CN1127481C - 回收n－乙烯基－2－吡咯烷酮方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法，该方法通过连续蒸馏含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体，可做到高效、平稳及高纯度地回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。该方法包括在利用蒸馏塔连续蒸馏该混合液体时控制蒸馏塔塔底残液的温度至180℃或以下。

Description

回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮方法
发明领域
本发明涉及一种回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮方法。N-乙烯基-2-吡咯烷酮是一种作为原料单体的化合物，用于制备在医药、食品添加剂及个人护理用品等方面广泛应用的聚N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
背景技术
N-乙烯基-2-吡咯烷酮在工业上是由雷帕(Reppe)法，在碱催化剂存在下通过2-吡咯烷酮与乙炔在压力下的液相反应生产的。但是，雷帕法存在各种问题，例如，高压下乙炔会引起爆炸危险，为防止反应收率下降催化剂制备步骤复杂，反应控制复杂，如控制2-吡咯烷酮转化率。
因此，需要一种制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮不采用乙炔作为原料的方法，并已试验过例如采用由γ-丁内酯与单乙醇胺反应所获得的高收率N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮作为原料的各种方法。
例如，曾提出过一种包括对由N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮与氯化辛炔反应(US2,775,599)生成的N-(2-氯乙基)-2-吡咯烷酮进行脱氯化氢反应的方法，和一种包括对由N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮与醋酐反应获得的醋酸酯中间产物进行脱醋酸的方法等。但是，这些通过中间产物的方法也存在一些问题，它们都需要用与N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮等价的辅助原料，加之中间产物的制备花费得更多，而且生成了大量由辅助原料衍生的副产物，从工业观点来看，这些方法都不能说是很好的生产方法。
因此，日本专利公开No.8-141402为解决这些问题提出了一种在催化剂存在下通过N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮分子间的汽相脱水反应来制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法。在该生产方法中原料N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮易于获得，也不昂贵，因为是通过γ-丁内酯与单乙醇胺的反应而制备的，收率高。该生产方法还不需除N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮以外的原料，况且，还可通过选择类型适当的催化剂和反应条件使反应选择性提高。
生产过程中反应形成的冷凝物是一种组成复杂的混合液体，包括目的产物N-乙烯基-2-吡咯烷酮、副产物水、作为N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮分解产物的2-吡咯烷酮和未反应的原料N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮等，但是上述官方公报却未披露由该混合液体回收高纯度N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法。
已知N-乙烯基-2-吡咯烷酮在水存在下加热及水解会完全聚合或热分解。因此，在对用该官方公报的方法反应形成的冷凝物进行蒸馏操作回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮时，出现了一系列与蒸馏条件相关的问题，例如，由于其热聚合或热分解使N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率降低，或因设备中热聚合物积累而引起设备故障。
因此，本发明的目的在于解决这个早已提出的问题，即提供一种回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮方法，通过连续蒸馏从含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及水的具有复杂蒸馏组成的混合液体，能够做到有效、平稳、高纯度地回收化学不稳定的N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
发明内容
本发明涉及一种用蒸馏塔，连续蒸馏含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体，回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法，其改进包括：
i)使用第一蒸馏塔对所述混合液体进行蒸馏，并控制蒸馏塔塔底液体温度为室温至180℃，使水作为馏出物蒸馏出，而另一方面又抽出含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液，然后
