CN111533683A - 一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法和装置，首先在反应器中使羟乙基吡啶脱去一分子水生成液相的乙烯基吡啶，然后在脱水釜中使液相的乙烯基吡啶蒸发采出，剩余的包含未反应的羟乙基吡啶、催化剂等的混合溶液一部分循环至反应器，一部分在回收釜中继续使羟乙基吡啶反应生成液相乙烯基吡啶且蒸发采出，剩余的仅包含催化剂、焦油和水的混合溶液经分层后，将催化剂再循环利用至反应器。本发明可连续使羟乙基吡啶脱水生成乙烯基吡啶并持续采出，改变了目前乙烯基吡啶间歇脱水生产方式。而且大大缩短了反应时间，减少了催化剂的消耗，减少了焦油等副反应的产生，提高了产品的收率。

Description

一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法和装置

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及了一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法和装置。

背景技术

2-乙烯基吡啶是一种重要的吡啶衍生物，微溶于水，极易溶解于乙醇、乙醚和氯仿，溶于苯、丙酮等，受热易发生聚合。

目前一种主要的合成方法为：以2-甲基吡啶与甲醛为原料，经气相一步法或液相两步法合成；采用气相一步法合成技术，反应温度相对较高，反应压力较大，反应管为管道式，易堵塞，设备需耐压、防腐，要求高，产品收率只能达到60％。液相两步法为首先加成缩合反应生成2-羟乙基吡啶，然后再以2-羟乙基吡啶为原料，加入催化剂 (如氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸、磷酸)脱水生成2-乙烯基吡啶。专利CN200410024128.8公开了一种工业规模制备2-乙烯基吡啶工艺，以2-羟乙基吡啶为起始原料，在反应釜中，在催化剂作用下，脱水生成2-乙烯基吡啶，同时2-乙烯基吡啶自蒸出口馏出，在100～190℃常压下反应5～30min，收集沸程60～100℃/10～150mmHg馏分，得到2- 乙烯基吡啶粗产品。该方法在常压下反应，生产工艺简便，但是该方法也存在较多的问题：一、该脱水方法为间歇进行，每批物料要频繁装卸，既降低生产效率，又增加了管控风险，提高了劳动强度；二、该脱水方法使用过的催化剂作废弃处理，未进行循环利用，造成严重的浪费；三、该脱水方法反应时间长，副产物多，产品收率低。

4-乙烯基吡啶与2-乙烯基吡啶性质类似，由4-羟乙基吡啶脱去一分子水生成，在生产中同样存在上述的问题，因此，有必要寻找一种新的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法和装置。

发明内容

本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，包括以下步骤：

S1.向反应器中加入羟乙基吡啶、催化剂，所述催化剂的用量大于所述羟乙基吡啶的用量，控制反应条件，所述羟乙基吡啶在所述催化剂作用下快速反应生成乙烯基吡啶，得到混有乙烯基吡啶、羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液A；

S2.将步骤S1得到的所述混合溶液A输送至脱水釜中，控制脱水条件，采出得到蒸发的气相乙烯基吡啶，以及未蒸发的液相羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液B；同时在脱水过程中，所述混合溶液A中的部分羟乙基吡啶在所述催化剂作用下继续反应生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶在脱水条件下继续蒸发采出；

S3.将步骤S2得到的所述混合溶液B分为两部分，一部分循环利用至所述步骤S1，另一部分输送至回收釜中；

S4.在所述回收釜中，控制脱水条件，所述混合溶液B中的羟乙基吡啶在所述催化剂作用下继续反应生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶在脱水条件下继续蒸发采出，得到气相乙烯基吡啶和水蒸汽，以及未蒸发的液相催化剂、副产物焦油和水的混合溶液C；

S5.取步骤S4得到的所述混合溶液C，分层得到焦油层和催化剂溶液层，所述催化剂溶液层循环利用至所述步骤S1。

优选的，步骤S1反应终点为：乙烯基吡啶与羟乙基吡啶质量比大于95:5。

优选的，所述催化剂为氢氧化钠，初始反应羟乙基吡啶与催化剂的用量比为1:(5～15)。

优选的，步骤S1所述反应条件为90～130℃，反应停留时间为 0.5～10S。

优选的，步骤S2和S4中所述脱水条件为80～130℃，压力为- 75～-85kpa。

优选的，步骤S5采用离心的方法进行分层。

优选的，步骤S1～S5均在密闭条件下进行。

优选的，所述羟乙基吡啶为2-羟乙基吡啶或4-羟乙基吡啶，相应生成的乙烯基吡啶为2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶。

