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N-乙烯基吡咯烷酮(N-Vinyl-2-pyrrolidone)簡稱NVP,又稱1-乙烯基-2-吡咯烷酮,N-乙烯基-2-吡咯烷酮。常溫下是一種無色或淡黃色略有氣味的透明液體,易溶于水和其它多種有機溶劑。由于N-乙烯基吡咯烷酮能夠增加產品的各種物化性質而被廣泛應用:在輻射醫療、木制地板工業、造紙或紙板行業、包裝材料、絲網油墨行業通過NVP的使用提高產品的物理性能。
N-乙烯基吡咯烷酮主要用于生產聚乙烯吡咯烷酮,后者廣泛應用于醫藥、日化和食品工業等領域。
工業上通常以2-吡咯烷酮與乙炔在催化劑作用下進行乙烯化反應以生產N-乙烯基吡咯烷酮。
一種N-乙烯基吡咯烷酮的制備工藝,包括以下步驟:
1、脫水催化劑的制備
所述的脫水催化劑含有硫酸銀、鋁硅酸鈉、白炭黑、沸石和多元氧化物,其比例為:0.5:5:3:5:10;其中,所述的多元氧化物為五氧化二釩與氧化鋯、氧化錫、七氧化二錸、二氧化錳中的至少一種的混合物;多元氧化物可以選擇為五氧化二釩與氧化鋯、五氧化二釩與氧化錫、五氧化二釩與氧化鋯與二氧化錳的混合物,本實施例選擇多元氧化物為五氧化二釩、氧化鋯、氧化錫、七氧化二錸的混合物,其混合比例為0.2:1:2:1。
脫水催化劑的制作步驟為:將硫酸銀、沸石和多元氧化物按照比例混合,然后加入1倍體積的蒸餾水中,用硫酸和氨水調節pH值為6.5~7,然后按照比例加入鋁硅酸鈉和白炭黑,加熱攪拌,使均勻溶液;在水浴中將溶液攪拌下濃縮至干,100~120℃干燥6~8h得到,然后在400~450℃焙燒3~5h。
2、N-羥乙基吡咯烷酮(NHP)的制備
1)將γ-丁內脂、一乙醇胺、氨水按照摩爾比為1.2:1:0.2的比例混合,在0.5MPa,40℃的條件下反應4h,制得中間體;
2)加入活化的0.1wt%的分子篩和0.1wt%的二乙二醇二甲醚,將溫度升高到180℃,使其在回留狀態下脫水反應12h;所述的分子篩為10X分子篩或13X分子篩,本方法選擇分子篩為10X分子篩;
3)減壓蒸餾,真空度為0.095MPa,收集沸點為210~216℃的餾分,該餾分的主要成分為N-羥乙基吡咯烷酮;
3、N-羥乙基吡咯烷酮的脫水反應
將N-羥乙基吡咯烷酮的制備中得到的餾分制成蒸汽,與堿性氣體、乙炔氣體、氮氣混合得到氣態原料混合物,其混合比例為1:0.5:0.1:0.1;讓氣態原料混合物在溫度350℃、壓力0.01MPa與氣相空速50~300h-1的條件下通過裝填脫水催化劑的固定床反應器,并且對固定床反應器中的脫水催化劑加熱至390℃,在脫水反應達到平衡后,從固定床反應器排出N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)產品。所述的堿性氣體為氨氣、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺中的至少一種;
采用氣相色譜分析法,以γ-丁內酯為內標,乙醇為溶劑,對本方法制備得到的N-乙烯基吡咯烷酮產品進行了分析,計算NHP轉化率、NVP選擇性、NVP收率,其中氣相色譜儀測試條件:TCD檢測器,不銹鋼柱,聚二乙二醇丁二酸酯固定液,氮氣為載氣,硅烷化102白色擔體,氣化室溫度280℃,TCD檢測器溫度165℃,柱溫190℃;
由氣相色譜分析結果計算得到:NHP轉化率92.8%、NVP選擇性91.5%、NVP收率85.6%。
一種N-乙烯基吡咯烷酮的檢測方法,包括以下步驟:
1)樣品溶液和對照品溶液制備
樣品溶液:稱取樣品置于玻璃瓶中,研磨成粉,加入5~15重量倍的萃取劑,超聲波萃取20~40min,離心分離后,取上清液過濾,得濾液,備用;
對照品溶液:取N-乙烯基吡咯烷酮對照品,同樣品溶液一種重量倍的同種萃取劑,搖勻,備用;
2)液相色譜儀條件
色譜柱:SFC毛細管柱;固定相:十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充柱;柱溫:36-38℃,進樣體積:20-30μL;流動相:以體積比為5:3:50的C2H3N-N2O-CH4O為流動相;檢測波長:200~215nm;恒壓:65.7×106Pa;流速為:1~1.5ml/min;檢測點:FID,250℃;補氣:氮氣;
3)測定
分別吸取對照品溶液和樣品溶液,注入液相色譜儀進行測定。
[1][中國發明,中國發明授權]CN200810072060.9N-乙烯基吡咯烷酮的制備方法
[2][中國發明]CN201611239219.2一種N-乙烯基吡咯烷酮的制備工藝
[3] [中國發明,中國發明授權] CN201611238039.2 一種N-乙烯基吡咯烷酮的檢測方法