本发明属于化工方法技术领域，具体为一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法及其用途。
背景技术：
碱金属2-吡咯烷酮盐主要作为催化剂，用于2-吡咯烷酮与乙炔反应制备乙烯基吡咯烷酮的催化剂。
专利号为：200810072060.9，描述了含均相催化剂吡咯烷酮钾的2-吡咯烷酮与乙炔反应制取乙烯基吡咯烷酮的方法，并未描述吡咯烷酮钾的制备方法。
《化工科技市场》2004第5期《N-乙烯基吡咯烷酮的合成》一文中论述了2-吡咯烷酮与乙炔反应制取乙烯基吡咯烷酮的催化剂为2-吡咯烷酮钾盐，2-吡咯烷酮钾盐的制法为2-吡咯烷酮与氢氧化钾在真空或氮气鼓泡下脱水制得，间歇生产。
专利号为：200880119517.5，描述了2- 吡咯烷酮与乙炔反应的催化剂为碱金属吡咯烷酮盐，由2- 吡咯烷酮与碱金属氢氧化物或碱金属醇盐反应制得。
专利号为：200410061451.2和201110354299.7的两篇专利分别描述了一种由2-吡咯烷酮在碱性下水解开环并酸化后制取4-氨基丁酸的方法。
2-吡咯烷酮与氢氧化钾的反应方程式如式3和式4所示：
式3的反应产物为2-吡咯烷酮钾盐是目的产物，碱性强，催化活性好；式4的反应产物为4-氨基丁酸钾盐，副产物，碱性弱，无催化活性。减少副反应发生的办法一般为快速脱水、快速分离产物。副产物4-氨基丁酸钾盐的生成量一般为40-50%，可以通过电位滴定的方法进行检测。
在工业生产中，为了保证催化活性，提高2-吡咯烷酮钾盐含量，往往采取增加氢氧化钾投料量的办法来实现，不可避免的造成催化剂制造时的副产物的增加，2-吡咯烷酮与乙炔反应时的聚合副产物增加，收率低，堵塞反应器，频繁停产。
使用碱金属与2-吡咯烷酮反应，制备2-吡咯烷酮钾盐催化剂，因反应时间短，反应速度快，副反应少，催化活性高，收率高，是一个很好的选择。但是在短时间内会产生大量氢气，并放出大量的热量，将导致工业规模上的高安全要求，为了有效的进行碱金属的分散和热量的去除，工业间歇生产的实现存有一定难度。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法及其用途的技术方案，可以相应的减少单位反应器体积的碱金属投料量，来控制温度的升高和氢气的发生量，可以简单的微反应器数量的重复增加就可以实现令人满意的工业生产规模，其生产成本低，反应过程安全、可靠。
所述的一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将2-吡咯烷酮进料容器、加热器、过滤器、混合器、微反应器、反应液储罐、碱金属计量罐及连接系统氮气置换，置换至氧含量小于0.5%；
2）将足够量的2-吡咯烷酮装入2-吡咯烷酮进料容器中，进料容器内液体的温度控制在28℃-35℃，用泵以80-100ml/min的流量经加热器将2-吡咯烷酮加热至110-130℃，再经过滤器、混合器、微反应器返回2-吡咯烷酮进料容器，在投碱金属前1.5-2.5分钟，切换至反应液储罐中，使得2-吡咯烷酮与碱金属的反应液送至反应液储罐中；
3）将足够量的碱金属在煤油的保护下放入碱金属计量罐中，碱金属计量罐内液体的温度控制在105-115℃，碱金属计量罐的氮气密封压力设定为0.35-0.45MPa，再通过压力将熔融的碱金属从碱金属计量罐底部压出送入混合器与2-吡咯烷酮混合后进入微反应器反应，碱金属的进料量为0.8-2.2克/min，反应后的液体经氮气置换脱出氢气后送入反应液储罐中，得到0.1-10%的碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液，氮气密封保存。
所述的一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法，其特征在于所述的碱金属为钠、钾或钠钾合金。
所述的一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法，其特征在于所述的2-吡咯烷酮，其分子结构式为式1：
又名：吡咯酮、氮戊环酮、丁内酰胺。
所述的一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法，其特征在于所述的碱金属2-吡咯烷酮盐，其分子结构式为式2：
M:钠、钾、钠钾合金。
所述的一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法，其特征在于步骤2）中：用泵以85-95ml/min的流量经加热器将2-吡咯烷酮加热至115-125℃，优选用泵以88-90ml/min的流量经加热器将2-吡咯烷酮加热至118-120℃。