一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的装置，包括羟乙基吡啶输送管路、催化剂补给管路、反应器、脱水釜、回收釜和分层装置，所述反应器设有进口和出口，所述脱水釜设有进口、第一乙烯基吡啶采出口、溢流口和循环液出口，所述回收釜设有进口、第二乙烯基吡啶采出口和混合液出口，所述分层装置设有进口、催化剂出口和焦油出口；

所述反应器的进口与所述羟乙基吡啶输送管路、所述催化剂补给管路、所述脱水釜的循环液出口、所述分层装置的催化剂出口连接，所述反应器的出口与所述脱水釜的进口连接；所述反应器用于在催化剂作用下使羟乙基吡啶生成乙烯基吡啶，得到含有乙烯基吡啶、未反应的羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液A，然后排出输送至所述脱水釜；

所述脱水釜的溢流口与所述回收釜的进口连接；所述脱水釜用于使未反应的羟乙基吡啶生成乙烯基吡啶，且使所述混合溶液A中的乙烯基吡啶蒸发，从所述第一乙烯基吡啶采出口采出，得到含有未反应的羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液B，所述混合溶液B一部分从所述循环液出口排出，被循环至所述反应器，另一部分从所述溢流口排出，被输送至所述回收釜；

所述回收釜的混合液出口与所述分层装置的进口连接；所述回收釜用于使混合溶液B中的未反应的羟乙基吡啶生成乙烯基吡啶，且使乙烯基吡啶蒸发，从所述第二乙烯基吡啶采出口采出，得到含有催化剂、副产物焦油和水的混合溶液C，然后排出输送至所述分层装置；

所述分层装置用于将所述混合溶液C分层为催化剂溶液层和副产物焦油层，所述催化剂溶液层从所述催化剂出口排出，被循环至所述反应器。

优选的，还包括催化剂储罐和焦油罐，所述催化剂储罐和焦油罐均设有进口和出口，所述催化剂储罐的进口与所述分层装置的催化剂出口连接，所述催化剂储罐的出口与所述反应器的进口连接；所述焦油罐的进口与所述分层装置的焦油出口连接。

本发明提供的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法和装置，可连续使羟乙基吡啶脱水生成乙烯基吡啶并持续采出，改变了目前乙烯基吡啶间歇脱水生产方式，解决了每批物料频繁装卸的问题，便于安全风险、环保风险管控，提高了自动化程度，降低了劳动强度。而且大大缩短了反应时间，提高了单台设备产能，减少了催化剂的消耗，实现了催化剂的回收利用，减少了焦油等副反应的产生，提高了产品的收率。

附图说明

图1为本发明提供的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶装置的结构示意图。

具体实施方案

本发明提供的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，包括以下步骤：

S1.向反应器中加入羟乙基吡啶、催化剂，控制反应条件，催化剂的用量大于羟乙基吡啶的用量，羟乙基吡啶在过量催化剂作用下快速反应生成乙烯基吡啶，得到混有乙烯基吡啶、羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液A；在此步骤中，主要进行的反应为羟乙基吡啶在催化剂作用下脱去一分子水，生成乙烯基吡啶，反应式为(以 2-羟乙基吡啶为例)：

在此步骤中，绝大部分羟乙基吡啶脱水生成乙烯基吡啶，还剩有少量未反应的羟乙基吡啶和生成的乙烯基吡啶、以及反应副产物焦油、和催化剂、水混合在一起，得到混合溶液A；

S2.取步骤S1得到的混合溶液A输送至脱水釜中，控制脱水条件，采出得到蒸发的气相乙烯基吡啶和水蒸汽，以及未蒸发的液相羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液B；同时在脱水过程中，混合溶液A中的部分羟乙基吡啶在催化剂作用下继续反应生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶在脱水条件下继续蒸发采出；在此步骤中，乙烯基吡啶在脱水釜中，和部分水受热快速闪蒸蒸发得到气相乙烯基吡啶和水蒸汽，与液相分离，收集气相得到乙烯基吡啶粗产品，同时在闪蒸过程中，步骤S1中部分未反应的羟乙基吡啶受热在催化剂作用下可继续脱去一分子水生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶受热会继续蒸发采出收集，提高乙烯基吡啶的收率；剩余未反应的羟乙基吡啶和催化剂、副产物焦油、以及未蒸发的水混合在一起形成混合溶液B；

