專利名稱：將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法。
背景技術(shù)：
脂肪族二胺反應(yīng)混合物通常包括許多雜質(zhì)。這些雜質(zhì)是所不期望的，并且應(yīng)該從期望的二胺產(chǎn)物中分離從而滿足某些所需的規(guī)格。盡管努力研究以改善分離期望的二胺產(chǎn)物的方法，仍然需要一種方法，通過該方法可經(jīng)濟(jì)地和以高產(chǎn)率制備脂環(huán)族二(氨基甲基) 化合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法， 和通過這種方法獲得的脂肪族二胺。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法，該方法包括以下步驟(1)將一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、氨、任選的水、和任選的一種或多種溶劑進(jìn)料到連續(xù)還原性氨化反應(yīng)器系統(tǒng)中；( 使所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、和氨在一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)存在下在80°c至約 1600C的溫度和700至3500psig的壓力相互接觸；(3)由此形成產(chǎn)物混合物，該產(chǎn)物混合物包括一種或多種脂環(huán)族二胺、任選的一種或多種雙環(huán)副產(chǎn)物、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基腈、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基醇、任選的一種或多種低聚的副產(chǎn)物、氨、水、氫、和任選的一種或多種溶劑；(4)從反應(yīng)器系統(tǒng)中取出所述產(chǎn)物混合物；( 通過蒸餾從所述產(chǎn)物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氫、或其混合物；(6)通過蒸餾除去至少一部分所述水和所述一種或多種任選的溶劑；(7)通過蒸餾除去至少一部分一種或多種任選的雙環(huán)副產(chǎn)物；(8)通過蒸餾除去一種或多種任選的脂環(huán)族氨基腈、一種或多種任選的脂環(huán)族氨基醇、和一種或多種任選的低聚的副產(chǎn)物；和(9)由此將所述一種或多種脂環(huán)族二胺從所述產(chǎn)物混合物中分離。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的一種或多種脂
肪族二胺。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的分離一種或多種脂肪族二胺的方法，所不同的是一種或多種脂環(huán)族氰基醛選自1，3_氰基環(huán)己烷甲醛、1，4-氰基環(huán)己烷甲醛、其混合物、及其組合。在可供選擇的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的分離一種或多種脂肪族二胺的方法，所不同的是一種或多種脂環(huán)族二胺是選自下組的二胺1，3- 二 (氨基甲基)環(huán)己烷，1，4_ 二(氨基甲基)環(huán)己烷，其組合，及其混合物。


為了說明本發(fā)明的目的，附圖中示出了示例性的形式；但是，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所示的精確排列和手段。圖1是第一方案，其說明將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法的第一實(shí)施方式；圖2是第二方案，其說明將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法的第二實(shí)施方式；圖3是第三方案，其說明將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法的第三方案；和圖4是第四方案，其說明將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法的第四方案。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法， 和通過這種方法獲得的脂肪族二胺。根據(jù)本發(fā)明的將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法包括以下步驟(1)將一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、氨、任選的水和任選的一種或多種溶劑進(jìn)料到連續(xù)還原性氨化反應(yīng)器系統(tǒng)中；( 使所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、和氨在一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)存在下在80°c至約 160°C的溫度和700至3500psig的壓力相互接觸；(3)由此形成產(chǎn)物混合物，所述產(chǎn)物混合物包括一種或多種脂環(huán)族二胺、任選的一種或多種雙環(huán)副產(chǎn)物、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基腈、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基醇、任選的一種或多種低聚的副產(chǎn)物、氨、水、氫、和任選的一種或多種溶劑；(4)從反應(yīng)器系統(tǒng)中取出所述產(chǎn)物混合物；( 通過蒸餾從所述產(chǎn)物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氫、或其混合物；(6)通過蒸餾除去至少一部分所述水和所述一種或多種任選的溶劑；(7)通過蒸餾除去至少一部分一種或多種任選的雙環(huán)副產(chǎn)物；(8)通過蒸餾除去一種或多種任選的脂環(huán)族氨基腈，一種或多種任選的脂環(huán)族氨基醇，和一種或多種任選的低聚的副產(chǎn)物；和；(9)由此將所述一種或多種脂環(huán)族二胺從所述產(chǎn)物混合物中分離。一種或多種脂肪族二胺也可根據(jù)將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法生產(chǎn)。將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法可通過一系列連續(xù)的蒸餾塔或者多個(gè)間歇式蒸餾完成。如下文中所進(jìn)一步詳細(xì)描述的，該反應(yīng)混合物可含有組分例如反應(yīng)溶劑(例如，甲醇、叔丁醇、四氫呋喃、庚烷、異丙醇、其混合物、及其組合)，水，雙環(huán)胺(BA)，雙環(huán)亞胺(Bi)，雙環(huán)二胺(BDA)，四種二胺異構(gòu)體的混合物(1，3_順式，1，3_反式，1，4_順式，和1，4_反式二 (氨基甲基)環(huán)己烷)，氨基腈(AN)，氨基醇(AA)， 二聚體，三聚體，和其它重物質(zhì)(heavies)。由于雜質(zhì)的沸點(diǎn)范圍，需要操作在各種壓力和溫
