[发明专利]一种膜反应器生产2,2′-联吡啶的方法

说明书

本发明公开了一种膜反应器生产2,2’‑联吡啶的方法，包括：吡啶经预热气化，呈气态通入反应器，经过催化剂床层，在脱氢催化剂作用下反应生成2,2’‑联吡啶，2,2’‑联吡啶与部分未反应的吡啶经气液分离器冷凝采出；反应生成的氢气和大部分未反应的吡啶经插入催化剂床层的膜多孔材料管进入膜管内与2,2’‑联吡啶实现分离，从膜管底部引入氮气，吹扫气态吡啶和氢气，混合气自膜管上部排出。本发明膜反应器生产2,2’‑联吡啶的方法，吡啶转化率高，可即时分离未反应的原料和产物，延长了催化剂的寿命。

技术领域

本发明属于精细化工和有机合成领域，具体涉及一种膜反应器制备2,2’-联吡啶的方法。

背景技术

2,2’-联吡啶是化工和药物合成的重要中间体，由于具有独特的螯合作用，可以作为金属催化剂的配体、光敏剂、检测金属离子的指示剂等。

适合工业化制备2,2’-联吡啶的方法主要有两种，一种是Ullmann法(M.Tiecco等,Communications,1984,736-738)，以2-卤代吡啶为原料，在催化剂作用下发生偶联反应，生成 2,2’-联吡啶，该方法的优点是转化率高，反应条件温和，缺点是三废量大，已逐渐被淘汰。另一种方法是以吡啶为原料，在镍基催化剂作用下生成2,2’-联吡啶。这种方法的优点是原子利用率高，环保，但是单次转化率偏低，专利GB897473采用雷尼镍在索式反应器中常压、100-120℃制备2,2’-联吡啶，最高转化率不到1％；US5416217采用负载镍在固定床反应器中制备2,2’-联吡啶，温度为175-240℃，压力为0.9-1.5Mpa，该方法虽然催化剂寿命达到500h，但转化率依然低于1％。低转化率导致产物2,2’-联吡啶和原料吡啶的分离变得繁琐，譬如采用精馏的方式分离需要消耗大量能量，分离的困难也制约了这种方法的工业化。

因此，需要一种转化率高，分离能耗低，并且催化剂寿命长的2,2’-联吡啶生产方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种转化率高，分离能耗低，并且催化剂寿命长的2,2’-联吡啶的生产方法，该方法操作简单，吡啶转化率可达25-50％。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种膜反应器生产2,2’-联吡啶的方法，包括：吡啶经预热气化，呈气态通入反应器，经过催化剂床层，在脱氢催化剂作用下反应生成2,2’-联吡啶，2,2’-联吡啶与部分未反应的吡啶经气液分离器冷凝采出；反应生成的氢气和大部分未反应的吡啶经插入催化剂床层的膜多孔材料管进入膜管内与2,2’-联吡啶实现分离，从膜管底部引入氮气，吹扫气态吡啶和氢气，混合气自膜管上部排出。

所述的反应温度为300-600℃，压力为0.1-0.2Mpa。

优选的，所述的反应温度为500-600℃，压力为0.1-0.2Mpa。

所述的气态吡啶的流速为0.02-0.06L·min^-1·g催化剂^-1。

所述的脱氢催化剂为雷尼镍或负载镍。

所述的负载镍的镍含量为20％以上，载体为氧化铝，比表面积为120m²/g以上，优选为 120-250m²/g，孔容为0.6m³/g以上，优选为0.6-0.8m³/g。