CN101155779B - N-乙烯基-2-吡咯烷酮的生产方法 - Google Patents

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Abstract

高纯度NVP可以通过包括至少两次结晶过程并将来自第一结晶过程的母液供给第二结晶过程而生产。进一步地，通过控制原料NVP溶液在结晶器入口的水含量以致其不低于0.7重量％且不高于10重量％，能够连续而稳定地得到高纯度NVP而没有因晶体在结晶器传热表面沉积而引起的堵塞。

Description

N-乙烯基-2-吡咯烷酮的生产方法
技术领域
本发明涉及高纯度N-乙烯基-2-吡咯烷酮的稳定的生产方法。
背景技术
N-乙烯基-2-吡咯烷酮(下文中简称为“NVP”)作为活性稀释剂是有用的，并且NVP的聚合物广泛用于各种领域如制药、化妆品、粘合剂、油漆、分散剂、墨、电子部件和光致抗蚀剂材料，这是因为它们的优点如生物相容性、稳定性和亲水性。
在这些领域中严格要求除去杂质。因此，为了寻求获得高纯度NVP的方法，提出将杂质在母液中的浓度控制在一个恒定水平(JP-A-2004-345994)。
提出通过减少结晶过程中的步骤来获得极高纯度NVP同时提高能效的方法(JP-A-2004-345993)。
发明内容
在JP-A-2004-345994和JP-A-2004-345993中，提供给第一结晶过程的NVP纯度通常较低，结果是得到的NVP纯度低并且晶体纯化过程负荷重，这是因为将来自第一结晶过程的母液循环用于第一结晶过程。进一步地，在纯化过程中需要大量时间以获得高纯度NVP，这有时导致低的生产效率。
在经过深入研究以后，我们已发现解决上述问题的途径，即，从第一结晶过程得到高纯度NVP，并且通过将来自第一结晶过程的母液提供给第二结晶过程也提高了生产效率。
本发明可以提供NVP的生产方法，其特征在于包括至少两个结晶过程，将来自第一结晶过程的母液提供至第二结晶过程，并且需要时，将来自结晶过程的晶体提供至其中应用发汗现象的晶体纯化过程。
JP-A-2004-345994公开了优选在结晶器入口将粗NVP溶液中的杂质浓度控制在恒定水平以防止获得的NVP品质退化，但没有给出控制杂质浓度的任何详细信息。
已发现在一些杂质浓度下，晶体沉积在结晶器的传热表面引起堵塞并由此延缓操作，损害NVP的稳定生产。
我们注意到水含量并发现通过将原料NVP溶液中的水含量控制在特定范围内，在不延缓操作的情况下可以稳定生产高纯度NVP。
根据本发明，通过将原料NVP溶液中的水含量控制在特定范围内，能够稳定地生产高纯度NVP，不会由可能在传热表面沉积的晶体而在结晶器中造成堵塞。
附图说明
图1为示出用于在结晶中纯化NVP的方法的图解说明。
图2为示出用于在结晶中纯化NVP的另一方法的图解说明。
图3为示出用于在结晶中纯化NVP的其它方法的图解说明。
图4为示出用于在结晶中纯化NVP的又一其它方法的图解说明。
具体实施方式
以下将详细描述本发明的每一实施方案。
在本发明的第一实施方案中，可以提供NVP的生产方法，其特征在于包括至少两个结晶过程，将来自第一结晶过程的母液提供给第二结晶过程，并且在需要时，将来自结晶过程的晶体提供给其中应用发汗现象的晶体纯化过程。
基于附图将更详细地描述本发明。
图1为示出用于在结晶中纯化NVP的方法的图解说明。
在图1中，以两个结晶器12、13和晶体纯化设备14的组合进行NVP的纯化。将仅经蒸馏的NVP 11供给第一结晶过程，而将回收的母液供给第二结晶过程。
将经蒸馏的NVP用作使用结晶器12的第一结晶过程的原料NVP，而将来自第一结晶过程的母液和来自第二结晶过程的母液以及需要时来自使用晶体纯化设备14的晶体纯化过程的母液和发汗溶液混合并控制其水含量，从而得到使用结晶器13的第二结晶过程的原料溶液。该原料NVP在第一结晶过程中结晶并且通过过滤得到的粗晶体在晶体纯化过程中纯化以得到产品15。将从第二结晶过程中得到的粗晶体送至晶体纯化过程并用相同方式纯化以得到产物15。
