一种利用静态结晶提纯4-氰基吡啶的方法
阅读说明：本技术 一种利用静态结晶提纯4-氰基吡啶的方法 (Method for purifying 4-cyanopyridine by using static crystallization ) 是由 夏伟 齐勇 李玉山 濮梦华 胡昊 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用静态结晶提纯4-氰基吡啶的方法,包括如下步骤：步骤1：将4-氰基吡啶粗品加入静态结晶器,将粗品熔融；步骤2：结晶器外壁夹套控温在80℃进行保温,结晶器内的结晶板夹层同样控温在80℃,保证4-氰基吡啶呈液体状态；步骤3：将结晶板夹层温度逐步下降至73-75℃,外壁夹套一直控制在80℃,结晶板壁析出4-氰基吡啶,放出剩余4-氰基吡啶溶液,结晶板壁上得到4-氰基吡啶晶体；步骤4：将放出的4-氰基吡啶溶液重复步骤1、步骤2、步骤3得到更多的4-氰基吡啶晶体；步骤5：将晶体干燥得到4-氰基吡啶成品。实现对4-氰基吡啶的分离提纯,提高4-氰基吡啶的纯度,将生产3-氰基吡啶过程中的副产物4-氰基吡啶粗品能够提纯利用。(The invention discloses a method for purifying 4-cyanopyridine by using static crystallization, which comprises the following steps: step 1: adding the crude 4-cyanopyridine product into a static crystallizer, and melting the crude product; step 2: the temperature of a jacket on the outer wall of the crystallizer is controlled at 80 ℃ for heat preservation, and the temperature of a crystallization plate interlayer in the crystallizer is also controlled at 80 ℃ to ensure that the 4-cyanopyridine is in a liquid state; and step 3: gradually reducing the interlayer temperature of the crystallization plate to 73-75 ℃, controlling the outer wall jacket to be 80 ℃ all the time, separating out 4-cyanopyridine from the wall of the crystallization plate, discharging the residual 4-cyanopyridine solution, and obtaining 4-cyanopyridine crystals on the wall of the crystallization plate; and 4, step 4: repeating the steps 1, 2 and 3 on the discharged 4-cyanopyridine solution to obtain more 4-cyanopyridine crystals; and 5: and drying the crystal to obtain a finished product of the 4-cyanopyridine. The separation and purification of the 4-cyanopyridine are realized, the purity of the 4-cyanopyridine is improved, and a by-product 4-cyanopyridine crude product in the production process of the 3-cyanopyridine can be purified and utilized.)
技术领域
本发明涉及4-氰基吡啶粗品提纯的方法，特别涉及一种利用静态结晶提纯4-氰基吡啶的方法。
背景技术
目前将4-氰基吡啶粗品提纯使用溶剂重结晶和精馏等物理分离的方法，溶剂重结晶方法引入了大量化学试剂或水，产生的废液处理难度大，对反应容器材质要求较高，纯度较低；物理分离方法得到的纯度低，能耗大。
目前的静态结晶法暂无应用在4-氰基吡啶提纯上的报道，关键在于保温环境下，局部区域逐步降温，造成温差，低温面先行析出4-氰基吡啶；一定要逐步较为缓慢降温，否则晶体析出过快，出现包晶现象，杂质被大量包裹其中，造成纯度低的情况，同时不要降温过低，多低会造成杂质也形成结晶，整体纯度会下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用静态结晶提纯4-氰基吡啶的方法，为了弥补已有技术缺陷，提供一种提纯4-氰基吡啶的方法，实现对4-氰基吡啶的分离提纯，提高4-氰基吡啶的纯度，将生产3-氰基吡啶过程中的副产物4-氰基吡啶粗品能够提纯利用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用静态结晶提纯4-氰基吡啶的方法，包括如下步骤：
