b＝0.3～7，

c＝0.5～12，

x＝金屬元素所需要的氧原子數(shù)。

原料的用量摩爾比為：4-甲基吡啶∶NH₃∶空氣＝1∶2-7∶10-15。

原料4-甲基吡啶與氨汽化并預(yù)熱到180-330℃，然后進(jìn)入混合器與空氣混合均勻之后，由固定床反應(yīng)器上部的分布器分布之后進(jìn)入裝填有催化劑的固定床反應(yīng)器，控制反應(yīng)溫度在330-450℃之間反應(yīng)，反應(yīng)器頂部壓力控制在0.020-0.070KPa，反應(yīng)溫度用熔鹽來(lái)控制，反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)氣通過(guò)冷凝冷凍分離，得到4-氰基吡啶粗品，粗品去精餾，得到成品4-氰基吡啶。

冷凝冷凍分離工序，利用4-氰基吡啶在水里的溶解度小，熔點(diǎn)高的特點(diǎn)，將反應(yīng)后的氣體，通過(guò)冷凝器進(jìn)行冷凝分離，冷凝分離后的固體為4-氰基吡啶粗品，送去進(jìn)行精餾提純，冷凝下來(lái)的固體進(jìn)一步冷凍分離。得到的4-氰基吡啶粗品，一起送去進(jìn)行精餾提純，分離后的母液經(jīng)過(guò)蒸氨系統(tǒng)回收氨，氨循環(huán)使用，蒸氨后殘余水收系統(tǒng)套用。

精餾工序采用負(fù)壓精餾，將4-氰基吡啶粗品加入精餾釜中，然后進(jìn)行精餾分離，得到4-氰基吡啶成品。

本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、易操作、4-甲基吡啶轉(zhuǎn)化率大于99％、4-氰基吡啶收率大于98％。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式：

原料4-甲基吡啶與氨汽化并預(yù)熱到180-330℃，然后進(jìn)入混合器與空氣混合均勻之后，由固定床反應(yīng)器上部的分布器分布之后進(jìn)入裝填有催化劑的固定床反應(yīng)器，控制反應(yīng)溫度在330-450℃之間反應(yīng)，反應(yīng)器頂部壓力控制在0.020-0.070KPa，反應(yīng)溫度用熔鹽來(lái)控制，反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)氣通過(guò)冷凝冷凍分離，得到4-氰基吡啶粗品，粗品去精餾，得到成品4-氰基吡啶。

反應(yīng)方程式：

所述催化劑是以三氧化二鋁為載體的4-氰基吡啶氨氧化催化劑，催化劑的組成如下：

A_aB_bC_cCr₁₀O_x

其中A＝Li(或Na或Ti或Na、Li、Ti中的幾種組合)；

B＝V(或Mn或Bi或P或V、Mn、Bi、P中的幾種組合)；

C＝W(或Cu、Ge、Sb、Pb或W、Cu、Ge、Sb、Pb中的幾種組合)；

a＝0.02(或0.2、0.5)，

b＝4(或0.02、7)，

c＝5(或0.5、12)，

x＝金屬元素所需要的氧原子數(shù)。

冷凝冷凍分離工序，利用4-氰基吡啶在水里的溶解度小，熔點(diǎn)高的特點(diǎn)，將反應(yīng)后的氣體，通過(guò)冷凝器進(jìn)行冷凝分離，冷凝分離后的固體為4-氰基吡啶粗品，送去進(jìn)行精餾提純，冷凝下來(lái)的固體進(jìn)一步冷凍分離。得到的4-氰基吡啶粗品，一起送去進(jìn)行精餾提純，分離后的母液經(jīng)過(guò)蒸氨系統(tǒng)回收氨，氨循環(huán)使用，蒸氨后殘余水收系統(tǒng)套用。

精餾工序采用負(fù)壓精餾，將4-氰基吡啶粗品加入精餾釜中，然后進(jìn)行精餾分離，得到4-氰基吡啶成品。通過(guò)對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)的連續(xù)72小時(shí)的考查，連續(xù)反應(yīng)，并冷凍分離，然后精餾，進(jìn)原料4-甲基吡啶3850g，通過(guò)分離，并進(jìn)行精餾后得到99.9％的4-氰基吡啶成品4240g，產(chǎn)品收率為98.5％。