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聚酯装置中磷酸抑制催化剂的作用吗

发布时间:2022-07-29 06:32:42

『壹』 催化剂的作用

催化作用,催化剂在化学反应中所起的作用。在催化反应中,催化剂与反应物发生化学作用,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能。

由于催化剂的介入而加速或减缓化学反应速率的现象称为催化作用。在催化反应中,催化剂与反应物发生作用,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能,这是催化剂得以提高反应速率的原因。

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催化剂的特点:

催化剂对反应有选择性,当反应有一个以上不同方向时,催化剂只加速其中一种,促进反应速率和选择性是统一的。催化剂的寿命。催化剂能改变化学反应速率,自身并不进入反应,理想情况下催化剂不为反应所改变。实际反应过程中,催化剂长期受热和化学作用,也会发生物理化学变化。

对于复杂反应,可选择加快主反应的速率,抑制副反应,提高目的产物的收率。改善操作条件,降低对设备的要求,改进生产条件;开发新的反应过程,扩大原料的利用途径,简化生产工艺路线;

『贰』 用浓磷酸催化合成乙酸乙酯时,为什么增加催化剂浓磷酸的用量反而会使产率降低

下午好,如果使用乙酸和乙醇进行酯化反应时用浓磷酸催化的话,它的作用和浓硫酸相似都是利用H+使乙酸上的羧基增强其正电来辅助乙醇中的羟基加速结合同时提供反应中必要的物理吸水来不断使反应向正方向移动。但是,如果一味的增大浓磷酸浓度H+过量反而会阻碍羟基自由结合并且由于酸性过强使已经成型的酯键发生逆向水解反应(乙酸乙酯的酸催化无论盐酸、硫酸还是磷酸都有一个耐酸极限阈值),这个道理就像为什么电瓶车加的是稀硫酸而不是浓硫酸一样——H+浓度过高是导致反应钝化的不利因素请酌情参考。

『叁』 聚酯多元醇用什么催化剂

聚酯多元醇,有机物,通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。不同品种的聚酯多元醇由于种类不同或制备工艺不一样,性质也不一样,对于聚酯多元醇比较重要的几个指标是羟值、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内含有较多的酯基、氨基等极性基团,内聚强度和附着力强,具有较高的强度、耐磨性。
生产聚酯多元醇时需要严格地监测酸值、羟值.以及黏度的变化,以确保生产出合格的聚酯多元醇。

聚氨酯胶黏剂用的聚酯多元醇质量要高,除分子量(羟值)外,酸值特别重要,因为它是残留端羧基的量度。端羧基与异氰酸酯反应生成酰胺并放出二氧化碳,这不仅造成链的终止,还形成讨厌的气泡。这种酰氨基还能与异氰酸酯反应生成酰脲基。聚酯中残留的酸还会对聚氨酯反应起催化作用,产生不良的影响,并降低聚氨酯的水解稳定性。因此,一般要求酸值小于1mg KOH/g,甚至还常要求小于0.5g:KOH/g;但酸值太低(< KOH>会使反应生成聚氨酯树脂的速度太快而影响操作,酸值以0.3-0.5mg KOH/g为最宜。

制备聚酯多元醇中加入催化剂可缩短缩聚反应时间:但催化剂不容易除去,对下一步聚氨酯反应有不良的影响,用量不大无影响。无机催化剂有乙酸锌与三氧化锑或乙酸锌与三氧化锑的混合物等,添加量为100~300ppm;有机催化剂有钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯等,添加量为15~100ppm。

『肆』 聚羧酸合成中的催化剂起了什么作用

你这个问题不好回答,催化剂肯定首要是催化作用了。

在聚羧酸的几种合成方法中,
聚合后功能化法
,对催化剂的依赖更明显,利用现有聚合物进行改性,已知分子量的聚羧酸,在催化剂的作用下与聚醚在较高温度下通过
酯化反应
进行
接技
,形成
接技共聚物