经蒸馏的NVP提供高纯度晶体，因其与回收母液相比包含较少量的杂质。因此，供给晶体纯化过程的晶体提高了产物NVP的纯度，该供给晶体纯化过程的晶体的纯度高于从回收母液得到的晶体纯度。进一步地，这导致由于晶体纯化过程的较轻负荷而引起的产量增加。
在该方法中，移除从晶体纯化过程回收的部分母液和发汗溶液以调节杂质浓度。控制该母液中的杂质浓度以使其通常不高于10％，优选不高于6％。
第一实施方案中的第一结晶过程、第二结晶过程和晶体纯化过程可以连续操作。每一过程可以单独操作，但考虑到生产效率优选连续操作。
下面，将按顺序描述第一实施方案中的每一过程。
(i)在结晶器进口供给的原料NVP
在第一实施方案中供给的原料NVP包括通过多种方法合成的粗NVP，例如通过使用乙炔来乙烯基化2-吡咯烷酮得到的粗NVP；通过将丁内酯与乙醇胺反应，然后使用亚硫酰氯将因此得到的1-(β-乙氧基)-2-吡咯烷酮的羟基用氯置换而作为脱水盐得到粗NVP；通过从由N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮与乙酸酐反应生产的乙酸酯中间体中除去乙酸得到的粗NVP；和通过在催化剂存在下，N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮的气相分子内脱水(有时简称为“气相脱水”)得到的粗NVP。
NVP的熔点为13.5 ℃。
几乎不含杂质的粗NVP可以作为用于结晶的原料直接使用，但是当其包含很多杂质时，其在通过已知方法例如分馏进行纯化之后作为用于结晶的原料使用。该杂质包括水、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮的分解产物2-吡咯烷酮、为未反应的原料的N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮和聚合物。
通常，经蒸馏的NVP可作为用于结晶的原料使用。因为通过蒸馏除去的杂质和通过结晶除去的杂质不总是相同，两种方法的组合对提高纯度有效。NVP的纯度不特别限定，但其优选在约97％至约99％的范围内。即使当NVP具有超过99.95％的纯度，如果其纯度低于产品NVP的纯度，其也可以作为原料使用而没有任何问题。NVP可以通过已知方法蒸馏。例如，参见JP-A-2004-345994。
从结晶过程、过滤过程、晶体纯化过程等回收的含NVP的溶液可以作为用于结晶的部分原料使用。使用已知的搅拌器对其进行混合。适当调节与经蒸馏的NVP的混合比例而不特别限定。
(ii)结晶过程
对结晶方法没有限定，只要通过将液态NVP过冷能够得到晶体即可。结晶本身可以使用已知设备和方法。结晶设备包括例如连续结晶器如强制循环型结晶器、多级结晶器、输送层式结晶器(conveying layer type crystallizer)、分级-产品-移除结晶器(classified-product-removal)、紊流式混合-和分级-产品-移除结晶器(turbulent type mixed-and classified-product-remoValcrystallizer)、双结晶器、直接-接触-冷却结晶器和絮凝成形技术；以及冷却型结晶器例如槽式结晶器(tank type crystallizer)、Swenson-Walker结晶器、Howard结晶器和鼓式制片机。
原料NVP溶液使用冷却介质例如水及乙二醇的水溶液在上述结晶器中结晶。结晶优选通过控制从出口排出的母液温度(例如，-20℃至13.5℃)，以使母液中的料浆(包含沉淀晶体的母液)浓度为特定浓度，例如5至60％，并调节停留时间而连续进行。上述母液(结晶器中的原料NVP)可以再循环至结晶过程。
