一种高纯烟碱制备工艺的制作方法

本发明涉及一种由硫酸烟碱制备高纯烟碱的新工艺，属于工业废弃物资源化处理技术领域。

背景技术：

我国作为烟草生产和加工的大国，每年烟草产业创造的利税从2014年起就已超过一万亿元人民币。2017年全国烟草烟叶生产量超过239万吨。我国每年在烟草加工过程中所生产出的废弃烟末、烟茎等将近10万吨左右，这部分废弃物一部分通过发酵制备生物化肥进行处理，另一部分则用来生产硫酸烟碱，作为高纯烟碱制备或生物农药的原料。高纯烟碱是电子烟和医药中间体的重要原料，附加值极高，市场缺口很大。

目前国内外高纯烟碱的制备通常是利用40%的硫酸烟碱经过碱化，游离出烟碱后利用有机溶剂萃取，然后通过蒸发器回收溶剂，浓缩后的烟碱进精馏塔精馏获取纯烟碱。在此过程中，萃取及浓缩是制约生产效益的关键工段。萃取过程中，萃取效率要达到95%以上时，有机萃取剂用量约是水相体积的6-8倍左右，若间歇萃取则需要6-8次，非常耗时。另外，萃取液减压浓缩过程中，溶剂蒸发损失严重。根据实际生产中的数据，溶剂每次减压蒸发的损失量在8-10%左右。所以针对萃取和浓缩过程时间长、溶剂损失量大、能耗高，有必要对这一工艺进行改进，以降低能耗，提高效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用35~55%硫酸烟碱制备高纯烟碱的高效、节能的新工艺，以大幅度降低萃取工段的负荷，减少萃取剂的损耗及浓缩量，实现节能减排。

本发明实现过程如下，所述百分比为质量百分比。

一种高纯烟碱的制备工艺，包括以下步骤：

（1）35~55%硫酸烟碱水溶液用25~35%氢氧化钠水溶液中和，中和后体系降温，使溶液温度维持在5-10℃，静置；

（2）待十水合硫酸钠沉淀析出完全后进行过滤；

（3）滤液升温至75-85℃，静置等待分层，分层后收集上层烟碱，干燥除水，过滤后可得粗烟碱；

（4）粗烟碱进行精馏得高纯烟碱。

上述步骤（3）中，分层后对下层水相用6号溶剂油进行萃取，萃取浓缩后得粗烟碱。

上述步骤（3）中，向烟碱中加入无水硫酸钠进行干燥除水。

由于烟碱-水属于具有最高和最低会溶温度的双液体系，具有完全封闭的溶解曲线，步骤（3）中，在一定烟碱浓度下，控制适宜的温度，可以使烟碱和水相分层。上层的烟碱分离出来，对下层水相进行萃取，从而减少萃取剂用量，降低萃取工段负荷，节能提效，提高经济效益。

本发明的优点在于：（1）可大幅度减少萃取剂的用量和萃取液蒸发浓缩的能耗，本发明是传统直接萃取工艺所用溶剂的50%左右；（2）上层粗烟碱脱水干燥使用的无水硫酸钠可以从该工艺制备获取，无需另外购买；（3）该工艺符合节能减排的大政方针，工艺过程中因萃取及浓缩量大幅减少，也缩短了整个工艺的时间，间接提高了经济效益。

附图说明

图1是本发明硫酸烟碱制备高纯烟碱的生产流程图。

具体实施方式

下面通过具体实例阐述本发明的合成方法，其目的在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。

本发明制备高纯烟碱的生产工艺为：40%硫酸烟碱水溶液先用32%氢氧化钠水溶液中和，中和后体系降温，使溶液温度维持在5-10℃，静置；待析出的十水合硫酸钠沉淀完全后离心过滤，固体可用于无水硫酸钠的制备，滤液缓慢搅拌升温至80℃，静置等待分层；分层后收集上层烟碱，加入无水硫酸钠干燥除水，过滤后可得粗烟碱；下层水相使用6号溶剂油进行萃取，萃取浓缩后得粗烟碱；粗烟碱合并进入精馏釜进行精馏，得到高纯烟碱。

实施例1

1000l夹套反应釜内加入500l40%硫酸烟碱，然后加入175l32%naoh，常温搅拌15分钟后水循环冷却至体系维持在9℃，静置2.5小时。期间可稍加搅拌促进结晶沉淀。待沉淀完全后离心过滤，过滤所得粗品十水合硫酸钠可用于无水硫酸钠的制备。滤液于加热釜内缓慢搅拌加热至80℃，随后保持温度并停止搅拌，静置20分钟等待明显分层。上层有机层（约280l）分离出来并用20kg无水硫酸钠干燥。下层水相（约390l）用1200l的6号溶剂油进行萃取（离心萃取或盘式萃取），萃取液减压浓缩，溶剂回收，浓缩后的粗烟碱与上面的粗烟碱合并进行精馏。最终可得高纯烟碱约227公斤左右（烟碱含量大于99%），总回收率在96.5%（以40%硫酸烟碱所含纯烟碱量计）。

实施例2

1000l夹套反应釜内加入400l45%硫酸烟碱，然后加入140l35%naoh，常温搅拌15分钟后水循环冷却至体系维持在7℃，静置2.5小时；待沉淀完全后离心过滤，过滤所得粗品十水合硫酸钠用于无水硫酸钠的制备；滤液于加热釜内缓慢搅拌加热至82℃，随后保持温度并停止搅拌，静置20分钟等待明显分层。上层有机层约220l分离出来，并用20kg无水硫酸钠干燥。下层水相（约320l）用1000l的6号溶剂油进行萃取（离心萃取或盘式萃取），萃取液减压浓缩，溶剂回收，浓缩后的粗烟碱与上面的粗烟碱合并进行精馏。最终可得高纯烟碱约207公斤左右（烟碱含量大于99%），总回收率在97%（以45%硫酸烟碱所含纯烟碱量计）。

技术特征：

1.一种高纯烟碱的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）35~55%硫酸烟碱水溶液用25~35%氢氧化钠水溶液中和，中和后体系降温，使溶液温度维持在5-10℃，静置；

（2）待十水合硫酸钠沉淀析出完全后进行过滤；

（3）滤液升温至75-85℃，静置等待分层，分层后收集上层烟碱，干燥除水，过滤后可得粗烟碱；

（4）粗烟碱进行精馏得高纯烟碱。

2.根据权利要求1所述高纯烟碱的制备工艺，其特征在于：上述步骤（3）中，分层后对下层水相进行萃取，萃取浓缩后得粗烟碱。

3.根据权利要求1所述高纯烟碱的制备工艺，其特征在于：上述步骤（3）中，向烟碱中加入无水硫酸钠进行干燥除水。

技术总结
本发明公开了一种由硫酸烟碱制备高纯烟碱的新工艺，具体来说：35~55%硫酸烟碱水溶液用25~35%氢氧化钠水溶液中和，中和后体系降温，使溶液温度维持在5‑10℃，静置；待十水合硫酸钠沉淀析出完全后进行过滤；滤液升温至75‑85℃，静置等待分层，分层后收集上层烟碱，干燥除水，过滤后可得粗烟碱，粗烟碱进行精馏得高纯烟碱。本发明可大幅度减少萃取剂的用量和萃取液蒸发浓缩的能耗，节能减排，并缩短了工艺时间。

技术研发人员：王晨;宋一鸣;管玉雷;王洋洋;秦浩
受保护的技术使用者：西北大学
技术研发日：2021.01.09
技术公布日：2021.04.02