S3.将步骤S2得到的混合溶液B分为两部分，一部分循环利用至步骤S1，另一部分输送至回收釜中；混合溶液B中含有大量的催化剂以及少量未反应的羟乙基吡啶，可将其加入反应器中，与新的羟乙基吡啶继续反应，实现催化剂的循环利用，且少量未反应的羟乙基吡啶也可重新在反应器中脱水生成乙烯基吡啶，另外，混合溶液B中还含有副产物焦油，若持续停留在反应体系中，会影响乙烯基吡啶的生成，因此，在此步骤中，将混合溶液B分为两部分，一部分转移至步骤S1中的反应器中循环利用，另一部分转移至回收釜中进行后续处理；

S4.在回收釜中，控制脱水条件，混合溶液B中的羟乙基吡啶在催化剂作用下继续反应生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶在脱水条件下继续蒸发，得到气相乙烯基吡啶和水蒸汽，以及未蒸发的液相催化剂、副产物焦油和水的混合溶液C；在此步骤中，混合溶液B中未反应的羟乙基吡啶可在催化剂作用下继续脱去一分子水生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶受热会继续蒸发采出收集，进一步提高乙烯基吡啶的收率，到此步骤，羟乙基吡啶基本脱水反应完全，液相主要由催化剂、焦油和未蒸发的水组成；

S5.取步骤S4得到的混合溶液C，分层得到焦油层和催化剂溶液层，催化剂溶液层循环利用至步骤S1，在此步骤中，将混合溶液C中的副产物焦油和催化剂分离，分离后的催化剂循环加入至步骤S1的反应器中，以补充循环过程中消耗的催化剂，同时减少焦油对反应体系的影响。

羟乙基吡啶为液体，可直接通过输送管向步骤S1反应器中持续补给新的羟乙基吡啶，而催化剂主要通过步骤S3和步骤S5引入补给即可，随着反应的进行，催化剂会造成一定的消耗(副产物焦油夹带少量的催化剂)，可间歇补入新的催化剂。

因此，本发明将羟乙基吡啶脱水生成液相的乙烯基吡啶，液相的乙烯基吡啶脱水蒸发为气相从液相中分离两步骤分开在不同设备中进行，首先在反应器中将绝大部分的羟乙基吡啶脱去一分子水生成液相的乙烯基吡啶，在大量催化剂存在情况下，羟乙基吡啶可充分与催化剂接触，在10S内快速生成乙烯基吡啶；然后在脱水釜中，使液相的乙烯基吡啶快速脱水蒸发与液相水分离，采出得到夹杂有部分水蒸气的乙烯基吡啶粗产品，同时，未反应的羟乙基吡啶进一步脱水生成乙烯基吡啶，然后将含有催化剂的未蒸发的液相混合溶液分为两部分，一部分输送至反应器中循环利用，另一部分输送至回收釜中，使未反应的羟乙基吡啶进一步脱水生成乙烯基吡啶，使羟乙基吡啶最大程度的反应完全，且经过脱水釜和回收釜两级受热蒸发，液相的乙烯基吡啶也最大程度的转化为气相采出，显著提高了乙烯基吡啶的收率。然后将回收釜中未蒸发的主要含有催化剂和副产物焦油的混合溶液分层，将焦油从催化剂中分离，催化剂再循环利用至反应器中，以补充反应体系中消耗的催化剂，由于焦油已经分离出，减少了焦油对反应体系的影响。

现有技术中羟乙基脱去一分水生成乙烯基吡啶，乙烯基吡啶蒸发均在反应釜中进行，且催化剂的用量小于羟乙基吡啶，反应时间较长，需要5～30min，生成的乙烯基吡啶容易重新聚合为羟乙基吡啶，产品收率低，且催化剂用量的增加对乙烯基吡啶产品收率无显著影响，而本发明反应催化剂用量大于羟乙基吡啶，在反应器中反应停留时间不到10S，即使绝大部分羟乙基吡啶反应生成乙烯基吡啶，然后通过脱水釜和回收釜快速脱水采出气相的乙烯基吡啶，既减少了乙烯基吡啶的重新聚合，又使未反应的羟乙基吡啶进一步生成乙烯基吡啶，使收率达到98％。然后催化剂经过脱水釜循环液出口、分层装置分层又返回至反应器循环利用，减少了催化剂总消耗，且不需要特殊处理，减少了二次污染。

