專利名稱：4-氰基吡啶的合成方法
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 AaBbCcCr10Ox 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)溫度用熔鹽來控制，反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)氣通過冷凝冷凍分離，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，熔點高的特點，將反應(yīng)后的氣體，通過冷凝器進行冷凝分離，冷凝分離后的固體為4-氰基吡啶粗品，送去進行精餾提純，冷凝下來的固體進一步冷凍分離。得到的4-氰基吡啶粗品，一起送去進行精餾提純，分離后的母液經(jīng)過蒸氨系統(tǒng)回收氨，氨循環(huán)使用，蒸氨后殘余水收系統(tǒng)套用。
精餾工序采用負壓精餾，將4-氰基吡啶粗品加入精餾釜中，然后進行精餾分離，得到4-氰基吡啶成品。
本發(fā)明工藝簡單、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)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。

具體實施例方式 原料4-甲基吡啶與氨汽化并預(yù)熱到180-330℃，然后進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)溫度用熔鹽來控制，反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)氣通過冷凝冷凍分離，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 AaBbCcCr10Ox 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，熔點高的特點，將反應(yīng)后的氣體，通過冷凝器進行冷凝分離，冷凝分離后的固體為4-氰基吡啶粗品，送去進行精餾提純，冷凝下來的固體進一步冷凍分離。得到的4-氰基吡啶粗品，一起送去進行精餾提純，分離后的母液經(jīng)過蒸氨系統(tǒng)回收氨，氨循環(huán)使用，蒸氨后殘余水收系統(tǒng)套用。
精餾工序采用負壓精餾，將4-氰基吡啶粗品加入精餾釜中，然后進行精餾分離，得到4-氰基吡啶成品。通過對反應(yīng)系統(tǒng)的連續(xù)72小時的考查，連續(xù)反應(yīng)，并冷凍分離，然后精餾，進原料4-甲基吡啶3850g，通過分離，并進行精餾后得到99.9％的4-氰基吡啶成品4240g，產(chǎn)品收率為98.5％。
權(quán)利要求
1、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，在催化劑存在下進行反應(yīng)，然后吸收萃取精餾得到4-氰基吡啶成品。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的4-氰基吡啶的合成方法，其特征是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
AaBbCcCr10Ox
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)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的4-氰基吡啶的合成方法，其特征是原料的用量摩爾比為4-甲基吡啶∶NH3∶空氣＝1∶2-7∶10-15。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的4-氰基吡啶的合成方法，其特征是原料4-甲基吡啶與氨汽化并預(yù)熱到180-330℃，然后進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)溫度用熔鹽來控制，反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)氣通過冷凝冷凍分離，得到固體為4-氰基吡啶粗品，粗品去精餾，得到成品4-氰基吡啶。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的4-氰基吡啶的合成方法，其特征是冷凝冷凍分離工序，利用4-氰基吡啶在水里的溶解度小，熔點高的特點，將反應(yīng)后的氣體，通過冷凝器進行冷凝分離，冷凝分離后的固體為4-氰基吡啶粗品，送去進行精餾提純，冷凝下來的固體進一步冷凍分離。得到的4-氰基吡啶粗品，一起送去進行精餾提純，分離后的母液經(jīng)過蒸氨系統(tǒng)回收氨，氨循環(huán)使用，蒸氨后殘余水收系統(tǒng)套用。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的4-氰基吡啶的合成方法，其特征是精餾工序采用負壓精餾，將4-氰基吡啶粗品加入精餾釜中，然后進行精餾分離，得到4-氰基吡啶成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種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，在催化劑存在下進行反應(yīng)，然后吸收萃取精餾得到4-氰基吡啶成品。本發(fā)明工藝簡單、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％。
文檔編號C07D213/84GK101602719SQ20091003147
公開日2009年12月16日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者丁彩峰, 朱小剛, 芳 劉, 周新建, 薛建鋒 申請人:南通醋酸化工股份有限公司