专利名称：将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法
技术领域：
本发明涉及将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法。
背景技术：
脂肪族二胺反应混合物通常包括许多杂质。这些杂质是所不期望的，并且应该从期望的二胺产物中分离从而满足某些所需的规格。尽管努力研究以改善分离期望的二胺产物的方法，仍然需要一种方法，通过该方法可经济地和以高产率制备脂环族二(氨基甲基) 化合物。
发明内容
本发明提供将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法， 和通过这种方法获得的脂肪族二胺。在一种实施方式中，本发明提供将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法，该方法包括以下步骤(1)将一种或多种脂环族氰基醛、氢、氨、任选的水、和任选的一种或多种溶剂进料到连续还原性氨化反应器系统中；( 使所述一种或多种脂环族氰基醛、氢、和氨在一种或多种非均相基于金属的催化剂系统存在下在80°c至约 1600C的温度和700至3500psig的压力相互接触；(3)由此形成产物混合物，该产物混合物包括一种或多种脂环族二胺、任选的一种或多种双环副产物、任选的一种或多种脂环族氨基腈、任选的一种或多种脂环族氨基醇、任选的一种或多种低聚的副产物、氨、水、氢、和任选的一种或多种溶剂；(4)从反应器系统中取出所述产物混合物；( 通过蒸馏从所述产物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氢、或其混合物；(6)通过蒸馏除去至少一部分所述水和所述一种或多种任选的溶剂；(7)通过蒸馏除去至少一部分一种或多种任选的双环副产物；(8)通过蒸馏除去一种或多种任选的脂环族氨基腈、一种或多种任选的脂环族氨基醇、和一种或多种任选的低聚的副产物；和(9)由此将所述一种或多种脂环族二胺从所述产物混合物中分离。在可供选择的实施方式中，本发明还提供根据本发明的方法生产的一种或多种脂
肪族二胺。在可供选择的实施方式中，本发明提供根据前述实施方式中任一项的分离一种或多种脂肪族二胺的方法，所不同的是一种或多种脂环族氰基醛选自1，3_氰基环己烷甲醛、1，4-氰基环己烷甲醛、其混合物、及其组合。在可供选择的实施方式中，本发明提供根据前述实施方式中任一项的分离一种或多种脂肪族二胺的方法，所不同的是一种或多种脂环族二胺是选自下组的二胺1，3- 二 (氨基甲基)环己烷，1，4_ 二(氨基甲基)环己烷，其组合，及其混合物。
为了说明本发明的目的，附图中示出了示例性的形式；但是，应该理解本发明不限于所示的精确排列和手段。图1是第一方案，其说明将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法的第一实施方式；图2是第二方案，其说明将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法的第二实施方式；图3是第三方案，其说明将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法的第三方案；和图4是第四方案，其说明将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法的第四方案。
具体实施例方式本发明提供将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法， 和通过这种方法获得的脂肪族二胺。根据本发明的将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法包括以下步骤(1)将一种或多种脂环族氰基醛、氢、氨、任选的水和任选的一种或多种溶剂进料到连续还原性氨化反应器系统中；( 使所述一种或多种脂环族氰基醛、氢、和氨在一种或多种非均相基于金属的催化剂系统存在下在80°c至约 160°C的温度和700至3500psig的压力相互接触；(3)由此形成产物混合物，所述产物混合物包括一种或多种脂环族二胺、任选的一种或多种双环副产物、任选的一种或多种脂环族氨基腈、任选的一种或多种脂环族氨基醇、任选的一种或多种低聚的副产物、氨、水、氢、和任选的一种或多种溶剂；(4)从反应器系统中取出所述产物混合物；( 通过蒸馏从所述产物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氢、或其混合物；(6)通过蒸馏除去至少一部分所述水和所述一种或多种任选的溶剂；(7)通过蒸馏除去至少一部分一种或多种任选的双环副产物；(8)通过蒸馏除去一种或多种任选的脂环族氨基腈，一种或多种任选的脂环族氨基醇，和一种或多种任选的低聚的副产物；和；(9)由此将所述一种或多种脂环族二胺从所述产物混合物中分离。