所述的一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法，其特征在于步骤3）中：碱金属计量罐的氮气密封压力设定为0.38-0.44MPa，优选0.40-0.42MPa。
所述的一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法，其特征在于步骤3）中：碱金属的进料量为0.9-1.8/min，优选1.2-1.5克/min。
2-吡咯烷酮溶液在用于与乙炔反应制备乙烯基吡咯烷酮中的应用。
反应中所产生的氢气可以在脱气装置简单的脱出。
本文的微反应器体系为连续体系，参加反应的物料的量是克或毫升级范围，反应器的通道宽度一般在1-10000µm，优选10-1000µm， 更优选50-150µm之间。材质为不锈钢，也可以选择玻璃、陶瓷、塑料等材质。
碱金属与2-吡咯烷酮的混合是采用微孔膜进行混合的，在物料进入反应器前，首先进入一个微孔膜混合器，微孔膜的孔径一般在1-1000µm，优选10-800µm， 更优选10-100µm之间。材质为不锈钢，也可以选择陶瓷、塑料等材质。
反应的温度是通过碱金属、2-吡咯烷酮的熔融温度确定的，微反应器体系的温度要确保碱金属、2-吡咯烷酮具有顺畅的流动性，一般情况反应温度低于2-吡咯烷酮沸点为好。反应温度一般控制在65-240℃，优选为: 80-200℃，更优选为100-150℃。
反应热是通过过量的2-吡咯烷酮带走的，碱金属投料量大，反应液从开始反应到反应结束时的温升就大，一般控制反应温度上升的幅度为1-120℃，优选为1-80℃，更优选为1-50℃。也可以选择用热交换器移除热量。
碱金属2-吡咯烷酮盐的浓度是通过控制碱金属与2-吡咯烷酮的配比量实现的，反应中2-吡咯烷酮相对于碱金属是过量的，过量的多少可根据溶液的有无析出情况和反应液温度上升情况确定。
反应压力根据混合器、反应器阻力，反应液温升等因素确定。
碱金属与2-吡咯烷酮的反应在没有机械搅拌的情况下进行，原因在于微反应器及前置的微孔混合器的混合效果是足够的。
上述一种碱金属2-吡咯烷酮盐的2-吡咯烷酮溶液的制备方法及其用途，制备过程中无需其它的溶剂或助剂，无需处理第二溶剂，无需催化剂，无需助剂进行分散和混合，稍高于碱金属熔点的较低的反应温度，极低的副反应，在生产规模上是简单的、经济的和安全的。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将2-吡咯烷酮容器、加热器、过滤器、混合器、微反应器、反应液储罐及连接系统氮气置换，置换至氧含量小于0.5%。
将足够量的2-吡咯烷酮（熔点为24.6℃，常压下的沸点为245℃，密度1.116（25/4℃））装入进料容器中，进料容器内液体的温度控制在28℃以上，目的是保持2-吡咯烷酮处于液体状态。用泵以90ml/min的流量经加热器将2-吡咯烷酮加热至120℃，再经过滤器、混合器、微反应器返回进料储罐，在投金属钠前2分钟，切换至反应液储罐中，使得2-吡咯烷酮与钠的反应液送至反应液储罐中。
将钠计量罐及钠进料管线氮气置换，置换至氧含量小于0.5%。将足够量的钠（熔点为97.82℃，相对密度(H2O)0.968）在煤油的保护下放入钠计量罐中，计量罐内液体的温度控制在105℃以上，目的是保持金属钠处于熔融状态。钠计量罐的氮气密封压力设定为0.4MPa，因熔融的钠比煤油重，可以通过压力将熔融的金属钠从钠计量罐底部压出送入混合器与2-吡咯烷酮混合后进入微反应器反应，金属钠的进料量为1.0克/min，反应后的液体经氮气置换脱出氢气后送入反应液储罐中，得到约4.6%2-吡咯烷酮钠盐的2-吡咯烷酮溶液，氮气密封保存。
实施例2
2-吡咯烷酮供料系统同实施例1，用钾代替钠。
将钾计量罐及钾进料管线氮气置换，置换至氧含量小于0.5%。将足够量的钾（熔点63.25℃，密度0.86g/cm³）在煤油的保护下放入钾计量罐中，计量罐内液体的温度控制在70℃以上，目的是保持金属钾处于熔融状态。钾计量罐的氮气密封压力设定为0.4MPa，因熔融的钾比煤油略重，可以通过压力将熔融的金属钾从钾计量罐底部压出送入混合器与2-吡咯烷酮混合后进入微反应器反应，金属钾的进料量为0.5克/min，反应后的液体经氮气置换脱出氢气后送入反应液储罐中，得到约1.6%2-吡咯烷酮钾盐的2-吡咯烷酮溶液，氮气密封保存。