雷尼镍后处理 四甲基哌啶醇合成工艺
背景技术
四甲基哌啶醇，化学名2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇，是合成受阻胺光稳定剂、药物、漂白剂、阻聚剂、环氧树脂交联剂等产品的重要中间体。目前，我国开发的受阻胺光稳定剂均为哌啶衍生物，且均为以哌啶醇为中间体的产品，因此哌啶醇的生产是我国光稳定剂发展中的重要环节。因此，对哌啶醇的合成进行研究具有重要的现实意义。
目前国内外报道的由哌啶酮还原制备哌啶醇的方法主要有以下几种：
1、催化加氢法，包括加压加氢法和常压加氢法，目前工业上主要采用加压加氢法；
2.化学还原法，用异丙醇铝、硼氢化钠等为还原剂，将哌啶酮还原为哌啶醇，但还原剂价格昂贵，且反应后处理复杂，工业上很少采用；3.电化学还原法，哌啶酮在电解池阴极还原为哌啶醇，但由于生产能耗高，电解池结构复杂等原因，工业上一般不采用。工业上主要采用的是第一种方法，德国研究人员采用Raney-Ni为催化剂，液相加氢压力为0.49～9.8MPa，哌啶醇收率可达95%左右。捷克研究人员报道采用Ni/Cr2O3、NiO/Al2O3为催化剂收率约为86%～93%，但反应条件苛刻。Ciba报道采用Ru/C为催化剂，水为溶剂，收率为91～97%。国内陈立功、张泽鹏等人也对其加氢还原进行了研究。
目前液相加氢工艺的主要缺点是：催化剂Ru/C价格昂贵，不利于工业化；二甲苯、甲苯、甲醇等溶剂的损失率大于20%，造成环境污染。
发明内容
本发明针对上述不足，开发了一种四甲基哌啶醇的合成工艺，其目的是：
本发明的技术解决方案：
四甲基哌啶醇的合成工艺：
步骤三、将四甲基哌啶酮、催化剂、片碱和水加入高压反应釜中，密封；
第二步，先向釜内通入N2取代空气，再通入H2取代N2，最后通入H2至压力为0.8MPa；
第三步，先控制高压釜内压力维持在0.8MPa，当高压釜内压力下降时，及时向高压釜内加入H2至0.8MPa，并在搅拌的同时升温，控制温度在70-100℃。重复上述操作，直至高压釜内压力在0.8MPa维持一定时间不再变化，则停止反应。
第四步，向釜内通入N2取代H2，同时向釜内盘管内通入冷却水，使釜内温度降至50℃以下，停止搅拌，滤出催化剂，蒸发掉部分水；
第五步，将剩余的过饱和母液置于冰水浴中搅拌，冷却结晶，过滤、洗涤，得到四甲基哌啶醇，将母液回收再利用。
高压反应器内装有冷却水管、压力表、搅拌器、热电偶测温仪表及加热系统。
四甲基哌啶酮、催化剂、片状烧碱和水的重量比为10：0.2至1.5：0.01至0.05：20至30。
合成过程第三步的温度为90℃。
催化剂为Raney-Ni(雷尼镍，氢活性催化还原剂，有机金属化合物)。
加入的烧碱起着促进催化、维持体系碱度的作用。
本发明的有益效果：
采用水作为反应溶剂，避免了Raney-Ni在有机溶剂中易燃的缺点，同时降低了合成成本。另外，该工艺合成的四甲基哌啶醇收率高、纯度高，色泽好，质量好，操作简便，容易实施，无环境污染，有利于推广应用。
详细描述
步骤、将四甲基哌啶酮155g、催化剂15.5g、片碱1.55g、水400g加入到带有冷却水管、压力表、搅拌系统、热电偶测温仪器和加热系统的1L高压反应釜中，密封；
第二步，向釜内通入N2取代空气，再通入H2取代N2，最后通入H2至压力为0. 8MPa ；
第三步，先控制高压釜内压力维持在0.8MPa，当高压釜内压力下降时，及时向高压釜内加入H2至0.8MPa，并在搅拌下升温，温度控制在90℃，重复上述操作，直至高压釜内压力在0.8MPa维持一定时间不再变化，停止反应。
第四步，向釜内通入N2取代H2，同时向釜内盘管内通入冷却水，使釜内温度降至50℃以下，停止搅拌，滤出催化剂，蒸发掉部分水；
第五步，将剩余的过饱和母液在冰水浴中搅拌，冷却结晶，过滤、洗涤，得到四甲基哌啶醇154g，收率98. 1% ο GC纯度: 99. 9%, 凝点: 130. 6-131. 5°C。