[发明专利]一种合成3-甲基吡啶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成3-甲基吡啶的方法。

背景技术

3-甲基吡啶主要应用于农药、医药、饲料添加剂、香料等领域，在医药上用于合成盐酸、烟酸铵等，具有广泛用途。目前常采用低碳醛和氨为主要原料缩合而得，如申请公布号为CN1506354的中国专利申请，以氨、甲醛、乙醛为原料，以处理过的分子筛为催化剂气相合成；JP8333343的日本专利，采用改性分子筛为催化剂，用丙烯醛、乙醛或（和）酮和氨为原料合成；文件GB1192255则采用环氧丙烷、丙烯醛为原料，固体酸为催化剂合成；US5395940以2-4碳的醛、3-5碳的酮、氨、MCM-49或MCM-22为催化剂合成；授权公告号为CN101979380B的中国发明专利采用离子液体制备。以上方法不是因反应选择性差（收率低）就是因催化剂重复使用次数少、反应条件高（高温高压）而难以实现工业化生产。因此，研究一种收率高、催化剂重复使用次数多、反应条件低的合成3-甲基吡啶的方法，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种收率高、催化剂重复使用次数多、反应条件低的合成3-甲基吡啶的方法。

本发明解决其技术方案的技术方案是：

一种合成3-甲基吡啶的方法，其工艺步骤为：①首先预处理催化剂ZSM-5并将催化剂ZSM-5装入管式反应器中即装有分子筛的管式反应器，②再将丙烯醛、丙酮、水蒸气和氨分别加热至180—210℃以一定比例混合，经过氮气稀释后加压到2.0—2.4MPa，以9L/min的速度通过装有分子筛的管式反应器，③随后通过冷却塔分离，精馏得到3-甲基吡啶和吡啶。

作为本发明的一种优选方案，所述的预处理催化剂即将ZSM-5在温度为50—200℃、压力为0.1—3MPa的金属氟化物的三氟化硼/乙醚溶液中浸泡0.5—10小时。

作为本发明的一种优选方案，所述的金属氟化物为碱金属和碱土金属氟化物。

作为本发明的一种优选方案，所述的预处理催化剂即研磨后的金属氟化物、三氟化硼/乙醚及ZSM-5加入到高压反应釜中，油浴加热到120℃，保温6小时，过滤得到预处理催化剂ZSM-5。

作为本发明的一种优选方案，丙烯醛、丙酮、水蒸气和氨的体积比为6%：1.6%：2%：15%。

所述的催化剂活化处理再利用为将使用后的催化剂ZSM-5经120℃水蒸气处理后，再将使用后的催化剂ZSM-5在温度为50—200℃、压力为0.1—3MPa的金属氟化物、三氟化硼/乙醚溶液中浸泡0.5—10小时，优选将研磨后的金属氟化物、三氟化硼/乙醚及ZSM-5加入到高压反应釜中，油浴加热到120℃，保温6小时，过滤得到预处理催化剂ZSM-5。

与现有技术相比，本发明原料易得、操作简单、收率高且催化剂ZSM-5重复使用次数高。

具体实施方式

一种合成3-甲基吡啶的方法，其工艺步骤为：①首先预处理催化剂ZSM-5并将催化剂ZSM-5装入管式反应器中即装有分子筛的管式反应器，②再将丙烯醛、丙酮、水蒸气和氨分别加热至180—210℃以一定比例混合，氮气稀释后加压到2.0—2.4MPa，以9L/min的速度通过装有分子筛的管式反应器，③随后通过冷却塔分离，精馏得到3-甲基吡啶和吡啶。

作为本发明的一种优选方案，所述的预处理催化剂即将ZSM-5在温度为50—200℃、压力为0.1—3MPa的金属氟化物、三氟化硼/乙醚溶液中浸泡0.5—10小时。

作为本发明的一种优选方案，所述的金属氟化物为碱金属和碱土金属氟化物。

作为本发明的一种优选方案，所述的预处理催化剂即研磨后的金属氟化物、三氟化硼/乙醚及ZSM-5加入到高压反应釜中，油浴加热到120℃，保温6小时，过滤得到预处理催化剂ZSM-5。

作为本发明的一种优选方案，丙烯醛、丙酮、水蒸气和氨的体积比为6%：1.6%：2%：15%。

所述的催化剂活化处理再利用为将使用后的催化剂ZSM-5在温度为50—200℃、压力为0.1—3MPa的金属氟化物、三氟化硼/乙醚溶液中浸泡0.5—10小时优选将研磨后的金属氟化物、三氟化硼/乙醚及ZSM-5加入到高压反应釜中，油浴加热到120℃，保温6小时，过滤得到预处理催化剂ZSM-5。

实施例1