專利名稱：煙酸的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由煙酸銨溶液制備煙酸的方法。
背景技術(shù)：
制備煙酸的一個已知的方法是基于在水存在下用大氣氧通過多相催化來氧化3-甲基吡啶(β-甲基吡啶)。但是，這種方法有一個缺點，就是存在副反應(yīng)，在一系列的氧化和水解步驟中，一些3-甲基吡啶分裂形成氨，氨與主產(chǎn)品煙酸一起又形成煙酸銨。后者與游離的煙酸相反，高度溶于水并因此使產(chǎn)品混合物的處理更加困難，如果它不能轉(zhuǎn)回成煙酸，則它意味著產(chǎn)率的損失。轉(zhuǎn)變回?zé)熕崾强赡艿?，例如通過加入一種強酸，但這會生成這種酸的銨鹽，必須將這種銨鹽分離并作為廢物除去。此外，必須注意，作為吡啶衍生物的煙酸也能作為堿進行反應(yīng)，它會與過量的強酸形成鹽。
發(fā)明的內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一個方法，該方法在沒有加入助劑和不產(chǎn)生廢料的情況下，將煙酸銨轉(zhuǎn)化成煙酸。
按照本發(fā)明，這個目的是通過噴霧干燥煙酸銨的水溶液來達到的。本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)煙酸銨的水溶液通過噴霧干燥可以轉(zhuǎn)化為煙酸。在該方法中，氨和水一起在噴霧干燥器的廢氣中排出。
圖1表示按照本發(fā)明方法進行的一個實施例的連續(xù)裝置。各個參考標(biāo)號分別表示如下1.具有催化劑的固定床反應(yīng)器2.用于使反應(yīng)混合物部分冷凝的吸收塔
3.中和(加入氨)4.噴霧干燥器5.干燥氣體進料(熱空氣或惰性氣體循環(huán))6.噴霧干燥器廢氣7.使水和氨部分冷凝的冷凝塔8.循環(huán)至反應(yīng)器的氣體9.待處理的廢氣10.廢氣處理(燃燒)11.混合器/預(yù)熱器12.產(chǎn)品接取(煙酸)13.輸入至反應(yīng)器的3-甲基吡啶14.輸入至反應(yīng)器的氧氣(空氣)15.輸入至反應(yīng)器的水(蒸汽)16.去進行中和的氨17.氨(水)循環(huán)具體實施方式
噴霧干燥較好是在160-250℃的干燥氣體溫度(在進口處)進行。合適的干燥氣體是空氣或惰性氣體，如氮氣或氬氣。出口處的溫度較好是保持在110℃以下，以防止產(chǎn)品升華。
噴霧干燥較好是在流化床噴霧干燥器內(nèi)進行，這種類型的噴霧干燥器可從在DK-2860 Sborg/Denmark的Niro A/S購得，名稱為FSDTM。
在噴霧干燥之后所得到的煙酸仍然含有少量的煙酸銨，這取決于干燥的溫度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過流化床在100-200℃，較好在130-170℃的后熱處理，煙酸銨可以減少。在這種處理中所產(chǎn)生的煙酸粉末可以循環(huán)至噴霧干燥器。
作為流化床中后處理的一種替代方法，也可以在較低溫度下進行減壓(部分真空或真空)下的后處理。在這情況下所使用的壓力較好是低于100毫巴，更好是低于50毫巴。合適的溫度是70-150℃，更好是80-120℃。在10-15毫巴及80-90℃處理1/2-1小時則得到特別好的結(jié)果。在這樣低的溫度，由升華引起的損耗可以降至極小，而且可得到具有優(yōu)良透明性(即不脫色)的產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法較好是使用一種煙酸銨溶液來進行，這種煙酸銨溶液是把氨加入到(可能是濃縮的)3-甲基吡啶的催化氧化的粗水溶液(aqueous crudesolution))而得到的。例如，將氨氣體或氨水溶液計量通人吸收塔，并把來自氧化反應(yīng)器的氣體反應(yīng)混合物加至該吸收塔中，把煙酸銨溶液作為底部產(chǎn)品由其中排出，過量的水由頂部排出。
制備煙酸銨溶液所需要的氨較好的是全部或部分地由噴霧干燥廢氣中取出。例如，為了達到這種目的，干燥器的廢氣可以被冷卻至露點以下，而冷凝的氨水可以被分離出來并循環(huán)回至煙酸吸收過程中。因為，如上所述，在任何情況下3-甲基吡啶的氧化總會產(chǎn)生少量的氨作為副產(chǎn)品，總體來說就產(chǎn)生了過量的氨，在連續(xù)操作中，如果氨循環(huán)足夠有效，就可以完全省去外部加入的氨。
