CN111138348B - 一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法 - Google Patents

一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种4‑氰基吡啶制备工艺中4‑甲基吡啶的回收方法，包括如下步骤：(1)蒸馏：将4‑氰基吡啶制备工艺产生的废水，通过蒸馏，得到含有30～45％吡啶，22‑30％的4‑甲基吡啶的水溶液。(2)脱水：步骤(1)得到的4‑甲基吡啶的水溶液中加入质量浓度30％‑48％的碱液，混合后分层，上层4‑甲基吡啶混合溶液，下层碱溶液，经分液后，4‑甲基吡啶混合溶液分离出来；(3)精馏：步骤(2)得到的溶液进行精馏，控制回流比1‑5:1，塔顶得到含量≥99.9％的吡啶和含量≥98％的4‑甲基吡啶。采用本发明的方法，4‑氰基吡啶生产废水中4‑甲基吡啶的回收率达到95％以上，减少了原料消耗，降低4‑氰基吡啶的生产成本。

Description

一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法
技术领域
本发明涉及吡啶制备领域，具体涉及一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法。
背景技术
4-甲基吡啶
英文名称：4-Methylpyridine
分子式及分子量：C6H7N＝93.13
理化性质：
外观：无色、易燃、易挥发液体，有不愉快的气味
熔点(℃)：2.4
沸点(℃，常压)：144.24
闪点(℃)：56.67
相对密度(水＝1)：0.941
溶解性：溶于水、醇、醚，溶于多数有机溶剂。
4-甲基吡啶在五氧化二钒为催化剂的流化床中进行连续的氧化，可以制得异烟酸，异烟酸再与水合肼反应得防治结核药物异烟肼。作为抗结核系列药品之一的异烟肼具有十分广阔的市场前景。在医药工业中4-甲基吡啶还被用于制取解毒药双复磷和双解磷、抗抑郁剂、抗凝血剂、止痛剂等。另外4-甲基吡啶在杀虫剂、染料、橡胶助剂、合成树脂等领域也有应用，尤其是用于合成4-乙烯基吡啶，4-乙烯基吡啶再与苯乙烯、丙烯腈或丙烯酸酯等进行共聚得到聚乙烯基吡啶，是纸张增强剂和改进剂的主要成分，另外聚乙烯基吡啶还可以与溴甲烷进行烷基化反应得到重要的弱碱性离子交换树脂等。此外，4-甲基吡啶经氧化、酯化、缩合等过程，可制得乙酰基吡啶，乙酰基吡啶香料香味独特，添加在低焦油类香烟中，可提高香烟质量及刺激性，是颇受欢迎的一种香料。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种4-氰基吡啶吸收液中4-甲基吡啶的回收方法，有效减少了原料浪费，降低了4-氰基吡啶的生产成本。
本发明的技术方案是，一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，包括如下步骤：
(1)蒸馏：将4-氰基吡啶制备工艺产生的废水，通过蒸馏，得到含有30～45％吡啶，22-30％的4-甲基吡啶的水溶液；
(2)脱水：步骤(1)得到的4-甲基吡啶的水溶液中加入质量浓度30％-48％的碱液，混合后分层，上层4-甲基吡啶混合溶液，下层碱溶液，经分液后，4-甲基吡啶混合溶液分离出来；
(3)精馏：步骤(2)得到的溶液进行精馏，控制回流比1-5:1，塔顶得到含量≥99.9％的吡啶和含量≥98％的4-甲基吡啶。
步骤(2)中，4-甲基吡啶与碱液不互溶，会出现分层。
本发明的技术流程是，第一步通过共沸蒸馏除盐，第二步碱脱水破除共沸平衡，第三步通过精馏分离提纯4-甲基吡啶和吡啶。
根据本发明的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，优选的是，步骤(1)所述4-氰基吡啶制备工艺产生的废水含有5-10％的4-甲基吡啶，15-20％的吡啶。
根据本发明的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，优选的是，步骤(1)所述蒸馏中，蒸馏釜温90-105℃。所述蒸馏为共沸蒸馏。
根据本发明的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，优选的是，步骤(2)所述碱液的质量浓度为35-45％。
根据本发明的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，优选的是，步骤(2)中所述碱选自氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。
根据本发明的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，优选的是，步骤(2)所述上层4-甲基吡啶混合溶液含有如下质量成分：40～60％吡啶，30～40％4-甲基吡啶，2～5％的水。
优选的是，步骤(2)所述4-甲基吡啶的水溶液：碱液质量比＝1:0.1-2。
优选的是，步骤(3)所述精馏中，釜温为100-160℃。
更优选的是，步骤(3)所述精馏中，釜温为110-160℃。
本发明的有益效果是：
本发明对4-氰基吡啶制备工艺产生的废水中的4-甲基吡啶进行回收，填补了一项4-氰基吡啶制备工艺产生的废水中4-甲基吡啶回收的技术空白。采用本发明的方法后，4-甲基吡啶的回收率达到95％以上，并得到含量≥99.9％副产吡啶，原料消耗下降，降低了成本。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面给出本发明所提供的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法的具体实施方式。
实施例1
在蒸馏釜内投入含有5％的4-甲基吡啶、15％吡啶的4-氰基吡啶废水，通过4-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用，进行共沸蒸馏，蒸馏釜温90-105℃，塔顶连续采出含水35％的4-甲基吡啶、吡啶混合溶液，在溶液中加入浓度40％的氢氧化钠脱水，控制采出液与碱溶液质量比＝1:0.5，脱水后的吡啶、4-甲基吡啶混合液中水含量5％，精馏，釜温为110-160℃，控制回流比2:1，塔顶依次得到含量99.91％的吡啶和98.2％的4-甲基吡啶，4-甲基吡啶的回收率95％。
实施例2
在蒸馏釜内投入含有8％的4-甲基吡啶、18％吡啶的4-氰基吡啶废水，通过4-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用，进行共沸蒸馏，蒸馏釜温90-105℃，塔顶连续采出含水25％的4-甲基吡啶、吡啶混合溶液，在溶液中加入浓度48％的氢氧化钾脱水，控制采出液与碱溶液质量比＝1:0.25，脱水后的吡啶、4-甲基吡啶混合液中水含量2％，精馏，釜温为110-160℃，控制回流比3:1，塔顶依次得到含量99.93％的吡啶和98.3％的4-甲基吡啶，4-甲基吡啶的回收率97％。
实施例3
在蒸馏釜内投入含有10％的4-甲基吡啶、20％吡啶的4-氰基吡啶废水，通过4-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用，进行共沸蒸馏，蒸馏釜温90-105℃，塔顶连续采出含水15％的4-甲基吡啶、吡啶混合溶液，，在溶液中加入浓度45％的氢氧化钾脱水，控制采出液与碱溶液质量比＝1:0.2，脱水后的吡啶、4-甲基吡啶混合液中水含量3％，精馏，釜温为110-160℃，控制回流比2:1，塔顶依次得到含量99.95％的吡啶和98.1％的4-甲基吡啶，4-甲基吡啶的回收率95.5％。
实施例4
在蒸馏釜内投入含有6％的4-甲基吡啶、16％吡啶的4-氰基吡啶废水，通过4-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用，进行共沸蒸馏，蒸馏釜温90-105℃，塔顶连续采出含水45％的4-甲基吡啶、吡啶混合溶液，，在溶液中加入浓度48％的氢氧化钠脱水，控制采出液与碱溶液质量比＝1:0.75，脱水后的吡啶、4-甲基吡啶混合液中水含量2％，精馏，釜温为110-160℃，控制回流比3:1，塔顶依次得到含量99.92％的吡啶和98.2％的4-甲基吡啶，4-甲基吡啶的回收率97％。
实施例5
在蒸馏釜内投入含有10％的4-甲基吡啶、15％吡啶的4-氰基吡啶废水，通过4-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用，进行共沸蒸馏，蒸馏釜温90-105℃，塔顶连续采出含水45％的4-甲基吡啶、吡啶混合溶液，，在溶液中加入浓度30％的氢氧化钾脱水，控制采出液与碱溶液质量比＝1:1.6，脱水后的吡啶、4-甲基吡啶混合液中水含量3％，精馏，釜温为110-160℃，控制回流比1:1，塔顶依次得到含量99.93％的吡啶和98.1％的4-甲基吡啶，4-甲基吡啶的回收率95％。

