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聚酯裝置中磷酸抑制催化劑的作用嗎

發布時間:2022-07-29 06:32:42

『壹』 催化劑的作用

催化作用,催化劑在化學反應中所起的作用。在催化反應中,催化劑與反應物發生化學作用,改變了反應途徑,從而降低了反應的活化能。

由於催化劑的介入而加速或減緩化學反應速率的現象稱為催化作用。在催化反應中,催化劑與反應物發生作用,改變了反應途徑,從而降低了反應的活化能,這是催化劑得以提高反應速率的原因。

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催化劑的特點:

催化劑對反應有選擇性,當反應有一個以上不同方向時,催化劑只加速其中一種,促進反應速率和選擇性是統一的。催化劑的壽命。催化劑能改變化學反應速率,自身並不進入反應,理想情況下催化劑不為反應所改變。實際反應過程中,催化劑長期受熱和化學作用,也會發生物理化學變化。

對於復雜反應,可選擇加快主反應的速率,抑制副反應,提高目的產物的收率。改善操作條件,降低對設備的要求,改進生產條件;開發新的反應過程,擴大原料的利用途徑,簡化生產工藝路線;

『貳』 用濃磷酸催化合成乙酸乙酯時,為什麼增加催化劑濃磷酸的用量反而會使產率降低

下午好,如果使用乙酸和乙醇進行酯化反應時用濃磷酸催化的話,它的作用和濃硫酸相似都是利用H+使乙酸上的羧基增強其正電來輔助乙醇中的羥基加速結合同時提供反應中必要的物理吸水來不斷使反應向正方向移動。但是,如果一味的增大濃磷酸濃度H+過量反而會阻礙羥基自由結合並且由於酸性過強使已經成型的酯鍵發生逆向水解反應(乙酸乙酯的酸催化無論鹽酸、硫酸還是磷酸都有一個耐酸極限閾值),這個道理就像為什麼電瓶車加的是稀硫酸而不是濃硫酸一樣——H+濃度過高是導致反應鈍化的不利因素請酌情參考。

『叄』 聚酯多元醇用什麼催化劑

聚酯多元醇,有機物,通常是由有機二元羧酸(酸酐或酯)與多元醇(包括二醇)縮合(或酯交換)或由內酯與多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、鹵代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等。不同品種的聚酯多元醇由於種類不同或制備工藝不一樣,性質也不一樣,對於聚酯多元醇比較重要的幾個指標是羥值、酸值、水分、粘度、分子量、密度以及色度等。聚酯多元醇的特性及用途:聚酯型聚氨酯因分子內含有較多的酯基、氨基等極性基團,內聚強度和附著力強,具有較高的強度、耐磨性。
生產聚酯多元醇時需要嚴格地監測酸值、羥值.以及黏度的變化,以確保生產出合格的聚酯多元醇。

聚氨酯膠黏劑用的聚酯多元醇質量要高,除分子量(羥值)外,酸值特別重要,因為它是殘留端羧基的量度。端羧基與異氰酸酯反應生成醯胺並放出二氧化碳,這不僅造成鏈的終止,還形成討厭的氣泡。這種醯氨基還能與異氰酸酯反應生成醯脲基。聚酯中殘留的酸還會對聚氨酯反應起催化作用,產生不良的影響,並降低聚氨酯的水解穩定性。因此,一般要求酸值小於1mg KOH/g,甚至還常要求小於0.5g:KOH/g;但酸值太低(< KOH>會使反應生成聚氨酯樹脂的速度太快而影響操作,酸值以0.3-0.5mg KOH/g為最宜。

制備聚酯多元醇中加入催化劑可縮短縮聚反應時間:但催化劑不容易除去,對下一步聚氨酯反應有不良的影響,用量不大無影響。無機催化劑有乙酸鋅與三氧化銻或乙酸鋅與三氧化銻的混合物等,添加量為100~300ppm;有機催化劑有鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯等,添加量為15~100ppm。

『肆』 聚羧酸合成中的催化劑起了什麼作用

你這個問題不好回答,催化劑肯定首要是催化作用了。

在聚羧酸的幾種合成方法中,
聚合後功能化法
,對催化劑的依賴更明顯,利用現有聚合物進行改性,已知分子量的聚羧酸,在催化劑的作用下與聚醚在較高溫度下通過
酯化反應
進行
接技
,形成
接技共聚物

