CN111170931B - 一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法 - Google Patents

一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工技术领域,提供一种3‑氰基吡啶制备工艺中3‑甲基吡啶的回收方法,3‑氰基吡啶制备工艺产生的废水,含有5‑10%的3‑甲基吡啶、15‑20%吡啶,经过共沸蒸馏得到含有30‑45%吡啶,10‑15%3‑甲基吡啶,45‑55%水的溶液,再通过30‑50%的碱脱水,含有70‑75%吡啶,15‑20%3‑甲基吡啶,3‑5%水的溶液,最后经过精馏得到≥98%的3‑甲基吡啶作为原料回用和含量≥99.9%副产吡啶。本发明对3‑氰基吡啶制备工艺产生的废水中的3‑甲基吡啶进行回收,3‑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。

Description

一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法
技术领域
本发明属于化工领域,具体涉及一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法。
背景技术
3-甲基吡啶,英文名称:3-methylpyridine,分子式及分子量:C6H7N=93.13,理化性质:外观:无色液体,有不愉快的气味;熔点(℃):-17.7;沸点(℃,常压):143.5;闪点(℃):40;相对密度(水=1):0.98;溶解性:溶于水、醇、醚,溶于多数有机溶剂。
作用与用途:3-甲基吡啶在医药领域,主要用于合成烟酸、盐酸胺、维生素B、尼克拉明和强心药等。在农药领域,国内对3-甲基吡啶的需求增长迅速,吡啶类农药正成为新的消费热点,作为吡啶类农药中间体,3-甲基吡啶可以合成除草剂、杀虫剂、杀菌剂,许多吡啶的农药已形成系列化,尽管国内当前对3-甲基吡啶的需求量不是很大,但未来前景光明,其年需求增长速度将达15%以上。国家为鼓励开发和生产部分国内紧缺农药品种,曾规定2003年进口农药原料及中间体继续执行增值税先征后返政策,3-甲基吡啶就是其中之一。3-甲基吡啶还可用于合成香料、染料、日用化学品,多种系列化的衍生产品,它们多为高附加值、专用型的精细化工中间体,如3-吡啶甲胺、3-吡啶甲醇、5-氯烟酸等。
现有技术合成工艺:目前专利中介绍了3-氰基吡啶废水中烟酸的回收方法:
3-氰基吡啶生产废水处理及回收烟酸的方法:分别取氨水和含3-氰基吡啶的废水,在温度为130-200℃、压力为2-2.5MPa的反应釜中反应1-6h,再于温度为60-80℃的容器中减压浓缩至干燥的固体,最后经过精制得到烟酸。以上专利中介绍了3-氰基吡啶废水中回用烟酸的方法,没有专利介绍3-氰基吡啶吸收液中3-甲基吡啶的回收方法,本发明填补了一项3-氰基吡啶制备工艺产生的废水中3-甲基吡啶回用的技术空白,减少了资源浪费,降低了生产成本。
采用以上方法的文献和专利如下:
1、陈启明、应国海、傅康炜.对生产3-氰基吡啶所产生的废水处理及回收烟酸的方法[P].CN:102249993A.
发明内容
本发明的目的在于提供一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,3-氰基吡啶制备工艺产生的废水,含有5-10%的3-甲基吡啶、15-20%吡啶,经过共沸蒸馏得到含有30-45%吡啶,10-15%3-甲基吡啶,45-55%水的溶液,再通过30-50%的碱脱水,含有70-75%吡啶,15-20%3-甲基吡啶,3-5%水的溶液,最后经过精馏得到≥98%的3-甲基吡啶作为原料回用和含量≥99.9%副产吡啶。本发明对3-氰基吡啶制备工艺产生的废水中的3-甲基吡啶进行回用,3-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。
本发明采用如下技术方案:
一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,包括如下步骤:以下的百分比均为质量百分比:
(1)蒸馏:3-氰基吡啶制备工艺产生的废水中含有5-10%的3-甲基吡啶、15-20%吡啶、余量为余量为水和盐(为硫酸铵盐),通过共沸蒸馏的方式,将3-甲基吡啶、吡啶、水蒸出,塔顶得到含有30-45%吡啶、10-15%3-甲基吡啶和45-55%水的溶液,塔釜废水去废水处理工段;
(2)脱水:步骤(1)得到的3-甲基吡啶的水溶液通过加碱进行脱水,打破3-甲基吡啶、吡啶、水的共沸平衡,加入浓度30-48%的碱,3-甲基吡啶的水溶液:碱液质量比=1:0.1-2,混合后经过分层,上层3-甲基和吡啶的混合溶液,下层为碱溶液。
(3)精馏:对步骤(2)得到的混合溶液进行常压精馏,控制回流比1~5:1,塔顶依次得到含量≥99.9%的吡啶,得到含量≥98%的3-甲基吡啶。
进一步,步骤(2)中加的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠其中一种。
进一步,步骤(2)中碱脱水温度为20~55℃。
