[发明专利]回收N－乙烯基－2－吡咯烷酮方法

说明书

本发明涉及一种回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮方法。N-乙烯基-2-吡咯烷酮是一种作为原料单体的化合物，用于制备在医药、食品添加剂及个人护理用品等方面广泛应用的聚N-乙烯基-2-吡咯烷酮。

N-乙烯基-2-吡咯烷酮在工业上是由雷帕(Reppe)法，在碱催化剂存在下通过2-吡咯烷酮与乙炔的加压液相反应生产的。但是，雷帕法存在各种问题，例如，高压下乙炔会引起爆炸危险，为防止反应收率下降催化剂制备步骤复杂，反应控制复杂，如控制2-吡咯烷酮转化率。

因此，需要一种制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮不采用乙炔作为原料的方法，并已试验过例如采用由γ-丁内酯与单乙醇胺反应所获得的高收率N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮作为原料的各种方法。

例如，曾提出过一种包括对由N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮与氯化辛炔反应(US2，775，599)生成的N-(2-氯乙基)-2-吡咯烷酮进行脱氯化氢反应的方法，和一种包括对由N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮与醋酐反应获得的醋酸酯中间产物进行脱醋酸的方法等。但是，这些通过中间产物的方法也存在一些问题，它们都需要用与N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮等价的辅助原料，加之中间产物的制备花费得更多，而且生成了大量由辅助原料衍生的副产物，从工业观点来看，这些方法都不能说是很好的生产方法。

因此，日本专利公开No．8-141402为解决这些问题提出了一种在催化剂存在下通过N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮分子间的汽相脱水反应来制备N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法。在该生产方法中原料N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮易于获得，也不昂贵，因为是通过γ-丁内酯与单乙醇胺的反应而制备的，收率高。该生产方法还不需除N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮以外的原料，况且，还可通过选择类型适当的催化剂和反应条件使反应选择性提高。

生产过程中反应形成的冷凝物是一种组成复杂的混合液体，包括目的产物N-乙烯基-2-吡咯烷酮、副产物水、作为N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮分解产物的2-吡咯烷酮和未反应的原料N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮等，但是上述官方公报却未披露由该混合液体回收高纯度N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法。

已知N-乙烯基-2-吡咯烷酮在水存在下加热及水解会完全聚合或热分解。因此，在对用该官方公报的方法反应形成的冷凝物进行蒸馏操作回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮时，出现了一系列与蒸馏条件相关的问题，例如，由于其热聚合或热分解使N-乙烯基-2-吡咯烷酮的回收百分率降低，或因设备中热聚合物积累而引起设备故障。

因此，本发明的目的在于解决这个早已提出的问题，即提供一种回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮方法，通过连续蒸馏从含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及水的具有复杂蒸馏组成的混合液体，能够做到有效、平稳、高纯度地回收化学不稳定的N-乙烯基-2-吡咯烷酮。

本发明人为提供回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮的方法，进行了大量深入研究，结果发现，通过连续蒸馏含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体来回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮，可以抑制N-乙烯基-2-吡咯烷酮的热聚合及热分解，而且通过控制蒸馏塔塔底液体的温度可有效、平稳及高纯度地回收N-乙烯基-2-吡咯烷酮。

因此按照本发明方法，通过用蒸馏塔连续蒸馏含N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体，包括在控制蒸馏塔塔底液体温度至180℃或以下进行蒸馏，使水作为馏出物蒸出，另一方面，又抽出包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液，改善了对N-乙烯基-2-吡咯烷酮的蒸馏。

优选的是，用第二蒸馏塔连续蒸馏从蒸馏塔(第一蒸馏塔)抽出的塔底残液，使N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为馏出物蒸馏出，另一方面，又抽出包括N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮及沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物的塔底残液。

优选的是，操作第二蒸馏塔，控制塔底液温度至230℃或以下。

在蒸馏加进的混合液体是通过冷却收集N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮汽相脱水反应产物而获得的液体时，即包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、沸点高于N-乙烯基-2-吡咯烷酮的化合物及水的混合液体，本发明方法特别有效。