『伍』 磷酸为什么是催化剂,怎样起作用的

固体酸催化剂,加快实验速度,提高反应效率。

『陆』 影响催化剂催化效果的因素有哪些

在化工生产、科学家实验和生命活动中,催化剂都大显身手。例如,硫酸生产中要用五氧化二钒作催化剂。由氮气跟氢气合成氨气,要用以铁为主的多组分催化剂,提高反应速率。

影响催化剂活性的因素有:
(1)温度:温度对催化剂的活性影响很大,温度太低时,催化剂的活性很小,反应速度很慢,随着温度升高,反应速度逐渐增大,但达到最大速度后,又开始降低。绝大多数催化剂都有其活性温度范围、温度过高,易使催化剂烧结而破坏其活性,最适宜的温度要通过实验来确定。
(2)助催化剂:在催化剂的制备过程中或催化反应中往往加入少量物质,虽然这种物质本身对反应的催化活性很小或无催化作用,却能显著提高催化剂的活性、稳定性或选择性。这种物质称为助催化剂;
(3)载体:把催化剂负载于某种惰性物质之上,这种惰性物质称为载体。常用的载体有石棉、活性炭、硅藻土、氧化铝、硅酸等。使用载体可以使催化剂分散,增大有效面积,不仅可以提高催化剂活性、节约用量,同时还可以增加催化剂的机械强度防止活性组分在高温下发生熔结而影响其使用寿命。
(4)毒化剂和抑制剂:在催化剂的制备或反应过程中,由于引入少量杂质,使催化剂的活性大大降低或完全丧失,并难以恢复到原有活性,这种现象称催化剂中毒。
如仅使其活性在某一方而受到抑制,但经过活化处理可以再生,这种现象称为阻化。使催化剂中毒的物质称毒化剂,有些催化剂对于毒物非常敏感,微量的毒化剂即可使催化剂活性减小甚至消失。有些毒化是由反应物中含有的杂质[如吡啶、硫、磷、砷、硫化氢、砷化氢、磷化氢及一些含氧化合物造成的。有些毒化是由反应中生成物或分解物造成的。使催化剂阻化的物质称为抑制剂,它使催化剂部分中毒,从而降低了催化活性。毒化剂和抑制剂之间并无严格的界限。毒化现象有时表现为催化剂的部分活性消失,因而呈现出选择性催化作用。

催化剂是指在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低) 而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。

『柒』 聚酯合成中,酯化反应和缩聚反应的催化剂一样吗

一般不一样。
酯化反应一般用浓硫酸,缩聚反应一般用各种引发剂,当然也包含硫酸。

『捌』 制备的确良用的催化剂是什么

是用酯交换法制备
涤纶的基本组成物质是聚对苯二甲酸乙二醇酯,分子式 [-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n,因分子链上存在大量酯基故称聚酯纤维(PET),其长链分子的化学结构式为H(OCH2CCOCO)NOCH2CH2OH,用于纤维的聚酯相对分子量一般在18000~25000左右,仿毛涤纶分子量较低,工业涤纶分子量较高。实际上,其中还有少量的单体和低聚物存在。这些低聚物的聚合度较低,又以环状形式存在。聚对苯二甲酸乙二酯可由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)通过直接酯化法制取对苯二甲酸乙二酯9BHET)后缩聚而成。涤纶是合成纤维中的一个重要品种,是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),经纺丝和后处理制成的纤维。
碱性催化剂
在碱性催化剂催化的酯交换反应中,真正起活性作用的是甲氧阴离子,如下图所示

。甲氧阴离子攻击甘油三酯的羰基碳原子,形成一个四面体结构的中间体,然后这个中间体分解成一个脂肪酸甲酯和一个甘油二酯阴离子,这个阴离子与甲醇反应生成一个甲氧阴离子和一个甘油二酯分子,后者会进一步转化成甘油单酯,然后转化成甘油。所生成的甲氧阴离子又循环进行下一个的催化反应。
碱性催化剂是目前酯交换反应使用最广泛的催化剂。使用碱性催化剂的优点是反应条件温和、反应速度快。有学者估计,使用碱催化剂的酯交换反应速度是使用同当量酸催化剂的4000倍。碱催化的酯交换反应甲醇用量远比酸催化的低,因此工业反应器可以大大缩小。另外,碱性催化剂的腐蚀性比酸性催化剂弱很多,在工业上可以用价廉的碳钢反应器。除了上述优点外,使用碱性催化剂还有以下缺点:碱性催化剂对游离脂肪酸比较敏感,因此油脂原料的酸值要求比较高。对于高酸值的原料,比如一些废弃油脂,需要经过脱酸或预酯化后才能进行碱催化的酯交换反应。

