醚化反应树脂催化剂的物性对使用性能的影响

根据醚化反应机理,探讨了影响树脂催化剂使用性能的几个指标：交换容量、孔结构、交联度、粒度分布等,其中交换容量是影响催化活性和使用寿命的主要指标。     

树脂催化甲基丙烯酸与环己烯反应合成甲基丙烯酸环己酯

以大孔磺化苯乙烯阳离子交换树脂为催化剂,催化甲基丙烯酸与环己烯进行酯化反应,合成了甲基丙烯酸环己酯(CHMA);考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、原料配比对酯化反应的影响;研究了催化剂的重复使用性能,并对催化剂进行了FTIR和BET表征。实验结果表明,大孔磺化苯乙烯系阳离子交换树脂具有较好的催化活性;合成CHMA的最佳条件为:甲基丙烯酸用量51.2 g,n(甲基丙烯酸)∶n(环己烯)=4.0,催化剂用量3%(相对于甲基丙烯酸和环己烯的总质量),阻聚剂对苯二酚用量1%(相对于甲基丙烯酸的质量),反应温度90℃,反应时间7 h;在此条件下,环己烯的转化率为89.0%,CHMA的选择性为95.3%。该催化剂重复使用10次后,催化活性和结构基本不变。     

耐高温树脂固定床催化合成1,4-二氧六环

以二甘醇为原料,用自制耐高温大孔阳离子交换树脂作催化剂,采用固定床反应器,制得了１,４ 二氧六环。并对反应影响因素和各种树脂的催化活性进行了初步研究。研究结果表明,二甘醇的转化率随树脂交换容量、反应温度和物料停留时间的增加而升高。选用ＤＣ１０２树脂作为催化剂,通过物料循环,该反应的转化率与选择性分别达到９３７％和９０４％。     

二甲基亚砜对溶胶-凝胶法制备Nafion/SiO_2固体超强酸催化剂技术的改进

在制备Nafion/SiO2固体超强酸催化剂的过程中,加入高沸点溶剂二甲基亚砜(DMSO),并增加140℃高温后处理过程,该工艺提高了催化剂的物理化学性能。考察了催化剂的质子交换容量、比表面积、孔径和孔体积分布、水溶性及其对乙酸和乙醇生成乙酸乙酯反应的使用寿命。结果显示,添加DMSO可以提高催化剂的比表面积30%以上,明显改善孔径和孔体积分布;增加140℃的后处理过程,可提高催化剂的稳定性并延长催化剂的使用寿命。     

耐酸性高吸水性树脂——磺化聚丙烯酰胺的制备

以丙烯酰胺(AM)为单位,K_2S_2O_8为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,进行水溶液聚合,再对产物进行磺化反应,制得耐酸性高吸水性树脂。考察了该树脂吸水性能与磺化程度的关系,pH值、温度等因素对磺化效果的影响,以友该树脂在不同介质中的吸水张力。     

大孔阳离子交换树脂催化裂解二醋酸亚乙酯制取醋酸乙烯的研究

采用反应精馏工艺,分别以溴化锂、碘化锂、苯磺酸、对甲苯磺酸、HZSM-5和大孔阳离子交换树脂为催化剂裂解二醋酸亚乙酯(EDA)制取醋酸乙烯(VAc),优选出具有较好催化活性的大孔阳离子交换树脂作为裂解催化剂。考察了反应温度、反应时间、n(Ac_2O)/n(EDA)、催化剂加入量对反应的影响,确定最适宜的工艺条件为:反应温度140℃、反应时间1.5h、裂解催化剂加入量20g、n(Ac_2O)/n(EDA)=4,在此条件下,EDA转化率59.98%,VAc选择性45.62%,乙醛选择性54.38%。在此基础上,通过Aspen Plus软件对1万t/a醋酸乙烯工艺进行了流程模拟,结果表明醋酸乙烯产品质量分数达99.9%,达到了设计要求。     