ii)使用第二蒸馏塔对从第一蒸馏塔抽出的塔底残液进行连续蒸馏，使N-乙烯基-2-吡咯烷酮成为馏出物，而另一方面又抽出包括N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液，并控制第二蒸馏塔塔底液的蒸馏温度为室温至230℃。
本发明人为提供回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法，进行了大量深入研究，结果发现，通过连续蒸馏含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体来回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮，可以抑制N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合及热分解，而且通过控制蒸馏塔塔底液体的温度可有效、平稳及高纯度地回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
因此按照本发明方法，通过用蒸馏塔连续蒸馏含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体，包括在控制蒸馏塔塔底液体温度为室温至180℃下进行蒸馏，使水作为馏出物蒸出，另一方面，又抽出包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液，改善了对N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏。
优选的是，用第二蒸馏塔连续蒸馏从第一蒸馏塔抽出的塔底残液，使N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物蒸馏出，另一方面，又抽出包括N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液。优选控制第二蒸馏塔使塔底液温度为室温至230℃。
在蒸馏加进的混合液体是通过冷却收集N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮汽相脱水反应产物而获得的液体时，即包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体，本发明方法特别有效。
如此前所述，按照本发明回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮方法，作为进行蒸馏操作对象的液体是一种含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体。这样的混合液体，例如，采用日本专利公开No.8-141402等披露的制备方法是容易制备的。具体提到的是在催化剂存在下通过N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮分子间气相脱水而获得一种含N-乙烯基-2-吡咯烷酮产物，对其进行冷却而收集一种液体，但其中并未做详细限定。
至于沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物，除2-吡咯烷酮外，可明确提及似焦油物质，诸如N-乙烯基-2-吡咯烷酮的二聚物，但也未给予具体限定。
当在第一蒸馏塔内对含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体进行连续蒸馏时，塔底液体温度在180℃或以下是适当的，优选在165℃或以下。在这样的装置中，水经蒸馏而被脱出，而N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为塔底残液被抽出。由于当塔底液温度在180℃以上时，包含在塔底液体中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合或热分解会被加速，从而降低了N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率。该目的例如通过在负压下2.66×104Pa(200mmHg)或以下，优选1.99×104Pa(150mmHg)或以下操作可以实现，不过负压值也取决于待蒸馏的混合液体的组成。
优选的是，用第二蒸馏塔进一步蒸馏第一蒸馏塔塔底残液。在这样的情况下，第二蒸馏塔塔底液的温度在230℃或以下是适当的，优选在210℃或以下。温度高于230℃时，诸如由于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合或热分解会降低N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率和降低塔板的效率，或由于聚合物的粘结而造成塔阻塞的危险增加。为避免这些危险，可操作在230℃或以下的压力通常为1.33×104Pa(100mmHg)或以下，优选0.66×104Pa(50mmHg)或以下，不过压力可随待蒸馏液体的组成而变化。
对用于本发明的蒸馏塔在类型上无特殊限定，但采用诸如板式塔或填充塔的分馏塔是适当的。塔的塔板数可按照蒸馏液体的组成及回流比适当加以选择，但通常理论塔板数大约3-30。
现根据优选实施方案，对本发明从含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体中连续回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法描述于下。
附图1为说明适于按本发明方法回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏装置实施例的方框图。
该蒸馏装置由罐1、多段连续蒸馏塔(第一蒸馏塔)2、蒸馏罐3、冷凝器4、多段连续蒸馏塔(第二蒸馏塔)5、蒸馏罐6及冷凝器7等所组成。