工业化碱性催化剂
已经工业化的碱性催化剂主要有两类:易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化的液相反应,以及固体碱催化的多相反应。 绝大多数的生物柴油工业生产装置都采用液相催化剂,用量为油重的0.5~2.0%。甲醇钠与氢氧化钠(或钾)用作酯交换催化剂时还有所不同。当使用甲醇钠为催化剂时,原料必须经严格精制,少量的游离水或脂肪酸都影响甲醇钠的催化活性,国外工艺中要求两者的含量都不超过0.1%;但其产物中皂的含量很少,有利于甘油的沉降分离及提高生物柴油收率。而氢氧化钠(或钾)为催化剂对原料的要求相对不严格,原料中可含少量的水和游离脂肪酸,但这会导致生成较多的脂肪皂,影响甘油的沉降分离速度,同时会导致甘油相中溶解较多的甲酯,从而降低生物柴油的收率。一般说来,以氢氧化钠(或钾)为催化剂,油脂原料的酸值不要超过2 mg KOH/g,催化剂的用量为油脂重量的0.5~2.0%。即使油脂原料的酸值较高,超过2 mg KOH/g,理论上还可以使用氢氧化钠(或钾)催化剂,但需要加入过量的催化剂以中和游离脂肪酸。这种条件下皂的生成量高,甘油沉降分离困难,且甘油相中溶解的甲酯量较高,因此不宜采取。对于氢氧化钠和氢氧化钾,当用作酯交换催化剂时也有所不同。
1)在对粗产物进行沉降分离过程中,催化剂主要存在于甘油相中。由于KOH的分子量大于NaOH,因此会提高甘油相的密度,加速甘油相的沉降分离。
2)使用KOH为催化剂皂的生成量要比使用NaOH时少,这会减少甲酯在甘油相中的溶解。国外一项研究表明,以KOH为催化剂催化葵花籽油酯交换,分离后的甘油相中,甲酯的摩尔含量为3%,而以NaOH为催化剂时的摩尔含量为6%。
3)以KOH为催化剂,产物用磷酸中和可生成磷酸二氢钾,这是一种优质肥料,不仅可以减少废物的排放,同时还会增加经济效益。与其相比,钠盐只能作为废物处理。NaOH为催化剂的优点是其价格便宜。
除此之外,国内外还在开发有机碱催化剂,比如胺类等。当以有机胺为催化剂时,在常压低温下经过6~10h的反应,可以达到比较高的转化率,但产物中甘油单酯和二酯的含量很高,而甘油的量很低,难以工业应用;当提高反应压力和温度时,反应过程中又有可能生成酰胺,降低产品质量。因此,以有机碱为酯交换催化剂还需要有做大量的研究工作来证明其可行性。
固体碱催化剂最近几年正在工业化。与液碱催化剂相比,使用固体催化剂可以大大提高甘油相的纯度,降低甘油精制的成本,“三废”排放少,产物不含皂,提高生物柴油收率;但反应速度慢,需要较高的温度和压力,较高的醇油比,且对游离脂肪酸和水比较敏感,原料需严格精制。法国石油研究院开发的Esterfip-H工艺是第一个将固体碱为催化剂成功应用于工业生成的生物柴油生成工艺,其催化剂是具有尖晶石结构的双金属氧化物,已经建成16万吨/年的生成装置。另外,德国波鸿的鲁尔大学也开发了一种固体碱催化剂,这种固体碱催化剂是一种氨基酸的金属络合物,催化酯交换反应的温度为125℃,高于液碱催化剂的反应温度(60℃左右)。将建设1吨/小时的工业示范装置。日本正在开发强碱性阴离子树脂催化剂,已取得很大进展。不过阴离子树脂只能在低温(60℃以下)操作,否则很快失活,而低温下酯交换活性又比较低,所以限制了其工业应用。由于树脂容易再生,因此若将来能开发出耐高温的强碱性树脂,则具有一定的工业化前景。除此之外,国内外正在开发的固体碱催化剂还包括粘土、分子筛、复合氧化物、碳酸盐以及负载型碱(土)金属氧化物等。