综上所述，本发明形成了反应器-脱水釜-反应器，反应器-脱水釜 -回收釜-分层装置-反应器两个循环，可连续使羟乙基吡啶脱水生成乙烯基吡啶，改变了目前乙烯基吡啶间歇脱水生产方式，解决了每批物料频繁装卸的问题，便于安全风险、环保风险管控，提高了自动化程度，降低了劳动强度。而且由于羟乙基吡啶脱水生成液相的乙烯基吡啶，液相的乙烯基吡啶脱水蒸发等步骤可分别在不同装置中同时进行，并增大初始反应催化剂用量，可显著缩短反应时间，提高单台设备产能，实现催化剂的回收利用，减少总催化剂的消耗，减少焦油等副反应的产生，提高了产品的收率。

本发明羟乙基吡啶为2-羟乙基吡啶或4-羟乙基吡啶，相应生成的乙烯基吡啶为2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶。

优选的，步骤S1反应终点为：乙烯基吡啶与羟乙基吡啶质量比大于95:5，兼顾了反应时间和反应程度。

优选的，催化剂可选用氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸和硫酸等。

优选的，催化剂为氢氧化钠，初始反应时羟乙基吡啶与氢氧化钠的用量比为1:(2～15)。氢氧化钠以水溶液形式加入，浓度优选为30％ (g/100mL)。

优选的，步骤S1中反应条件为90～135℃，进一步优选为120℃，反应停留时间优选为0.5-10s，进一步优选为5s。

优选的，步骤S2和S4中脱水条件为80～130℃，压力为-75～- 85kpa。

优选的，步骤S5采用离心的方法进行分层，采用离心分层，不仅速度快，而且分离彻底。

优选的，步骤S1～S5物料之间的输送采用密闭输送管路进行，为了便于输送，可根据需求在输送管路上设置输送泵，因此步骤S1～S5 均在密闭条件下进行，提高了反应体系安全性。

优选的，如图1所示，是本发明提供的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的装置，包括羟乙基吡啶输送管路7、催化剂补给管路8、反应器1、脱水釜2、回收釜3、分层装置4，反应器1设有进口和出口，脱水釜2设有进口21、第一乙烯基吡啶采出口22、溢流口23和循环液出口24，回收釜3设有进口31、第二乙烯基吡啶采出口32和混合液出口33，分层装置4设有进口41、催化剂出口42、焦油出口 43；

反应器1的进口与羟乙基吡啶输送管路7、催化剂补给管路8、脱水釜2的循环液出口24、分层装置4的催化剂出口42连接，反应器1的出口与脱水釜2的进口21连接；通过羟乙基吡啶输送管路7 向反应器1中持续输入新的羟乙基吡啶；反应器1用于接收来自羟乙基吡啶输送管路7的羟乙基吡啶、催化剂补给管路8的催化剂、脱水釜2的含有催化剂的循环液、分层装置4的分层后的催化剂溶液，在催化剂作用下使羟乙基吡啶脱去一分子水生成乙烯基吡啶，并得到含有乙烯基吡啶、未反应的羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液A，

然后混合溶液A通过反应器1的出口、脱水釜2的进口输送至脱水釜2；羟乙基吡啶为液体，可直接通过羟乙基吡啶输送管路7向反应器1中持续补给新的羟乙基吡啶，而催化剂主要来自于脱水釜2 的含有催化剂的混合溶液、分层装置4分层后的催化剂，可基本维持催化剂的需求，随着反应的进行，催化剂会造成一定的消耗(副产物焦油夹带少量的催化剂)，可通过催化剂补给管路8补入新的催化剂；在反应器1中，绝大部分羟乙基吡啶脱水生成乙烯基吡啶，还剩有少量未反应的羟乙基吡啶和生成的乙烯基吡啶、以及反应副产物焦油、和催化剂、水混合在一起，得到混合溶液A；

