一种2,2-联吡啶的提纯方法与流程

本发明涉及化工合成技术领域，具体为一种2,2-联吡啶的提纯方法。

背景技术：

联吡啶有六种异构体，分别为2,2'-，3,3'-，4,4'-，2,3'-，2,4'-和3,4'-联吡啶。其中，较为常见、用途较广的为2,2'-和4,4'-联吡啶。其主要用途包括以下两个个方面：一、用于有机合成、医药中间体；二、用作分析试剂，用于检定亚铁、银、镉、钼离子。目前，其主要用途是用作生产除草剂的中间体，如2,2'-联吡啶和4,4'-联吡啶分别为“敌草快”和“百草枯”的中间体。

目前2,2-联吡啶的生成过程中，大多会伴有较多溶于吡啶中的2,4′-联吡啶、4,4′-联吡啶。副产物与2,2′-联吡啶结构极为相似，加大了2,2′-联吡啶分离难度。传统的纯化方法如共沸精馏的方法存在耗能大、操作要求严格，而且该方法由于加入了共沸的溶剂如甲苯等，也造成对物料的污染。而使用常规的精馏方法不仅要求的理论塔板数较多，同时操作时间较长，易发生类似于热敏反应的副反应，影响提纯产物的纯度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种2,2-联吡啶的提纯方法，其采用气液分离与动态熔融结晶的方式，用于提纯2,2-联吡啶，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种2,2-联吡啶的提纯方法，包括以下提纯设备：气液分离罐、过滤器、储存罐、动态结晶器、热媒罐、冷媒罐、残液罐和成品罐；通过所述的提纯设备实现的提纯步骤如下：

s1：从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐中分离出部分低沸点物质，气液分离罐的温度为150-200℃，低沸点物质从气液分离罐的顶部分离出去；

s2：气液分离罐底部的2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器，除去部分副产物，过滤器的温度为75-90℃；

s3：经过滤器出来的混合液进入储存罐，储存罐的温度为75-90℃；

s4：通过热媒罐内的热媒将动态结晶器中的温度调到69.5-72℃之间；然后通过泵a将储存罐中的物料打入动态结晶器中，再将动态结晶器内的热媒排净，随后通过冷媒罐送进冷媒开始缓慢降温；

s5：降温过程中，物料部分会在动态结晶器的管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐中，直到无残液流出时，停止进料泵；

s6：将动态结晶器中的冷媒排净，然后通过热媒罐进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的的2,2-联吡啶首熔融流下，进入残液罐中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到需求含量时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐。

进一步的，所述气液分离罐与过滤器连通，过滤器与储存罐连通，储存罐与动态结晶器的连通管道上安装泵a和阀a；残液罐的进液口与动态结晶器的连接管道上安装阀c，残液罐的出液口安装泵b和阀b，并通过管道并联在储存罐与动态结晶器的连接管道上；动态结晶器的出料口还与成品罐连通，并在连接管道上安装阀d、泵c和阀e；热媒罐和冷媒罐还分别与动态结晶器连接，并在连接管道上对应安装有泵d、泵e、阀f、阀g、阀h和阀i用于相应管道的通断控制。

进一步的，s5中的温度范围为65-69.5℃。

进一步的，s6中的温度范围为65-71.5℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种2,2-联吡啶的提纯方法，其2,2-联吡啶的含量可根据生产需求进行调整，最高可达99.9％以上。

2、本发明提供的一种2,2-联吡啶的提纯方法，常压、低温操作，操作简单安全，对设备无过高要求，可以降低成本和设备投资。

3、本发明提供的一种2,2-联吡啶的提纯方法，对环境友好，不需要对产品进行干燥以脱除溶剂，因此减少了干燥的步骤，避免了溶剂界入导致的成本升高、环境污染、低温冷冻操作等。