在上述结晶操作中，可以将稳定剂加至原料NVP溶液和母液中。对该稳定剂不做限制，只要其能够抑制NVP聚合即可，并且包括例如基于苯酚的抗氧化剂和基于胺的阻聚剂。这些稳定剂可以单独或组合使用。其中，考虑到对NVP聚合的抑制能力，优选N，N’-二仲丁基对苯二胺、对苯二胺、N，N’-二乙基对苯二胺、N，N’-二苯基对苯二胺或2，6-二叔丁基-4-羟基甲苯。使用的稳定剂的量不做特别限制，只要抑制或降低NVP的聚合即可。稳定剂通常以基于NVP的重量不高于1.5重量％(不包括0％)，优选以0.1ppm至1.0重量％的浓度范围存在。
可以将稳定剂在结晶器入口直接加入到原料NVP溶液或母液中。特定量的稳定剂溶解或分散于原料NVP中或稳定剂存在于结晶过程中可以抑制或降低NVP聚合，并由此可以抑制液体或浆料黏度的增加。从出口卸出的浆料可以转移到接下来的过滤过程或进一步转移到晶体纯化过程。
因为上述母液中的杂质随着操作的进行而富集，有时候需要将至少一部分母液从系统移出。可以将该母液丢弃，但优选回收以减少产品损失。上述稳定剂可以在母液回收的时候加入。可以将回收的母液进行另外的纯化方法，该纯化方法具体包括蒸馏、过滤、离心分离、吸附和萃取纯化。
已知的纯化方法可以作为上述纯化方法使用。蒸馏纯化包括简单蒸馏、连续多级蒸馏和间歇多级蒸馏。过滤纯化包括加压过滤、真空过滤和重力过滤。离心分离纯化包括倾析和离心过滤。吸附纯化包括使用吸附剂如活性炭、硅胶、氧化铝和分子筛的固定床吸附、移动床吸附、流化床吸附和搅拌槽吸附。萃取纯化包括间歇萃取、多次萃取、半间歇萃取和多级萃取。
(iii)过滤过程
过滤过程不特别限定，只要得到的晶体相和液体残余相可以分开即可。通常使用已知的连续或间歇过滤方法。
(iv)晶体纯化过程
晶体纯化(或精馏)过程不特别限定，并且在要求较高纯度的NVP时优选使用。晶体纯化不特别限定，但优选使用利用发汗的方法。发汗是用于晶体纯化的方法，其中通过融化部分晶体使晶体相对不纯的部分融化而纯化晶体，并且对其不作特别限定。例如，使用塔式纯化设备(KCP，由Kureha Engineering Co.Ltd.制造)、降液膜型设备(falling liquid film typeapparatus)(MWB)等。
考虑到能效，优选将来自第一结晶过程和第二结晶过程的晶体以晶体形式转移而不融化。
这些过程中产生的包含杂质的液体可以与来自第二和随后结晶过程的母液混合后使用。
进一步详细描述本发明的其它具体实施方案。
基于本发明的第二实施方案的方法为稳定生产高纯度NVP的方法，其特征在于控制原料NVP溶液在结晶器的入口的水含量在一定范围内。以上方法包括具有至少一个结晶过程的方法，该结晶过程中包括多级分步结晶过程或单次或多次动态或静态结晶步骤，和结晶后进行晶体纯化的方法。至少在第一结晶过程的入口，该水含量需要调节，但在第二和随后的结晶过程中依情况可以加以控制或可以不加以控制。
其次，在结晶器入口供给的原料NVP、结晶过程、过滤过程和晶体纯化过程将按顺序进行描述。由于该方法可以应用于第一实施方案，将省略与第一实施方案重叠的部分的描述。每种过程的组合和水含量的调节为两种实施方案间的主要差别。
(i’)在结晶器入口供给原料NVP
第二实施方案中注意的对象材料为水。结晶器入口处的原料NVP溶液中水含量优选不低于0.7重量％并且不高于10重量％，更优选不低于0.8重量％并且不高于7重量％，特别最优选不低于1重量％并且不高于5重量％。
当水含量低于0.7重量％时，NVP晶体等在结晶器的传热表面沉积，引起结晶器堵塞，其导致操作被迫暂停。相反，当水含量高于10重量％时，NVP生产速率降低，从工业化和经济的立场出发其是不优选的。
