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催化劑樹脂在行業(yè)中都有什么應(yīng)用？
點(diǎn)擊次數(shù)：4269 更新時(shí)間：2019-05-15
催化劑樹脂作為固體酸、堿催化劑與均相溶液中的硫酸、鹽酸、氫氧化鈉(鉀)這些常規(guī)的酸、堿催化劑的作用是一樣的。
樹脂固載的酸堿催化劑與用硅膠、氧化鋁、硅鋁酸鹽或沸石這些無(wú)機(jī)載物與催化活性部位接近，有利的微環(huán)境甚至可以用假均相的反應(yīng)體系來(lái)處理;而后者在液相或氣相反應(yīng)中，則是真正的非均相體系。因此，在某種意義上說(shuō)，樹脂的催化性能介于低分子量的酸、堿均相體系和無(wú)機(jī)固體酸、堿催化體系之間。
隨著樹脂的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，樹脂催化劑作為固體酸堿催化劑在醚化和醚鍵裂解反應(yīng)、水合反應(yīng)、酯化反應(yīng)、縮合和環(huán)化反應(yīng)等領(lǐng)域中的應(yīng)用也得到不斷地發(fā)展。
樹脂催化劑的應(yīng)用
1、醚化和醚鍵裂解反應(yīng)領(lǐng)域
目前，我國(guó)樹脂催化劑應(yīng)用較多的領(lǐng)域主要是醚化和醚鍵裂解反應(yīng)領(lǐng)域、水合反應(yīng)領(lǐng)域、酯化反應(yīng)領(lǐng)域、縮合和環(huán)化反應(yīng)領(lǐng)域等。目前大量使用的強(qiáng)酸樹脂催化劑，主要應(yīng)用于工業(yè)上由低分子量的醇 (一般為甲醇)與C4～C5的叔碳烯烴 (一般為異丁烯)反應(yīng)生成高辛烷值的汽油添加劑甲基叔丁基醚 (MTBE)。
2010年我國(guó) MTBE的產(chǎn)能大約為558萬(wàn)t/a，預(yù)計(jì)到2013 年，MTBE的產(chǎn)能將達(dá)到 992 萬(wàn)t/a。2006年我國(guó)汽油 MTBE添加劑合成領(lǐng)域醚化樹脂催化劑的消費(fèi)量為1448t，2010年增長(zhǎng)到了3454t。隨著下游 MTBE產(chǎn)量的迅速增長(zhǎng)，醚化樹脂催化劑的市場(chǎng)需求量也將迅速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2015年市場(chǎng)需求量將增長(zhǎng)到1.55萬(wàn)t。
除了高辛烷值汽油的添加劑MTBE需要大量使用強(qiáng)酸樹脂催化劑外，未來(lái)輕汽油醚化領(lǐng)域?qū)γ鸦瘶渲呋瘎┑男枨髮⑸仙礁又匾牡匚?。未?lái)我國(guó)生產(chǎn)的汽油中大約有40%需要通過(guò)醚化樹脂催化劑進(jìn)行醚化加工。
另外磺酸樹脂對(duì)醚的裂解反應(yīng)也有良好的催化作用。如磺酸樹脂在一定的MTBE濃度下會(huì)出現(xiàn)大的反應(yīng)活性，這主要來(lái)自MTBE對(duì)甲醇和烯的競(jìng)爭(zhēng)性共吸附作用。2010年我國(guó)MTBE裂解領(lǐng)域需要的樹脂催化劑達(dá)到了1180 t，預(yù)計(jì)到2015年需求量將增長(zhǎng)到1790 t。
2、水合反應(yīng)領(lǐng)域
在強(qiáng)酸樹脂催化下烯烴可直接與水發(fā)生加成反應(yīng)生成醇。丙烯水合制異丙醇用酸樹脂催化比用無(wú)機(jī)酸催化能在更為溫和的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
近年來(lái)，C4和C5的烯烴異構(gòu)體樹脂催化水合制酮類、仲醇、叔醇的研究有許多報(bào)道。如正丁烯水合制備甲乙酮，丙烯水合制備異丙醇，異丁烯水合制叔丁醇1-丁烯和2-丁烯水合得到2-丁醇等。
3、縮合和環(huán)化反應(yīng)領(lǐng)域
用強(qiáng)酸樹脂催化法由苯酚與丙酮縮合合成雙酚A，可以避免常法使用硫酸和氯化氫催化法對(duì)設(shè)備的強(qiáng)腐蝕和污水對(duì)環(huán)境的污染。盡管樹脂催化法是新近開(kāi)發(fā)出來(lái)的生產(chǎn)技術(shù)，在國(guó)外，近有許多這種技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。
在縮合和環(huán)化反應(yīng)這兩個(gè)領(lǐng)域，由于目前我國(guó)此類生產(chǎn)工藝繁多，采用的催化劑較為零亂，品種較多，產(chǎn)量較小，樹脂催化劑的市場(chǎng)應(yīng)用發(fā)展較為緩慢，導(dǎo)致目前市場(chǎng)需求有限，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年潛在市場(chǎng)空間至少可擴(kuò)充到年需求量達(dá)萬(wàn)噸以上。