将预定量的混合液体不断储存于罐1中。罐1经管线9与连续蒸馏塔2的中部塔板段相连接，并经管线8与制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮的装置或混合液体罐相连(这些图中未加说明)。在此说明书中所述“中部塔板段”指的是不包括蒸馏塔最高塔板和最低塔板的中间各塔板。
将用于按照本发明蒸馏的混合液体不断从N-乙烯基-2-吡咯烷酮的制备装置或混合液体加料罐加至罐1中。该混合液体由罐1经管线9不断地被加至连续蒸馏塔2的中部塔板段。
连续蒸馏塔2经管线9与罐1相连接，其塔顶段经管线10及冷凝器4与冷凝罐3相连。管线13设置在连续蒸馏塔2底段，以抽出塔底残液，并与连续蒸馏塔5的中部塔板段相连。此外，来自冷凝罐3的管线12连接在连续蒸馏塔2的塔顶段附近。
将混合液体从罐1经管线9连续加至连续蒸馏塔2的中部塔板段。水作为馏出物被蒸馏出。另一方面，将含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的溶液作为塔底残液抽出。将冷凝罐3中冷凝液的部分水作为回流液经管线12回流至连续蒸馏塔2的塔顶段附近。
冷凝器4被装在管线10预定的位置上，从连续蒸馏塔2蒸馏出的气体(馏出物)在此受到冷凝及液化。
冷凝罐3经管线10及冷凝器4与连续蒸馏塔2塔顶段相连接。管线11及12设在冷凝罐3的底段能抽出馏出物的位置上。管线11用于抽出馏出物，管线12连接在连续蒸馏塔2的塔顶段的附近。
作为连续蒸馏塔2馏出物的水被连续引至冷凝罐3中。冷凝罐3部分冷凝水连续回流至连续蒸馏塔2的塔顶段的附近。经管线11从冷凝罐3的底部排出水。
连续蒸馏塔5是N-乙烯基-2-吡咯烷酮的分馏塔。连续蒸馏塔5的中部塔板段经管线13与连续蒸馏塔2的底段相连，塔顶段经管线14及冷凝器7与冷凝罐6相连。连续蒸馏塔5的底段设有抽出塔底残液的管线17。此外，冷凝罐6上的管线16与连续蒸馏塔5的塔顶段的附近连接。
连续蒸馏塔2的塔底残液经管线13被连续送至连续蒸馏塔5的中部塔板段。在连续蒸馏塔5中，N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物而被蒸馏出，而包括N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的液体作为塔底残液而被排出。
冷凝器7装在管线14的预定位置，从连续蒸馏塔5蒸馏出的气体(馏出物)在此被冷凝，得到液体N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
冷凝罐6经管线14及冷凝器7与连续蒸馏塔5塔顶段相连。管线15及16设置在冷凝罐7底段能抽出馏出物的位置上。管线15用于排放馏出物，管线16连接在连续蒸馏塔5的塔顶段附近。
N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物从连续蒸馏塔5连续送至冷凝罐6中。部分冷凝的N-乙烯基-2-吡咯烷酮从冷凝罐6连续回流至连续蒸馏塔5的塔顶段附近。N-乙烯基-2-吡咯烷酮经管线15从冷凝罐6的底部而被适量抽出。
除上述各种设备外，该蒸馏装置还装有蒸馏操作所需各种辅助设备，例如热交换器、泵、中间罐等，不过对它们均未加说明。
在利用由此构建的蒸馏装置完成本发明的方法时，首先是将含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体连续加至罐1中，又将其连续从罐1加至连续蒸馏塔2的中部塔板段。使加至连续蒸馏塔2中的混合液体进行连续蒸馏，而且将水作为馏出物从塔顶蒸出，将含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的液体作为底部残液从底部抽出。在此操作中，连续蒸馏塔2底部液体温度为180℃或以下是适当的，优选165℃或以下。塔底液体温度高于180℃时，塔底液体中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮热聚合或热分解受到加速，N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率下降。连续蒸馏塔的蒸馏在负压下2.66×104Pa(200mmHg)或以下进行是适当的，优选1.99×104Pa(150mmHg)或以下。
然后，由连续蒸馏塔2出来的馏出物(水)在冷凝器4中进行冷凝，并连续送至冷凝罐3中。该馏出物(水)经管线12连续回流至连续蒸馏塔2的近顶部，在此同时又经管线11从冷凝罐3的底段将其适当放出。对连续蒸馏塔2的其它蒸馏条件，例如塔板数回流比等，无特殊限制。
连续蒸馏塔2的塔底残液经管线13被连续送至连续蒸馏塔5的中部塔板段，对所加入的塔底残液进行连续蒸馏，N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物从塔顶蒸馏出，残余的N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物作为底段残液从底部抽出。在此连续蒸馏塔5中，塔底液的温度应控制在230℃或以下，优选210℃或以下。控制塔底液的温度至230℃或以下，可抑制N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合或热分解。优选的是，使连续蒸馏塔5内的蒸馏在负压下1.33×104Pa(100mmHg)或以下进行，优选在0.66×104Pa(50mmHg)或以下。
连续蒸馏塔5的馏出物(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)在冷凝器7中经冷凝后，连续引至冷凝罐6中。该馏出物(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)经管线16被连续回流至连续蒸馏塔5的近顶部，在此同时又经管线15从冷凝罐6的底段将其适当抽出。由此通过从冷凝罐6至连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回流段，可达到回流操作的效果。对连续蒸馏塔5的其它蒸馏操作条件，例如塔板数、回流比等，无特殊限制。