『伍』 磷酸為什麼是催化劑,怎樣起作用的

固體酸催化劑,加快實驗速度,提高反應效率。

『陸』 影響催化劑催化效果的因素有哪些

在化工生產、科學家實驗和生命活動中,催化劑都大顯身手。例如,硫酸生產中要用五氧化二釩作催化劑。由氮氣跟氫氣合成氨氣,要用以鐵為主的多組分催化劑,提高反應速率。

影響催化劑活性的因素有:
(1)溫度:溫度對催化劑的活性影響很大,溫度太低時,催化劑的活性很小,反應速度很慢,隨著溫度升高,反應速度逐漸增大,但達到最大速度後,又開始降低。絕大多數催化劑都有其活性溫度范圍、溫度過高,易使催化劑燒結而破壞其活性,最適宜的溫度要通過實驗來確定。
(2)助催化劑:在催化劑的制備過程中或催化反應中往往加入少量物質,雖然這種物質本身對反應的催化活性很小或無催化作用,卻能顯著提高催化劑的活性、穩定性或選擇性。這種物質稱為助催化劑;
(3)載體:把催化劑負載於某種惰性物質之上,這種惰性物質稱為載體。常用的載體有石棉、活性炭、硅藻土、氧化鋁、硅酸等。使用載體可以使催化劑分散,增大有效面積,不僅可以提高催化劑活性、節約用量,同時還可以增加催化劑的機械強度防止活性組分在高溫下發生熔結而影響其使用壽命。
(4)毒化劑和抑制劑:在催化劑的制備或反應過程中,由於引入少量雜質,使催化劑的活性大大降低或完全喪失,並難以恢復到原有活性,這種現象稱催化劑中毒。
如僅使其活性在某一方而受到抑制,但經過活化處理可以再生,這種現象稱為阻化。使催化劑中毒的物質稱毒化劑,有些催化劑對於毒物非常敏感,微量的毒化劑即可使催化劑活性減小甚至消失。有些毒化是由反應物中含有的雜質[如吡啶、硫、磷、砷、硫化氫、砷化氫、磷化氫及一些含氧化合物造成的。有些毒化是由反應中生成物或分解物造成的。使催化劑阻化的物質稱為抑制劑,它使催化劑部分中毒,從而降低了催化活性。毒化劑和抑制劑之間並無嚴格的界限。毒化現象有時表現為催化劑的部分活性消失,因而呈現出選擇性催化作用。

催化劑是指在化學反應里能改變反應物化學反應速率(提高或降低) 而不改變化學平衡,且本身的質量和化學性質在化學反應前後都沒有發生改變的物質叫催化劑。
據統計,約有90%以上的工業過程中使用催化劑,如化工、石化、生化、環保等。

『柒』 聚酯合成中,酯化反應和縮聚反應的催化劑一樣嗎

一般不一樣。
酯化反應一般用濃硫酸,縮聚反應一般用各種引發劑,當然也包含硫酸。

『捌』 制備的確良用的催化劑是什麼

是用酯交換法制備
滌綸的基本組成物質是聚對苯二甲酸乙二醇酯,分子式 [-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n,因分子鏈上存在大量酯基故稱聚酯纖維(PET),其長鏈分子的化學結構式為H(OCH2CCOCO)NOCH2CH2OH,用於纖維的聚酯相對分子量一般在18000~25000左右,仿毛滌綸分子量較低,工業滌綸分子量較高。實際上,其中還有少量的單體和低聚物存在。這些低聚物的聚合度較低,又以環狀形式存在。聚對苯二甲酸乙二酯可由對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)通過直接酯化法製取對苯二甲酸乙二酯9BHET)後縮聚而成。滌綸是合成纖維中的一個重要品種,是我國聚酯纖維的商品名稱。它是以精對苯二甲酸(PTA)或對苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)為原料經酯化或酯交換和縮聚反應而製得的成纖高聚物——聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),經紡絲和後處理製成的纖維。
鹼性催化劑
在鹼性催化劑催化的酯交換反應中,真正起活性作用的是甲氧陰離子,如下圖所示