酸性催化剂
酸催化酯交换的反应机理如下图所示。质子先与甘油三酯的羰基结合,形成碳阳离子中间体。亲质子的甲醇与碳阳离子结合并形成四面体结构的中间体,然后这个中间体分解成甲酯和甘油二酯,并产生质子催化下一轮反应。甘油二酯及甘油单酯也按这个过程反应。
与碱催化相比,酸性催化剂可以加工高酸值原料,因为在酸性催化剂存在下,游离脂肪酸会与甲醇发生酯化反应生成甲酯。因此酸性催化剂非常适合加工高酸值的油脂。另外,对于长链或含有支链的脂肪醇与油脂的酯交换,一般也用酸性催化剂。但是,酸催化酯交换的反应速度非常慢,且需要比较高的反应温度和醇油比。在酸催化反应中,如反应温度较高,可能副反应,生成副产物如二甲醚、甘油醚等。另外,在酸催化中,水对催化剂活性的影响非常大。据报道,硫酸催化大豆油与甲醇酯交换的反应中,若大豆油中加入0.5%的水,则酯交换转化率由95%降到90%。如果加入5%的水,则转化率仅为5.6%。在酯交换过程中生成的碳阳离子容易与水反应生成碳酸,从而降低生物柴油收率。当油脂中游离脂肪酸含量高时应注意这一问题,因为酸性催化剂会催化游离脂肪酸与甲醇酯化,从而产生一定量的水,影响反应进程,一步酯交换反应难以达到满意的转化率。以高酸值的油脂如废弃油脂为原料时,为了避免产生的水的影响,工业上常常采用边反应边脱水的方法,或采用间歇操作,把水分出去后再补充甲醇继续反应。
在工业应用中,最常用的酸性催化剂是浓硫酸和磺酸或其混合物。两者相比,硫酸价格便宜,吸水性强,这有利于脱除酯化反应生成的水,缺点是腐蚀性强,且较容易与碳碳双键反应,导致产物的颜色较深。磺酸催化剂的催化活性比硫酸弱,但在生成过程中产生的问题少,且不攻击碳碳双键。
强酸型阳离子交换树脂和磷酸盐是两种典型的酯交换酸性固体酸催化剂,但它们都需要比较高的反应温度和较长的反应时间,且酯交换的转化率比较低,使用说明短,因此限制了工业应用。其它固体酸催化剂如硫酸锆、硫酸锡、氧化锆及钨酸锆等也有人在研究。
另外,据2005年11月的Nature报道,日本东京工业大学正在开发从天然有机物如糖、淀粉、纤维素等生产固体酸催化剂。其制备方法是先把有机物如葡萄糖、蔗糖在低温(>300℃)下进行不完全碳化,然后进行磺化反应,引进磺酸基,得到磺化的非定形碳催化剂。此种催化剂具有价格便宜、酯化活性高、使用寿命长的特点,但还没发现用于酯交换反应方面的报道。
在国外的生物柴油生成装置中,很少用酸催化的酯交换工艺。酸性催化剂主要被用来对酸值较高的油脂进行预酯化,然后再进行碱催化的酯交换。我国现有的生物柴油厂主要以高酸值的废弃油脂为原料,规模小,使用的催化剂大多是液体酸,也有少数开发使用固体酸。使用固体酸催化剂对高酸值的植物油进行预酯化,然后再用碱催化酯交换制备生物柴油,是一条较好的工艺路线。

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