[发明专利]二乙醇胺的还原胺化和所生成的产物混合物

说明书

本发明提供了二乙醇胺还原胺化形成包含哌嗪(PIP)和氨乙基乙醇胺(AEEA)的产物组合物的方法。具有过渡氧化铝/第二金属氧化物载体和催化金属混合物的催化剂用于所述反应，其产生低水平的非PIP和非AEEA副产物。

技术领域

本发明涉及线性烷醇胺利用具有酸性混合金属氧化物载体和在其上的催化金属的催化剂的还原胺化，和由此形成的产物混合物。

背景技术

烷基胺，例如亚乙基胺和烷醇胺，它们在工业中的许多用途是已知的。烷基胺可以概括地分为环状烷基胺和线性烷基胺子类。哌嗪(PIP)是环状化合物并且是亚乙基胺族的最简单的环状成员。哌嗪用于制造塑料和树脂(例如聚酰胺)、其他工业材料、杀虫化合物和药用化合物，例如驱肠虫剂。关于烷醇胺，氨乙基乙醇胺(AEEA)是具有理想的化学性质的有机碱，这使得它是合成其他化合物的有价值的中间体。AEEA的伯和仲胺基团，与羟基一起，组成了亚乙基胺和乙醇胺的特征。AEEA已经用于生产表面活性剂、织物柔软剂、纺织添加剂、燃料添加剂、螯合物和涂料。

用氨还原胺化线性烷醇胺二乙醇胺(DEA)是生产PIP和AEEA的一种方式。然而，DEA的还原胺化可以产生各种非PIP和非AEEA产物，它们可能经济价值较低、和/或较不可用于通过还原胺化的进一步加工。例如，美国专利No.3,682,919描述了通过使DEA在Ni-MgO(1:1)催化剂存在下进行还原胺化来制备PIP和AEEA的方法。DEA在Ni-MgO催化剂存在下，在225℃高温下与氨反应，DEA转化率为31％。DEA反应产物中的一个显著量是非PIP和非AEEA产物(9％单乙醇胺(MEA)、8％乙二胺(EDA)和10％其他胺，总共27％)。

本申请的发明人已经发现，这些非PIP和非AEEA产物的水平高得不理想，并且因此发现在用氨还原胺化DEA中显著改善对PIP和AEEA的选择性的创造性方法，同时保持理想的反应条件，包括适中的反应温度和反应物量。

发明内容

本公开总体上提供了可用于利用催化剂还原胺化二乙醇胺(DEA)的方法，所述催化剂具有酸性混合金属氧化物载体和固定在所述载体上的包括催化金属混合物的催化部分。利用如本文中描述的催化剂组合物还原胺化DEA形成包括哌嗪(PIP)和氨乙基乙醇胺(AEEA)的期望的产物组合物。

本发明的方法提供了许多优点。例如，本发明的催化剂组合物允许通过DEA的还原胺化高水平地生产目标PIP和AEEA产物，同时最小化非PIP和非AEEA产物的形成。在从DEA形成PIP和AEEA中这种改善的选择性，可以在可接受的氨/DEA比率(例如，～10:1)和温度、以及适度的DEA转化率下实现。因此，可以使用常规的操作设备(例如反应器设备)、操作条件(例如，时间、温度和流速)和反应物(例如氢气和氨)，同时仍然提供显著改善的产物混合物。此外，利用低于前面描述的DEA还原胺化为PIP和AEEA的方法的温度(例如低于200℃)，保留了催化剂的活性。还有，在还原胺化中产生的AEEA可以被再循环并进行另一个循环的还原胺化以产生额外的PIP作为反应产物。再有，所述方法还允许使用者利用在胺工业中可利用的DEA供应。

因此，本发明的一种实施方式是制造含PIP和AEEA组合物的方法。所述方法包括提供包含DEA的反应组合物的步骤。所述方法还包括使反应组合物在氨催化剂组合物存在下进行还原胺化反应的步骤。所述催化剂组合物包括载体部分和催化剂部分，所述载体部分包含含有过渡氧化铝和第二金属氧化物的酸性混合金属氧化物，和所述催化剂部分包含选自钴、镍和铜的第一金属，和选自铼、钌、铑、铂、钯和铱的第二金属。用氨还原胺化DEA形成在产物组合物中包含PIP和AEEA的产物。

本发明的另一种实施方式涉及通过本发明的方法，利用催化剂组合物以氨还原胺化DEA形成的产物组合物。在这种实施方式中，所述产物组合物包含PIP和AEEA，PIP和AEEA一起形成所述组合物中的大部分产物，并且其中AEEA的存在量(wt％)大于PIP。

发明详述