应控制在结晶器入口处的水含量以使其处于上述范围内。控制水含量的方法不特别限定，包括其中对引入到调节槽中的粗NVP的水含量进行测量，并基于测量值通过加入粗NVP或水对粗NVP中的水含量进行控制的方法，和其中对粗NVP的水含量进行测量，并通过使用例如在安装在结晶器入口之前的管线上的设备例如静态混合器加入粗NVP或水，对粗NVP中的水含量进行控制的方法。
在结晶器入口处，原料NVP溶液的pH值优选不低于6.0并且不高于13.0，更优选不低于6.5并且不高于12.5，特别最优选不低于7.0并且不高于12.0。当pH值不在上述范围时，NVP生产速率下降，从工业化和经济的立场出发其是不优选的。
在结晶器入口处，原料NVP溶液的温度不特别限定，只要该溶液不冻结即可，并且优选不低于7℃且不高于30.0℃，更优选不低于9.0℃且不高于25.0℃，特别最优选不低于11.0℃且不高于20.0℃。当温度过高时，需要很多能量以结晶NVP，其导致生产不稳定。因此，该温度优选在上述范围内。
在温度计放置一分钟后使用电阻温度计泡测量该温度。视情况可以使用热电偶。
接下来，将在附图的基础上详细描述本发明。
可以将第二实施方案应用于第一实施方案中描述的图1所示的方法。换句话说，使用至少两种结晶器并且将经蒸馏的NVP供给至第一结晶过程，而将从第一结晶过程回收的NVP和从第二结晶过程回收的NVP的混合物在调节其水含量后应用于第二结晶过程。
图2为示出用于在结晶中纯化NVP的另一方法的图解说明。
使用图2中的结晶器22对NVP进行纯化。使用一个结晶器，并且混合经蒸馏的NVP和从结晶过程中回收的NVP，然后调节混合物的水含量。换句话说，通过混合经蒸馏的NVP 21和从结晶过程中回收的母液，然后调节混合液的水含量，得到原料NVP。使用结晶器22纯化原料NVP，然后过滤以得到作为产物25的晶体。
在本方法中，从系统中移除从结晶过程回收的部分母液以调节杂质浓度。换句话说，控制该母液中的杂质浓度以使其通常不高于10％，优选不高于6％。在此方面，图3的情况是相同的。
图3为示出用于在结晶中纯化NVP的其它方法的图解说明
在图3中，将结晶器32和晶体纯化设备34组合以进行NVP纯化。通过结晶器与晶体纯化设备的组合得到的NVP比单独使用结晶器的情况得到的NVP纯度更高。
使用一种结晶器和一种晶体纯化设备，混合经蒸馏的NVP和从结晶过程中回收的NVP以及在需要时从晶体纯化过程回收的NVP，然后调节混合物中的水含量。换句话说，通过混合经蒸馏的NVP 31、从使用结晶器32的结晶过程回收的母液以及在需要时，从使用晶体纯化设备34的晶体纯化过程回收的母液和发汗溶液，然后调节混合液中的水含量，得到原料NVP。在结晶器32中处理原料NVP，然后过滤，以得到粗晶体，然后在晶体纯化设备34中纯化该粗晶体，得到产品35。
在本方法中，从系统中移除从晶体纯化过程回收的部分母液和发汗溶液以调节杂质浓度。
图4为示出用于在结晶中纯化NVP的其它方法的图解说明。
在使用结晶器42的结晶过程中结晶经蒸馏的NVP41以得到作为产品45的晶体。
实施例
以下，参考实施例详细描述本发明，但本发明并不受那些实施例的限制。
作为用于结晶的原料的原料NVP的制备方法
(实施例I)
通过N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮的气相脱水，随后通过蒸馏纯化而得到供给结晶过程的原料NVP。所得的粗NVP具有纯度97.3125％和有机杂质浓度21,600ppm。该有机杂质包括N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮的分解产物2-吡咯烷酮、未反应的原料N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、聚合物等。
(实施例II)