4、本发明提供的一种2,2-联吡啶的提纯方法，其采用熔融结晶的能耗仅为精馏的10％-30％，具有节能的优点。

附图说明

图1为本发明的流程框图。

图中：1、气液分离罐；2、过滤器；3、储存罐；4、动态结晶器；5、热媒罐；6、冷媒罐；7、残液罐；8、成品罐。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中：提供一种2,2-联吡啶的提纯方法，包括以下提纯设备：气液分离罐1、过滤器2、储存罐3、动态结晶器4、热媒罐5、冷媒罐6、残液罐7和成品罐8；通过上述的提纯设备实现的提纯步骤如下：

第一步：从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐1中分离出部分低沸点物质，气液分离罐1的温度为150-200℃，低沸点物质从气液分离罐1的顶部分离出去；

第二步：气液分离罐1底部的2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器2，除去部分副产物，过滤器2的温度为75-90℃；

第三步：经过滤器2出来的混合液进入储存罐3，储存罐3的温度为75-90℃；

第四步：通过热媒罐5内的热媒将动态结晶器4中的温度调到69.5-72℃之间；然后通过泵a将储存罐3中的物料打入动态结晶器4中，再将动态结晶器4内的热媒排净，随后通过冷媒罐6送进冷媒开始缓慢降温；

第五步：降温过程中，物料部分会在动态结晶器4的管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐7中，直到无残液流出时，停止进料泵；其中，温度范围为65-69.5℃；

第六步：将动态结晶器4中的冷媒排净，然后通过热媒罐5进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的的2,2-联吡啶首熔融流下，进入残液罐7中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到需求含量时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐8，其温度范围控制为65-71.5℃。

本发明实施例中的提纯设备中，其气液分离罐1与过滤器2连通，过滤器2与储存罐3连通，储存罐3与动态结晶器4的连通管道上安装泵a和阀a；残液罐7的进液口与动态结晶器4的连接管道上安装阀c，残液罐7的出液口安装泵b和阀b，并通过管道并联在储存罐3与动态结晶器4的连接管道上；动态结晶器4的出料口还与成品罐8连通，并在连接管道上安装阀d、泵c和阀e；热媒罐5和冷媒罐6还分别与动态结晶器4连接，并在连接管道上对应安装有泵d、泵e、阀f、阀g、阀h和阀i用于相应管道的通断控制。

为了进一步更好的解释说明本发明，还提供如下具体的实施例：

实施例一：

将从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐1中分离出部分低沸点物质，气液分离罐1的温度设为200℃，低沸点物质从气液分离罐1的顶部分离出去；气液分离罐1的底部2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器2，除去部分副产物，过滤器2温度为90℃；过滤器2出来的混合液进入储存罐3，储存罐3的温度为90℃；将动态结晶器4中的温度调到72℃，然后通过泵a将储存罐3中的物料打入动态结晶器4中，进冷媒开始缓慢降温；物料部分会在动态结晶器4的管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐7中，直到无残液流出时，停止进料泵；然后进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的2,2-联吡啶首先熔融流下，进入残液罐7中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到99.9％时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐8中。

实施例二：

从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐1中分离出部分低沸点物质，气液分离罐1的温度为180℃，低沸点物质从气液分离罐1的顶部分离出去；气液分离罐1底部的2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器2，除去部分副产物，过滤器2的温度为80℃；过滤器2出来的混合液进入储存罐3，储存罐3的温度为80℃；将动态结晶器4中的温度调到70℃，然后通过泵a将储存罐3中的物料打入动态结晶器4中，进冷媒开始缓慢降温；物料部分会在动态结晶器4的管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐7中，直到无残液流出时，停止进料泵；然后进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的的2,2-联吡啶首先熔融流下，进入残液罐7中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到99.75％时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐。

实施例三：

从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐1中分离出部分低沸点物质，气液分离罐1的温度为170℃，低沸点物质从气液分离罐1的顶部分离出去；气液分离罐1底部的2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器2，除去部分副产物，过滤器2温度为75℃；过滤器2出来的混合液进入储存罐3，储存罐3的温度为75℃；将动态结晶器4中的温度调到71.5℃，然后通过泵a将储存罐3中的物料打入动态结晶器4中，进冷媒开始缓慢降温；物料部分会在动态结晶器4管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐7中，直到无残液流出时，停止进料泵；然后进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的的2,2-联吡啶首先熔融流下，进入残液罐7中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到99.85％时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐。