脱水釜2的溢流口23与回收釜3的进口31连接，当脱水釜2中未蒸发的液体超过溢流口23时，可通过溢流口23转移至回收釜3 中；脱水釜用于接收来自反应器的混合溶液A，在脱水条件下使乙烯基吡啶蒸发，变为气相，从第一乙烯基吡啶采出口22采出，同时使混合溶液A中未反应的羟乙基吡啶继续脱去一分子水生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶蒸发，变为气相，同样从第一乙烯基吡啶采出口22采出，并得到含有未反应的羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液B，混合溶液B一部分从循环液出口24循环至反应器1，另一部分从溢流口23输送至回收釜3；在脱水釜2中，乙烯基吡啶在脱水釜中，和部分水受热快速闪蒸蒸发得到气相乙烯基吡啶和水蒸汽，与液相分离，收集气相得到乙烯基吡啶粗产品，同时在闪蒸过程中，部分未反应的羟乙基吡啶受热在催化剂作用下可继续脱去一分子水生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶受热会继续蒸发采出收集，提高乙烯基吡啶的收率；剩余未反应的羟乙基吡啶和催化剂、副产物焦油、以及未蒸发的水混合在一起形成混合溶液B，混合溶液B中含有大量的催化剂以及少量未反应的羟乙基吡啶，可将其重新加入反应器中，与新的羟乙基吡啶继续反应，实现催化剂的循环利用，且少量未反应的羟乙基吡啶也可重新在反应器中脱水生成乙烯基吡啶，另外，混合溶液B中还含有副产物焦油，若持续停留在反应体系中，会影响乙烯基吡啶的生成，因此，将混合溶液B分为两部分，一部分转移至反应器1中循环利用，另一部分转移至回收釜3中进行后续处理；

回收釜3的混合液出口33与分层装置4的进口41连接；回收釜用于接收脱水釜2的混合溶液B，使混合溶液B中的未反应的羟乙基吡啶生成乙烯基吡啶，且使2-乙烯基吡啶蒸发，从第二乙烯基吡啶采出口采出，并得到含有催化剂、副产物焦油和水的混合溶液C；在回收釜3中，混合溶液B中未反应的的羟乙基吡啶可在催化剂作用下继续脱去一分子水生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶受热会继续蒸发采出收集，进一步提高乙烯基吡啶的收率，经过回收釜3，羟乙基吡啶基本脱水反应完全，液相主要由催化剂、焦油和未蒸发的水组成；

分层装置4用于将混合溶液C分层，得到催化剂溶液层和副产物焦油层，催化剂溶液层从催化剂出口42循环至反应器1；在分层装置4中，将混合溶液C中的副产物焦油和催化剂分离，分离后的催化剂循环加入至反应器1中，以补充循环过程中消耗的催化剂，同时减少焦油对反应体系的影响。

优选的，本发明提供的装置还包括催化剂储罐5和焦油罐6，催化剂储罐5和焦油罐6均设有进口和出口，催化剂储罐5的进口与分层装置4的催化剂出口42连接，催化剂储罐5的出口与反应器的进口连接；焦油罐6的进口与分层装置4的焦油出口43连接。通过设置催化剂储罐5和焦油储罐6，方便了催化剂和焦油的储存和输送。

进一步优选的，催化剂储罐5的进口与催化剂补给管路8连接，即补给的催化剂先直接输送至催化剂储罐中，然后和分层后的催化剂一起输送至反应器中，相比于直接向反应器1中补给循环体系中新的催化剂，可减少管路的布置，减少催化剂的计量次数。

优选的，催化剂储罐5的出口与反应器1的进口之间设催化剂计量泵91，方便催化剂的计量。

反应器1可采用为带有夹套加热的静态混合反应器，可通过夹套进行加热，流程简单，结构紧凑、能耗少且生产能力大。脱水釜2可采用带有背压阀和闪蒸功能的脱水釜，采用背压阀可以在确保管路中的压力稳定的同时保证反应温度稳定，具有闪蒸功能，使乙烯基吡啶脱水蒸发迅速。脱水釜2可设置溢流口，通过溢流口与回收釜3的进口连接，当脱水釜2中的包含有催化剂、未反应的羟乙基吡啶和副产物焦油混合液体超过溢流口时，自动溢流到回收釜3中二次闪蒸采出乙烯基吡啶。

分层装置4可采用管式离心机，使催化剂与焦油分离快速彻底。

实施例1

本实施例提供的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，采用如图1所示的装置，采用的羟乙基吡啶为2-羟乙基吡啶，相应生成的为2-乙烯基吡啶，具体包括以下步骤：

