【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化学品分离提纯，具体涉及一种哌嗪精制提纯工艺，尤其涉及以乙二胺为原料联产哌嗪和三乙烯二胺，从粗哌嗪混合液中精制哌嗪的工艺。
技术介绍
1、哌嗪，也称作六氢吡嗪、对二氮己烷等，外观为白色或淡黄色薄片形固体，具有强烈的吸湿性和典型的胺气味，呈强碱性，能吸收空气中的水分和co2生成不挥发的碳酸盐。哌嗪是氮杂环类精细化学品中重要的精细有机化工中间体，哌嗪及其衍生物可用作医药中间体，用于生产氧氟沙星、恩氟沙星、洛美沙星、哌唑酸、茶碱乙酸盐哌嗪、哌嗪氨基醇、氟哌酸、吡哌酸、氯嗪酸、磷酸哌嗪、枸橼酸哌嗪，以及氟奋乃静、强痛定、利福平等药物；哌嗪及其衍生物还广泛用作表面活性剂、合成橡胶、合成纤维、合成树脂等聚合物的共聚剂、稳定剂、固化剂、乳化分散剂、硫化促进剂、抗氧剂及防腐剂等。哌嗪的质量标准中i型高端用途的纯度要求为≥99.5％(w％)，ii型大多数普通用途的纯度要求为≥99.0％(w％)。
2、国内外目前合成哌嗪的方法，包括(1)单乙醇胺为原料脱水缩合反应，须在氢、氨氛围下高压催化合成哌嗪，此法收率较低；(2)n-β-羟乙基乙二胺为原料进行催化分子内醇氨化反应，须在氢气氛围下，以乙醇或thf为溶剂，原料贵且反应压力高；(3)二乙烯三胺为原料与氨进行环化反应，原料贵且设备要求高分离困难；(4)环氧乙烷和乙二胺为原料进行加成反应和催化脱水环合制备哌嗪，危险性高流程复杂压力高；(5)乙二胺(eda)溶液为原料常压下催化合成哌嗪同时联产三乙烯二胺，原料价廉易得，常压反应收率高，联产三乙烯二胺经济性好。以乙二胺为原料常压
3、近年开发的以乙二胺为原料，生产哌嗪和三乙烯二胺的合成工艺反应产物中含有氨、水、吡嗪、2-甲基吡嗪、2-乙基吡嗪、甲乙基吡嗪等多种物质，在相继脱除各反应副产物后即可获得三乙烯二胺并联产哌嗪。此工艺过程涉及三乙烯二胺、哌嗪的分离提纯。在粗哌嗪混合液中，由于2-乙基吡嗪(bp；152-152℃)，与哌嗪的相对挥发度接近(bp:148.5℃)，在哌嗪的提纯过程中，脱除2-乙基吡嗪是三乙烯二胺联产哌嗪工艺的难点之一。保证最终哌嗪产品中的哌嗪纯度能达到质量标准，实现哌嗪与2-乙基吡嗪高效分离是三乙烯二胺联产哌嗪工艺实施的关键之一。目前尚无针对哌嗪与2-乙基吡嗪体系分离的相关文献或专利报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了实现哌嗪的高纯度分离需要，而提供一种工艺连续化、可自动控制、将催化加氢反应与精馏分离相结合的哌嗪精制提纯工艺。
2、本专利技术技术方案如下：
3、本专利技术提供一种高纯度哌嗪精制提纯工艺，以乙二胺为原料联产哌嗪和三乙烯二胺的合成工艺中得到的粗哌嗪混合液进行哌嗪提纯，通过催化加氢反应-精馏分离获得高纯度哌嗪，包括将含有2-乙基吡嗪和哌嗪的粗哌嗪混合液与氢气经过预热进入装有镍基催化剂的加氢反应器中进行加氢反应，将2-乙基吡嗪加氢转化为2-乙基哌嗪，反应产物经降温、闪蒸脱除不凝气，液相用泵打入哌嗪精制精馏塔进行精馏分离，塔顶得到纯度为99.5％以上的哌嗪(其他微量杂质为2-乙基吡嗪和2-乙基哌嗪等副产物)。
4、所述高纯度哌嗪精制提纯工艺具体包括如下步骤：
5、步骤一，将粗哌嗪混合液进入原料缓冲罐，通过液体加压泵加压输送，在液体加热器中加热升温至约150-230℃，进入氢气/液体混合器；
6、步骤二，氢气钢瓶减压后的氢气，经过氢气加热器加热升温至约150-230℃，也进入氢气/液体混合器，与步骤一升温液体充分混合后进入催化加氢反应器，进行催化加氢反应；
7、步骤三，催化加氢反应后物料，经反应出料冷却器冷却降温，减压后在反应出料分离器中进行闪蒸脱除不凝气，不凝气经尾气处理循环或排放；
8、步骤四，闪蒸脱除不凝气后的液体，由反应液输送泵输送至哌嗪精制精馏塔进行精馏分离，精馏塔塔顶冷凝液采出收集在塔顶高纯哌嗪收集罐中，精馏塔塔底液采出在塔底液收集罐中。