5度的一系列連續(xù)蒸餾塔或間歇式蒸餾操作來獲得二胺產(chǎn)物的所需純度。本發(fā)明也描述除去 BA雜質(zhì)，這被高熔點(diǎn)弄得復(fù)雜化了?？赏ㄟ^添加助溶劑來保持整個(gè)蒸餾過程中BA可溶來完成BA的分離。添加助溶劑來溶解BA雜質(zhì)消除了在蒸餾過程中形成固體，固體的形成可能給分離方法帶來困難。用于BA溶解度的這些助溶劑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，丁基溶纖劑(BUITL CELL0S0LVE)，辛醇，環(huán)己胺，和環(huán)己烷甲基胺。BI與二胺產(chǎn)物形成二聚體，該二聚體由于平衡效果(equilibrium effect) 和操作條件而難以作為塔頂產(chǎn)品除去；但是，可使用蒸餾塔側(cè)取料(distillation column side-draw)來除去BI組分。使用側(cè)取料通過在塔中開始發(fā)生二聚體形成反應(yīng)的點(diǎn)之前強(qiáng)制除去雜質(zhì)而改善了 BI分離。在可供選擇的實(shí)施方式中，可將根據(jù)本發(fā)明的分離方法應(yīng)用到具有多組分混合物的反應(yīng)產(chǎn)物中，該反應(yīng)產(chǎn)物需要不同的蒸餾操作條件來獲得必要的分離規(guī)格，所述多組分混合物具有各種性質(zhì)。在另一可供選擇的實(shí)施方式中，當(dāng)添加助溶劑會(huì)有助于從蒸餾方法中除去高熔點(diǎn)組分，而無需冷凍時(shí)，也可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的分離方法。在另一可供選擇的實(shí)施方式中，當(dāng)組分會(huì)在較低溫度(塔頂或冷凝器)反應(yīng)形成高沸騰物時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的分離方法可在反應(yīng)性蒸餾過程中使用，反應(yīng)性蒸餾會(huì)基本上將組分捕集在蒸餾塔中。根據(jù)本發(fā)明的分離方法提供一種可供選擇的方法用于生產(chǎn)不同應(yīng)用產(chǎn)品所需的兩種純度級別的二胺產(chǎn)物。脂環(huán)族二胺包括但不限于，進(jìn)料到還原性氨化反應(yīng)器系統(tǒng)中的一種或多種脂環(huán)族氰基醛(所述脂環(huán)族氰基醛選自3-氰基環(huán)己烷-1-甲醛，4-氰基環(huán)己烷-1-甲醛，其混合物，及其組合)，氫，和氨的的反應(yīng)產(chǎn)物，所述還原性氨化反應(yīng)器系統(tǒng)例如一個(gè)或多個(gè)連續(xù)反應(yīng)器，一個(gè)或多個(gè)間歇式反應(yīng)器，一個(gè)或多個(gè)半-間歇式反應(yīng)器，或其組合；其中使所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、和氨在一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)存在下在 80°C至約160°C的溫度和700至3500psig的壓力相互接觸；和其中形成一種或多種脂環(huán)族二胺；和其中所述一種或多種脂環(huán)族二胺選自1，3_ 二(氨基甲基)環(huán)己烷、1，4_ 二(氨基甲基)環(huán)己烷、其組合、及其混合物。所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛可選自3-氰基環(huán)己烷甲醛、4-氰基環(huán)己烷甲醛、其混合物、及其組合。3-氰基環(huán)己烷甲醛，CAS號50738-61-9，可具有以下結(jié)構(gòu)和分子式
權(quán)利要求
1.將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法，所述方法包括以下步驟將一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、氨、任選的水、和任選的一種或多種溶劑進(jìn)料到還原性氨化反應(yīng)器系統(tǒng)中；使所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、和氨在一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)存在下在80°C至約160°C的溫度和700至3500psig的壓力相互接觸；由此形成產(chǎn)物混合物，所述產(chǎn)物混合物包括一種或多種脂環(huán)族二胺、任選的一種或多種雙環(huán)副產(chǎn)物、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基腈、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基醇、任選的一種或多種低聚的副產(chǎn)物、氨、水、氫、和任選的一種或多種溶劑；從反應(yīng)器系統(tǒng)中取出所述產(chǎn)物混合物；通過蒸餾從所述產(chǎn)物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氫、或其混合物；通過蒸餾除去至少一部分所述水和所述一種或多種任選的溶劑；通過蒸餾除去至少一部分一種或多種任選的雙環(huán)副產(chǎn)物；通過蒸餾除去一種或多種任選的脂環(huán)族氨基腈、一種或多種任選的脂環(huán)族氨基醇、和一種或多種任選的低聚的副產(chǎn)物；由此將所述一種或多種脂環(huán)族二胺從所述產(chǎn)物混合物中分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的分離一種或多種脂肪族二胺的方法，其中所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛選自1，3-氰基環(huán)己烷甲醛、1，4-氰基環(huán)己烷甲醛、其混合物、及其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的分離一種或多種脂肪族二胺的方法，其中所述一種或多種脂環(huán)族二胺選自1，3_ 二(氨基甲基)環(huán)己烷、1，4_ 二(氨基甲基)環(huán)己烷、其組合、及其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的一種或多種脂肪族二胺。