[发明专利]一种制备3-氨甲基-3，5，5-三甲基环己胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脂肪族胺的制备方法，具体涉及对3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮氨化加氢制备3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法。 

背景技术

3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺（异佛尔酮二胺，简称IPDA）是制备3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯（异佛尔酮二异氰酸酯，简称IPDI）、聚酰胺等的原料，其还可以用作环氧树脂的固化剂。在工业规模上，3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺是通过3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮（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（异佛尔酮腈亚胺，简称亚胺，IPNI），IPNI随后与氢气在氨的存在下以催化方式进行还原胺化反应制得的。其反应流程如下：

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现有技术公开的专利文献中介绍了其已有的制备方法。如CN200780047535.2中介绍了一种制备IPDA的方法，采用5段反应器，其中前两段反应器为亚胺化反应器，反应温度70℃，反应压力230bar；后三段为加氢反应器，反应温度分别为70℃、80℃、120℃，操作压力均为230bar，IPDA收率最高可达93.3%-97%，3-氰基-3,5,5-三甲基环己基胺（简称氨基腈，IPAN）含量0.12%-0.4%，1,3,3-三甲基-6-氮杂双环[3.2.1]辛烷（简称双环仲胺）含量0.9%-2.1%；CN200810082485.8中介绍了一种制备IPDA的方法，采用亚胺化和加氢两个反应器，亚胺化反应器温度50℃，氢化反应器为100℃，压力控制在252bar，氨基腈含量0.18%；上述专利虽然均能够高收率（大于96%）的得到IPDA，但是高的操作压力导致了投资成本以及设备维护费用的增加，较早的专利US3352913中介绍了采用一步法制备IPDA的过程，将IPN、液氨、氢气投入反应釜内，120℃，15Mpa下加热2h，可以得到81.4%的收率，虽然压力相对于上两篇中国专利文献有所降低，但是IPDA收率低，且产生较多的副产物3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己醇（9.4%）。目前已有的制备IPDA的方法均存在下述缺陷：要想使IPDA存在较好的收率，操作压力会较高，在较低的压力下，收率不高，副产物多。IPDA制造过程中催化剂的处理能力与操作压力成正比关系，确切的讲，与氢气分压成正比。但是因为反应体系中的有氨存在，在反应温度下，具有较高的蒸汽压（125℃时10Mpa），导致了操作压力较高，设备投资增加；另外，因为无法提供较高的氢气分压，氨基腈含量普遍较高（0.1%以上），而氨基腈与IPDA通过简单的精馏无法分离，直接影响最终产品IPDA的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺的制备方法。在相对较低的压力下，可以实现较高的收率，降低副产，同时减少设备投资。

为实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

一种3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺的制备方法，所述方法包括如下步骤：

a）将3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮与氨形成的原料液进行反应，生成含有3-氰基-3,5,5-三甲基环己基亚胺的亚胺化反应液；

b）将步骤a）中所得含有3-氰基-3,5,5-三甲基环己基亚胺的亚胺化反应液在氢气、氨和加氢催化剂的存在下进行一段加氢反应，得到含3-氰基-3,5,5-三甲基环己胺的反应液；

c) 分离得自步骤b)中的所述含3-氰基-3,5,5-三甲基环己胺的反应液中的氨；

d）将经过步骤c)分离氨后的反应液在氢气和加氢催化剂的存在下进行二次加氢反应，得到3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺。

本发明中所述的“氨”可以是液氨或氨气或任何含氨溶液的形式。

根据本发明所述方法，步骤a）在20-100℃的温度和0.5-10MPa的压力下进行，优选在20-70℃的温度和1-10MPa的压力下进行，更优选在40-60℃的温度和2-5MPa的压力下进行。

根据本发明所述方法，步骤a）中，3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮（IPN）与氨进行亚胺化反应，反应过程可以使用催化剂，也可以不使用催化剂。如果使用催化剂，所述催化剂可以是酸性金属氧化物、无机离子交换树脂或者有机离子交换树脂，例如氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、二氧化硅、沸石等。

在步骤a）中，原料液的体积空速为0.05-100mL/（毫升催化剂·小时），优选0.1-40mL（毫升催化剂·小时），更优选1-30mL/（毫升催化剂·小时）。