C102大孔强酸性阳离子交换树脂催化剂的制备与应用

以ＮＢ－ １ 型弱极性溶剂为致孔剂合成的ＳＴ－ ＤＶＢ 共聚体为骨架,经氯化、磺化制得Ｃ１０２ 大孔阳离子交换树脂。在绝热反应器中将其用作壬烯与苯酚的烷基化反应催化剂,在空速９ ｈ － １ 、反应温度８８ ～１３０ ℃的条件下,６００ ｈ连续反应后壬烯转化率≥９４ ％ ,壬基酚选择性达９５ ％ ;在等温反应器中用作二甘醇分子内脱水环化反应的催化剂,在空速为０－４ ｈ － １ 、平均床温１５５ ℃下,连续反应３８０ ｈ 后二甘醇的单程转化率≥６２－９ ％ 。     

多孔酚醛树脂微球的制备

采用水相悬浮聚合法制备了多孔酚醛吸附树脂,通过正交试验探讨了致孔剂、酚醛比、催化剂、搅拌速率、温度、分散剂等对产物产率、产物粒径分布的影响,得到多孔酚醛树脂微球最优制备工艺条件:苯酚与甲醛占总体系质量14.5%,且n(甲醛)∶n(苯酚)=1.2∶1;催化剂为25%NaOH溶液,用量0.732 g;交联剂六次甲基四胺(HMTA)用量0.6 g;分散剂聚乙烯醇(PVA),用量0.28 g;致孔剂十八醇添加量5 g,搅拌速率185 r/min;在95~97℃下预聚45 min,反应4 h,酸固化30 min。制得的多孔聚合物微球产率高、粒径分布较窄、形态规整。以十八醇-甲苯混合致孔的酚醛树脂具有较高的产率(81.9%),且40~80目的微球占有率也高达97.2%。     

大孔耐温强酸阳离子交换树脂催化剂的研究

通过苯乙烯与二乙烯苯聚合、共聚物纯化、引入吸电子基团、磺化、活性基因稳定化过程，合成耐温强酸阳离子交换树脂催化剂。测试了共聚物的物理结构和吸电子基因、磺酸基因在共聚物中的取代位置。交联度８％～３０％的共聚物，吸电子基团的导入率７０％～１４０％（对芳环），磺酸基因导入率７０％～１００％范围内，可获得催化性能良好的大孔耐温强酸阳离子交换树脂催化剂。在５０ｍＬ反应装置上，１５５℃、８．０ＭＰａ、空速＝１．３２ｈ－１条件下，连续运行了１３６２ｈ，正丁烯转化率保持在５．６％～６．０％，催化剂活性未见下降。     

催化水解醋酸甲酯的动力学

采用G—6104型阳离子交换树脂为催化剂,于间歇搅拌反应釜中测得了消除外扩散影响的醋酸甲酯水解反应速率数据,归纳得到了实验条件下阳离子交换树脂催化水解醋酸甲脂的动力学方程式。结果表明反应过程控制步骤是吸附在催化剂表面的醋酸甲酯同未吸附的水发生表面反应。催化剂用量和水酯摩尔比为醋酸甲酯水解率的重要影响因素。     

异形催化剂在熔盐浴固定床反应器内反应的研究

介绍熔盐换热式小型固定床反应器内柱状、三叶草状、三叶三孔状、圆形中孔状的V-P-O催化剂反应性能的研究情况。测定了各种形状催化剂的床层温度分布。比较了各催化剂在高空速条件下的生产能力。数据表明,在正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐的反应过程中,催化剂外观几何形状影响反应效果。在相同反应条件下催化剂的活性大小顺序为:圆形中孔状>三叶草状>圆柱状。圆形中孔状催化剂在空速3000h~(-1)条件下,435℃时生产能力超过100克顺酐/升催化剂·小时。     

球状大颗粒树脂催化剂的研制

球状大颗粒树脂催化剂骨架采用专利悬浮聚合方法一次聚合而成,与常规粒径树脂催化剂的骨架有相同结构和性能,网状交联使树脂内部结构均匀,有更高抗压强度。试验结果表明,制成的球状大颗粒树脂催化剂,粒径6~8 mm,空隙率33%~36%,交换容量大于4.6 mmol/g,抗压强度大于300 N/粒,具有低溶胀性、耐高温不变形、不粘结的特点。     