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述還原性氨化反應(yīng)器系統(tǒng)包括以串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的方式連接的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)反應(yīng)器，間歇式反應(yīng)器，半-間歇式反應(yīng)器，或其組合。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)包括選自下組的金屬Co、Ni、Ru、Fe、Cu、Re、Pd、其氧化物、其混合物、及其組合。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)是金屬本體催化劑系統(tǒng)、海綿金屬催化劑系統(tǒng)、負(fù)載型金屬催化劑系統(tǒng)、其混合物、或其組合。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)包括基于Co 的本體催化劑系統(tǒng)。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)還包括一種或多種促進(jìn)劑、一種或多種粘合劑，或一種或多種催化劑載體。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述一種或多種促進(jìn)劑選自堿金屬和堿土金屬。
11.權(quán)利要求9的方法，其中所述一種或多種粘合劑包括氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、其混合物、或其組合。
12.權(quán)利要求9的方法，其中所述一種或多種催化劑載體包括氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、 氧化鋯、其混合物、或其組合。
13.權(quán)利要求1的方法，其中使所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、和氨在一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)存在下在80°C至約160°C的溫度和700至3500psig的壓力相互接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求4的一種或多種脂環(huán)族二胺，其中所述一種或多種脂環(huán)族二胺用作環(huán)氧樹脂的固化劑，多元醇的引發(fā)劑，或者脂肪族多異氰酸酯的中間體。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述催化劑系統(tǒng)的空速為0.1至10.0每小時(shí)，其中空速定義為每小時(shí)一種或多種脂環(huán)族氰基醛的混合物的質(zhì)量與催化劑的質(zhì)量之比。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中催化劑壽命有助于所述一種或多種脂環(huán)族二胺與所述一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)的重量比大于300。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法，和通過這種方法獲得的脂肪族二胺。根據(jù)本發(fā)明的將還原性氨化反應(yīng)溶劑和雜質(zhì)與一種或多種脂肪族二胺分離的方法包括以下步驟(1)將一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、氨、和任選的一種或多種溶劑進(jìn)料到連續(xù)還原性氨化反應(yīng)器系統(tǒng)中；(2)使所述一種或多種脂環(huán)族氰基醛、氫、和氨在一種或多種非均相基于金屬的催化劑系統(tǒng)存在下在80℃至約160℃的溫度和700至3500psig的壓力相互接觸；(3)由此形成產(chǎn)物混合物，所述產(chǎn)物混合物包括一種或多種脂環(huán)族二胺、任選的一種或多種雙環(huán)副產(chǎn)物、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基腈、任選的一種或多種脂環(huán)族氨基醇、任選的一種或多種低聚的副產(chǎn)物、氨、水、氫、和任選的一種或多種溶劑；(4)從反應(yīng)器系統(tǒng)中取出所述產(chǎn)物混合物；(5)通過蒸餾從所述產(chǎn)物混合物中除去至少一部分所述氨、所述氫、或其混合物；(6)通過蒸餾除去至少一部分所述水和所述一種或多種任選的溶劑；(7)通過蒸餾除去至少一部分一種或多種任選的雙環(huán)副產(chǎn)物；(8)通過蒸餾除去一種或多種任選的脂環(huán)族氨基腈，一種或多種任選的脂環(huán)族氨基醇，一種或多種任選的低聚的副產(chǎn)物；和(9)由此將所述一種或多種脂環(huán)族二胺從所述產(chǎn)物混合物中分離。
文檔編號C07C209/84GK102482198SQ201080037245
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者A.舒伊特曼, B.菲什, D.?？寺? D.瓊, E.莫利特, G.戴爾, P.奧-揚(yáng), S.桑薩尼, S.費(fèi)斯特, T.托伊贊 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司