一种催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法与流程

本发明属于吡啶类化合物制备，具体涉及一种催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法。

背景技术：

1、2-乙烯基吡啶（2-vp）是合成丁苯吡胶乳的重要原料之一。关于2-vp的合成，现有工艺主要采用2-甲基吡啶和甲醛反应生成2-羟乙基吡啶，然后2-羟乙基吡啶在强碱性条件下脱水生成2-vp，但该路线的不足在于2-甲基吡啶和甲醛反应制备2-羟乙基吡啶的效率低下，单程收率低。另外，2-羟乙基吡啶在脱水时，需要使用大量的强碱如氢氧化钠，并产生很多含强碱naoh及有机物的废水，因此2-vp的生产需要发展新的工艺，以提高效率，减少废水的产生。

2、美国专利us45588815采用丙烯腈与乙炔为原料，催化制备2-乙烯基吡啶，该方法虽然路线简洁，但催化剂的制备困难，另外由于原料丙烯腈及产物2-vp在合成条件下容易聚合，使得该路线难以真正实施。

3、因此，开发新的2-乙烯基吡啶的合成工艺，成为了当下研究的热点和方向。基于此，研发了本申请。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种催化裂解制备2-乙烯基吡啶（2-vp）的方法，该方法工艺简洁、收率高、生产效率高且可以连续化制备生产2-乙烯基吡啶，同时该方法还避免了使用大量的强碱，减少了废水处理压力。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明以2-甲氧基乙基吡啶为原料，在固体超强碱催化剂作用下，通过固定床反应器，2-(2-甲氧基乙基)吡啶裂解生成2-vp和甲醇，然后减压蒸馏出甲醇，再进一步精馏而得到2-vp，反应式如下所示。

4、 。

5、一种催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，其将2-(2-甲氧基乙基)吡啶在固体超强碱催化剂作用下，通过固定床反应器在一定温度和真空度条件下裂解脱去甲醇，得到2-乙烯基吡啶、甲醇以及未反应的2-(2-甲氧基乙基)吡啶的混合物，冷凝产物经精馏，得到2-乙烯基吡啶。该方法的优点在于可以实现连续化生产，避免了2-乙烯吡啶在高温条件下长时间的停留，减少了聚合反应的发生。

6、具体的，反应温度可以为200-300℃，优选240-260℃；真空度可以为-0.045~ -0.095 mpa。

7、进一步的，可以控制2-(2-甲氧基乙基)吡啶的液时体积空速为0.2-5 h-1.

8、具体的，所述固体超强碱催化剂是以碳酸钾或碳酸氢钾为原料，氧化铝或氧化锆为载体经浸渍法制备而得。

9、进一步的，所述固体超强碱催化剂可以为k2co3/al2o3、khco3/al2o3、k2co3/zro2等中的一种或两种以上，优选k2co3/al2o3，khco3/al2o3。

10、进一步优选的，所述固体超强碱催化剂可以经下述方法制备获得：

11、以重量份计，取碳酸钾或碳酸氢钾1-30份，加水30-100份溶解获得浸渍液，然后放入100份载体氧化铝或氧化锆中浸渍4－8h（浸渍液一次浸渍不完，可进行第二次或第三次浸渍），烘干（100-130℃左右干燥3-5 h），然后在400-700℃下煅烧4-6h，冷却至室温，即得。

12、进一步的，所述载体可以选用粉末状的，也可以是通过加工成型，包括球形、条形等均可。优选直径在0.5-5 mm的球形载体。所述碳酸钾、碳酸氢钾与载体的重量百分比为1-30：100，优选10-20：100。

13、作为优选，一种催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，具体如下：

14、将70-100份固体超强碱催化剂装入固定床反应器中，温度控制在220-260℃，真空度控制在-0.045 ~ -0.095mpa，将预热容器中的50-100份反应原料2-(2-甲氧基乙基)吡啶控制一定的温度（加热到140-190℃）和 液时体积空速为0.2-5 h-1, 通过固定床反应器，经冷凝器进入接收瓶中，得到裂解产物2-vp与甲醇以及未裂解的2-(2-甲氧基乙基)吡啶的混合物，进一步分离、精馏得到2-vp。经气相色谱测定，通过固定床反应器2-(2-甲氧基乙基)吡啶单程转化率70-98%。预热容器中的原料消耗完后可以不断补加，依此放大可以实现2-vp的连续化生产。

15、和现有技术相比，本发明方法的有益效果如下：

16、本发明方法以2-(2-甲氧基乙基)吡啶为原料，通过固体超强碱催化剂在200-300℃催化裂解脱去甲醇得到2-vp，单程转化率在90%以上，产品纯度99.4%以上。该方法采用负载的固体超强碱，而不直接使用强碱溶液，减少了强碱废液的产生，同时采用固定床反应器，裂解生成的 2-乙烯吡啶在高温反应器中停留时间短，减少了聚合反应的发生，提高了收率。通过对预热器中反应原料的不断补充，有利于实现2-vp的连续化生产，提高生产效率。

技术特征：

1.一种催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，其特征在于，将2-(2-甲氧基乙基)吡啶在固体超强碱催化剂作用下，通过固定床反应器在一定温度和真空度条件下裂解脱去甲醇，冷凝产物经精馏，得到2-乙烯基吡啶。

2.如权利要求1所述催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，其特征在于，温度为200-300℃，真空度为-0.045~ -0.095 mpa。

3.如权利要求1所述催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，其特征在于，所述固体超强碱催化剂是以碳酸钾或碳酸氢钾为原料，氧化铝或氧化锆为载体经浸渍法制备而得。

4.如权利要求3所述催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，其特征在于，所述固体超强碱催化剂为k2co3/al2o3、khco3/al2o3、k2co3/zro2中的一种或两种以上。

5.如权利要求3所述催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，其特征在于，所述固体超强碱催化剂经下述方法制备获得：以重量份计，取碳酸钾或碳酸氢钾1-30份，加水30-100份溶解获得浸渍液，然后放入100份载体氧化铝或氧化锆中浸渍4－8h，烘干，然后在400-700℃下煅烧4-6h，冷却至室温，即得。

6.如权利要求3所述催化裂解制备2-乙烯基吡啶的方法，其特征在于，所述载体选用粉末状、球形、条形均可。

技术总结
本发明涉及一种催化裂解制备2‑乙烯基吡啶的方法，其将2‑(2‑甲氧基乙基)吡啶在固体超强碱催化剂作用下，通过固定床反应器在一定温度和真空度条件下裂解脱去甲醇，冷凝产物经精馏，得到2‑乙烯基吡啶。本发明方法的优点在于可以实现连续化生产，避免了2‑乙烯吡啶在高温条件下长时间的停留，减少了聚合反应的发生。

技术研发人员：王利敏,蔺军朋,蔺继朋,程森祥
受保护的技术使用者：江苏亚泰化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22