[发明专利]一种异佛尔酮腈亚胺加氢还原制备异佛尔酮二胺的方法

说明书

本发明涉及一种异佛尔酮腈亚胺加氢还原制备异佛尔酮二胺的方法，加氢还原在装有负载型碱性钴类催化剂的多段式鼓泡塔反应器中连续进行，异佛尔酮腈亚胺与氢气在每段反应器中依次逆流接触进行加氢还原反应，即得异佛尔酮二胺。该制备方法解决了返混问题，并进一步提高转化率以及产品顺反比。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种异佛尔酮腈亚胺加氢还原制备异佛尔酮二胺的方法。

背景技术

异佛尔酮二胺(Isophoronediamine，简称IPDA)，学名3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺，分子式C₁₀H₂₂N₂，分子量：170.3。IPDA是一种无色至淡黄色透明、略有氨味的液体，有顺式和反式两种异构体，商业上使用的IPDA的顺式/反式异构体比例约为75/25。IPDA可用于环氧树脂涂料的固化剂、交联剂，还可制备相应的二异氰酸酯-异佛尔酮二异氰酸酯(简称IPDI)，用于生产聚氨酯，在聚氨酯生产中作为交联剂、耦合剂、羟基稳定剂及特殊单体。

IPDA一般由3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮(俗称异佛尔酮腈，简称IPN)与氨反应形成3-氰基-3,5,5-三甲基环己基亚胺(俗称异佛尔酮腈亚胺，简称IPNI)，IPNI随后与氢气进行还原反应制得，在还原反应初期，低温有利于高顺反比异构体IPDA的形成。其中IPN的亚胺化反应一般以甲醇为溶剂，在催化剂作用下生成IPNI。IPN亚胺化生成IPNI技术成熟，但目前报道的IPNI还原反应存在反应压力高、操作复杂、副产物难以分离等问题。

关于IPNI还原反应的文献报道按反应方式的不同可分为三类：间歇釜式反应、连续滴流床反应和连续鼓泡床反应。

其中使用间歇釜式反应的文献报道如下：

美国专利US3352913中采用间歇釜式反应制备IPDA，其过程是将IPN、氨、氢气投入反应釜内，在120℃、15MPa下加热反应2小时，可以得到81.4％的IPDA收率，未提及产品顺反比。该法虽然压力相对其他专利有所降低，但是IPDA收率低，副产物多。

中国专利CN101768086A采用的是在间歇釜中使IPN、氨、甲酸水溶液在150℃下进行还原反应制备IPDA，该法虽然方法简便，不需要加入其他催化剂，但选择性低，所得到的反应液中，IPDA的气相含量仅在45～75％之间，未提及产品顺反比。

中国专利CN101386579A是在间歇高压釜或固定床中将IPN、氨、醇类或醚类溶剂、加氢催化剂和助催化剂在50～120℃、5～15MPa氢气压力条件下反应制得IPDA，最终得到的反应液中IPDA气相含量最高为96.5％，产物顺反异构体比率在73/27～82/18之间，但反应过程需要加入助催化剂有机碱或无机碱。

以上文献报道均采用间歇釜操作，其共同问题是每批生产都需要装料、升温、卸料、清洗等辅助操作过程，因此，生产效率低，质量难以控制。

有关使用连续滴流床反应的文献报道如下：

中国专利CN1561260A中采用的是连续滴流床反应器，氢化反应分成三阶段进行，其中第一阶段反应温度为90℃，第三阶段反应温度为130℃，反应过程在250巴的压力下进行。此方法得到的IPDA产品其顺反比率为75.8/24.2，收率为92.5％。

中国专利CN101260047A中介绍了一种IPDA制备方法，采用亚胺化和加氢还原两个反应器，其中加氢还原反应使用滴流床反应器，亚胺化反应温度50℃，加氢还原反应器为100℃，压力控制在252bar。实施例中得到的最高产品含量为98.7％，但未提及产品的顺反比。