同樣，噴霧干燥廢氣中所存在的水最好完全或部分循環(huán)至氧化反應(yīng)器中。因為1摩爾的3-甲基吡啶氧化為煙酸，在理想情況下會產(chǎn)生1摩爾的水，所產(chǎn)生的稍過量的水必須以適當(dāng)?shù)姆绞綇难b置中除去。相似地所存在的未反應(yīng)的3-甲基吡啶循環(huán)至氧化反應(yīng)器中去是有利的。另外，也可以在穩(wěn)定態(tài)下把純氧而不是空氣作為氧化劑加入到連續(xù)裝置中進行本發(fā)明的方法并且循環(huán)干燥氣體，這樣就得到了產(chǎn)生極少量廢氣的裝置。
本發(fā)明方法的一個優(yōu)點，是這樣得到的煙酸不需作附加的處理就是自由流動的，并且即使在高的溫度和相對濕度下也不會凝塊。而且，通過改變噴霧干燥的操作參數(shù)，產(chǎn)品的顆粒尺寸可以設(shè)定到所需要的值。
下列實施例用于說明按照本發(fā)明方法的步驟，但是不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
實施例1將含有40％(重量)煙酸、6％(重量)氨的煙酸銨水溶液以15升/小時的速率噴霧至流化床的噴霧干燥器(Niro FSDTM-4，直徑1.2m，高2.5m)。干燥氣體(氮氣)的進口溫度為220℃，出口溫度為100℃。流化床內(nèi)部溫度為70℃。這樣產(chǎn)生的自由流動的產(chǎn)物包含89％重量的煙酸和11％重量的煙酸銨(含有0.05％殘留的水分)，堆積密度為0.4公斤/升，平均顆粒尺寸為451微米。
實施例2將按照實施例1所得到的煙酸的噴霧干燥顆粒在流化床中與空氣一起經(jīng)45分鐘加熱至最高溫度為170℃。經(jīng)這樣處理的顆粒的煙酸含量為99.3％(重量)，堆積密度為0.44公斤/升。即使在50℃和100％相對濕度下儲存48小時，它仍然能自由流動。
實施例3在3-甲基吡啶與空氣的氣相氧化反應(yīng)混合物的冷凝液中加入氨，得到濃度約為30％(重量)的煙酸銨溶液，所述氧化反應(yīng)是在水存在下，在固定床催化劑作用下進行的。然后將該溶液在實驗室噴霧干燥器中(Buchi AG，Switzerland)噴霧。在干燥氣體進口溫度為250℃，出口溫度為162℃和氮的流率為600毫升/分鐘的條件下，得到含量為99％(重量)至100％(重量)的煙酸。
在進口溫度為200℃，出口溫度為130℃和氮的流率為600毫升/分鐘的條件下，得到含量為96.9％(重量)的煙酸。
權(quán)利要求
1.一種制備煙酸的方法，其特征在于噴霧干燥煙酸銨的水溶液，并將噴霧干燥得到的煙酸在100-200℃，較好130-170℃的流化床中進行熱后處理，或者在減壓下，較好在低于50毫巴的壓力下，在70-150℃，較好80-120℃進行熱后處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于所述噴霧干燥是在干燥氣體溫度為160-250℃的條件下進行的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征還在于噴霧干燥是在流化床噴霧干燥器中進行的。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征還在于所使用的煙酸銨水溶液是把氨加入到任選濃縮的催化氧化3-甲基吡啶形成的粗水溶液中而得到的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于用于制備煙酸銨溶液的氨全部或部分來自于所述噴霧干燥的廢氣。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于存在于噴霧干燥廢氣中的水被全部或部分循環(huán)至氧化反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備煙酸的方法，其特征在于噴霧干燥煙酸銨的水溶液，并將噴霧干燥得到的煙酸在100－200℃，較好130－170℃的流化床中進行熱后處理，或者在減壓下，較好在低于50毫巴的壓力下，在70－150℃，較好80－120℃進行熱后處理。該方法尤其適合于處理用大氣氧化3－甲基吡啶時所產(chǎn)生的反應(yīng)混合物，其中的氨和水可以循環(huán)。煙酸(“維生素PP”)對食品工業(yè)和飼料工業(yè)是一種重要的添加劑。
文檔編號C07D213/803GK1900062SQ20061010036
公開日2007年1月24日 申請日期1998年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月25日
發(fā)明者R·J·查克, U·察赫爾 申請人:隆薩股份公司