S1.首先向脱水釜中加入水，75kg的氢氧化钠，开启脱水釜真空泵，保持真空度在-80kpa，开启脱水循环泵，同时开启静态混合反应器夹套蒸汽，确保反应器温度达到120±5℃开始向反应器1混合进料，使进料混合溶液中2-羟乙基吡啶:30％氢氧化钠水溶液(以氢氧化钠水溶液中含有的氢氧化钠计)比例为1:10，在反应器中混合溶液停留时间为5s，2-羟乙基吡啶在氢氧化钠催化剂作用下快速脱水生成 2-乙烯基吡啶，得到混有2-乙烯基吡啶、2-羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液A；

S2.步骤S1得到的混合溶液A通过输送管路输送至脱水釜中，控制脱水条件，真空度在-80kpa，温度为90℃，2-乙烯基吡啶和部分水蒸气闪蒸采出，得到2-乙烯基吡啶粗产品；同时得到未蒸发的液相 2-羟乙基吡啶、催化剂、副产物焦油和水的混合溶液B；同时在2-乙烯基吡啶脱水闪蒸过程中，混合溶液A中的部分2-羟乙基吡啶在催化剂作用下继续反应生成2-乙烯基吡啶，生成的2-乙烯基吡啶在脱水条件下继续闪蒸采出；

S3.步骤S2得到的混合溶液B大部分通过输送管路和脱水循环泵循环输送至反应器1中，另一部分通过溢流口溢流至回收釜中；

S4.在回收釜中，控制脱水条件，温度为90℃，压力为-80kpa，混合溶液B中的2-羟乙基吡啶在催化剂作用下继续反应生成2-乙烯基吡啶，生成的2-乙烯基吡啶在和水共沸连续续闪蒸采出，同时得到未蒸发的液相催化剂、副产物焦油和水的混合溶液C；

S5.步骤S4得到的混合溶液C通过输送管路输送至管式离心机中，快速离心分离得到焦油和氢氧化钠溶液，焦油通过输送管路输送至焦油储罐中，氢氧化钠溶液通过输送管路输送至催化剂储罐中，然后通过输送管路和催化剂计量泵循环输送至反应器1中，随着反应的进行，消耗一定的氢氧化钠，可通过催化剂输送管路间歇向催化剂储罐中补给新的氢氧化钠，确保向反应器中进料的2-羟乙基吡啶和氢氧化钠的比例，使2-羟乙基吡啶脱水反应完全。

反应过程中，取样分析，通过调整2-羟乙基吡啶计量泵7、脱水循环泵8、催化剂计量泵9的流量，控制进入反应器的2-羟乙基吡啶和催化剂的比例，适当调整反应器中反应停留时间和反应温度，使混合溶液A中反应值2-乙烯基吡啶、2-羟乙基吡啶两者的质量比大于95:5，确保2-羟乙基吡啶尽可能反应完全。可不断优化2-羟乙基吡啶进料量、由脱水釜2向反应器1输送的催化剂循环量、由催化剂储罐5向反应器1输送的催化剂循环量、和催化剂输送管路11的补给量，达到反应参数合理，不断循环，实现2-乙烯基吡啶的连续合成、持续脱水蒸发采出。

本实施例提供的方法与改进前现有技术(使用反应釜完成2-羟乙基吡啶脱水生成液相2-乙烯基吡啶、液相2-乙烯基吡啶蒸发变为气相采出)中使用的方法相比，生产状态由改进前的间歇生产变为可连续生产，催化剂由改进前的需要花大量时间、成本回收套用变为一次性投入即可循环使用，生产每吨2-乙烯基吡啶产生的的危废量由改进前的0.3吨减少为0.1吨，2-乙烯基吡啶收率由改进前的93％增加为 98％，单位时间产能系数增加至3倍，具体结果见表1。由此可知，本发明可明显缩短反应时间、提高单位时间产能，减少了催化剂用量，提高了产品收率，减少了危废量的产生。

表1

脱水技术	生产状态	催化剂	吨危废量	脱水收率	产能系数
						改进前	间歇	回收套用	0.3	93％	1
实施例1	连续	一次性	0.1	98％	3

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.向反应器中加入羟乙基吡啶、催化剂，所述催化剂的用量大于所述羟乙基吡啶的用量，控制反应条件，所述羟乙基吡啶在所述催化剂作用下反应生成乙烯基吡啶，得到混有乙烯基吡啶、羟乙基吡啶、催化剂、焦油和水的混合溶液A；