通过N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮的气相脱水，随后通过蒸馏纯化而得到供给结晶过程的原料NVP。经蒸馏的NVP的纯度和水含量分别在98.85％至98.40％的范围和在0.02％至0.03％的范围内。
原料NVP和实施例中的NVP的NVP浓度、水含量和pH值分别通过气相色谱、Karl Fischer法和pH计测定。
通过气相色谱法测量NVP浓度的方法
使用气相色谱法(色谱柱：DB-1，由SPELCO制造、载气：He、流速：17.2mL/分钟、温度：60℃至250℃)测量NVP浓度(有时称作纯度)。
通过Karl Fischer法测量水含量的方法
使用Karl Fischer计(DL18型，由METTLER制造，溶剂：甲醇)测量水含量。
pH值的测量方法
将其中pH调节为6至7的45g纯水与5g试样在50mL螺旋管中混合以制备10重量％的组合物水溶液。该水溶液在一分钟内置于pH计中，然后在25℃搅拌1分钟，随后静置2分钟后测量pH值。
pH计(F-12型，由HORIBA Ltd.制造，电极：#6366-10D)
实施例I-1
向卧式多级冷却结晶器(horizontal multistage coolingcrystallizer)1(第一结晶过程)连续供给粗NVP以得到包含NVP晶体及母液的浆料。上述结晶器在粗NVP溶液至上述结晶器1的进料速率75kg/h、进料温度6.5℃、停留时间4小时的条件下操作。
所得浆料用带式过滤器过滤。所得的NVP晶体具有纯度99.1975％和有机杂质浓度5,150ppm。NVP晶体产生速率为15kg/h。
将通过过滤获得的晶体与后面将描述的来自第二结晶过程的晶体混合，然后以进料速率50kg/h连续供给至塔式纯化设备。在停留时间0.5小时和在塔顶以30℃至50℃热水加热的条件下以35kg/h速率得到超纯NVP。所得NVP的分析显示纯度99.9920％和有机杂质浓度50ppm。
第一结晶过程的以带式过滤器过滤后的母液与来自第二结晶过程的母液混合，然后连续供给至另一卧式多级冷却结晶器2(第二结晶过程)，获得包含NVP的晶体和母液的浆料。上述结晶器在母液至结晶器2的进料速率85kg/h、进料温度6.5℃和停留时间2.5小时的条件下操作。所得的NVP晶体具有纯度98.9930％和有机杂质浓度7,700ppm。NVP结晶速率为35kg/h。
将通过以带式过滤器过滤来自上述结晶器2的浆料所得的母液以25kg/h的速率送回上述结晶器2。
实施例 I-2
将粗NVP连续供给鼓式制片机(第一结晶过程)以得到NVP晶体和母液。鼓式制片机在粗NVP溶液至鼓式制片机的进料速率75kg/h、进料温度6.5℃、鼓表面积2m2和停留时间为2小时的条件下操作。所得的NVP晶体具有纯度99.0995％和有机杂质浓度6,300ppm。NVP结晶速率为7.5kg/h。
上述晶体与后面将描述的来自第二结晶过程的晶体混合，然后以进料速率50kg/h连续供给至塔式纯化设备。在停留时间0.5小时和在塔顶以30℃至50℃热水加热的条件下以35kg/h的速率得到超纯NVP。所得的NVP分析显示纯度99.9910％和有机杂质浓度50ppm。
来自鼓式制片机的母液与从第二结晶过程送回的母液混合，然后连续供给至卧式多级冷却结晶器(第二结晶过程)以获得包含NVP晶体和母液的浆料。上述结晶器在母液至结晶器的进料速率102kg/h、进料温度6.5℃和停留时间3小时的条件下操作。所得的NVP晶体具有纯度98.9475％和有机杂质浓度8,400ppm。NVP结晶速率为42.5kg/h。
将通过以带式过滤器过滤来自上述结晶器2的浆料所得的母液以35kg/h的速率送回上述结晶器2。
实施例 I-3
将粗NVP连续供给至卧式多级冷却结晶器1(第一结晶过程)以得到包含NVP晶体及母液的浆料。上述结晶器在粗NVP溶液至上述结晶器1的进料速率75kg/h、进料温度6.5℃和停留时间4小时的条件下操作。所得浆料以带式过滤器过滤。所得的NVP晶体具有纯度98.9995％和有机杂质浓度6,500ppm。NVP结晶速率为15kg/h。
