隨著化(hua)工行(xing)業的不斷(duan)發(fa)展(zhan)，樹脂作為(wei)固(gu)體酸(suan)堿(jian)催化(hua)劑在醚化(hua)和醚鍵裂解反(fan)應(ying)(ying)、水合(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)、酯(zhi)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)、縮(suo)合(he)(he)和環化(hua)反(fan)應(ying)(ying)等領域中的應(ying)(ying)用(yong)也(ye)得到不斷(duan)地發(fa)展(zhan)。它作為(wei)固(gu)體酸(suan)、堿(jian)催化(hua)劑與硫酸(suan)、鹽酸(suan)、氫氧化(hua)鈉(na)(鉀)這些常(chang)規的酸(suan)、堿(jian)催化(hua)劑的作用(yong)是一樣的。

　　催化劑(ji)樹脂是攜帶了能夠催化反應的活性官能團的不溶性聚合物。 “強酸型陽離子交換樹脂”和“強堿型陰離子交換樹脂”可以被用作催化劑，視催化工藝選擇催化劑，即根據催化特定反應所需要的功能類型。然而，“強酸型陽離子樹脂”則在工業中應用的更普遍，用于那些使用礦物質酸做催化的反應中。它們可以被用來替代H2SO4和PTSA(對甲苯磺酸)等。“強堿型陰離子交換樹脂”常用于堿催化反應中。

　　催化劑樹脂的優勢

　　作為(wei)固體催(cui)化劑(ji)的(de)性(xing)質(zhi)，樹脂催(cui)化劑(ji)是異質(zhi)性(xing)的(de)，與(yu)同(tong)質(zhi)催(cui)化劑(ji)相比具有以下優勢(shi):

　　1、容易(yi)從反應混合物中分(fen)離(li)出來，因此適合于連續反應;

　　2、不需要(yao)中和或者(zhe)濃縮(suo)催化劑;

　　3、可以重復使用數個工藝周(zhou)期;

　　4、消除了廢物處理問(wen)題;

　　5、對于所需產物(wu)有(you)更高的(de)選擇性(xing)和較少的(de)副(fu)產物(wu);

　　6、減少了(le)對設備的腐蝕(shi)程度(du);

　　7、是保證期望(wang)的反應效率(lv)和更高的產出率(lv)的一種(zhong)清潔安的生產工藝。

　　用樹脂催化劑催化的工藝類型

　　離子交換樹脂催化(hua)劑可以分(fen)為兩種類型(xing)

　　1、水相反應(ying)：催(cui)化作(zuo)用中，水是反應(ying)的一個組(zu)成(cheng)部分或者(zhe)(zhe)水性體系或者(zhe)(zhe)是水和有機(ji)溶劑的混合物;

　　2、非水相反應(ying)：催(cui)化作用中水不是(shi)反應(ying)的一個組成部分。

　　在種(zhong)工藝中(zhong)，可(ke)以使用(yong)凝膠(jiao)型(xing)或者(zhe)大孔型(xing)催化(hua)劑;在種(zhong)工藝中(zhong)，大孔型(xing)催化(hua)劑比凝膠(jiao)型(xing)的作用(yong)更(geng)好，因為(wei)在非極性溶(rong)液(ye)存在的時候，樹脂架構(gou)的溶(rong)脹(zhang)不(bu)充分(fen)會(hui)導致非常(chang)差的擴散和(he)反應的動(dong)力學。

　　對于非水相(xiang)催化(hua)工藝(yi)，微量的(de)(de)水存在，對整個(ge)反應速率都是不利的(de)(de)，因(yin)為水具有極高的(de)(de)極性，被(bei)強烈的(de)(de)吸(xi)附(fu)在樹(shu)脂的(de)(de)表面。

　　工業中用樹脂催化劑(ji)工藝的反應類型

　　攪拌反應器

　　1、裝有渦輪(lun)(lun)葉片葉輪(lun)(lun)和擋(dang)板(ban)的攪拌反應(ying)器用于裝載了催(cui)化(hua)劑樹脂(zhi)的間(jian)歇式反應(ying)。確保催(cui)化(hua)劑適當的懸浮在反應(ying)混合物中間(jian)是(shi)非常重(zhong)要的;

　　2、帶有擋板的渦輪攪拌器是確保反(fan)應(ying)混合物和樹脂催(cui)化劑(ji)之間具有合適的速度(du)差(cha)所必(bi)需的;

　　3、需要監測(ce)攪拌器的速度(du)以(yi)確保具(ju)有足夠的剪切，但無論如(ru)何不(bu)能(neng)在較高的一側，因為(wei)這將導(dao)致催(cui)化劑(ji)珠粒的磨(mo)損。

