技术领域 本发明涉及的是一种3-甲基哌啶的制备方法。
背景技术 通过3-甲基哌啶可以制得3-甲基吡啶，而后者是制备农药杀 虫剂及维生素B3——烟酸、烟酰胺的主要原料。以往，3-甲基哌啶无工业化 生产工艺，要得到3-甲基哌啶则需对3-甲基吡啶进行还原操作，而3-甲基吡 啶也仅从生产吡啶的副产品中获得。
发明内容 针对上述不足，本发明就是要解决3-甲基哌啶无工业化生产 工艺的技术问题，以提供一种可适用于大量生产的3-甲基哌啶的制备方法。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，先以2-甲基-1，5-戊二胺为原料，以 气体稀释剂为载体，在硅铝胶催化剂存在下进行气相环合反应，反应温度在 193℃以上，然后从反应混合气中收集反应产物，所述反应的化学反应方程为：
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，进行气相环合反应时的反应温度 为230～350℃，优选250～300℃。低于200℃时，原料的转化率很低；而 高于350℃时，则会导致副反应增加，使3-甲基哌啶收率降低，催化剂寿命 缩短。进行气相环合反应一般在常压下进行，也可以在略高于或略低于常压 的条件下进行。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，进行气相环合反应可以在固定床 反应器中进行，也可以在流化床反应器中进行。若在固定床反应器中进行， 反应器是内径为21mm，长为3.6m的不锈钢管，反应器外部用熔融盐盐浴加 热。一般情况下在反应器内置热电偶测温套管以测量床层温度。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，进行气相环合反应时所使用的气 体稀释剂，包括N2，水蒸汽，H2中的一种，或其中两种或三种的混合气体， 优选N2。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，进行气相环合反应时在原料混合 气中2-甲基-1，5-戊二胺的体积浓度无特殊规定，一般选择5～30％。浓度过 高，转化率降低，聚合等副反应增加；浓度过低，不利于工业化生产。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，从反应混合气中收集反应产物可 采用众所周知的方法，如将反应混合气进行直接冷凝；同样，提纯产物也可 采用众所周知的方法，如对粗产物进行蒸馏。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，所使用的硅铝胶催化剂的主要成 分是Al和Si的氧化物，优选Al2O3和SiO2，其中Al2O3在硅铝胶催化剂中的 重量含量为1～20％，优选2～15％。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，所使用的硅铝胶催化剂比表面积 为100～800m2/g，优选200～600m2/g。所使用的硅铝胶催化剂颗粒度无特 殊限定，可以采用易于加工、装填的各种规格。
本发明提供的3-甲基哌啶的制备方法，以规模很大的涤纶工业中生产己 二腈的副产品2-甲基-1，5-戊二胺为原料，经济易得，保证了制备3-甲基哌啶 的低成本原料供应。同时应用在硅铝胶催化剂存在下的气相环合反应，使反 应的产物选择性和收率都比较高。可见，本发明提供了一种生产成本低、产 品纯度高的3-甲基哌啶的制备方法。
具体实施方式
实施例1、先以水蒸汽与汽化后的2-甲基-1，5-戊二胺混合，然后在硅铝 胶催化剂存在下进行气相环合反应，反应温度195℃，再从反应混合气中收 集反应产物，最后提纯即得3-甲基哌啶。
实施例2、在内径为21mm，长为3.6m，内置热电偶测温管，外部用熔 融盐盐浴加热的不锈钢制管式反应器中装入含8％Al2O3的，比表面积为325 m2/g的硅铝胶催化剂500g，体积约为720ml。先将2-甲基-1，5-戊二胺经过 汽化器在250℃温度下汽化，然后与N2混合，组成含2-甲基-1，5-戊二胺21.4％ 的气体混合气，进入装填有催化剂的管式反应器中，2-甲基-1，5-戊二胺的流 量为300g/hr。反应器外部熔融盐盐浴温度300℃。再对反应混合气进行冷凝 收集反应产物，该产物经气相色谱法分析含：3-甲基哌啶97.4％，3-甲基吡啶 1.3％，2-甲基-1，5-戊二胺0.6％以及0.7％不明有机物。最后，对反应产物进 行蒸馏提纯，得含量为99.5％的3-甲基哌啶。
实施例3、按实施例2所述方法操作，只是将反应器加热熔盐盐浴温度提 高到350℃，分析反应混合气冷凝后收集的产物：3-甲基哌啶86.8％，3-甲基 吡啶5.9％以及7.3％不明有机物。
实施例4、按实施例2所述方法操作，但无N2作为稀释气体，在温度为 315℃、2-甲基-1，5-戊二胺进料量为300g/小时的条件下，测得产品含3-甲 基哌啶仅为53.4％，还有21.7％3-甲基吡啶和24.9％其他有机物。本例说明 虽然该反应在无气体稀释剂时也能进行，但产物纯度过低。
下表列举了在与实施例2相同的步骤、不同的反应工艺条件下获得不同 产物组成的实施方案：
实施例 气体 稀释剂 硅铝催化剂中 反应温度 (℃) 产物组成 2-甲基 戊二胺(％) 3-甲基 哌啶(％) 3-甲基 吡啶(％) 不明有机物 (％) Al2O3 含量(％) 比表面积 (mu/g) 5 N2 3 750 240 8.7 89.9 1.1 0.3 6 N2 3 615 350 2.4 94.1 2.0 1.5 7 N2 12 250 350 0.4 94.6 1.9 3.1 8 H2 8 600 250 8.3 90.7 0.7 0.3 9 H2 8 125 300 2.1 96.7 0.6 0.6