【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法、催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺(俗称异佛尔酮二胺，简称ipda)主要用作环氧树脂的固化剂，其也可以作为聚氨酯生产中的交联剂、耦合剂和羟基稳定剂及特殊单体，同时也可以用于制备相应的异佛尔酮二异氰酸酯。ipda还可以用作聚酰胺聚合时的胺组分原料。此外，由于ipda易于改性，其改性产物在磁带粘合剂、软包装复合薄膜用粘合剂、油墨行业以及农药业、医药业都发挥着不可或缺的作用。
2、ipda通常通过异佛尔酮腈(简称ipn)氨化、氢化反应合成。氢化反应往往需要催化剂的加入，常用的加氢催化剂主要为负载型催化剂，常用的载体有硅基材料、氧化铝、活性炭等。而分子筛是常用的硅基材料载体，其具有以下优势：(1)分子筛载体具有规则、稳定的骨架结构和较高的比表面积，赋予了其较高的耐高温和水热稳定性，并确保活性金属的高度扩散以及反应物和产物的高效扩散，促进反应的迅速进行。(2)分子筛通过静电平衡作用铆定活性金属正离子，从而提高活性金属离子的稳定性。(3)由于静电稳定作用，分子筛上活性金属的负载量和分布，还可以通过高效匹配分子筛载体的硅铝比(硅铝分子筛中)或si含量(硅铝磷分子筛中)以及金属物种的负载量来进行调控，从而进一步改善催化剂的活性和水热稳定性。
3、中国授权专利cn114380699b公开了一种以zsm-5分子筛为载体，经过多次热浸渍、蒸发干燥提高活性组分(氧化钴等金属氧化物)的负载量，催化剂的制备工艺包括金属盐煅烧后
4、对于负载型催化剂，其负载金属活性成分的高分散度和高负载量往往难以兼得，当金属活性成分的负载量较高时，负载的活性成分往往容易聚集，难以高度均匀地分散，而聚集和不均匀分散会降低其催化活性，当金属活性成分的负载量很少时，虽然能够明显降低活性成分聚集的程度，但是金属活性成分含量不够，也会导致催化剂催化活性的明显降低。因此，对于负载型催化剂，如何控制活性成分含量高时不容易聚集，或者如何实现活性成分含量低时催化活性仍然保持较高是该领域一直努力的方向。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了一种改进的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，该方法使用新型催化剂，可以在使用少量活性成分的前提下明显提高目标产物的选择性和收率，且催化剂后处理简单。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，所述方法以异佛尔酮腈、液氨和氢气为原料，在催化剂的存在下进行反应，得到所述3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺，所述催化剂为负载型催化剂，且包括载体和负载在载体上的活性金属，所述载体为ceo2改性的分子筛，所述活性金属包括co和碱金属。
4、本专利技术中，碱金属是指锂(li)、钠(na)、钾(k)、铷(rb)、铯(cs)。
5、专利技术人经过研究发现，采用ceo2对分子筛进行改性，可以增大分子筛载体的表面积和孔径，使得载体上负载的活性金属组分在催化反应时暴露出更大的催化表面，进而提高催化效率，同时改性后的分子筛利用静电平衡作用锚定活性金属钴，提高金属活性组分的稳定性，还能降低分子筛酸密度的降低，以及负载的活性金属组分的聚集程度，提高其分散均匀度，更进一步提高催化剂的催化效率。此外，活性金属组分除了常规的钴之外，通过加入碱金属组分可以使得催化剂具有更高的异质氢活化能力和氢溢流强度，增加催化剂的结构稳定性，使其用于催化ipda合成时，明显提高ipda的收率和选择性，副产物例如脱氰基产物(主要为三甲基环己胺和三甲基环己醇等)的含量明显降低。
6、在一些实施方式中，所述碱金属为na或k。
7、在一些实施方式中，按照重量百分比，所述催化剂含有0.2％-1.0％的co、0.5％-2.5％的碱金属。
8、在一些实施方式中，按照重量百分比，所述催化剂含有0.2％-1.0％的co、0.8％-2.0％的碱金属。
9、在一些实施方式中，按照重量百分比，所述催化剂含有0.2％-1.0％的co、0.8％-2.0％的碱金属，所述碱金属为na或k。
10、在一些实施方式中，所述ceo2改性的分子筛中，ceo2的质量百分比为1.5％-35％。
11、在一些实施方式中，所述分子筛选自zsm-5分子筛、y型分子筛、beta分子筛、sba-15分子筛、ts-1分子筛、ti-mww分子筛中的一种或多种的组合。
12、在一些实施方式中，所述ceo2改性的分子筛由包括以下步骤的制备方法制备得到：将分子筛、铈盐溶液、碱进行沉淀反应，过滤、干燥、焙烧，得到所述ceo2改性的分子筛。
13、在一些实施方式中，所述铈盐选自硝酸铈、氯化铈、硫酸铈中的一种或多种的组合。
14、在一些实施方式中，所述碱选自氨水、碳酸氢钠、磷酸三铵中的一种或多种的组合。
15、在一些实施方式中，所述沉淀反应在ph为5-7的条件下进行。
16、在一些实施方式中，所述催化剂由包括以下步骤的制备方法制备得到：将所述ceo2改性的分子筛浸渍于钴盐和碱金属盐的混合溶液中，干燥、焙烧、还原，得到所述催化剂。
17、在一些实施方式中，所述钴盐选自硝酸钴、氯化钴、硫酸钴、碳酸钴中的一种或多种的组合。
18、在一些实施方式中，所述碱金属盐选自硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠、碳酸钾中的的一种或多种的组合。
19、在一些实施方式中，所述浸渍进行多次。
20、在一些实施方式中，所述还原在氢气氛围下进行。
21、在一些实施方式中，所述还原在固定床反应器中进行。
22、在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：