将以带式过滤器过滤后的母液与从第二结晶过程送回的母液混合，然后连续供给至卧式多级冷却结晶器2(第二结晶过程)以获得包含NVP晶体和母液的浆料。上述结晶器在母液至结晶器的进料速率85kg/h、进料温度6.5℃和停留时间2小时的条件下操作。所得的NVP晶体具有纯度98.9040％和有机杂质浓度7,500ppm。NVP结晶速率为35kg/h。
将过滤后的母液以25kg/h的速率送回第二结晶过程，而过滤后的晶体以35kg/h的速率供给至塔式纯化设备。在停留时间0.5小时和在塔顶以30℃至50℃热水加热的条件下，以25kg/h的速率得到超纯NVP。所得NVP的分析显示纯度99.9885％和有机杂质浓度70ppm。
实施例 I-4
向槽式结晶器(第一结晶过程)连续供给粗NVP以得到包含NVP晶体及母液的浆料。该槽式结晶器在粗NVP溶液至结晶器的进料速率75kg/h、进料温度6.5℃和停留时间4小时的条件下操作。然后所得的浆料用离心分离器分为晶体和母液。所得的NVP晶体具有纯度99.1755％和有机杂质浓度5,500ppm。NVP结晶速率为15kg/h。
分离出的母液与从第二结晶过程送回的母液混合，然后连续供给至卧式多级冷却结晶器(第二结晶过程)以获得包含NVP晶体和母液的浆料。该结晶器在母液至该结晶器的进料速率85kg/h、进料温度6.5℃和停留时间2小时的条件下操作。所得的NVP晶体具有纯度98.194％和有机杂质浓度7,500ppm。NVP结晶速率为35kg/h。
将通过以带式过滤器过滤来自第二结晶过程的浆料所得的母液以25kg/h的速率送回第二结晶过程。
将过滤后的晶体与来自第一结晶过程的晶体混合，然后以进料速率50kg/h连续供给至塔式纯化设备。在停留时间0.5小时和在塔顶以30℃至50℃热水加热的条件下以35kg/h的速率得到超纯NVP。分析所得的NVP晶体显示纯度99.9765％和有机杂质浓度70ppm。
比较例 I-1
将粗NVP连续供给至卧式多级冷却结晶器(第一结晶过程)以得到包含NVP晶体及母液的浆料。母液至上述结晶器的进料速率为75kg/h，该速率由10kg/h原始粗NVP和65kg/h从第一结晶过程回收的母液组成。将该混合液在温度6.5℃和停留时间4小时下供给。NVP结晶速率为15kg/h。
然后将上述浆料移出第一结晶过程并以带式过滤器过滤。所得的NVP具有纯度97.3985％和有机杂质浓度15,450ppm。
将过滤后的晶体以停留时间1小时连续供给至塔式纯化设备以在速率10.5kg/h下得到高纯度NVP。该NVP具有纯度98.6795％和有机杂质浓度8,350ppm。
比较例I-2
两个平行布置的卧式多级冷却结晶器各自被称为第一结晶过程和第二结晶过程。向各结晶过程连续供给粗NVP以得到包含NVP晶体及母液的浆料。母液至各结晶过程的进料速率为37.5kg/h，该速率由5kg/h原始粗NVP和32.5kg/h从各结晶过程回收的母液组成。将该混合液在温度6.5℃和停留时间6小时下供给。每个过程中NVP结晶速率为15kg/h。
然后将上述浆料移出各结晶过程并以带式过滤器过滤。从第一结晶过程得到的NVP具有纯度97.1825％和有机杂质浓度16,850ppm，而从第二结晶过程获得的NVP具有纯度97.2225％和有机杂质浓度16,550ppm。
将来自各结晶过程的晶体在过滤后混合并以停留时间1小时连续供给至塔式纯化设备，以10.5kg/h的速率得到NVP。该NVP具有纯度98.3465％和有机杂质浓度9,650ppm。
实施例1至4和比较例1至2的结果示于表I-1。
表I-1
    第一结晶过程     第二结晶过程                纯化过程