进一步,步骤(2)中静置分层时间5~15min。
进一步,步骤(2)中,上层3-甲基和吡啶的混合溶液为含有70-75%吡啶、15-20%3-甲基吡啶和余量为水的溶液。
进一步,步骤(2)中加入浓度35-45%的碱。
进一步,步骤(3)中,收集塔顶温度115~116℃的馏分,去吡啶成品槽,得到含量≥99.9%的吡啶。
进一步,步骤(3)中,收集塔顶温度116~143℃的馏分,去中沸槽用作套用。
进一步,步骤(3)中,收集塔顶温度143~145℃的馏分,去3-甲基吡啶成品槽,得到含量≥98%的3-甲基吡啶。
发明详述:
一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,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2-甲基吡啶和吡啶,具体包括如下步骤:
(1)蒸馏:3-氰基吡啶制备工艺产生的废水中含有5-10%的3-甲基吡啶、15-20%吡啶,通过共沸蒸馏的方式,将3-甲基吡啶、吡啶、水蒸出,塔顶得到含有30-45%吡啶,10-15%3-甲基吡啶,45-55%水的溶液,塔釜废水去废水处理工段。
(2)脱水:步骤(1)得到的3-甲基吡啶的水溶液通过加碱进行脱水,打破3-甲基吡啶、吡啶、水的共沸平衡,加入浓度30-48%的碱,混合后经过分层,上层3-甲基和吡啶的混合溶液(含有70-75%吡啶,15-20%3-甲基吡啶,余量为水的溶液),下层为碱溶液。
(3)精馏:对步骤(2)得到的混合溶液进行常压精馏,控制回流比1~5:1,塔顶依次得到含量≥99.9%的吡啶,含量≥98%的3-甲基吡啶。
有益的技术效果:
采用此方法,3-氰基吡啶生产废水中3-甲基吡啶的回收率达到95%以上,减少了原料消耗,降低3-氰基吡啶的生产成本。本发明得到的吡啶含量≥99.9%,3-甲基吡啶的含量≥98%。
附图说明
图1为一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收的工艺流程图。
具体实施方式
下面给出本发明所提供的一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法的具体实施方式。
下面实施例中所用的材料、试剂及器材等,如无特殊说明,均可从商业途径获得。实施例中的百分比均为质量百分比。实施例中常压精馏塔顶依次收集塔顶温度115~116℃的馏分,去吡啶成品槽,得到含量≥99.9%的吡啶;收集塔顶温度116~143℃的馏分,去中沸槽用作套用;收集塔顶温度143~145℃的馏分,去3-甲基吡啶成品槽,得到含量≥98%的3-甲基吡啶。
实施例1
在蒸馏釜内投入含有5%的3-甲基吡啶、15%吡啶的3-氰基吡啶废水,通过3-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用,进行共沸蒸馏,塔顶连续采出含有30%吡啶,10%3-甲基吡啶,55%水的溶液。在水溶液中加入浓度30%的氢氧化钾脱水,3-甲基吡啶的水溶液:碱液质量比=1:1.7,控制脱水温度25℃,静置分层5min,脱水后的吡啶、3-甲基吡啶混合液中水含量5%,精馏,控制回流比1:1,塔顶依次得到含量99.92%的吡啶和98%的3-甲基吡啶,3-甲基吡啶的回收率97%。
实施例2
在蒸馏釜内投入含有10%的3-甲基吡啶、20%吡啶的3-氰基吡啶废水,通过3-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用,进行共沸蒸馏,塔顶连续采出含有40%吡啶,15%3-甲基吡啶,40%水的溶液。在水溶液中加入浓度40%的氢氧化钠脱水,3-甲基吡啶的水溶液:碱液质量比=1:0.75,控制脱水温度35℃,静置分层15min,脱水后的吡啶、3-甲基吡啶混合液中水含量4%,精馏,控制回流比3:1,塔顶依次得到含量99.94%的吡啶和98.2%的3-甲基吡啶,3-甲基吡啶的回收率95.5%。
实施例3
在蒸馏釜内投入含有10%的3-甲基吡啶、20%吡啶的3-氰基吡啶废水,通过3-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用,进行共沸蒸馏,塔顶连续采出含有40%吡啶,15%3-甲基吡啶,40%水的溶液。在水溶液中加入浓度48%的氢氧化钾脱水,3-甲基吡啶的水溶液:碱液质量比=1:0.25,控制脱水温度55℃,静置分层8min,脱水后的吡啶、3-甲基吡啶混合液中水含量3%,精馏,控制回流比5:1,塔顶依次得到含量99.95%的吡啶和98.4%的3-甲基吡啶,3-甲基吡啶的回收率95%。
实施例4
在蒸馏釜内投入含有8%的3-甲基吡啶、18%吡啶的3-氰基吡啶废水,通过3-甲基吡啶、吡啶、水的共沸作用,进行共沸蒸馏,塔顶连续采出含有40%吡啶,12%3-甲基吡啶,55%水的溶液。在水溶液中加入浓度35%的氢氧化钠脱水,3-甲基吡啶的水溶液:碱液质量比=1:1.2,控制脱水温度45℃,静置分层10min,脱水后的吡啶、3-甲基吡啶混合液中水含量5%,精馏,控制回流比2:1,塔顶依次得到含量99.91%的吡啶和98.1%的3-甲基吡啶,3-甲基吡啶的回收率95.2%。

