一種烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，用有機溶劑浸取洗滌催化劑表面活性中心位吸附的聚合物，用蒸餾水洗滌浸取用的有機溶劑，通過烘干脫去吸附水，制得的再生催化劑可替代新催化劑補充到烯烴酯化及水合反應(yīng)中，與新催化劑在活性、粒度、強度等各項指標(biāo)均相當(dāng)。
【專利說明】一種烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及了一種烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]烯烴酯化或水合反應(yīng)常使用強酸性催化劑，強酸性離子交換樹脂催化劑在催化烯烴酯化或水合的反應(yīng)中表現(xiàn)較高的催化活性和選擇性，因而目前我國工業(yè)生產(chǎn)中主要是用大孔型強酸性離子交換樹脂作為催化劑。但是強酸性陽離子交換催化劑在重復(fù)使用過程中會出現(xiàn)催化劑活性下降的現(xiàn)象。催化劑的失活會給工業(yè)生產(chǎn)過程帶來不利的影響，經(jīng)過對催化劑的使役性進(jìn)行研究，探討了其失活原因并研究其再生方法。
[0003]研究了催化劑是屬于永久失活還是暫時失活，對于暫時失活的催化劑，為了節(jié)約成本，進(jìn)行再生出來是必要的。催化劑失活大致分為中毒失活、燒結(jié)失活和積炭失活。而在烯烴酯化或水合過程中所用強酸性離子交換樹脂催化劑常見的是中毒失活和積炭失活，中毒和積炭的原因是活性中心位的占用，聚合物污染導(dǎo)致活性下降、疏水性增加、溶脹特性改變、球直徑增大，以及酸性官能團(tuán)的流失等。通過分析研究得知，催化劑失活主要原因是反應(yīng)過程中生成的聚合物以及反應(yīng)液中的水對催化劑活性中心的覆蓋，使得反應(yīng)物無法接觸樹脂的酸交換中心H+。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，該催化劑再生方法工藝簡單，再生成本低，得到的再生催化劑與新催化劑在活性、粒度、強度等各項指標(biāo)均相當(dāng)，可替代新催化劑補充到烯烴酯化及水合反應(yīng)中。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法是將催化劑置于溶劑中進(jìn)行攪拌浸取，過濾得到催化劑，溶劑回收，可重復(fù)使用；用蒸餾水洗滌催化劑至洗滌水呈中性，烘干至恒重。
[0006]催化劑為強酸性陽離子交換樹脂。
[0007]強酸性陽離子交換樹脂為大孔型強酸性離子交換樹脂，其官能團(tuán)為磺酸基，其型號包括 CT-500、CT-800、NKC-9、D072、D061。
[0008]催化劑與溶劑的質(zhì)量比為1:2~5。
[0009]所述溶劑為甲酸、乙酸、乙醇、乙酸酐、氯仿中的一種或多種。
[0010]催化劑浸取時間為24-72 h。
[0011]催化劑浸取溫度為2(T40°C。
[0012]烘干溫度為80~105°C。
[0013]烘干時間為12~48h。
[0014]烯烴酯化及水合的反應(yīng)機理為酸催化下碳正離子反應(yīng)機理，碳正離子在促進(jìn)主反應(yīng)的同時也導(dǎo)致副反應(yīng)生成非極性聚合物。而陽離子交換樹脂是強極性的物質(zhì)，非極性聚合物覆蓋在陽離子交換樹脂的活性中心位，導(dǎo)致催化劑失活。本發(fā)明采用極性溶劑浸取的方法對失活催化劑再生，陽離子交換樹脂在極性溶劑中溶脹，使其孔徑變大，“卡”在催化劑中的非極性大分子聚合物可以很容易的流出孔道，因而采用極性溶劑洗脫極性樹脂表面覆蓋的非極性聚合物。而選用的極性溶劑，如甲醇、乙醇、乙酸等均通過簡單精餾的方法就能回收利用，而且與水的互溶性好，用水洗滌就能將陽離子交換樹脂上的極性溶劑洗脫下來。
[0015]本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于:
(1)催化劑再生工藝簡單，操作簡便；
(2)再生使用的極性溶劑回收簡便，可重復(fù)使用；
(3)再生催化劑可替代新催化劑補充到烯烴酯化及水合反應(yīng)中；
(4)再生催化劑與新催化劑在活性、粒度、強度等各項指標(biāo)均相當(dāng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是不同催化劑轉(zhuǎn)化率隨時間變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述:
實施例1:
稱CT800失活催化劑20g，稱取50g乙酸，倒入150ml的燒杯中，溶劑浸泡溫度控制在350C，浸泡時間為60h。將溶液倒入布氏漏斗經(jīng)抽濾分離出催化劑，溶劑回收，待下次重復(fù)使用。用蒸餾水洗滌催化劑，直至洗滌水PH呈中性。將催化劑放至表面皿中，將表面皿放至烘箱，烘干溫度100°C，烘干時間24小時。
[0018]在間歇式反應(yīng)器中，在相同反應(yīng)條件下(反應(yīng)溫度40 °C，攪拌速度400 rpm，烯酸摩爾比1:1.1，催化劑用量反應(yīng)液質(zhì)量的10%)，研究催化劑在莰烯酯化制備乙酸異龍腦酯反應(yīng)中的催化活性，將再生CT800催化劑和新鮮催化劑進(jìn)行對比，結(jié)果再生催化劑對酯化反應(yīng)的活性接近新鮮催化劑的水平，如圖1所示。
[0019]將再生CT800催化劑進(jìn)行比表面積、孔容及離子交換容量的測定，其測定值與新催化劑的測定值相近，如表1所示。
[0020]表1催化劑的比表面積、孔容及離子交換容量
【權(quán)利要求】
1.一種烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:將催化劑置于溶劑中進(jìn)行攪拌浸取，過濾得到催化劑，溶劑回收，可重復(fù)使用；用蒸餾水洗滌催化劑至洗滌水呈中性，烘干至恒重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:催化劑為強酸性陽離子交換樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:強酸性陽離子交換樹脂為大孔型強酸性離子交換樹脂，其官能團(tuán)為磺酸基，其型號包括CT-500、CT-800、NKC-9、D072、D061。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:催化劑與溶劑的質(zhì)量比為1:2?5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:所述溶劑為甲酸、乙酸、乙醇、乙酸酐、氯仿中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:催化劑浸取時間為24?72h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:催化劑浸取溫度為2(T40°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:烘干溫度為8(Tl05°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯烴酯化及水合反應(yīng)所用催化劑的再生方法，其特征在于:烘干時間為12?48h。
【文檔編號】B01J38/54GK104001554SQ201410263059
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月14日
【發(fā)明者】鄭輝東, 蔡麗英, 趙素英, 王碧玉 申請人:福州大學(xué)