一种或多种脂肪族二胺也可根据将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法生产。将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法可通过一系列连续的蒸馏塔或者多个间歇式蒸馏完成。如下文中所进一步详细描述的，该反应混合物可含有组分例如反应溶剂(例如，甲醇、叔丁醇、四氢呋喃、庚烷、异丙醇、其混合物、及其组合)，水，双环胺(BA)，双环亚胺(Bi)，双环二胺(BDA)，四种二胺异构体的混合物(1，3_顺式，1，3_反式，1，4_顺式，和1，4_反式二 (氨基甲基)环己烷)，氨基腈(AN)，氨基醇(AA)， 二聚体，三聚体，和其它重物质(heavies)。由于杂质的沸点范围，需要操作在各种压力和温
5度的一系列连续蒸馏塔或间歇式蒸馏操作来获得二胺产物的所需纯度。本发明也描述除去 BA杂质，这被高熔点弄得复杂化了。可通过添加助溶剂来保持整个蒸馏过程中BA可溶来完成BA的分离。添加助溶剂来溶解BA杂质消除了在蒸馏过程中形成固体，固体的形成可能给分离方法带来困难。用于BA溶解度的这些助溶剂包括但不限于叔丁醇，正丁醇，2-乙氧基乙醇，2-丙氧基乙醇，己醇，乙醇胺，丁基溶纤剂(BUITL CELL0S0LVE)，辛醇，环己胺，和环己烷甲基胺。BI与二胺产物形成二聚体，该二聚体由于平衡效果(equilibrium effect) 和操作条件而难以作为塔顶产品除去；但是，可使用蒸馏塔侧取料(distillation column side-draw)来除去BI组分。使用侧取料通过在塔中开始发生二聚体形成反应的点之前强制除去杂质而改善了 BI分离。在可供选择的实施方式中，可将根据本发明的分离方法应用到具有多组分混合物的反应产物中，该反应产物需要不同的蒸馏操作条件来获得必要的分离规格，所述多组分混合物具有各种性质。在另一可供选择的实施方式中，当添加助溶剂会有助于从蒸馏方法中除去高熔点组分，而无需冷冻时，也可应用根据本发明的分离方法。在另一可供选择的实施方式中，当组分会在较低温度(塔顶或冷凝器)反应形成高沸腾物时，根据本发明的分离方法可在反应性蒸馏过程中使用，反应性蒸馏会基本上将组分捕集在蒸馏塔中。根据本发明的分离方法提供一种可供选择的方法用于生产不同应用产品所需的两种纯度级别的二胺产物。脂环族二胺包括但不限于，进料到还原性氨化反应器系统中的一种或多种脂环族氰基醛(所述脂环族氰基醛选自3-氰基环己烷-1-甲醛，4-氰基环己烷-1-甲醛，其混合物，及其组合)，氢，和氨的的反应产物，所述还原性氨化反应器系统例如一个或多个连续反应器，一个或多个间歇式反应器，一个或多个半-间歇式反应器，或其组合；其中使所述一种或多种脂环族氰基醛、氢、和氨在一种或多种非均相基于金属的催化剂系统存在下在 80°C至约160°C的温度和700至3500psig的压力相互接触；和其中形成一种或多种脂环族二胺；和其中所述一种或多种脂环族二胺选自1，3_ 二(氨基甲基)环己烷、1，4_ 二(氨基甲基)环己烷、其组合、及其混合物。所述一种或多种脂环族氰基醛可选自3-氰基环己烷甲醛、4-氰基环己烷甲醛、其混合物、及其组合。3-氰基环己烷甲醛，CAS号50738-61-9，可具有以下结构和分子式
权利要求
1.将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法，所述方法包括以下步骤将一种或多种脂环族氰基醛、氢、氨、任选的水、和任选的一种或多种溶剂进料到还原性氨化反应器系统中；使所述一种或多种脂环族氰基醛、氢、和氨在一种或多种非均相基于金属的催化剂系统存在下在80°C至约160°C的温度和700至3500psig的压力相互接触；由此形成产物混合物，所述产物混合物包括一种或多种脂环族二胺、任选的一种或多种双环副产物、任选的一种或多种脂环族氨基腈、任选的一种或多种脂环族氨基醇、任选的一种或多种低聚的副产物、氨、水、氢、和任选的一种或多种溶剂；从反应器系统中取出所述产物混合物；通过蒸馏从所述产物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氢、或其混合物；通过蒸馏除去至少一部分所述水和所述一种或多种任选的溶剂；通过蒸馏除去至少一部分一种或多种任选的双环副产物；通过蒸馏除去一种或多种任选的脂环族氨基腈、一种或多种任选的脂环族氨基醇、和一种或多种任选的低聚的副产物；由此将所述一种或多种脂环族二胺从所述产物混合物中分离。