　　固定床反應器

　　連續固定床反(fan)(fan)應(ying)器也被用(yong)于用(yong)樹脂催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑催(cui)(cui)(cui)化(hua)的“液液”反(fan)(fan)應(ying)，例(li)如用(yong)苯酚制(zhi)造壬基酚。這(zhe)樣的反(fan)(fan)應(ying)器也用(yong)于用(yong)樹脂做催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑催(cui)(cui)(cui)化(hua)的“氣液”反(fan)(fan)應(ying)，例(li)如用(yong)苯酚異丁烯去(qu)生產叔丁基苯酚的反(fan)(fan)應(ying)。

　　催化劑與反應物合適(shi)的(de)(de)(de)接觸時間(jian)以(yi)及反應物的(de)(de)(de)流(liu)體動力學(xue)都是重要的(de)(de)(de)標準。那么，如(ru)何(he)確(que)定(ding)所需要樹(shu)脂催化劑的(de)(de)(de)量呢?

　　這可(ke)以(yi)通(tong)過對所述的(de)非(fei)均相催化劑的(de)哈米(mi)特酸(suan)度值(Hammett)和樹脂催化劑所對應的(de)值來(lai)確定(ding)。例如(ru)，TulsimerT-63MP的(de)哈米(mi)特酸(suan)度值為(wei)2.2.這相當于40%的(de)硫酸(suan)的(de)哈米(mi)特酸(suan)值。因此，所用(yong)的(de)TulsimerT-63MP的(de)量大約為(wei)所用(yong)硫酸(suan)的(de)質量的(de)2.5倍。(對于需要(yao)用(yong)1Kg硫酸(suan)的(de)，可(ke)以(yi)使用(yong)2.5Kg TulsimerT-63MP樹脂。)

　　影響樹脂(zhi)催化劑活性的因素(su)

　　1、存在的一些雜質離(li)子，像Na+ K+ Ca2+等會傷害H+陽離(li)子樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)催(cui)化(hua)劑;像碳酸(suan)鹽(yan)，氯化(hua)物(wu)和(he)硫酸(suan)鹽(yan)可能會傷害陰(yin)離(li)子催(cui)化(hua)劑樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)。

　　2、有機污染物會阻塞聚合(he)物基(ji)質或(huo)者官能團，從而導(dao)致催化劑活性(xing)的整體下降。

　　3、更高的工(gong)藝溫度會影響強(qiang)酸型樹脂催化劑的官能(neng)團，這將是不可逆的;還(huan)有(you)聚合物基質在高溫下有(you)可能(neng)會變得不穩定(ding)。

　　使(shi)用Tulsimer催化劑(ji)樹脂(zhi)工藝(yi)的案例

　　芳香烴的烷(wan)基(ji)化

　　烷基酚是通(tong)過苯酚的(de)烷基化制備的(de)，或者在用陽離子交換樹脂做(zuo)催化劑(ji)用烯烴代替苯酚制得。

　　例如，十二烷基苯酚選用苯酚和1-十二碳烯制備。

　　這個反應(ying)對水具有極高的(de)敏感(gan)度，水將嚴重阻(zu)礙(ai)反應(ying)的(de)速率和十二烷基酚的(de)鄰為比率。

　　其它可以使用(yong)TulsimerT-63MP催化(hua)的工藝

　　壬(ren)基(ji)酚(fen)=苯酚(fen)與壬(ren)烯

　　異丙苯=苯與丙烯烷基化

　　叔丁基=苯酚與異丁烯

　　......

　　雙酚

　　雙酚(fen)是由苯(ben)酚(fen)和羧基化合(he)物如丙酮，在樹脂(zhi)催(cui)化劑的(de)(de)催(cui)化下反(fan)應制得。這個反(fan)應的(de)(de)速率可以通過推廣樹脂(zhi)催(cui)化劑促進劑來提高。

　　酯化

　　催化劑樹脂非(fei)常(chang)適合于用(yong)烯烴和(he)醇(chun)為原料的(de)酯(zhi)化反(fan)(fan)應(ying)(ying)。用(yong)醇(chun)的(de)酯(zhi)化反(fan)(fan)應(ying)(ying)酯(zhi)化作用(yong)生成的(de)水應(ying)(ying)該在反(fan)(fan)應(ying)(ying)過程中連續不(bu)斷的(de)去除掉。

　　例如(ru)，甲(jia)醇與乙(yi)酸(suan)(suan)生成的乙(yi)酸(suan)(suan)甲(jia)酯。

　　水被去除可以促進反應向(xiang)著前進的方向(xiang)進行

　　當烯烴(jing)(jing)被(bei)用(yong)于酯化反應(ying)中，它(ta)是無(wu)水(shui)的(de)酯化反應(ying)，例如苯酚與烯烴(jing)(jing)的(de)酯化反應(ying)。

