一种溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法技术

本发明专利技术公开了一种溶剂冷却结晶分离4‑氰基吡啶的方法，包括如下步骤：（1）将含有3‑氰基吡啶和4‑氰基吡啶的混合氰基吡啶原料在高温下进行脱色处理；（2）脱色处理后的混合氰基吡啶原料在结晶器中溶解于优势溶剂甲醇，配制成过饱和溶液；（3）以一定的冷却速率对过饱和溶液进行降温至终止温度使4‑氰基吡啶析出，4‑氰基吡啶与混合氰基吡啶母液以浆料的形式排出结晶器进入过滤器，两者在过滤器中得到分离，再经干燥后得到高纯度4‑氰基吡啶产品。本发明专利技术由于冷却结晶分离具有低能耗、低成本的优势，且原料脱色处理后只需一步结晶，产品纯度可达99.2%~99.7%。本发明专利技术的生产成本低，经济效益好，同时还解决了废料回收利用的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法
本专利技术涉及一种溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法。
技术介绍
氰基吡啶广泛应用于农药和农药中间体、医药产品及医药中间体、饲料及其原料、香料等生产领域。氰基吡啶混合物主要来源于烷基吡啶的氨氧化合成，该混合物含有两种同分异构体：3-氰基吡啶和4-氰基吡啶。其中，3-氰基吡啶的重要用途是经水解制得烟酸或烟酰胺，作为饲料添加剂和营养添加剂，也可作为中间体用于合成衍生产物烟酸铬。4-氰基吡啶作为重要的医药、染料中间体，主要用于合成抗结核病药物雷米封。为了获得所需的高纯度中间体原料，必须进行分离精制。目前工业分离多采用减压精馏的方法，从3-氰基吡啶和4-氰基吡啶混合体系中分离出4-氰基吡啶以提高经济效益。由于3/4-氰基吡啶混合物中存在少量的甲基吡啶在氨氧化反应过程中产生的副产物—反丁烯二腈（2-Butenedinitritle（Trans-）），它的存在将严重干扰氰基吡啶混合物体系的分离。氰基吡啶混合物体系精馏分离过程中反丁烯二腈很容易发生聚合反应，所产生的聚合物不但影响精馏塔内物料组分的变化，而且所生成的聚合物极易堵塞精馏装置设备而影响其正常运行，导致工业生产中4-氰基吡啶的分离效果差强人意，且操作运行成本高。基于经济成本考虑，生产企业通常将含4-氰基吡啶的3/4-氰基吡啶同系混合物当废弃物处理，或者直接作为化工废料焚烧处理，导致氰基吡啶同系混合物的回收利用率低下，造成极大的浪费和环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法。该方法具有高效率、高纯度、低成本、低能耗的优点。本专利技术利用溶剂冷却结晶分离法，依据氰基吡啶同分异构体混合物在溶剂中溶解度的差异进行分离4-氰基吡啶。本专利技术的技术方案如下：一种溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将含有3-氰基吡啶和4-氰基吡啶的混合氰基吡啶原料在高温下进行脱色处理；（2）脱色处理后的混合氰基吡啶原料在结晶器中溶解于优势溶剂（甲醇），配制成过饱和溶液；本专利技术所选用的优势溶剂甲醇是从甲醇、乙醇、正丁醇、正丙醇、异丁醇、丙酮、乙酸乙酯和四氯化碳这8种中筛选的。筛选的是相同温度下3-氰基吡啶与4-氰基吡啶在该溶剂中的溶解度差异较大的溶剂。（3）以一定的冷却速率对过饱和溶液进行降温至终止温度使4-氰基吡啶析出，4-氰基吡啶与混合氰基吡啶母液以浆料的形式排出结晶器进入过滤器，两者在过滤器中得到分离，再经干燥后得到高纯度4-氰基吡啶产品。在上述的溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法中，步骤（1）所述脱色的温度为80℃，并在脱色过程中带有搅拌。在上述的溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法中，所述结晶器的操作温度范围为50~5℃，操作压力为常压。在上述的溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法中，所述过滤器的操作温度为0~5℃，操作压力为常压。在上述的溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法中，步骤（3）所述冷却速率为0.05~0.3℃/min。在上述的溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法中，所述结晶器带有搅拌装置。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用一步法溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶。由于冷却结晶分离具有低能耗、低成本的优势，且原料脱色处理后只需一步结晶，产品纯度可达99.2%~99.7%。本专利技术的方法生产成本低，经济效益好，同时还解决了废料回收利用的问题。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式实施例1：将含有3-氰基吡啶和4-氰基吡啶的混合氰基吡啶原料在80℃在脱色装置中进行脱色，再将过滤处理后的滤液加入甲醇中，配制45℃下过饱和度为0.05的溶液并持续搅拌，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.05℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.4%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例2：按照实施例1所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.1，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.05℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.5%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例3：按照实施例1所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.2，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.05℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.4%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例4：按照实施例1所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.3，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.05℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.4%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例5：按照实施例1所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度为0.05，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率改为0.1℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.6%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例6：按照实施例5所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.1，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.1℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.7%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例7：按照实施例6所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.2，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.1℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.4%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例8：按照实施例7所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.3，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.1℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.5%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例9：按照实施例1所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度为0.05，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率改为0.2℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.6%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例10：按照实施例9所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.1，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.2℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.2%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例11：按照实施例10所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.2，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.2℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.3%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例12：按照实施例11所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.3，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.2℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.4%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例13：按照实施例1所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度为0.05，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率改为0.3℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.2%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例14：按照实施例13所述的条件和步骤，配制45℃下溶液过饱和度改为0.1，搅拌速率为150rpm，结晶温度从50℃降至5℃，降温速率为0.3℃/min，最终过滤器析出的晶体为99.6%高纯度4-氰基吡啶产品。实施例15：按照实施例13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶剂冷却结晶分离4‑氰基吡啶的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将含有3‑氰基吡啶和4‑氰基吡啶的混合氰基吡啶原料在高温下进行脱色处理；（2）脱色处理后的混合氰基吡啶原料在结晶器中溶解于优势溶剂甲醇，配制成过饱和溶液；（3）以一定的冷却速率对过饱和溶液进行降温至终止温度使4‑氰基吡啶析出，4‑氰基吡啶与混合氰基吡啶母液以浆料的形式排出结晶器进入过滤器，两者在过滤器中得到分离，再经干燥后得到高纯度4‑氰基吡啶产品。

【技术特征摘要】
1.一种溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将含有3-氰基吡啶和4-氰基吡啶的混合氰基吡啶原料在高温下进行脱色处理；（2）脱色处理后的混合氰基吡啶原料在结晶器中溶解于优势溶剂甲醇，配制成过饱和溶液；（3）以一定的冷却速率对过饱和溶液进行降温至终止温度使4-氰基吡啶析出，4-氰基吡啶与混合氰基吡啶母液以浆料的形式排出结晶器进入过滤器，两者在过滤器中得到分离，再经干燥后得到高纯度4-氰基吡啶产品。2.如权利要求1所述的溶剂冷却结晶分离4-氰基吡啶的方法，其特征在于，步骤（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪红兵，冯政杰，张瑞，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44