吡啶及其衍生物的应用十分广泛,除用作溶剂外,还广泛应用于医药、农药、橡胶和染料等作为中间体。随着化学、医药、饲料等工业的发展,对吡啶及其衍生物的需求正日益增长。目前,吡啶及其衍生物的合成主要有传统的煤焦油分离法和现在的催化合成法。而煤焦油分离法由于产量低,产品品种少,质量差等原因,很难满足需要。因此,催化合成法就成为主要的生产方法。对这一合成技术,虽国外早已实现了工业化,但国内还未有自主知识产权的生产技术,还是从国外引进的,仍受制于国外厂商。因此,我国迫切需要拥有自主知识产权的吡啶系列产品的生产工艺,研发此项技术具有重要的意义。在目前的工业化生产中,催化合成的工艺主要是以甲醛、乙醛和氨气为原料通过缩合反应实现的。可通过改变原料中醛的种类或反应物的比例来调整产物的种类和产物的量。常用的催化剂主要是ZSM-5沸石分子筛。针对以甲醛、乙醛和氨气为原料合成吡啶及其衍生物的技术路线,本课题组于2005年开始进行催化剂及工艺条件的实验研究,并取得了初步的研究成果。在此基础上,本文进行了以下主要研究内容:(1)选用贵金属Pd改性的ZSM-5沸石分子筛作为醛氨缩合合成反应的催化剂,以甲醛、乙醛和氨气为原料进行了反应工艺的研究,确定了较佳的反应条件;并对催化剂进行了表征;(2)研究了产物的分离方法,确定了较好的分离方式;通过实验,得到了以下结果:(1)采用Pd-ZSM-5作催化剂,甲醛、乙醛和氨气为原料合成吡啶及其衍生物的较佳反应条件:反应温度:400℃～440℃,原料比:甲醛:乙醛:氨:水=1:1:4:14(mol),空速:1200h-左右。吡啶及其衍生物的总收率达到80%以上。Pd-ZSM-5沸石分子筛催化剂的寿命较长,对该反应是一优良的催化剂。(2)通过对比不同的分离方法,综合分析节能降耗等方面原因,采用KF饱和溶液进行萃取分离,吡啶及其衍生物的回收率均可达到97%以上,水的脱除率为88.12%以上。