用于制备3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法_2

文档序号:9446513阅读:来源:国知局
Pa、优选5-30MPa的压力进 行。还可能的是,氨化反应在亚胺化阶段中已经提到的溶剂的存在下进行。使用溶剂明显 的优势是,氨化反应可W在0. 3-lOMPa的较低压力下进行。
[0027] 用于氨化反应所需的氨要么可W过量的,例如至多10000摩尔当量输送至反应 器,要么仅W运样的量输送,使得补偿通过反应消耗的氨W及溶解在产物料流中离开反应 器的氨部分。在连续操作方式下,氨气可同流或逆流的形式被输送。
[0028] 在一种优选的实施方案中,氨化作用在液态氨作为溶剂下进行。每MolIPN使用 1-500MO1氨,优选5-200MO1,特别优选为5-lOOMol。合乎目的地,至少使用在之前的亚胺化 中设定的氨量。但是,氨量也可W在氨化反应前通过添加额外的氨来提高到所希望的值。
[0029] 原则上所有的催化用氨来氨化腊基团和/或亚胺基团的氨化反应的催化剂都可 W用作催化剂。尤其适合的是儀,铜,铁,钮,锭,钉和/或钻催化剂,非常优选钉和钻催化 剂。为提高反应性,选择性和/或使用时间,催化剂可W含有其它的渗杂金属或其它的改性 剂。典型的渗杂金属为例如齡^6、4旨、化、化、¥、6曰、111、81、1'1、2'和胞^及稀±。典型 的改性剂例如那些依靠其可W对催化剂的酸碱性产生影响的改性剂,优选碱金属和碱±金 属或者其化合物,优选Mg和Ca化合物,W及憐酸或硫酸及它们的化合物。
[0030] 催化剂可粉末或成形体形式,例如挤出物或压制的粉末使用。能够使用全接 触剂、阮内型催化剂或负载型催化剂。优选阮内型催化剂或负载型催化剂。适合的负载材料 有例如二氧化娃,氧化侣,娃侣酸盐,二氧化铁,二氧化错,娃藻上,侣-娃混合氧化物,氧化 儀和活性炭。活性金属可本领域技术人员已知的方式施加到负载材料上,例如通过浸 溃,喷射或沉淀。根据催化剂生产的种类,其它本领域技术人员已知的制备步骤是必须的, 如干燥,般烧,成型和活化。为了成型可W任选地添加其他助剂例如石墨或硬脂酸儀。所使 用的氨化催化剂需要的体积取决于必须要维持的依赖于工作压力,溫度,浓度和催化剂活 性的LHSV值(液体体积空速),W确保所使用的IPN的尽可能完全的氨化。通常在使用优选 使用的由IPN、氨和氨组成的混合物时,LHSV值为0. 5-4升IPN/氨混合物每升催化剂和每 小时,优选为1-3 1心1?。/hi。
[0031] 优选的是,有待使用的氨化催化剂在其用于氨化之前首先用氨调理。为此,让所述 催化剂同氨或氨和一种或多种溶剂的混合物相接触。优选在将催化剂安装到氨化反应器之 后进行调理,但是也可W在催化剂安装前调理。为了调理,使用0. 2-3,优选0. 5-2m3氨每 m3催化剂每小时。通常在20-150°C,优选40-130°C的溫度进行处理。特别优选的是经历溫 度坡度,在开始时催化剂在适度升高的溫度(优选20-5(TC巧日热,慢慢升高至后面的氨化反 应期望的反应溫度,优选升高至20-150°C。调理优选在氨存在下进行,其中所使用的氨在反 应器中的分压为0.l-50MPa,优选5-40MPa,特别优选10-30MPa。调理的时间跨度依赖于所 使用的氨的量,并且优选为l-48h,特别优选为12-24h。
[0032] 在优选的两阶段工艺中,含有异佛尔酬腊亚胺的混合物借助于成型的氨化催化剂 在第二阶段中氨化。输送到氨化阶段中的混合物可W直接是在第一阶段中用氨来亚胺化 IPN产生的混合物,或者在上述混合物经添加或去除组分如氨,有机溶剂,碱,助催化剂,氯 化物盐,氨氯酸和/或水之后得到的那些。氨化反应优选在固定床反应器内连续进行,其能 够W滴流方式或底部方式运转。适合的反应器类型例如竖炉、冷管反应器Olordenreaktor) 或管束反应器。还可能的是,对于氨化反应,先后连接多个固定床反应器,其中所述反应器 的每一个可选择地W滴流床和底部方式的形式运转。
[0033] 除了之前提到的输送到所述亚胺化阶段的混合物的组分之外,所述混合物还可含 有由滴流床反应器抽出的反应混合物的蒸馈后处理得到的比IPDA更高或更低沸点的馈 分。运种类型的馈分除残余的IPDA外还含有运样的副产物,其可W在反应条件下重新形成 IPDA。尤其有利的是,沸点高于IPDA的馈分(其除了残余的IPDA外,含有2-氮杂-4,6,6-S 甲基双环巧.2. 1]-辛烧作为主要产物)被返回。同样尤其有利的是,未完全转化的IPN,尤 其是含异佛尔酬氨基腊的馈分,被返回。运些返回,如果期望的话,也可W直接被添加到输 送至氨化阶段的反应混合物。