进行以上蒸馏操作，可以从含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体中连续、平稳及高纯度地回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮，而不会伴随产生N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合或热分解。此外，通过对连续蒸馏塔5塔底残液的进一步蒸馏也易于回收N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮，并可将回收的N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮循环至例如N-乙烯基-2-吡咯烷酮的制备装置中等。
显然，按照本发明方法用于回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的连续蒸馏塔并非仅局限于图1结构所示的那些。
实施例
本发明将通过实施例更具体地描述于下，但本发明完全不应由此而受到限制。
实施例1
利用图1所示的装置连续回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
采用一内径35mm的玻璃管作为连续蒸馏塔2，管中装填直径35mm的不锈钢丝苏勒舍(Suluzer)填料，在富集段为4个单元，在洗提段为6个单元。采用一内径50mm的玻璃管作为连续蒸馏塔5，其中装填直径50mm的不锈钢丝苏勒舍(Suluzer)填料，在富集段为7个单元，在洗提段为7个单元。在冷凝罐3和6中冷凝液温度保持在10℃。
连续蒸馏塔2操作于负压1.33×104Pa(100mmHg)下，控制自冷凝罐3的冷凝液加至连续蒸馏塔2的回流量，使回流比能达到0.5。连续蒸馏塔5操作于负压1.33×103Pa(10mmHg)下，控制自冷凝罐6的冷凝液加至连续蒸馏塔5的回流量，使回流比能够达到1。
单位时间由罐1加至连续蒸馏塔2的混合液体进料量(此后称进料速度)，单位时间连续蒸馏塔2馏出物的蒸馏量(此后称蒸馏速度)，单位时间由连续蒸馏塔2的塔底液抽出量(此后称抽出速度)，塔底残液至连续蒸馏塔5的进料速度，从连续蒸馏塔5的馏出物蒸馏速度和塔底残液从连续蒸馏塔5抽出速度与各自液体的组成一起均示于表1中。在表1中“NVP”、“2-Py”、“HEP”及“高沸化合物”分别指N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的其它2-吡咯烷酮。连续蒸馏塔2及5的塔顶温度及塔底液体温度均列于表2中。
表1
                              组成
  水(g/h)   NVP(g/h)   2-Py(g/h)   HEP(g/h)   高沸化合物(g/h)
连续蒸馏塔2 进料速度     37.7  232.5     1.8   119.4     5.7
蒸馏速度     37.7  0     0     0     0
抽出速度     0  227.8     1.8   119.4     10.4
连续蒸馏塔5 进料速度     0  227.8     1.8   119.4     10.4
蒸馏速度     0  223.3     0.1   0.1     0
抽出速度     0  0     1.7   119.3     14.9
表2
    连续蒸馏塔2     连续蒸馏塔5
    塔顶温度(℃)     52     89
    塔底温度(℃)     160     195
由表1所示数值应当看出，在连续蒸馏塔2中，混合液体中的水作为馏出物被蒸出，而另一方面，残余组分作为塔底残液被抽出。此外，应当明白，在连续蒸馏塔5中，目的化合物N-乙烯基-2-吡咯烷酮是作为馏出物被蒸出的。
因此，显然按照本发明回收方法，N-乙烯基-2-吡咯烷酮是连续被回收的。
此外，作为塔底残液从连续蒸馏塔2抽出的N-乙烯基-2-吡咯烷酮量对加至连续蒸馏塔2的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即在连续蒸馏塔2中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮回收百分率，为98重量％。从连续蒸馏塔5蒸出的N-乙烯基-2-吡咯烷酮量对加至连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮在连续蒸馏塔5中的回收百分率，为98重量％。因此，从连续蒸馏塔5中蒸出的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏量对加至连续蒸馏塔2中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的加料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率，为96重量％。而且，回收的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的纯度为99.9重量％。
实施例2
采用如图1所示的装置连续回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。该连续蒸馏塔2及5的结构同于实施例1的，冷凝罐3及6中的冷凝液温度保持10℃。
连续蒸馏塔2操作于负压1.33×104Pa(100mmHg)下，控制自冷凝罐3的冷凝液加至连续蒸馏塔2的回流量，使回流比能够达到1。连续蒸馏塔5操作于负压1.33×103(10mmHg)Pa下，控制来自冷凝罐6冷凝液加至连续蒸馏塔5的回流量，使回流比能够达到1.5。
连续蒸馏塔2及5各塔的进料速度、蒸馏速度及抽出速度与各自液体的组成一起均示于表3中，连续蒸馏塔2及5的塔顶温度及塔底液体温度均示于表4中。
