一种高纯度3,5-二甲基吡啶提纯分离工艺的制作方法

本发明涉及多甲基吡啶生产技术领域，具体涉及一种高纯度3,5-二甲基吡啶提纯分离工艺。

背景技术：

吡啶，有机化合物，是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物。可以看做苯分子中的一个-ch被n取代的化合物，故又称氮苯，无色或微黄色液体，有恶臭。吡啶及其同系物存在于骨焦油、煤焦油、煤气、页岩油、石油中，吡啶在工业上可用作变性剂、助染剂，以及合成一系列产品的原料。目前，吡啶广泛应用于医药、农药等领域，除此之外，它们还广泛应用与橡胶工业、表面活性剂和燃料工业等，含量低于99％的吡啶一般被称作粗吡啶，可用作溶剂、缚酸剂等，含量高于99.5％的吡啶通常被称为纯吡啶，可用于大多数的化学合成。

随着工业的不断发展，吡啶的提纯工艺已成为不可或缺的一部分，纯吡啶的需求和要求也是不断提高。3,5-二甲基吡啶为无色液体，熔点-6.6℃，沸点172℃，不溶于水，溶于醇、醚，被用于合成医药、表面活性剂或反应溶剂。在3-甲基吡啶的生产工艺中，3,5-二甲基吡啶作为副产物含量较高，往往需要进一步提纯分离处理，目前，使用的方法一般为精馏分离的办法，但是由于这些粗品中杂质的熔点或沸点与目标产物相近，传统的分离方法很难实现高效分离，获得高品质的多甲基吡啶。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明提出了一种高纯度3,5-二甲基吡啶提纯分离工艺，包括原料选取、两次精馏、熔融结晶分离、送样分析等步骤；采用两次精馏方法，精确控制温度、压力等操作参数逐步将多甲基吡啶的各个组分富集，得到单组分含量相对较高的粗品，配合熔融结晶分离，有效解决了传统分离方法对熔沸点相近物料难以高效分离的问题，获得了高品质的多甲基吡啶，整体工艺节能、安全、环保、产率高，值得推广。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种高纯度3,5-二甲基吡啶提纯分离工艺，包括以下操作步骤：

1)原料选取：取含3,5-二甲基吡啶副产品的3-甲基吡啶底料，先送至化验室取样分析；

2)两次精馏：将含3,5-二甲基吡啶副产品的3-甲基吡啶底料送入玻璃精馏塔内，进行一次精馏处理，然后取一次精馏所得的物料重复进行二次精馏处理，得到精馏粗品；

3)熔融结晶分离：将精馏粗品送入降膜结晶器中，先打开结晶器的冷介质循环，调节温度为-25—-20℃，循环冷冻处理一定时间，待全部结晶后，开启接收槽，放出未结晶残余液，然后关闭冷介质，打开热介质，以一定速率缓慢升温，待熔融后，开启接收槽，得熔融液，即为高纯度3,5-二甲基吡啶；

4)送样分析：将熔融液称重送样分析。

优选的，步骤1)中3-甲基吡啶底料中3，5-二甲基吡啶含量占比为25±5wt％，取样分析采用气相色谱取样分析。

优选的，步骤2)中精馏处理具体步骤为：

s1检查整套实验装置的密闭性，抽负压；

s2待负压达到-0.1mpa后，使用油浴锅进行加热；

s3待底部沸腾后，底部物料气化至塔顶时，关闭回流比调节阀，使物料全回流2h；

s4全回流后，开启调节阀，调节回流比，接收物料；

s5去各个馏分段送样分析，得到精馏数据。

优选的，一次精馏处理回流比为7:3，二次精馏处理回流比为9:2。

优选的，步骤3)中循环冷冻处理时间为4-8h。

优选的，步骤3)中缓慢升温速率为0.5℃/h。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明提纯采用两次精馏方法，精确控制温度、压力等操作参数逐步将多甲基吡啶的各个组分富集，得到单组分含量相对较高的粗品，配合熔融结晶分离，有效解决了传统分离方法对熔沸点相近物料难以高效分离的问题，获得了高品质的多甲基吡啶，熔融结晶法提纯3,5-二甲基吡啶效果比直接通过精馏得到的纯度要高，而且，提纯3,5-二甲基吡啶相比直接通过精馏消耗的能量少，降低了能量的消耗，整体工艺节能、安全、环保、产率高，值得推广。

本发明通过两次精馏提纯、熔融结晶分离工艺搭配，合理设置参数，将3-甲基吡啶中含有的多甲基吡啶副产物有效分离，特别集中于3,5-二甲基吡啶的富集、提纯与分离，获得的3,5-二甲基吡啶纯度大于99％，熔融结晶收率大于32％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明玻璃精馏塔结构；