9、所述镍基催化剂为负载型镍基催化剂，载体为氧化铝、氧化锆、氧化钛和碳材料的一种或者多种；所述负载型镍基催化剂中镍负载量为10-50wt％。
10、所述2-乙基吡嗪在粗哌嗪混合液中的含量为1-10wt％。
11、所述催化加氢反应温度为150-300℃；催化加氢反应压力为1-5mpa。
12、所述氢气与粗哌嗪混合液进料量的摩尔流量比为氢气：粗哌嗪混合液＝20-300：1。
13、上述摩尔流量比，即氢气摩尔流量mol/hr：粗哌嗪混合液摩尔流量mol/hr；摩尔流量，即为单位时间内流动流体的摩尔量；混合物的摩尔流量＝混合物的质量流量/混合物分子量。
14、粗哌嗪混合液进料的质量空速为0.1-10g哌嗪/(g催化剂·小时)。
15、所述加氢反应器为催化加氢固定床反应器。
16、所述氢气/液体混合器上部设有液体雾化装置，粗哌嗪混合液经液体雾化装置进入氢气/液体混合器，使粗哌嗪混合液与氢气充分混合。
17、精馏塔塔底与塔底液收集罐的连接管路上设有支管，经哌嗪精制精馏塔釜再沸器与哌嗪精制精馏塔连接。
18、催化加氢反应后，2-乙基吡嗪在加氢后哌嗪混合液中的含量为0.05-0.5wt％；2-乙基哌嗪在加氢后哌嗪混合液中的含量为1-6wt％。
19、精馏塔顶温度在140-175℃；精馏塔釜温度为150-185℃。
20、精馏塔顶压力为0.1-0.2mpa；精馏塔釜压力为0.1-0.2mpa。
21、精馏提纯后，精馏塔顶液体中哌嗪的含量>99.5wt％；2-乙基吡嗪含量<0.5wt％；2-乙基哌嗪含量<0.05wt％。
22、本专利技术的有益效果如下：
23、本专利技术采用催化加氢反应-精馏分离相结合的工艺过程，将粗哌嗪混合液中难于与哌嗪精馏分离的2-乙基吡嗪转化为易于与哌嗪精馏分离的2-乙基哌嗪，能够实现更佳的哌嗪精制效果，有效提升哌嗪纯度，精馏塔顶液体中哌嗪的含量>99.5wt％，保障哌嗪纯度符合质量标准的要求。而采用非加氢-单纯靠精馏分离的工艺过程，由于2-乙基吡嗪的沸点与哌嗪相近，一方面造成精馏塔板数大幅增加，增加设备投资，同时塔底再沸器和塔顶冷凝器的能量消耗也明显增加；另一方面无法保证哌嗪纯度始终符合质量标准的高纯度要求，从而增加返工加工的设备投入和能量消耗。
24、本专利技术的创新优势是，对于两种沸点非常接近的物质，通过催化加氢反应-精馏分离工艺，将难于与哌嗪精馏分离的2-乙基吡嗪转化为易于与哌嗪精馏分离的2-乙基哌嗪，能够实现的更好的哌嗪精制效果。
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1.一种哌嗪精制提纯工艺，以乙二胺为原料联产哌嗪和三乙烯二胺的合成工艺中得到的粗哌嗪混合液进行哌嗪提纯，其特征在于：通过催化加氢反应-精馏分离获得高纯度哌嗪，包括将含有2-乙基吡嗪和哌嗪的粗哌嗪混合液与氢气经过预热进入装有镍基催化剂的催化加氢反应器中进行加氢反应，将2-乙基吡嗪加氢转化为2-乙基哌嗪，反应产物经降温、闪蒸脱除不凝气，液相用泵打入哌嗪精制精馏塔进行精馏分离，塔顶得到纯度为99.5％以上的哌嗪。
2.如权利要求1所述的一种哌嗪精制提纯工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：
3.如权利要求1或2所述的一种哌嗪精制提纯工艺，其特征在于：所述镍基催化剂为负载型镍基催化剂，载体为氧化铝、氧化锆、氧化钛和碳材料中一种或者多种；所述负载型镍基催化剂中镍负载量为10-50wt％。
4.如权利要求1或2所述的一种哌嗪精制提纯工艺，其特征在于：所述粗哌嗪混合液中2-乙基吡嗪的含量为1-10wt％。
5.如权利要求1或2所述的一种哌嗪精制提纯工艺，其特征在于：所述催化加氢反应温度为150-300℃；催化加氢反应压力为1-5MPa。
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