。甲氧陰離子攻擊甘油三酯的羰基碳原子,形成一個四面體結構的中間體,然後這個中間體分解成一個脂肪酸甲酯和一個甘油二酯陰離子,這個陰離子與甲醇反應生成一個甲氧陰離子和一個甘油二酯分子,後者會進一步轉化成甘油單酯,然後轉化成甘油。所生成的甲氧陰離子又循環進行下一個的催化反應。
鹼性催化劑是目前酯交換反應使用最廣泛的催化劑。使用鹼性催化劑的優點是反應條件溫和、反應速度快。有學者估計,使用鹼催化劑的酯交換反應速度是使用同當量酸催化劑的4000倍。鹼催化的酯交換反應甲醇用量遠比酸催化的低,因此工業反應器可以大大縮小。另外,鹼性催化劑的腐蝕性比酸性催化劑弱很多,在工業上可以用價廉的碳鋼反應器。除了上述優點外,使用鹼性催化劑還有以下缺點:鹼性催化劑對游離脂肪酸比較敏感,因此油脂原料的酸值要求比較高。對於高酸值的原料,比如一些廢棄油脂,需要經過脫酸或預酯化後才能進行鹼催化的酯交換反應。

工業化鹼性催化劑
已經工業化的鹼性催化劑主要有兩類:易溶於甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化的液相反應,以及固體鹼催化的多相反應。 絕大多數的生物柴油工業生產裝置都採用液相催化劑,用量為油重的0.5~2.0%。甲醇鈉與氫氧化鈉(或鉀)用作酯交換催化劑時還有所不同。當使用甲醇鈉為催化劑時,原料必須經嚴格精製,少量的游離水或脂肪酸都影響甲醇鈉的催化活性,國外工藝中要求兩者的含量都不超過0.1%;但其產物中皂的含量很少,有利於甘油的沉降分離及提高生物柴油收率。而氫氧化鈉(或鉀)為催化劑對原料的要求相對不嚴格,原料中可含少量的水和游離脂肪酸,但這會導致生成較多的脂肪皂,影響甘油的沉降分離速度,同時會導致甘油相中溶解較多的甲酯,從而降低生物柴油的收率。一般說來,以氫氧化鈉(或鉀)為催化劑,油脂原料的酸值不要超過2 mg KOH/g,催化劑的用量為油脂重量的0.5~2.0%。即使油脂原料的酸值較高,超過2 mg KOH/g,理論上還可以使用氫氧化鈉(或鉀)催化劑,但需要加入過量的催化劑以中和游離脂肪酸。這種條件下皂的生成量高,甘油沉降分離困難,且甘油相中溶解的甲酯量較高,因此不宜採取。對於氫氧化鈉和氫氧化鉀,當用作酯交換催化劑時也有所不同。
1)在對粗產物進行沉降分離過程中,催化劑主要存在於甘油相中。由於KOH的分子量大於NaOH,因此會提高甘油相的密度,加速甘油相的沉降分離。
2)使用KOH為催化劑皂的生成量要比使用NaOH時少,這會減少甲酯在甘油相中的溶解。國外一項研究表明,以KOH為催化劑催化葵花籽油酯交換,分離後的甘油相中,甲酯的摩爾含量為3%,而以NaOH為催化劑時的摩爾含量為6%。
3)以KOH為催化劑,產物用磷酸中和可生成磷酸二氫鉀,這是一種優質肥料,不僅可以減少廢物的排放,同時還會增加經濟效益。與其相比,鈉鹽只能作為廢物處理。NaOH為催化劑的優點是其價格便宜。
除此之外,國內外還在開發有機鹼催化劑,比如胺類等。當以有機胺為催化劑時,在常壓低溫下經過6~10h的反應,可以達到比較高的轉化率,但產物中甘油單酯和二酯的含量很高,而甘油的量很低,難以工業應用;當提高反應壓力和溫度時,反應過程中又有可能生成醯胺,降低產品質量。因此,以有機鹼為酯交換催化劑還需要有做大量的研究工作來證明其可行性。
固體鹼催化劑最近幾年正在工業化。與液鹼催化劑相比,使用固體催化劑可以大大提高甘油相的純度,降低甘油精製的成本,「三廢」排放少,產物不含皂,提高生物柴油收率;但反應速度慢,需要較高的溫度和壓力,較高的醇油比,且對游離脂肪酸和水比較敏感,原料需嚴格精製。法國石油研究院開發的Esterfip-H工藝是第一個將固體鹼為催化劑成功應用於工業生成的生物柴油生成工藝,其催化劑是具有尖晶石結構的雙金屬氧化物,已經建成16萬噸/年的生成裝置。另外,德國波鴻的魯爾大學也開發了一種固體鹼催化劑,這種固體鹼催化劑是一種氨基酸的金屬絡合物,催化酯交換反應的溫度為125℃,高於液鹼催化劑的反應溫度(60℃左右)。將建設1噸/小時的工業示範裝置。日本正在開發強鹼性陰離子樹脂催化劑,已取得很大進展。不過陰離子樹脂只能在低溫(60℃以下)操作,否則很快失活,而低溫下酯交換活性又比較低,所以限制了其工業應用。由於樹脂容易再生,因此若將來能開發出耐高溫的強鹼性樹脂,則具有一定的工業化前景。除此之外,國內外正在開發的固體鹼催化劑還包括粘土、分子篩、復合氧化物、碳酸鹽以及負載型鹼(土)金屬氧化物等。