    NVP纯度(％)     NVP纯度(％)     停留时间(h)     结晶速率(kg/h)   NVP纯度(％)
  实施例I-1     99.1975     98.9930     0.5     35   99.9920
  实施例I-2     99.0995     98.9475     0.5     35   99.9910
  实施例I-3     98.9995     98.9040     0.5     25   99.9885
  实施例I-4     98.1755     98.1940     0.5     35   99.9765
  比较例I-1     97.3985     -     1     10.5   98.6795
  比较例I-2     97.1825     97.2225     1     10.5   98.3465
从每个实施例的第一结晶过程得到的NVP与从每个比较例的第一结晶过程得到的NVP相比通常具有更高的纯度。相似地，从每个实施例的第二结晶过程得到的NVP与从比较例2的第二结晶过程得到的NVP相比具有更高的纯度。因此，证明了本发明的效果：高纯度NVP可以通过将来自第一结晶过程的母液供给至第二结晶过程而得到。
进一步地，来自各结晶过程的更高纯度的NVP提高了其中应用发汗现象的纯化过程的效率。正如从表I-1中显而易见，可以理解在以相同或两倍于各比较例的结晶速率下，即使在各实施例中的停留时间只有各比较例的停留时间的一半，各实施例比各比较例获得更高纯度的NVP。高纯度NVP可以通过将来自第一结晶过程的母液供给至第二结晶过程而有效地生产。
实施例 II-1
NVP根据示于图4的方法纯化。
水含量0.02重量％和纯度98.80％的经蒸馏的NVP中加入水以得到水含量1.18重量％的原料NVP(pH：11.0、温度：11.3℃)，将该原料NVP以进料速率75kg/h连续供给至卧式多级冷却结晶器并在6.5℃和停留时间4小时下结晶纯化连续7天。结果在连续操作中稳定地得到纯度不低于99.98％的NVP，而在结晶器的传热表面没有可能引起结晶器关闭的晶体沉积。
实施例II-2
NVP根据示于图2的方法纯化。
除了以混合重量比4∶6混合水含量0.02重量％和纯度99.12％的经蒸馏的NVP与从结晶器回收的水含量2.20重量％和纯度98.54％的NVP，然后加入水以得到水含量3.57重量％的原料NVP(pH：11.3、温度：13.2℃)，以与实施例II-1相同的方法进行结晶。结果在连续操作中稳定地得到纯度不低于99.97％的NVP，而在结晶器传热表面没有可能引起结晶器关闭的晶体沉积。
实施例II-3
NVP根据示于图2的方法纯化。
除了以混合重量比4∶6混合水含量0.03重量％和纯度99.24％的经蒸馏的NVP与从结晶母液回收的水含量1.80重量％和纯度98.33％的NVP，然后加入水以得到水含量8.89重量％的原料NVP(pH：11.0、温度：10.1℃)，以与实施例II-1相同的方法进行结晶。将该结晶母液以2L/h的速率移出系统以防止NVP品质劣化，而以0.2L/h的速率将水加入到系统中以保持水含量恒定。结果在连续操作中稳定地得到纯度不低于99.95％的NVP，而在结晶器的传热表面没有可能引起结晶器关闭的晶体沉积。
实施例II-4
NVP根据示于图3的方法纯化。
以混合重量比4∶6混合水含量0.03重量％和纯度98.99％的经蒸馏的NVP与从结晶母液回收的水含量1.15重量％和纯度98.08％的NVP，然后加入水以得到水含量0.91重量％的原料NVP(pH：10.8、温度：12.2℃)，该原料NVP以进料速率75kg/h连续供给至卧式多级冷却结晶器并在6.5℃和停留时间4小时下结晶纯化连续7天。将该结晶母液以4L/h的速率移出系统以防止NVP品质劣化，而每8h将0.4L水加入到系统中以保持水含量恒定。结果在连续操作中稳定地得到纯度不低于99.95％的NVP，而在结晶器传热表面没有可能引起结晶器关闭的晶体沉积。将所得NVP供给其中应用发汗现象的塔式纯化设备并在那里进行进一步纯化以得到纯度不低于99.99％的NVP。