[0034] 在IPN或异佛尔酬腊亚胺氨化过程中可W形成两种不同的立体异构体。通过在氨 化步骤中溫度曲线的选择可W影响异构体比例。例如可能的是,含有IPN或异佛尔酬腊亚 胺的混合物首先在20-90°C溫度部分氨化,随后反应在第二步骤中在90-150°C的溫度范围 完全化。通过在第一步骤中保持相对较低的反应溫度可W将选择性向有利于顺式异构体的 方向推移。另外,在反应开始时保持相对较低的反应溫度好处是,热力学不稳定的异佛尔酬 腊亚胺尤其溫和地被氨化,并且由此抑制副反应。中间形成的异佛尔酬氨基腊热力学明显 更稳定,因此可W在更高溫度下氨化,而不必担屯、会产生其它副反应。不期望的副反应还包 括解离出HCN。根据本发明方法,一定的氯根离子浓度对氨化阶段的选择性产生积极影响。 当氯根离子从开始已经在氨化阶段中存在,而不是在氨化期间才产生的时候,运种效果尤 其凸显。因此避免氨化阶段中解离出HCN。
[0035] 所期望的溫度曲线的实现例如可W通过两个或更多个彼此隔开可加热的反应器 先后连接来实现。还可能的是,上升的溫度曲线只在一个氨化反应器中实现。特别优选的 是氨化反应在绝热运行的滴流床反应器中进行,其中反应混合物在20-90°C的溫度输送至 反应器,并且由于产生的和由反应混合物引入的反应热再W90-150°C离开。
[0036] 离开氨化反应的反应混合物W常见方法再次被纯化,W得到具有所需品质的 IPDA。其中所有的常规分离方法,如蒸馈,减压蒸发,结晶,萃取,吸着,渗透,相分离或前述 的组合都可W采用。纯化可W连续地,批次地、单阶段或多阶段地、在真空中或在压力作用 下进行。例如在进一步的纯化过程中被分离的可能的组分,为氨,氨、水W及在由IPN生产 IPDA产生的副产物,如氨化的HCN排除产物或IPN的杂质,甲基化的副产物和/或未完全氨 化的中间产物。
[0037] 纯化优选通过蒸馈在压力和/或真空下W多个步骤实现。为此可使用任意的具有 或不具有内嵌件的蒸馈塔例如分馈塔,分隔壁,不规则的内嵌件或堆料,规则的内嵌件或填 料,具有或不具有强制输送装置的塔板。
[0038] 在第一步骤中尤其是氨,惰性气体,氨,易沸腾的杂质和任选的水在一个或多个蒸 馈塔中完全或部分分离。此外分离优选在小于反应步骤中的压力进行。如果在多个蒸馈步 骤中进行分离,有利的是,所述压力逐步下降。非常特别优选的是,在高于1bar压力并且 塔底溫度为0-20(TC进行分离。使用汽提气体用于分离易沸腾的杂质可能是有利的。尤其 是氨和氨气W及部分易沸腾杂质可W完全或部分返回到方法(反应)中。易沸腾杂质和任选 的氨和氨组分被供给至热利用。
[0039] 在第二步骤中,其它易沸腾的杂质,水和高沸点的杂质完全或部分被分离。其可W 在一个或多个蒸馈塔中实现。其中水同有机的、易沸腾的杂质,W及任选的IPDA组分通过 塔顶蒸馈掉并且在冷凝后分离成水相和有机相。在运里可W将有机相作为回流部分返回至 塔中。如果蒸馈的第二步骤在单一塔中进行(例如隔壁塔),因此通过侧料流获得具有期望 纯度的IPDA,而在塔底产生高沸点的杂质。如果分离通过两个或多个阶段进行,IPDA在塔 顶获得。易沸腾和高沸点的杂质W及水的分离优选在lOOPa-0. 〇999MPa低压和50-300°C塔 底溫度实现。全部的副产物都可W被输送至热利用。
[0040] 本发明的特征尤其在于,同迄今的现有技术不同,IPN至IPDA的还原胺化的选择 性的最大化不是通过氯根离子浓度明确的最小化实现的。确切的说,基于所用IPN的质量, 200ppmw的最小浓度对于IPNI至IPDA氨化的选择性是必需的。尤其是IPN至IPDA还原 氨化时主要的副产物双环化合物2-氮杂-4,6,6-=甲基双环巧.2. 1]-辛烧的形成明显降 低,其通过IPAN胺基的分子内亲核进攻在腊基的碳原子上形成。
[0041] 实施例1和2示出两种可比较的试验设定,其区别仅在于进料中的氯根离子浓度。 明显的是,通过计量添加对应于lOOOppmwHC
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