叔丁醇中强酸性阳离子交换树脂催化异丁烯齐聚动力学

在强酸性阳离子交换树脂(催化剂)和叔丁醇体系中,对异丁烯(IB)的齐聚动力学进行了研究。通过机理分析建立了异丁烯齐聚动力学模型。用高斯-牛顿法根据实验数据进行参数估算,得到了动力学模型参数。实验结果表明,IB齐聚具有一级串联不可逆的特征。在反应体系中加入叔丁醇,虽可降低催化剂的酸性,但提高了IB在催化剂表面的吸附能力,使得IB的二聚体(三甲基戊烯)选择性明显提高。     

500kt/a柴油加氢精制装置的改扩建

荆门石化总厂柴油加氢精制装置由500kt／a改扩建为700kt／a，通过优化换热流程、优化操作方案，采用新型蝶形催化剂及新型高效过滤器等手段，使装置能耗降低了340．12MJ／t，装置处理能力扩大了40％。     

Al~(3+)改性膨润土催化剂在甲苯苄基化反应中的活性

以提纯膨润土为载体、AlCl3溶液为改性剂,制备了负载Al3+改性膨润土催化剂;采用氮吸附、XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和NH3-TPD等手段表征了催化剂的微观结构;考察了Al3+负载量、焙烧温度、反应时间、反应温度和催化剂用量对负载Al3+改性膨润土催化氯苄与甲苯的苄基化反应的性能。表征结果显示,负载Al3+后膨润土表面酸活性中心显著增多,比表面积和孔体积显著增大,催化氯苄与甲苯的苄基化反应的活性很高。适宜的制备条件为:Al3+负载量0.4CEC(CEC为提纯膨润土的阳离子交换容量,为112 mmol(以100 g膨润土计)),焙烧温度200～400℃;适宜的反应条件为:反应温度120℃、反应时间不少于4 h、催化剂用量0.16 g/mL。     

泉州石化连续重整装置料位波动分析

对中化泉州石化有限公司2.0 Mt/a连续重整装置还原段和缓冲段料位下落幅度达5%~10%以及提升不畅的原因进行了分析,并采取了相对应的措施。还原段的料位波动主要是由于重整反应系统重要操作参数的改变,导致闭锁料斗的斜坡曲线与操作工况不匹配;缓冲段的料位波动是因第四反应器底催化剂收集器的置换气温度偏低、提升二次气与置换气的差压高和置换气气流的扰动阻碍了催化剂正常流动;缓冲段的料位提升不畅是滤网堵塞和待生催化剂L阀组变径口处堆积了反应器中心管与膨胀节联接处由于焊接不透而滑落的螺栓和螺母。     

离子交换树脂催化合成对枯基苯酚

用D72 强酸型阳离子交换树脂催化苯酚与α -甲基苯乙烯的Friedel-Crafts烷基化反应 ,合成对枯基苯酚。考察了苯酚 /α -甲基苯乙烯摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对烷基化反应的影响。优化反应条件 :n(苯酚 ) /n(α -甲基苯乙烯 ) =2 0、催化剂用量 5 % (占α -甲基苯乙烯的质量分数 )、反应温度 85℃、反应时间 5h ,对枯基苯酚的产率为 97 0 %。合成产物结构由红外、核磁光谱所证实。实验结果表明 ,D72 强酸型阳离子交换树脂催化剂稳定性高 ,易于回收 ,且可重复利用 ,催化活性在反应时间内 (或经多次使用 )未见明显下降。     

三相相转移催化合成羧酸酯

制备了一系列低交联季铵树脂,并测定了它们的交换容量。考察了低交联季铵树脂作为三相相转移催化剂在乙酸苄酯等羧酸酯合成中的应用。试验结果发现,该类催化剂对酯化反应有很高的催化活性,可使羧酸酯获得良好的收率。同时考察了树脂功能基种类和交联度、催化剂用量和反应温度对酯化反应的影响。     

耐温强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸丁酯

开发了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂,采用此催化剂,以乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸丁酯。用13C核磁共振光谱表征了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的结构;在工业生产条件下,对比了不同强酸性阳离子交换树脂催化剂的活性;以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂,考察了进料量对乙酸转化率的影响及催化剂的稳定性。实验结果表明,以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂合成乙酸丁酯,在反应釜温度120℃、分馏柱顶部温度91~92℃、正丁醇与乙酸摩尔比1.02、进料量60mL/h的条件下,乙酸的转化率为95.1%,达到了采用硫酸催化剂时的水平。耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的寿命在500h以上,稳定性好,具有较好的工业化前景。