Claims (10)

1.一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)蒸馏：将4-氰基吡啶制备工艺产生的废水，通过蒸馏，得到含有30～45％吡啶和22-30％的4-甲基吡啶的水溶液；
(2)脱水：步骤(1)得到的含有30～45％吡啶和22-30％的4-甲基吡啶的水溶液中加入质量浓度30％-48％的碱液，混合后分层，上层4-甲基吡啶混合溶液，下层碱溶液，经分液后，4-甲基吡啶混合溶液分离出来；
(3)精馏：步骤(2)得到的4-甲基吡啶混合溶液进行精馏，控制回流比1-5:1，塔顶得到含量≥99.9％的吡啶和含量≥98％的4-甲基吡啶。
2.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(1)所述4-氰基吡啶制备工艺产生的废水含有5-10％的4-甲基吡啶和15-20％的吡啶。
3.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(1)所述含有30～45％吡啶和22-30％的4-甲基吡啶的水溶液中含水10～50wt％。
4.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(1)所述蒸馏中，蒸馏釜温90-105℃。
5.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(2)所述碱液的质量浓度为35-45％。
6.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(2)中所述碱液中的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(2)所述上层4-甲基吡啶混合溶液含有如下质量成分：40～60％吡啶，30～40％4-甲基吡啶，2～5％的水。
8.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(2)所述含有30～45％吡啶和22-30％的4-甲基吡啶的水溶液：碱液质量比＝1:0.1-2。
9.根据权利要求1所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(3)所述精馏中，釜温为100-160℃。
10.根据权利要求9所述的一种4-氰基吡啶制备工艺中4-甲基吡啶的回收方法，其特征在于：步骤(3)所述精馏中，釜温为110-160℃。
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