表3
                               组成
  水(g/h)     NVP(g/h)     2-Py(g/h)     HEP(g/h)     高沸化合物(g/h)
连续蒸馏塔2 进料速度   24.8   153.4     1.2     273     2
蒸馏速度   24.8     0     0     0     0
抽出速度     0   148.8     1.2     273     6.6
连续蒸馏塔5 进料速度     0   148.8     1.2     273     6.6
蒸馏速度     0   145.8     0.1     0.1     0
抽出速度     0     0     1.1     272.9     9.6
表4
    连续蒸馏塔2     连续蒸馏塔5
    塔顶温度(℃)     52     89
    塔底温度(℃)     178     205
由表3示数值应当看出，在连续蒸馏塔2中，混合液体中的水作为馏出物被蒸出，而另一方面，残余组分作为塔底残液被抽出。此外，应当明白，在连续蒸馏塔5中，混合液体中整个N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物被蒸出。
因此，显然按照本发明的回收方法，N-乙烯基-2-吡咯烷酮是连续被回收的。
此外，作为塔底残液从连续蒸馏塔2抽出的N-乙烯基-2-吡咯烷酮量对加至连续蒸馏塔2的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即在连续蒸馏塔2中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮回收百分率，为97重量％。从连续蒸馏塔5蒸出的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏量对加至连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮在连续蒸馏塔5中的回收百分率，为98重量％。因此，连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏量对加至连续蒸馏塔2中N-乙烯基-2-吡咯烷酮的进料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率，为95重量％。而且，回收的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的纯度为99.9重量％。
对照例1
采用如图1所示的装置连续回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。该连续蒸馏塔2及5的结构同于实施例1，冷凝罐3及6中的冷凝液温度保持10℃。
连续蒸馏塔2操作于负压3.33×104Pa(250mmHg)下，控制自冷凝罐3的冷凝液进至连续蒸馏塔2的回流量，使回流比能够达到0.5。连续蒸馏塔5操作于负压Pa 1.33×103(10mmHg)下，控制自冷凝罐6的冷凝液进至连续蒸馏塔5的回流量，使回流比能够达到1。
连续蒸馏塔2及5各塔的进料速度、蒸馏速度及抽出速度与各自液体的组成均示于表5中，连续蒸馏塔2及5的塔顶温度及塔底液体温度均示于表6中。
表5
                            组成
  水(g/h)   NVP(g/h)   2-Py(g/h)   HEP(g/h)   高沸化合物(g/h)
连续蒸馏塔2 进料速度  37.7   232.5     1.8   119.4     5.7
蒸馏速度  37.7     0     0     0     0
抽出速度     0   209.3     1.8   119.4     28.9
连续蒸馏塔5 进料速度     0   209.3     1.8   119.4     28.9
蒸馏速度     0   205.1     0.2   0.1     0
抽出速度     0     0     1.6   119.3     33.1
表6
  连续蒸馏塔2   连续蒸馏塔5
  塔顶温度(℃)     72     89
  塔底温度(℃)     190     195
由表5所示数值应当看出，在连续蒸馏塔2中，混合液体中的水作为馏出物被蒸出，而另一方面，残余组分作为塔底残液被抽出。此外，应当明白，在连续蒸馏塔5中，混合液体中整个N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物被蒸出。
但是，作为塔底残液从连续蒸馏塔2抽出的N-乙烯基-2-吡咯烷酮量对加至连续蒸馏塔2的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即在连续蒸馏塔2中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮回收百分率，为90重量％。连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏量对加至连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮在连续蒸馏塔5中的回收百分率，为98重量％。因此，连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏量对加至连续蒸馏塔2中N-乙烯基-2-吡咯烷酮的进料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率为88重量％。而回收的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的纯度为99.8重量％。
对照例2
