酸催化劑樹脂應用于酯化反應、縮合反應
隨著離子交換技術的不斷發展離子交換樹脂已被廣泛應用于工業水處理、濕法冶金、藥物分離提純、有機物凈化提純、工業催化等領域。
固體酸催化劑樹脂的應用介紹:
1、作為加成反應催化劑應用
烯烴與醇類的加成生成醚的反應是樹脂催化劑應用最多的領域。其中甲醇與混合碳四中的異丁烯反應合成甲基叔丁基醚(MTBE)是樹脂催化劑使用也是用量最多的領域,目前國內的MTBE產能在1800 萬t/a,年消耗樹脂催化劑近5000t。此外調整該工藝可實現混合碳四中的異丁烯和正丁烯的有效分離,是生產丁烯-1的有效方法。
近幾年來隨著汽油升級提質的要求輕汽油醚化的裝置建設數量增加較快。輕汽油醚化主要是將汽油組份中的碳五、碳六叔碳烯烴與甲醇進行反應得到相應的醚化產物,從而達到降低汽油的烯烴含量、提供辛烷值的雙重目的。此外樹脂催化劑在異丁烯與乙醇反應生成乙基叔丁基醚(ETBE),異戊烯與甲醇反應生成甲基叔戊基醚(TAME)、異丁烯與乙二醇反應生成乙二醇單叔丁基醚等反應中均得到廣泛應用。
樹脂催化劑應用于烯烴與酸類的加成生成酯的反應。如正丁烯(工業中的實際原料為混合碳四經MTBE合成反應后的未反應碳四,通常稱為醚后碳四)與醋酸反應合成醋酸仲丁酯,丙烯與醋酸反應合成醋酸異丙酯。
樹脂催化劑應用于烯烴與水加成生成各類醇的反應。如正丁烯(工業中的實際原料為混合碳四經MTBE合成反應后的未反應碳四,通常稱為醚后碳四)水合生成仲丁醇,丙烯水合生成異丙醇,以上兩個反應的反應溫度較高,都使用了耐溫性的樹脂催化劑。異丁烯水合生產叔丁醇(TBA)的反應也采用了樹脂催化劑。
2、酯化反應
丙烯酸與甲醇反應合成丙烯酸甲酯、丙烯酸與乙醇反應合成丙烯酸乙酯的工業生產全都采用樹脂催化劑,丙烯酸與丁醇反應生成丙烯酸丁酯的部分工業裝置采用了樹脂催化劑,還有部分裝置仍采用濃硫酸做催化。碳四法合成甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸與甲醇的酯化反應、乙二醇二醋酸酯、乙酸乙酯的工業生產均有樹脂催化劑的應用。
3、醚化反應
兩套丙烯與異丁烷共氧化生產環氧丙烷項目副產大量叔丁醇,采用大孔強酸性樹脂催化劑與甲醇反應生成MTBE來消化部分副產。二甲醚的生產過程使用了大孔強酸性樹脂催化劑。
4、1,4-丁二醇(BDO)有多種生產工藝
其中英國戴維(Davy)工藝技術公司開發的順酐酯化加氫工藝,該方法首先將順酐與一元醇(甲醇或乙醇等)進行酯化反應生成順丁烯二酸二酯,然后進行加氫水解得到1,4-丁二醇。其中的第1步反應順酐酯化采用了DZH型樹脂催化劑進行催化反應,在國內得到工業化應用。
5、分子內的脫水反應
如叔丁醇脫水制高純異丁烯,傳統高純異丁烯的生產是采用MTBE裂解法。特別是煙臺萬華和南京亨斯邁引進的兩套丙烯與異丁烷共氧化生產環氧丙烷項目的副產叔丁醇,含量較高,且價格較低,使叔丁醇脫水制高純異丁烯比傳統MTBE裂解法更具優勢。該工藝采用了樹脂催劑催化精餾技術。
6、雙功能基團樹脂催化劑的應用
在樹脂催化劑的母體上引入兩種活性中心,如在大孔強酸樹脂催化劑上引入貴金屬鈀基團,并保留部分酸性活性中心制得的鈀樹脂催化劑,既有酸性催化活性中心,又具有貴金屬鈀的催化活性中心。該樹脂催化劑被成功應用于丙酮一步法合成甲基異丁基酮(MIBK)的工業生產中。
7、縮合反應
如甲醇與甲醛反應合成甲縮醛、甲縮醛或多聚甲醛與醇進一步縮合合成DMMn(聚甲氧二甲醚)
;苯酚與丙酮縮合合成雙酚A,這個反應應用的樹脂催化劑是巰基化了的強酸樹脂催化劑,與通常的強酸樹脂催化劑有不同之處。
酸催化劑樹脂應用于酯化反應、縮合反應
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