两种不同结构的阴离子交换树脂的研制及应用 - 图文

3苯乙烯阴离子交换树脂的制备及其应用的研究

1009590 床层温度/℃85807570656055504540051015 20进料口床层位置/cm

253035404550图 3-27 床层温度分布

出料口

催化效果：EO转化率99.9%，EG选择性96.5%。

由图3-24，3-25，3-26，3-27可知，加热炉温度上，中，上三段均设为70℃时，床层温度最高点可达95℃，床层局部温度过高，温度分布不均匀，不利于树脂催化剂的长期使用；当加热炉温度上，中，下三段均设为50℃时，此时床层温度分布均匀，且最高点温度不超过80℃，但此时树脂催化效果不够理想，EO转化率96.3%，EG选择性93.5%。

加热炉温度设定为上段：70℃，中段：60℃，下段：50℃时，可有效控制床层温度，有利于催化剂的长期使用，催化剂的催化随时间的变化见图3-28。 105 乙二醇选择性/% 环氧乙烷转化率/004006008001000120014001600105100100环氧乙烷转 化率/?95905%的碳酸氢钠溶液在线处理后908585

8080 时间/h3-28 催化剂稳定性测定 表图3-7 使用1600h后树脂情况

表3-6 使用1600h后树脂膨胀率及容量损失率

温度/℃ 80

时间/h 1600

强碱容量损失率/%

6.7

膨胀率/%

5

44

乙二醇选 择性/%

3苯乙烯阴离子交换树脂的制备及其应用的研究

由以上数据可知，通过调节加热炉上，中，下三段的温度，可以较好控制床层温度最高点不超过85℃，同时又可得到较理想的催化效果：EO转化率100%，EG选择性大于95%。由表3-6可知，使用1600h后强碱容量损失率6.7%，膨胀率5%，有效地控制了树脂在催化环氧乙烷水合过程中出现的大幅度膨胀及失活现象。

3.11小结

影响树脂催化效果的主要因素有：温度，空速，水比，进料方式，树脂的结构，匹配的阴离子。影响树脂催化寿命的主要因素是温度，80℃使用1100h后树脂的强碱容量损失率为5.1%，120℃使用192h后树脂的强碱容量损失率为56.5%。

乙酸根、甲酸盐、草酸根、碳酸氢根、柠檬酸根对环氧乙烷均有很好的催化效果，其中碳酸氢根的催化活性最高：在水比5，空速0.3h-1，80℃，环氧乙烷转化率100%，乙二醇选择性97.0%。小颗粒树脂催化效果比大颗粒效果好，低交联度催化效果要比高交联度树脂催化效果好。

在较高的温度下，树脂发生不可逆膨胀及失活机理是：季铵基团发生Hoffman降解生成叔胺、仲胺或伯胺，继而与环氧乙烷反应生成高分子的聚乙二醇衍生物，最后树脂膨胀破裂。在低温，低空速条件（80℃，0.3h-1）下， EO转化率100%，EG的选择性96.3%，树脂使用1600h后，催化剂的膨胀率仅6％，强碱容量损失率7.5%，有效地解决了树脂在催化环氧乙烷水合过程中的失活及膨胀问题。

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