实施例四：

从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐1中分离出部分低沸点物质，气液分离罐1的温度为160℃，低沸点物质从气液分离罐1顶部分离出去；气液分离罐1底部的2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器2，除去部分副产物，过滤器2温度为85℃；过滤器2出来的混合液进入储存罐3，储存罐3的温度为85℃；将动态结晶器4中的温度调到69.5℃，然后通过泵a将储存罐3中的物料打入动态结晶器4中，进冷媒开始缓慢降温；物料部分会在动态结晶器4管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐7中，直到无残液流出时，停止进料泵；然后进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的的2,2-联吡啶首先熔融流下，进入残液罐7中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到99.8％时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐。

实施例五：

从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐1中分离出部分低沸点物质，气液分离罐1的温度为150℃，低沸点物质从气液分离罐1顶部分离出去；气液分离罐1底部2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器2，除去部分副产物，过滤器2温度为79℃；过滤器2出来的混合液进入储存罐3，储存罐3的温度为79℃；将动态结晶器4中的温度调到70.6℃，然后通过泵a将储存罐3中的物料打入动态结晶器4中，进冷媒开始缓慢降温；物料部分会在动态结晶器4管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐7中，直到无残液流出时，停止进料泵；然后进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的的2,2-联吡啶首先熔融流下，进入残液罐7中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到99.9％时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐。

实施例六：

从反应器出来的2,2-联吡啶反应气首先进入气液分离罐1中分离出部分低沸点物质，气液分离罐1的温度为175℃，低沸点物质从气液分离罐1顶部分离出去；气液分离罐1底部2,2-联吡啶混合物首先进入过滤器2，除去部分副产物，过滤器2温度为86℃；过滤器2出来的混合液进入储存罐3，储存罐3的温度为86℃；将动态结晶器4中的温度调到70.6℃，然后通过泵a将储存罐3中的物料打入动态结晶器4中，进冷媒开始缓慢降温；物料部分会在动态结晶器4管壁上形成晶体，部分残液流入残液罐7中，直到无残液流出时，停止进料泵；然后进热媒开始缓慢升温，含有杂质较多的的2,2-联吡啶首先熔融流下，进入残液罐7中，在此过程中取样检测2,2-联吡啶的含量，当含量达到99.91％时，将阀c关闭，打开阀d，纯的2,2-联吡啶进入成品罐。

与现有技术相比：专利号cn201510855599.1公开了一种2，2’-联吡啶制备方法，此专利中采用蒸馏，层析分离，然后1-3次重结晶才得到纯品。专利号cn201810352061.2公开了一种合成2，2’-联吡啶的连续化生产装置及生产方法，此专利采用冷凝，蒸馏，重结晶方式得到纯品。

以上专利得到纯品的方法与本发明相比：不仅能耗高，而且引入结晶溶剂，增加的溶剂回收及回收成本，且产品的纯度最高提高的99.0％；而本发明是在低温操作条件下，且无第三方溶剂的加入，能耗很低，且环境友好，步骤简单，纯品含量可提高到99.9％以上。

更为具体的，由上述实施例一至六可知：本发明提供的一种2,2-联吡啶的提纯方法，常规方式处理的产品纯度在99％左右，而本发明熔融结晶处理的产品纯度可达到99.9％以上甚至99.99％；其次，本发明采用低温操作，一般是常压、低温操作，操作简单安全，对设备无过高要求，由于低温下腐蚀性下降，对热源无过高的要求，不需要花高额投资用于加热炉及高真空设备系统，因此可以降低成本和设备投资；另外，本发明实施例对环境友好，与使用溶剂的重结晶相比，不需要对产品进行干燥以脱除溶剂，因此减少了干燥的步骤，避免了溶剂界入导致的成本升高、环境污染、低温冷冻操作；同时，还具有节能作用，一般熔融结晶的能耗仅为精馏的10％-30％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。