用于提高3,5-二甲基吡啶收率的改性催化剂及提高3,5-二甲基吡啶收率的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种用于提高3,5

【技术实现步骤摘要】
用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂及提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的生产方法


[0001]本专利技术涉及精细化工领域，具体提供一种用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂及提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的生产方法。

技术介绍

[0002]3,5
‑
二甲基吡啶是一种无色液体，熔点
‑
6.6℃，沸点172℃。不溶于水，溶于醇、醚。常用于合成医药、表面活性剂；也可用作反应溶剂。
[0003]目前，3，5—二甲基吡啶是生产胃药奥美拉唑、兽药替米考星和除草剂五氟磺草胺的主要原料。奥美拉唑是治疗胃和十二指肠溃疡的首选药物，目前因其疗效的高效低毒被大量和广泛的使用。我国是奥美拉唑、兰索拉唑和埃索美拉唑原料要的消费大国。但合成拉唑类原料药的医药中间体——烷基吡啶国内产量少，主要依赖进口，使得医药产品价格居高不下，制约了我国新型医药的开发与创新。随着国内外化工市场和医药行业的发展，对3,5
‑
二甲基吡啶的需求，不断攀升。
[0004]现有技术主要以甲醛、乙醛和氨为原料，采用固定床或流化床的催化法生产吡啶碱。反应原理如下：
[0005][0006]该反应得到的产品主要有：吡啶、3
‑
甲基吡啶、2
‑
甲基吡啶、3,5
‑ꢀ
二甲基吡啶、2,3
‑
二甲基吡啶等。其中3,5
‑
二甲基吡啶是从吡啶碱混合物负压蒸馏塔塔底馏段，经多级精馏塔提出、精制而得，但3,5
‑
二甲基吡啶的收率只有0.75
‑
1.10％，因含量低，精馏提纯费用高，导致其价格居高不下。