S2.将步骤S1得到的所述混合溶液A输送至脱水釜中，控制脱水条件，采出得到蒸发的气相乙烯基吡啶，以及未蒸发的液相羟乙基吡啶、催化剂、焦油和水的混合溶液B；同时在脱水过程中，所述混合溶液A中的部分羟乙基吡啶在所述催化剂作用下继续反应生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶在脱水条件下继续蒸发采出；

S3.将步骤S2得到的所述混合溶液B分为两部分，一部分循环利用至所述步骤S1，另一部分输送至回收釜中；

S4.在所述回收釜中，控制脱水条件，所述混合溶液B中的羟乙基吡啶在所述催化剂作用下继续反应生成乙烯基吡啶，生成的乙烯基吡啶在脱水条件下继续蒸发采出，得到气相乙烯基吡啶，以及未蒸发的液相催化剂、焦油和水的混合溶液C；

S5.取步骤S4得到的所述混合溶液C，分层得到焦油层和催化剂溶液层，所述催化剂溶液层循环利用至所述步骤S1。

2.如权利要求1所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，

步骤S1反应终点为：乙烯基吡啶与羟乙基吡啶质量比大于95:5。

3.如权利要求1所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，

所述催化剂为氢氧化钠，初始反应羟乙基吡啶与催化剂的用量以质量比计为1:(2～15)。

4.如权利要求3所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，

步骤S1所述反应条件为90～130℃，反应停留时间为0.5～10S。

5.如权利要求1所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，

步骤S2和S4中所述脱水条件为80～130℃，压力为-75～-85kpa。

6.如权利要求1所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，

步骤S5采用离心的方法进行分层。

7.如权利要求1所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，

步骤S1～S5均在密闭条件下进行。

8.如权利要求1所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的方法，其特征在于，

所述羟乙基吡啶为2-羟乙基吡啶或4-羟乙基吡啶，相应生成的乙烯基吡啶为2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶。

9.一种羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的装置，其特征在于，包括羟乙基吡啶输送管路、催化剂补给管路、反应器、脱水釜、回收釜和分层装置，所述反应器设有进口和出口，所述脱水釜设有进口、第一乙烯基吡啶采出口、溢流口和循环液出口，所述回收釜设有进口、第二乙烯基吡啶采出口和混合液出口，所述分层装置设有进口、催化剂出口和焦油出口；

所述反应器的进口与所述羟乙基吡啶输送管路、所述催化剂补给管路、所述脱水釜的循环液出口、所述分层装置的催化剂出口连接，所述反应器的出口与所述脱水釜的进口连接；所述反应器用于在催化剂作用下使羟乙基吡啶生成乙烯基吡啶，得到含有乙烯基吡啶、未反应的羟乙基吡啶、催化剂、焦油和水的混合溶液A，然后排出输送至所述脱水釜；

所述脱水釜的溢流口与所述回收釜的进口连接；所述脱水釜用于使未反应的羟乙基吡啶生成乙烯基吡啶，且使所述混合溶液A中的乙烯基吡啶蒸发，从所述第一乙烯基吡啶采出口采出，得到含有未反应的羟乙基吡啶、催化剂、焦油和水的混合溶液B，所述混合溶液B一部分从所述循环液出口排出，被循环至所述反应器，另一部分从所述溢流口排出，被输送至所述回收釜；

所述回收釜的混合液出口与所述分层装置的进口连接；所述回收釜用于使混合溶液B中的未反应的羟乙基吡啶生成乙烯基吡啶，且使乙烯基吡啶蒸发，从所述第二乙烯基吡啶采出口采出，得到含有催化剂、焦油和水的混合溶液C，然后排出输送至所述分层装置；

所述分层装置用于将所述混合溶液C分层为催化剂溶液层和焦油层，所述催化剂溶液层从所述催化剂出口排出，被循环至所述反应器。

10.如权利要求9所述的羟乙基吡啶连续脱水制备乙烯基吡啶的装置，其特征在于，

还包括催化剂储罐和焦油罐，所述催化剂储罐和焦油罐均设有进口和出口，所述催化剂储罐的进口与所述分层装置的催化剂出口连接，所述催化剂储罐的出口与所述反应器的进口连接；所述焦油罐的进口与所述分层装置的焦油出口连接。

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