图2为本发明熔融结晶工艺流程；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施案例1：

取3-甲基吡啶底料1500g，送至化验室分析(气相色谱)，测得3-甲基吡啶底料中含有3，5-二甲基吡啶(25±5％)，然后将原料置于实验装置中玻璃精馏塔(回流段塔身高3.3m)进行初步分离，精馏操作如下：

s1检查整套实验装置的密闭性，抽负压；

s2待负压达到-0.1mpa后，使用油浴锅进行加热；

s3待底部沸腾后，底部物料气化至塔顶时，关闭回流比调节阀，使物料全回流2h；

s4全回流后，开启调节阀，调节回流比，接收物料；

s5去各个馏分段送样分析，得到精馏数据。

由于3-甲基吡啶底料中含有3,5-二甲基吡啶组分较低，所以必须经过2次精馏才能符合结晶的要求，一次精馏先将物料中大部分3,5-二甲基吡啶提出，二次精馏将一次精馏中含量较高的馏分再次精馏，得到符合熔融结晶的纯度要求。

首先取3批3-甲基吡啶底料，每批2000g，按回流比7:3进行一次精馏实验。一次精馏后3,5-二甲基吡啶纯度提升至93.5％，但仍然不能满足成品提纯要求，因此，进行二次精馏，二次精馏由于杂质沸点相近，选取9:2回流比进行实验，得到纯度99.6％3,5-二甲基吡啶。

取10000g3,5-二甲基吡啶(99.6％)置于实验用降膜结晶器中，打开结晶器的冷介质循环，温度调至-20℃，循环冷冻，6h小时后，待全部结晶，开启接收槽，放出未结晶残余液，残余液回收利用。关闭冷介质，打开热介质，缓慢升温，每2h升温1℃，取接收槽熔融液，称重送样分析，测得熔融结晶收率：32.5％。

实施案例2：

取3-甲基吡啶底料1500g,送至化验室分析(气相色谱)，3-甲基吡啶底料中含有3，5-二甲基吡啶(25±5％)，然后将原料置于实验装置中玻璃精馏塔(回流段塔身高3.3m)进行初步分离，精馏操作如下：

s1检查整套实验装置的密闭性，抽负压；

s2待负压达到-0.1mpa后，使用油浴锅进行加热；

s3待底部沸腾后，底部物料气化至塔顶时，关闭回流比调节阀，使物料全回流2h；

s4全回流后，开启调节阀，调节回流比，接收物料；

s5去各个馏分段送样分析，得到精馏数据。

由于3-甲基吡啶底料中含有3,5-二甲基吡啶组分较低，所以必须经过2次精馏才能符合结晶的要求，一次精馏先将物料中大部分3,5-二甲基吡啶提出，二次精馏将一次精馏中含量较高的馏分再次精馏，得到符合熔融结晶的纯度要求。

首先取3批3-甲基底料，每批2000g，按回流比7:3进行一次精馏实验。一次精馏后3,5-二甲基吡啶纯度提升至94.3％，但仍然不能满足成品提纯要求，因此，进行二次精馏，二次精馏由于杂质沸点相近，选取9:2回流比进行实验。得到含量99.7％3,5-二甲基吡啶。

取10000g3,5-二甲基吡啶(99.7％)置于实验用降膜结晶器中，打开结晶器的冷介质循环，温度调至-25℃，循环冷冻，8h小时后，待全部结晶，开启接收槽，放出未结晶残余液，残余液回收利用。关闭冷介质，打开热介质，缓慢升温，每2h升温1℃，取接收槽熔融液，称重送样分析，测得熔融结晶收率：32.1％。

实施案例3：

取3-甲基吡啶底料1500g,送至化验室分析(气相色谱)，3-甲基吡啶底料中含有3，5-二甲基吡啶(25±5％)，然后将原料置于实验装置中玻璃精馏塔(回流段塔身高3.3m)进行初步分离，精馏操作如下：

s1检查整套实验装置的密闭性，抽负压；

s2待负压达到-0.1mpa后，使用油浴锅进行加热；

s3待底部沸腾后，底部物料气化至塔顶时，关闭回流比调节阀，使物料全回流2h；

s4全回流后，开启调节阀，调节回流比，接收物料；

s5去各个馏分段送样分析，得到精馏数据。

由于3-甲基吡啶底料中含有3,5-二甲基吡啶组分较低，所以必须经过2次精馏才能符合结晶的要求，一次精馏先将物料中大部分3,5-二甲基吡啶提出，二次精馏将一次精馏中含量较高的馏分再次精馏，得到符合熔融结晶的纯度要求。

首先取3批3-甲基底料，每批2000g，按回流比7:3进行一次精馏实验。一次精馏后3,5-二甲基吡啶纯度提升至94.3％，但仍然不能满足成品提纯要求，因此，进行二次精馏，二次精馏由于杂质沸点相近，选取9:2回流比进行实验。得到含量99.7％3,5-二甲基吡啶。

取10000g3,5-二甲基吡啶(99.7％)置于实验用降膜结晶器中，打开结晶器的冷介质循环，温度调至-25℃，循环冷冻，4h小时后，待全部结晶，开启接收槽，放出未结晶残余液，残余液回收利用。关闭冷介质，打开热介质，缓慢升温，每2h升温1℃，取接收槽熔融液，称重送样分析，测得熔融结晶收率：32.8％。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。