离子交换树脂催化剂应用介绍 替代硫酸催化剂

随着离子交换技术的不断发展离子交换树脂已被广泛应用于工业水处理、湿法冶金、药物分离提纯、有机物净化提纯、工业催化等领域。

江苏色可赛思树脂有限公司研究员介绍树脂催化剂是用于各类反应催化剂的一类具有特殊用途的离子交换树脂。特别是大孔强酸离子交换树脂作为一种优质的固体酸催化剂，现已在加成、酯化、醚化、水合、脱水、缩合、烷基化等方面得到越来越广泛的应用。离子交换树脂在有机合成中作为催化剂的应用越来越广泛，目前在以下方面都有成功工业应用：

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作为加成反应催化剂应用

烯烃与醇类的加成生成醚的反应是树脂催化剂应用最多的领域。其中甲醇与混合碳四中的异丁烯反应合成甲基叔丁基醚(MTBE)是树脂催化剂使用最早也是用量最多的领域，目前国内的MTBE产能在1800 万t/a，年消耗树脂催化剂近5000t。此外调整该工艺可实现混合碳四中的异丁烯和正丁烯的有效分离，是生产丁烯-1的有效方法。

近几年来随着汽油升级提质的要求轻汽油醚化的装置建设数量增加较快。轻汽油醚化主要是将汽油组份中的碳五、碳六叔碳烯烃与甲醇进行反应得到相应的醚化产物，从而达到降低汽油的烯烃含量、提供辛烷值的双重目的。此外树脂催化剂在异丁烯与乙醇反应生成乙基叔丁基醚（ETBE），异戊烯与甲醇反应生成甲基叔戊基醚（TAME）、异丁烯与乙二醇反应生成乙二醇单叔丁基醚等反应中均得到广泛应用。请呼零五一九八八八零八八九九。

树脂催化剂应用于烯烃与酸类的加成生成酯的反应。如正丁烯（工业中的实际原料为混合碳四经MTBE合成反应后的未反应碳四，通常称为醚后碳四）与醋酸反应合成醋酸仲丁酯，丙烯与醋酸反应合成醋酸异丙酯。

树脂催化剂应用于烯烃与水加成生成各类醇的反应。如正丁烯（工业中的实际原料为混合碳四经MTBE合成反应后的未反应碳四，通常称为醚后碳四）水合生成仲丁醇，丙烯水合生成异丙醇，以上两个反应的反应温度较高，都使用了耐温性的树脂催化剂。异丁烯水合生产叔丁醇（TBA）的反应也采用了树脂催化剂。

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酯化反应

丙烯酸与甲醇反应合成丙烯酸甲酯、丙烯酸与乙醇反应合成丙烯酸乙酯的工业生产全都采用树脂催化剂，丙烯酸与丁醇反应生成丙烯酸丁酯的部分工业装置采用了树脂催化剂，还有部分装置仍采用浓硫酸做催化。碳四法合成甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸与甲醇的酯化反应、乙二醇二醋酸酯、乙酸乙酯的工业生产均有树脂催化剂的应用。请呼零五一九八八八零八八九九。

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醚化反应

烟台万华和南京亨斯迈引进的两套丙烯与异丁烷共氧化生产环氧丙烷项目副产大量叔丁醇，采用大孔强酸性树脂催化剂与甲醇反应生成MTBE来消化部分副产。二甲醚的生产过程使用了大孔强酸性树脂催化剂。

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1，4-丁二醇（BDO)有多种生产工艺

其中英国戴维（Davy）工艺技术公司开发的顺酐酯化加氢工艺，该方法首先将顺酐与一元醇（甲醇或乙醇等）进行酯化反应生成顺丁烯二酸二酯，然后进行加氢水解得到1，4-丁二醇。其中的第一步反应顺酐酯化采用了DZH型树脂催化剂进行催化反应，在国内得到工业化应用。

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分子内的脱水反应

如叔丁醇脱水制高纯异丁烯，传统高纯异丁烯的生产是采用MTBE裂解法。特别是烟台万华和南京亨斯迈引进的两套丙烯与异丁烷共氧化生产环氧丙烷项目的副产叔丁醇，含量较高，且价格较低，使叔丁醇脱水制高纯异丁烯比传统MTBE裂解法更具优势。该工艺采用了树脂催化剂催化精馏技术。

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双功能基团树脂催化剂的应用

在树脂催化剂的母体上引入两种活性中心，如在大孔强酸树脂催化剂上引入贵金属钯基团，并保留部分酸性活性中心制得的钯树脂催化剂，既有酸性催化活性中心，又具有贵金属钯的催化活性中心。该树脂催化剂被成功应用于丙酮一步法合成甲基异丁基酮（MIBK）的工业生产中。

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缩合反应

如甲醇与甲醛反应合成甲缩醛、甲缩醛或多聚甲醛与醇进一步缩合合成DMMn（聚甲氧二甲醚）色可赛思催化剂发明专利号ZL201610662030.8

；苯酚与丙酮缩合合成双酚A，这个反应应用的树脂催化剂是巯基化了的强酸树脂催化剂，与通常的强酸树脂催化剂有不同之处。

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叠合反应

随着国家推广乙醇汽油的进程，MTBE的需求将大大减少。为解决MTBE产量下降导致的异丁烯过剩和MTBE生产装置闲置问题，开发的异丁烯叠合加氢间接烷基化技术的叠合反应单元也采用了树脂催化剂，其工业化生产装置可利用MTBE生产装置进行改造。

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在产品精制中利用树脂催化剂将产品中的杂质

催化反应为易分离物质或变为对产品质量无害的其它物质如苯酚产品中通过精馏不易脱除的2-MBF等杂质，在树脂催化剂的作用下和苯酚反应生成容易脱除的重质物质，在后面的精馏分离中脱除，从而达到产品精制的目的；煤基乙二醇中微量酯类如草酸二乙酯、草酸二甲酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、乙醇酸甲酯、1，4-丁内酯等在树脂催化剂的催化作用下发生叠合、烷基化、酯交换、内水解等反应，一部分酯类转化为极性较大的物质被相关催化剂吸附，一部分酯类转化对乙二醇UV没有影响的物质，石油基乙二醇中醛类如乙醛、丙烯醛等在催化剂的作用下与乙二醇发生缩醛化反应，生成高沸点的缩醛，该产物一部分被催化剂吸附，其余进入乙二醇产品中，该产物不会对乙二醇产品指标产生不利影响。不同生产方法生产的乙二醇通过树脂催化剂催化的脱酯、脱醛等反应达到精制的目的。江苏色可赛思树脂有限公司www.socess.com整理

江苏色可赛思树脂有限公司技术人员介绍离子交换树脂作为树脂催化剂在有机合成领域的工业应用已非常广泛。被广泛应用于催化反应、产品精制等过程。随着离子交换树脂的合成技术和其在有机合成领域工艺技术的不断开发，其在有机合成工业中的应用将得到有效的拓展。