步骤1：4-氰基吡啶熔融：在常压下，将4-氰基吡啶粗品加入静态结晶器，控制静态结晶器温度80-85℃，将粗品熔融；
步骤2：保温：结晶器外壁夹套控温在80℃进行保温，结晶器内的结晶板夹层同样控温在80℃，保证4-氰基吡啶呈液体状态；
步骤3：析晶：将结晶板夹层温度逐步下降至73-75℃，外壁夹套一直控制在80℃，结晶板壁析出4-氰基吡啶，保温10min，放出剩余4-氰基吡啶溶液，结晶板壁上得到4-氰基吡啶晶体；
步骤4：反复提取：将放出的4-氰基吡啶溶液重复步骤1、步骤2、步骤3得到更多的4-氰基吡啶晶体；
步骤5：干燥：将晶体干燥得到4-氰基吡啶成品。
进一步地，步骤1的4-氰基吡啶粗品加入量为1.85kg。
进一步地，步骤3的结晶板夹层温度每6min下降1摄氏度后保温4min。
进一步地，步骤4直至剩余母液为0.25-0.32kg停止提取。
进一步地，步骤1的控制静态结晶器温度80℃，步骤3的结晶板夹层温度逐步下降至73℃左右。
进一步地，步骤1的控制静态结晶器温度85℃，步骤3的结晶板夹层温度逐步下降至74℃左右。
进一步地，步骤1的控制静态结晶器温度83℃，步骤3的结晶板夹层温度逐步下降至75℃左右。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了4-氰基吡啶提纯过程引入其他化学物质的情况，对反应容器材质要求降低；制得4-氰基吡啶步骤少、纯度高、利用了杂质情况复杂的低纯度4-氰基吡啶。
附图说明
图1为本发明的实施例1的粗品的气相色谱图；
图2为本发明的实施例1的成品的气相色谱图；
图3为本发明的实施例2的粗品的气相色谱图；
图4为本发明的实施例2的成品的气相色谱图；
图5为本发明的实施例3的粗品的气相色谱图；
图6为本发明的实施例3的成品的气相色谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施案例1：
(1)4-氰基吡啶熔融：在常压下，将4-氰基吡啶粗品1.85kg加入静态结晶器，控制静态结晶器温度80℃，将粗品熔融；
(2)保温：结晶器外壁夹套控温在80℃进行保温，结晶器内的结晶板夹层同样控温在80℃，保证4-氰基吡啶呈液体状态；
(3)析晶：将结晶板夹层温度每6min下降1摄氏度后保温4min，继续下降至73℃，外壁夹套一直控制在80℃，结晶板壁析出4-氰基吡啶，保温10min，放出剩余4-氰基吡啶溶液，结晶板壁上得到4-氰基吡啶晶体；
(4)反复提取：将放出的4-氰基吡啶溶液重复步骤(1)(2)(3)得到更多的4-氰基吡啶晶体，至剩余母液为0.32kg停止提取；
(5)干燥：将晶体干燥得到4-氰基吡啶成品1.49kg。
采用实施例1中的方法提纯4-氰基吡啶，所用粗品4-氰基吡啶纯度为95.92％，得到的4-氰基吡啶成品收率为82.52％，成品4-氰基吡啶纯度为98.28％，粗品的气相色谱图如图1所示，成品的气相色谱图如图2所示。
实施案例2：
(1)4-氰基吡啶熔融：在常压下，将4-氰基吡啶粗品1.83kg加入静态结晶器，控制静态结晶器温度85℃，将粗品熔融；
(2)保温：结晶器外壁夹套控温在80℃进行保温，结晶器内的结晶板夹层同样控温在80℃，保证4-氰基吡啶呈液体状态；
(3)析晶：将结晶板夹层温度每6min下降1摄氏度后保温4min，继续下降至74℃，外壁夹套一直控制在80℃，结晶板壁析出4-氰基吡啶，保温10min，放出剩余4-氰基吡啶溶液，结晶板壁上得到4-氰基吡啶晶体；
(4)反复提取：将放出的4-氰基吡啶溶液重复步骤(1)(2)(3)得到更多的4-氰基吡啶晶体，至剩余母液为0.28kg停止提取；
(5)干燥：将晶体干燥得到4-氰基吡啶成品1.53kg。
采用实施例2中的方法提纯4-氰基吡啶，所用粗品4-氰基吡啶纯度为95.70％，得到的4-氰基吡啶成品收率为86.56％，成品4-氰基吡啶纯度为99.08％，粗品的气相色谱图如图3所示，成品的气相色谱图如图4所示。
实施案例3：
(1)4-氰基吡啶熔融：在常压下，将4-氰基吡啶粗品1.83kg加入静态结晶器，控制静态结晶器温度83℃，将粗品熔融；
(2)保温：结晶器外壁夹套控温在80℃进行保温，结晶器内的结晶板夹层同样控温在80℃，保证4-氰基吡啶呈液体状态；
(3)析晶：将结晶板夹层温度每6min下降1摄氏度后保温4min，继续下降至75℃，外壁夹套一直控制在80℃，结晶板壁析出4-氰基吡啶，保温10min，放出剩余4-氰基吡啶溶液，结晶板壁上得到4-氰基吡啶晶体；
(4)反复提取：将放出的4-氰基吡啶溶液重复步骤(1)(2)(3)得到更多的4-氰基吡啶晶体，至剩余母液为0.25kg停止提取；
(5)干燥：将晶体干燥得到4-氰基吡啶成品1.56kg。
采用实施例3中的方法提纯4-氰基吡啶，所用粗品4-氰基吡啶纯度为95.86％，得到的4-氰基吡啶成品收率为88.20％，成品4-氰基吡啶纯度为99.18％，粗品的气相色谱图如图5所示，成品的气相色谱图如图6所示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。