比较例 II-1
NVP根据示于图2的方法纯化。
以与实施例II-1相同的方法进行结晶，除了以混合重量比4∶6混合水含量0.02重量％和纯度97.87％的经蒸馏的NVP与从结晶母液回收的水含量0.56重量％和纯度98.33％的NVP，得到原料NVP(pH：10.3、温度：11.9℃)，其中不加水。结果操作开始5小时后，晶体开始沉积到结晶器传热表面，生产速率逐渐降低并且23小时后操作被迫停止。
比较例II-2
NVP根据示于图2的方法纯化。
除了以混合重量比4∶6混合水含量0.03重量％和纯度99.43％的经蒸馏的NVP与从结晶母液回收的水含量0.69重量％和纯度98.33％的NVP，得到原料NVP(pH：10.3、温度：6.5℃)，以与实施例II-1相同的方法进行结晶。将该结晶母液以4L/h的速率移出系统以防止NVP品质劣化，但不加入水。结果操作开始3小时后，晶体开始沉积到结晶器传热表面，生产速率逐渐降低并且11小时后操作被迫停止。
实施例 II-5
NVP根据示于图2的方法纯化。
以混合比约1∶6(以重量计)混合水含量0.02重量％的经蒸馏的NVP与从卧式多级冷却结晶器回收的水含量0.47重量％的母液，然后加入水以获得调节到水含量1.75重量％、pH11.7和温度13.0℃的原料NVP，将其连续供给至结晶器。
在进料速率75kg/h、浆料浓度20％、温度7.0℃和停留时间4小时的条件下进行结晶。
连续7天后，可以稳定地得到纯度不低于99.98％的NVP而在结晶器的传热表面没有晶体沉积。
上述说明为本发明的优选实施方案，应当理解为在本发明的范围内可进行各种改变和改进而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种生产N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法，其包括：
配备至少两个结晶过程和其中应用发汗现象的晶体纯化过程；
向第一结晶过程供给原料N-乙烯基-2-吡咯烷酮；
将来自第一结晶过程的母液供给第二结晶过程；以及
将来自所述至少两个结晶过程的晶体供给所述其中应用发汗现象的晶体纯化过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将来自第二结晶过程的母液送回到第二结晶过程。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
控制原料N-乙烯基-2-吡咯烷酮溶液在结晶器入口的水含量，以使其不低于0.7重量％且不高于10重量％，基于N-乙烯基-2-吡咯烷酮溶液的总重量；以及
将原料N-乙烯基-2-吡咯烷酮溶液供给所述第一结晶过程。
4.根据权利要求3所述的方法，其中原料N-乙烯基-2-吡咯烷酮溶液的pH值在供给结晶过程之前处于6.0至13.0的范围内。
5.根据权利要求3所述的方法，其中原料N-乙烯基-2-吡咯烷酮溶液的温度在供给结晶过程之前处于7.0℃至30.0℃的范围内。
6.根据权利要求3所述的方法，其中该原料N-乙烯基-2-吡咯烷酮包含选自由经蒸馏的N-乙烯基-2-吡咯烷酮和回收自纯化过程的N-乙烯基-2-吡咯烷酮组成的组中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的方法，其中水含量在不低于0.8重量％并且不高于7重量％的范围内，基于N-乙烯基-2-吡咯烷酮溶液的总重量。
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