技术实现思路

[0007]本专利技术是针对上述现有技术的不足，提供一种能够大幅提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂。
[0008]本专利技术进一步的技术任务是提供一种提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的生产方法。
[0009]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂，其制备方法包括：
[0010]S1.ZSM
‑
5沸石分子筛加入有机胺高温焙烧，使大孔道占分子筛孔道总数的30％
‑
48％；
[0011]S2.以含有过渡金属盐的溶液对分子筛进行浸渍处理，所述过渡金属盐为过渡金属的硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐和/或盐酸盐，所述过渡金属为Cr、Mn、Co、Ni、Cu和/或Zn；
[0012]S3.经成型、干燥、高温焙烧，得改性ZSM
‑
5催化剂成品。
[0013]本专利技术所述大孔道，指孔径大于50nm的孔道。
[0014]作为优选，ZSM
‑
5沸石分子筛所用硅源为硅酸、硅胶、硅酸四烷基酯和/或硅酸钠，进一步优选为硅胶和/或硅酸钠；所用铝源为高岭土、氯化铝、硫酸铝和/或硝酸铝，进一步优选为硝酸铝。
[0015]作为优选，ZSM
‑
5沸石分子筛的硅铝比为40
‑
110，进一步优选为 50
‑
100，最佳为60
‑
90，可以为催化反应提供最佳酸性条件和最高反应选择性。
[0016]作为优选，可通过调整有机胺的加入量，调整催化剂中大孔道占比。当催化剂孔道中大孔道占比为30％
‑
48％时，可明显提高3,5
‑
二甲基吡啶收率。所述占比进一步优选为35％
‑
45％，尤其是38％
‑
45％时，可进一步提高产物收率。
[0017]作为优选，有机胺的加入量为ZSM
‑
5沸石分子筛质量的5％
‑
30％，进一步优选为10％
‑
25％。
[0018]作为优选，所述有机胺为乙二胺、三乙胺或N，N
‑
二甲基乙醇胺，进一步优选为乙二胺。
[0019]作为优选，过渡金属盐的溶液中，过渡金属盐的浓度为0.2
‑
0.75g/ml。
[0020]作为优选，过渡金属盐的溶液为硝酸钴溶液和/或硝酸铜溶液，硝酸钴溶液浓度为0.2
‑
0.35g/ml，硝酸铜溶液浓度为0.45
‑
0.62g/ml。
[0021]作为优选，可以依次以硝酸钴溶液和硝酸铜溶液对分子筛进行浸渍处理，使Co元素、Cu元素均匀负载于沸石分子筛的外表面，以改性ZSM
‑
5 催化剂重量百分比计，Co元素占0.30％
‑
0.40％、Cu元素占0.60
‑
0.75％。
[0022]作为优选，所述改性ZSM
‑
5催化剂为球形和/或圆柱形，球形催化剂直径优选为1
‑
3mm；圆柱形催化剂直径优选为0.5
‑
0.8mm，长度优选为 1
‑
4mm。
[0023]所述球形催化剂可通过造粒、干燥、高温焙烧(650
‑
800℃)等常规工艺得到。所述圆柱形催化剂可通过挤出、干燥、高温焙烧(650
‑
800℃)、切割等常规工艺得到。
[0024]作为优选，所述改性ZSM
‑
5催化剂为球形催化剂和圆柱形催化剂的混合物，两者的质量比为(1
‑
6):1，进一步优选为(1.5
‑
4.5):1。
[0025]提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的生产方法，以甲醛、乙醛和氨为原料，采用固定床或流化床的催化法生产吡啶碱，其特点是采用本专利技术上述改性 ZSM
‑
5催化剂。
[0026]作为优选，可以向甲醛、乙醛的混合脂肪醛中加入二甲基促进剂，经预热气化，与氨气在改性ZSM
‑
5催化剂的作用下完成反应，所述二甲基促进剂为丙醛、丙烯醛和/或丙酮。
[0027]例如，可以将本专利技术改性ZSM
‑
5催化剂装入固定床列管反应器中，向甲醛、乙醛的混合脂肪醛中加入二甲基促进剂，经反应器底端预热气化后，与第二进料口的氨气在固定床层的改性ZSM
‑
5催化剂上完成反应。
[0028]也可以将本专利技术改性ZSM
‑
5催化剂制成粒径为30
‑
60μm，装入流化床反应器中，向甲醛、乙醛的混合脂肪醛中加入二甲基促进剂，经反应器底端预热气化后，与第二进料口的氨气在固定床层的改性ZSM
‑
5催化剂上完成反应。
[0029]作为优选，二甲基促进剂的添加量为混醛总摩尔数的0.2
‑
2.3％，进一步优选为0.5
‑
1.8％，最佳为0.7...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂，其特征在于，其制备方法包括：S1.ZSM
‑
5沸石分子筛加入有机胺并高温焙烧，使大孔道占分子筛孔道总数的30％
‑
48％；S2.以含有过渡金属盐的溶液对分子筛进行浸渍处理，所述过渡金属盐为过渡金属的硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐和/或盐酸盐，所述过渡金属为Cr、Mn、Co、Ni、Cu和/或Zn；S3.经成型、干燥、高温焙烧，得到改性ZSM
‑
5催化剂。2.根据权利要求1所述的用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂，其特征在于，ZSM
‑
5沸石分子筛的硅铝比为40
‑
110。3.根据权利要求1或2所述的用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂，其特征在于，有机胺的加入量为ZSM
‑
5沸石分子筛质量的5％
‑
30％，所述有机胺为乙二胺、三乙胺或N，N
‑
二甲基乙醇胺。4.根据权利要求1或2所述的用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂，其特征在于，过渡金属盐的溶液中，过渡金属盐的浓度为0.2
‑
0.75g/ml。5.根据权利要求1或2所述的用于提高3,5
‑
二甲基吡啶收率的改性催化剂，其特征在于，过渡金属盐的溶液为硝酸钴溶液和/或硝酸铜溶液，硝酸钴溶液浓度为0.2
‑
0.35g/ml，硝酸铜溶液浓度为0.45
‑
0.62g/ml。6.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，毕桂东，秦涛，刘旭，王芳芳，苏玲玲，李袁，
申请(专利权)人：山东明化新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：