Claims (8)

1.一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,包括如下步骤:以下的百分比均为质量百分比:
(1)蒸馏:3-氰基吡啶制备工艺产生的废水中含有5-10%的3-甲基吡啶、15-20%吡啶、余量为余量为水和盐,通过共沸蒸馏的方式,将3-氰基吡啶制备工艺产生的废水中的3-甲基吡啶、吡啶、水蒸出,塔顶得到含有30-45%吡啶、10-15%3-甲基吡啶和45-55%水的溶液,塔釜废水去废水处理工段;
(2)脱水:步骤(1)得到的含有30-45%吡啶、10-15%3-甲基吡啶和45-55%水的溶液通过加碱进行脱水,打破3-甲基吡啶、吡啶、水的共沸平衡,所述加碱为加入浓度30-48%的碱液,所述含有30-45%吡啶、10-15%3-甲基吡啶和45-55%水的溶液和所述浓度30-48%的碱液的质量比=1:0.1-2,混合后经过分层,上层为3-甲基吡啶和吡啶的混合溶液,下层为碱溶液;所述碱液的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠其中一种;
(3)精馏:对步骤(2)得到的混合溶液进行常压精馏,控制回流比1~5:1,塔顶依次得到含量≥99.9%的吡啶和含量≥98%的3-甲基吡啶。
2.根据权利要求1所述一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,步骤(2)中加碱进行脱水的温度为20~55℃。
3.根据权利要求1所述一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,步骤(2)中分层时间为5~15min。
4.根据权利要求1所述一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,步骤(2)中,上层3-甲基吡啶和吡啶的混合溶液为含有70-75%吡啶、15-20%3-甲基吡啶和余量为水的溶液。
5.根据权利要求1所述一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,步骤(3)中,收集塔顶温度115~116℃的馏分,去吡啶成品槽,得到含量≥99.9%的吡啶。
6.根据权利要求1所述一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,步骤(3)中,收集塔顶温度116~143℃的馏分,去中沸槽用作套用。
7.根据权利要求1所述一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,步骤(3)中,收集塔顶温度143~145℃的馏分,去3-甲基吡啶成品槽,得到含量≥98%的3-甲基吡啶。
8.根据权利要求1所述一种3-氰基吡啶制备工艺中3-甲基吡啶的回收方法,其特征在于,步骤(2)中所述加碱为加入浓度35-45%的碱液。
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