酸性催化劑
酸催化酯交換的反應機理如下圖所示。質子先與甘油三酯的羰基結合,形成碳陽離子中間體。親質子的甲醇與碳陽離子結合並形成四面體結構的中間體,然後這個中間體分解成甲酯和甘油二酯,並產生質子催化下一輪反應。甘油二酯及甘油單酯也按這個過程反應。
與鹼催化相比,酸性催化劑可以加工高酸值原料,因為在酸性催化劑存在下,游離脂肪酸會與甲醇發生酯化反應生成甲酯。因此酸性催化劑非常適合加工高酸值的油脂。另外,對於長鏈或含有支鏈的脂肪醇與油脂的酯交換,一般也用酸性催化劑。但是,酸催化酯交換的反應速度非常慢,且需要比較高的反應溫度和醇油比。在酸催化反應中,如反應溫度較高,可能副反應,生成副產物如二甲醚、甘油醚等。另外,在酸催化中,水對催化劑活性的影響非常大。據報道,硫酸催化大豆油與甲醇酯交換的反應中,若大豆油中加入0.5%的水,則酯交換轉化率由95%降到90%。如果加入5%的水,則轉化率僅為5.6%。在酯交換過程中生成的碳陽離子容易與水反應生成碳酸,從而降低生物柴油收率。當油脂中游離脂肪酸含量高時應注意這一問題,因為酸性催化劑會催化游離脂肪酸與甲醇酯化,從而產生一定量的水,影響反應進程,一步酯交換反應難以達到滿意的轉化率。以高酸值的油脂如廢棄油脂為原料時,為了避免產生的水的影響,工業上常常採用邊反應邊脫水的方法,或採用間歇操作,把水分出去後再補充甲醇繼續反應。
在工業應用中,最常用的酸性催化劑是濃硫酸和磺酸或其混合物。兩者相比,硫酸價格便宜,吸水性強,這有利於脫除酯化反應生成的水,缺點是腐蝕性強,且較容易與碳碳雙鍵反應,導致產物的顏色較深。磺酸催化劑的催化活性比硫酸弱,但在生成過程中產生的問題少,且不攻擊碳碳雙鍵。
強酸型陽離子交換樹脂和磷酸鹽是兩種典型的酯交換酸性固體酸催化劑,但它們都需要比較高的反應溫度和較長的反應時間,且酯交換的轉化率比較低,使用說明短,因此限制了工業應用。其它固體酸催化劑如硫酸鋯、硫酸錫、氧化鋯及鎢酸鋯等也有人在研究。
另外,據2005年11月的Nature報道,日本東京工業大學正在開發從天然有機物如糖、澱粉、纖維素等生產固體酸催化劑。其制備方法是先把有機物如葡萄糖、蔗糖在低溫(>300℃)下進行不完全碳化,然後進行磺化反應,引進磺酸基,得到磺化的非定形碳催化劑。此種催化劑具有價格便宜、酯化活性高、使用壽命長的特點,但還沒發現用於酯交換反應方面的報道。
在國外的生物柴油生成裝置中,很少用酸催化的酯交換工藝。酸性催化劑主要被用來對酸值較高的油脂進行預酯化,然後再進行鹼催化的酯交換。我國現有的生物柴油廠主要以高酸值的廢棄油脂為原料,規模小,使用的催化劑大多是液體酸,也有少數開發使用固體酸。使用固體酸催化劑對高酸值的植物油進行預酯化,然後再用鹼催化酯交換制備生物柴油,是一條較好的工藝路線。

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