2.根据权利要求1的分离一种或多种脂肪族二胺的方法，其中所述一种或多种脂环族氰基醛选自1，3-氰基环己烷甲醛、1，4-氰基环己烷甲醛、其混合物、及其组合。
3.根据权利要求1的分离一种或多种脂肪族二胺的方法，其中所述一种或多种脂环族二胺选自1，3_ 二(氨基甲基)环己烷、1，4_ 二(氨基甲基)环己烷、其组合、及其混合物。
4.根据权利要求1的方法生产的一种或多种脂肪族二胺。
5.权利要求1的方法，其中所述还原性氨化反应器系统包括以串联、并联或其组合的方式连接的一个或多个连续反应器，间歇式反应器，半-间歇式反应器，或其组合。
6.权利要求1的方法，其中所述一种或多种非均相基于金属的催化剂系统包括选自下组的金属Co、Ni、Ru、Fe、Cu、Re、Pd、其氧化物、其混合物、及其组合。
7.权利要求1的方法，其中所述一种或多种非均相基于金属的催化剂系统是金属本体催化剂系统、海绵金属催化剂系统、负载型金属催化剂系统、其混合物、或其组合。
8.权利要求1的方法，其中所述一种或多种非均相基于金属的催化剂系统包括基于Co 的本体催化剂系统。
9.权利要求1的方法，其中所述一种或多种非均相基于金属的催化剂系统还包括一种或多种促进剂、一种或多种粘合剂，或一种或多种催化剂载体。
10.权利要求9的方法，其中所述一种或多种促进剂选自碱金属和碱土金属。
11.权利要求9的方法，其中所述一种或多种粘合剂包括氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、其混合物、或其组合。
12.权利要求9的方法，其中所述一种或多种催化剂载体包括氧化硅、氧化铝、氧化钛、 氧化锆、其混合物、或其组合。
13.权利要求1的方法，其中使所述一种或多种脂环族氰基醛、氢、和氨在一种或多种非均相基于金属的催化剂系统存在下在80°C至约160°C的温度和700至3500psig的压力相互接触。
14.根据权利要求4的一种或多种脂环族二胺，其中所述一种或多种脂环族二胺用作环氧树脂的固化剂，多元醇的引发剂，或者脂肪族多异氰酸酯的中间体。
15.根据权利要求1的方法，其中所述催化剂系统的空速为0.1至10.0每小时，其中空速定义为每小时一种或多种脂环族氰基醛的混合物的质量与催化剂的质量之比。
16.根据权利要求1的方法，其中催化剂寿命有助于所述一种或多种脂环族二胺与所述一种或多种非均相基于金属的催化剂系统的重量比大于300。
全文摘要
本发明提供一种将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法，和通过这种方法获得的脂肪族二胺。根据本发明的将还原性氨化反应溶剂和杂质与一种或多种脂肪族二胺分离的方法包括以下步骤(1)将一种或多种脂环族氰基醛、氢、氨、和任选的一种或多种溶剂进料到连续还原性氨化反应器系统中；(2)使所述一种或多种脂环族氰基醛、氢、和氨在一种或多种非均相基于金属的催化剂系统存在下在80℃至约160℃的温度和700至3500psig的压力相互接触；(3)由此形成产物混合物，所述产物混合物包括一种或多种脂环族二胺、任选的一种或多种双环副产物、任选的一种或多种脂环族氨基腈、任选的一种或多种脂环族氨基醇、任选的一种或多种低聚的副产物、氨、水、氢、和任选的一种或多种溶剂；(4)从反应器系统中取出所述产物混合物；(5)通过蒸馏从所述产物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氢、或其混合物；(6)通过蒸馏除去至少一部分所述水和所述一种或多种任选的溶剂；(7)通过蒸馏除去至少一部分一种或多种任选的双环副产物；(8)通过蒸馏除去一种或多种任选的脂环族氨基腈，一种或多种任选的脂环族氨基醇，一种或多种任选的低聚的副产物；和(9)由此将所述一种或多种脂环族二胺从所述产物混合物中分离。
文档编号C07C209/84GK102482198SQ201080037245
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月31日
发明者A.舒伊特曼, B.菲什, D.希克曼, D.琼, E.莫利特, G.戴尔, P.奥-扬, S.桑萨尼, S.费斯特, T.托伊赞 申请人:陶氏环球技术有限责任公司