[发明专利]一种哌啶的连续化合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及哌啶合成技术领域，具体涉及一种哌啶的连续化合成方法。

背景技术

哌啶又称六氢吡啶或氮杂环己烷，无色液体。有像胡椒的气味。密度0.8606。熔点-7～-9℃。沸点106℃。溶于水、乙醇和乙醚。一种强有机碱，与无机酸作用生成盐。能与蒸汽一同挥发。哌啶主要用于有机合成原料、制药原料、溶剂、环氧树脂固化剂、化学试剂、橡胶硫化剂等。目前我国的哌啶需求量为4000吨左右，且完全依靠进口。随着我国化工工业的快速发展，需求量也在逐年递增。

哌啶的生产方法主要有两种，一种是呋喃胺或四氢呋喃胺在高温高压氢气和催化剂作用下转化为哌啶，另一种是吡啶加氢转化为哌啶。在目前的吡啶加氢转化为哌啶的工业生产中，一般采用釜式做催化加氢化反应，其存在以下缺点：(1)反应时间较长，生产效率低；(2)机械搅拌会导致物料混合不均匀，局部放热过多容易引发安全事故；(3)加氢不够釜内压力不够，会产生一系列副产物比如四氢吡啶，最终影响产品的质量和产品收率，(4)釜式反应反应物与催化剂不能充分接触，影响产品的质量和产品收率。由此，开发一种哌啶的新的合成方法，具有很好的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种哌啶的连续化合成方法，采用多段固定床连续化加氢反应，可以实现哌啶的连续化生产，节省了反应时间，反应物能循环利用，能提高催化剂与反应物的接触时间，有效的提高产品的质量和产品收率。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种哌啶的连续化合成方法，包括以下步骤：

(1)将催化剂分装在N段串联的固定床反应器中，向固定床反应器中充入氮气或氢气，使固定床反应器中的反应压力为1.8～4MPa，加热使固定床反应器温度为300～400℃；

(2)吡啶经预热汽化在气相状态下从第一段固定床反应器的进气口一次引入，同时氢气分别从固定床反应器第一段至第N段的氢气进气口引入；生成物经冷凝管冷凝得到液态的哌啶；

其中N＝2～5。

优选地，所述N＝3，步骤(2)中氢气分别从第一段、第二段、第三段固定床反应器的氢气进气口引入，其中充入的吡啶与第一段、第二段、第三段固定床反应器充入的氢气的摩尔比分别为1:3～4、1:2～3、1:1～2。

优选地，所述催化剂为铂碳、钯碳、雷尼镍中一种或者几种。

优选地，所述催化剂为雷尼镍。

优选地，所述步骤(1)中，向固定床反应器中充入氢气，使固定床反应器中的反应压力为2～3MPa。

优选地，所述固定床反应的保留时间为30～150s。

优选地，所述吡啶与催化剂的质量比为1:1～3。

本发明的有益效果是：本发明采用多段固定床连续化加氢反应，相对于釜式反应不仅节省了反应时间，反应物能循环利用，而且将固定床串联能提高催化剂与反应物的接触时间，保证反应气与催化剂充分接触，可消除反应器下部未填充催化剂的空间，并可有效的提高反应器的单位容积·单位时间的产品收率以及产品质量。本发明可以实现连续化生产，减少反应时间，提高了生产的连续性、安全性，更适合未来的连续化工业生产。

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，显然，所描述的实施例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。

实施例1：

一种哌啶的连续化合成方法，包括以下步骤：

将20g雷尼镍催化剂分装在3段固定床反应器中，向固定床反应器中充入氮气，使固定床反应器中的反应压力为2MPa，加热使固定床反应器温度为300℃；

15g吡啶经过加热炉预热汽化在气相状态下从第一段固定床反应器进气口一次引入(吡啶每分钟的进料量为0.7mL)，同时氢气按比例分别从第一段、第二段、第三段固定床反应器的氢气进气口引入(其中充入的吡啶与第一段、第二段、第三段固定床反应器充入的氢气的摩尔比分别为1:4、1:3、1:1)，反应停留时间为60s。生成物经过冷凝管冷凝得到液态的哌啶16g，平均6h取一次样，哌啶的含量为6％，哌啶的收率为6％。

实施例2：

一种哌啶的连续化合成方法，包括以下步骤：