[发明专利]一种促进丙烯醛和氨气反应制备3-甲基吡啶的方法

说明书

本发明公开了一种促进丙烯醛和氨气反应制备3‑甲基吡啶的方法，属于化学合成领域。所述方法的特点是在催化剂的存在下，丙烯醛和氨气的混合原料中添加一定量的丙胺,进行3‑甲基吡啶的合成，所述催化剂包括稀土HZSM‑5/ZSM‑11共结晶沸石。与现有技术相比，本发明的促进丙烯醛和氨气反应制备3‑甲基吡啶的方法工艺简单、产品收率高，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体提供一种促进丙烯醛和氨气反应制备3-甲基吡啶的方法。

背景技术

3-甲基吡啶是重要的化工原料，广泛应用于医药、农药、饲料、染料、香料、橡胶、树脂、感光材料及液晶等领域。

现有技术应用最为广泛的3-甲基吡啶制备方法是在乙醛和氨气相法合成2-甲基吡啶和4-甲基吡啶的基础上，通过往原料中添加大量甲醛来制备吡啶和3-甲基吡啶。该方法虽然操作简单，但是难以完全避免4-甲基吡啶的生成，导致难以得到高纯度3-甲基吡啶。

为了尽量避免4-甲基吡啶的生成，现有技术中公开了以丙烯醛为原料来制备3-甲基吡啶的方法。如公开号为CN108479847A的专利文献中公开了一种“用于丙烯醛、丙醛和氨气反应的分子筛催化剂的制备方法”。该方法虽然能够利用特定的分子筛催化剂提升3-甲基吡啶和吡啶碱的收率，但仍然存在以下不足：

1.以丙醛为主要原料，而丙醛特别活波，运输过程中需要加阻聚剂，否则由于聚合强放热而引起爆炸；

2.在反应过程中不管加入多少丙醛，由于聚合生成高聚物，导致反应出口检测不到，超出反应量的丙醛无法再利用。

发明内容

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单、产品收率高的促进丙烯醛和氨气反应制备3-甲基吡啶的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种促进丙烯醛和氨气反应制备3-甲基吡啶的方法，其特点是在催化剂的存在下，丙烯醛和氨气的混合原料中添加一定量的丙胺,进行3-甲基吡啶的合成，所述催化剂包括稀土HZSM-5/ZSM-11共结晶沸石。

3-甲基吡啶合成的反应历程如下：

丙烯醛正碳离子与丙烯醛反应生成中间过渡态，与酸吸附的氨环合并脱氢生成3-甲基吡啶。

作为优选，丙烯醛和氨气的混合原料中还可以添加一定量的丙醛。

作为优选，所述丙胺为正丙胺和/或异丙胺。正丙胺和异丙胺混合使用时，正丙胺和异丙胺的摩尔比优选为1:(0.5-1.5)，特别优选为1:(0.8-1.2)。

作为优选，丙胺、丙烯醛的摩尔比为(0.1～1):(0.1～1)，特别优选为(0.1～1):1。

作为优选，丙醛、丙烯醛的摩尔比为(0～1):1。

作为优选，所述催化剂由稀土HZSM-5/ZSM-11共结晶沸石、粘结剂制成，粘结剂在共结晶沸石与粘结剂混合物中的重量百分含量为15～60％。

所述稀土HZSM-5/ZSM-11共结晶沸石按照公开号为CN1137022的专利文献公开所述的方法合成，即：将水玻璃、C₂-C₈的二元胺和水组成的均匀混合物I与由铝源、无机酸、稀土元素的盐和水组成的混合物II在强烈搅拌下混合成胶，胶体在搅拌下于100-200℃晶化0.5-4天，迅速冷却至室温，水洗至pH＝8～9,干燥制得该沸石。

作为优选，所述共结晶沸石进行氨交换后，与粘结剂进行挤条或者喷球，焙烧制备相应的催化剂。样品形状既可以是颗粒、条状，也可是喷球后的微球。

作为优选，所述粘结剂为氧化硅和/或氧化铝。