　　例(li)如(ru)，醋酸與莰烯的酯化(hua)反應(ying)：

　　酯交換

　　乙酸甲酯(zhi)(zhi)與正丁醇(chun)的酯(zhi)(zhi)交換反應通(tong)過使(shi)用樹脂催化劑(ji)催化生成(cheng)乙酸丁酯(zhi)(zhi)和甲醇(chun)，這已經(jing)在PVA行業成(cheng)熟(shu)應用，乙酸甲酯(zhi)(zhi)作為副產物出(chu)現。

　　縮醛或縮酮

　　醛(quan)或酮與(yu)醇(chun)反(fan)應(ying)制得縮(suo)醛(quan)或者縮(suo)酮。乙二醇(chun)與(yu)甲醇(chun)在樹脂催化劑的催化作用(yong)(yong)下反(fan)應(ying)生成1.3- 二氧戊環，用(yong)(yong)于涂料工業的溶劑。乙醛(quan)是由甲醛(quan)和乙醇(chun)反(fan)應(ying)形成的。

　　一(yi)般(ban)反(fan)應(ying)：

　　醚化

　　非常普遍，陽(yang)離子催化劑樹脂廣泛應(ying)用于醚的生產.

　　例如:

　　MTBE (甲基叔丁基醚): 異丁烯與甲醇反應(ying)制備;

　　ETBE (乙(yi)基(ji)叔丁基(ji)醚(mi)): 異丁烯與乙(yi)醇反(fan)應制備;

　　TAME (叔戊(wu)基(ji)甲(jia)基(ji)醚(mi)): 甲(jia)醇與異戊(wu)醇反應制(zhi)備;

　　這些常(chang)作為辛烷增強劑用在無鉛汽油中：

　　使用(yong)Tulsimer催(cui)化劑樹脂(zhi)的催(cui)化工藝

　　苯(ben)酚烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)、芳烴的烷(wan)基(ji)化(hua)(hua)、酯化(hua)(hua)、酯交換、縮(suo)醛(quan)或縮(suo)酮、羥醛(quan)縮(suo)合(he)(he)、冷凝、Knovenagel縮(suo)合(he)(he)反應、醚(mi)化(hua)(hua)、烯(xi)烴的水(shui)合(he)(he)、水(shui)解、聚合(he)(he)和異構(gou)化(hua)(hua)、二聚、加氫。

　　Tulsimer固體催化劑樹脂(zhi)產品：

　　1、酯化、烷基化、醚化：

　　可(ke)使用TulsimerT-63MP、TulsimerT-66MP、TulsimerT-62MP;

　　2、縮合、雙酚(fen)A：

　　可使用TulsimerT-38、TulsimerT-3825;

　　3、堿(jian)催化反應：

　　可使用TulsimerA-74MP;

　　4、反應基團的保(bao)護與脫保(bao)護：

　　可使用TulsimerT-308、Tulsimer308M

　　除了上述標準產(chan)品(pin)外，我(wo)們還(huan)可以(yi)根(gen)據工藝需要而(er)加工，Tulsimer催(cui)化劑樹(shu)脂可以(yi)被制成干、濕兩(liang)種形式(shi)供應。同時，為了更好的滿(man)足客戶特定的工藝需求，科海思可進行(xing)定制化服務(wu)。

　　關于我(wo)們(men)：

　　科海思(北京)科技有限公司(si)成立(li)于2010年(nian)(nian)，致力于環保技術(shu)革新，圍(wei)繞企(qi)業(ye)(ye)在廢水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、資源(yuan)回收(shou)、凈水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、危廢處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、工藝缺(que)(que)陷等環境治理(li)(li)(li)過程(cheng)中成本(ben)高(gao)、難度大、穩定性差的現狀，為(wei)(wei)企(qi)業(ye)(ye)提供更高(gao)效、可持續(xu)、的解(jie)決方(fang)案。作(zuo)為(wei)(wei)行業(ye)(ye)技術(shu)推行者，2011年(nian)(nian)與(yu)美(mei)國(guo)Thermax集團(tuan)、德(de)國(guo)Watch集團(tuan)合(he)作(zuo)成為(wei)(wei)其(qi)中國(guo)區總代理(li)(li)(li)，將“特(te)種(zhong)離(li)子交換樹脂”引進(jin)國(guo)內，基于國(guo)情(qing)進(jin)行工藝創新，添(tian)補行業(ye)(ye)空缺(que)(que)，完成技術(shu)。在推廣(guang)實踐中，倡導 “環保治理(li)(li)(li)化”新理(li)(li)(li)念，運用先(xian)進(jin)技術(shu)在治理(li)(li)(li)的同時進(jin)行廢物資源(yuan)再(zai)生，將企(qi)業(ye)(ye)環保建設(she)從單純投入(ru)轉為(wei)(wei)開(kai)源(yuan)投資。