采用如图1所示的装置连续回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。该连续蒸馏塔2及5的结构同于实施例1，冷凝罐3及6中的冷凝液的温度保持10℃。
连续蒸馏塔2操作于负压1.33×104Pa(100mmHg)下，控制自冷凝罐3的冷凝液进至连续蒸馏塔2的回流量，使回流比能够达到0.5。连续蒸馏塔5操作于负压1.46×104Pa(110mmHg)下，控制自冷凝罐6的冷凝液进至连续蒸馏塔5的回流量，使回流比能够达到1。
连续蒸馏塔2及5各塔的进料速度、蒸馏速度及抽出速度与各自液体的组成一起均示于表7中，连续蒸馏塔2及5的塔顶温度及塔底液体温度均示于表8中。
表7
                            组成
  水(g/h)   NVP(g/h)   2-Py(g/h)     HEP(g/h)     高沸化合物(g/h)
连续蒸馏塔2 进料速度  37.7   232.5     1.8   119.4     5.7
蒸馏速度  37.7     0     0     0     0
抽出速度     0   227.8     1.8   119.4     10.4
连续蒸馏塔5 进料速度     0   227.8     1.8   119.4     10.4
蒸馏速度     0   202.7     0.2   0.1     0
抽出速度     0     0     1.6   119.3     35.5
表8
    连续蒸馏塔2     连续蒸馏塔5
    塔顶温度(℃)     52     149
    塔底温度(℃)     160     255
由表7所示数值应当看出，在连续蒸馏塔2中，混合液体中的水作为馏出物被蒸出，而另-方面，残余组分作为塔底残液被抽出。此外，应当明白，在连续蒸馏塔5中，混合液体中整个N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物被蒸出。
但是，作为塔底残液从连续蒸馏塔2抽出的N-乙烯基-2-吡咯烷酮量对加至连续蒸馏塔2的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即在连续蒸馏塔2中的N-乙烯基-2-吡咯烷酮回收百分率，为98重量％。连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏量对加至连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮进料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮在连续蒸馏塔5中的回收百分率，为89重量％。因此，连续蒸馏塔5的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏量对加至连续蒸馏塔2中N-乙烯基-2-吡咯烷酮的加料量之比，即N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率，为87重量％。而回收的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的纯度为99.8重量％。
通过上述实施例与对照例的比较明显看出，按照本发明的方法，抑制N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合及热分解是可能的，而且连续、有效及高纯度的回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮也是可能的。
由于采用本发明回收方法，产生的效果是，可以在抑制化学不稳定的N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合和热分解同时，从含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的复杂组成混合液体中连续、有效及高纯度地回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮，例如通过从N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮汽相脱水所形成的混合液体回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。

Claims (2)

1、一种用蒸馏塔，连续蒸馏含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体，回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法，其改进包括：
i)使用第一蒸馏塔对所述混合液体进行蒸馏，并控制蒸馏塔塔底液体温度为室温至180℃，使水作为馏出物蒸馏出，而另一方面又抽出含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液，然后
ii)使用第二蒸馏塔对从第一蒸馏塔抽出的塔底残液进行连续蒸馏，使N-乙烯基-2-吡咯烷酮成为馏出物，而另一方面又抽出包括N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液，并控制第二蒸馏塔塔底液的蒸馏温度为室温至230℃。
2、按照权利要求1的回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法，其中含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体是通过冷却和收集N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮汽相脱水反应产物而获得的一种液体。
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