23、1)将所述催化剂装入固定床反应器中；
24、2)往所述固定床反应器中通入所述异佛尔酮腈、液氨和氢气，进行反应，得到所述3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺。
25、在一些实施方式中，所述催化剂的空时处理量为2.5～5mol/(l*h)。
26、在一些实施方式中，所述异佛尔酮腈的进料速率为100-400g/h，所述液氨的进料速率为500-1500g/h，所述氢气的进料速率为50-200l/h。
27、在一些实施方式中，所述反应的温度为80-160℃。
28、在一些实施方式中，所述反应的压力为10-50mpa。
29、在一些实施方式中，所述反应的时间为0.5-6h。
30、本专利技术还进一步提供上述催化剂。该催化剂可以在使用少量活性成分的前提下明显提高目标产物的选择性和收率，且用于催化反应后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，所述方法以异佛尔酮腈、液氨和氢气为原料，在催化剂的存在下进行反应，得到所述3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺，其特征在于：所述催化剂为负载型催化剂，且包括载体和负载在载体上的活性金属，所述载体为CeO2改性的分子筛，所述活性金属包括Co和碱金属。
2.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：按照重量百分比，所述催化剂含有0.2％-1.0％的Co、0.5％-2.5％的碱金属；和/或，所述碱金属为Na或K。
3.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：按照重量百分比，所述催化剂含有0.2％-1.0％的Co、0.8％-2.0％的碱金属，所述碱金属为Na或K。
4.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：所述分子筛选自ZSM-5分子筛、Y型分子筛、Beta分子筛、SBA-15分子筛、TS-1分子筛、Ti-MWW分子筛中的一种或多种的组合；和/或，所述CeO2改性的分子
5.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：所述CeO2改性的分子筛由包括以下步骤的制备方法制备得到：将分子筛、铈盐溶液、碱进行沉淀反应，过滤、干燥、焙烧，得到所述CeO2改性的分子筛。
6.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：所述催化剂由包括以下步骤的制备方法制备得到：将所述CeO2改性的分子筛浸渍于钴盐和碱金属盐的混合溶液中，干燥、焙烧、还原，得到所述催化剂。
7.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：所述催化剂的空时处理量为2.5-5mol/(L*h)；和/或，所述异佛尔酮腈的进料速率为100-400g/h，所述液氨的进料速率为500-1500g/h，所述氢气的进料速率为50-200L/h。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的催化剂。
10.一种权利要求9所述催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括将所述CeO2改性的分子筛浸渍于钴盐和碱金属盐的混合溶液中，干燥、焙烧、还原，得到所述催化剂的步骤。
11.根据权利要求10所述的催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括将分子筛、铈盐溶液、碱进行沉淀反应，过滤、干燥、焙烧，得到所述CeO2改性的分子筛的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，所述方法以异佛尔酮腈、液氨和氢气为原料，在催化剂的存在下进行反应，得到所述3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺，其特征在于：所述催化剂为负载型催化剂，且包括载体和负载在载体上的活性金属，所述载体为ceo2改性的分子筛，所述活性金属包括co和碱金属。
2.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：按照重量百分比，所述催化剂含有0.2％-1.0％的co、0.5％-2.5％的碱金属；和/或，所述碱金属为na或k。
3.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：按照重量百分比，所述催化剂含有0.2％-1.0％的co、0.8％-2.0％的碱金属，所述碱金属为na或k。
4.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：所述分子筛选自zsm-5分子筛、y型分子筛、beta分子筛、sba-15分子筛、ts-1分子筛、ti-mww分子筛中的一种或多种的组合；和/或，所述ceo2改性的分子筛中，ceo2的质量百分比为1.5％-35％。
5.根据权利要求1所述的合成3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法，其特征在于：所述ceo2改性的分子筛由包括以下步骤的...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛建拥，潘洪，郭霞，王会，陈泽露，杨方，
申请(专利权)人：山东新和成维生素有限公司，
类型：发明
国别省市：
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