Дифенилолпропан - Верховская З.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Некоторые зарубежные катиониты, соответствующие советским маркам КУ-1 и КУ-2 и выпускаемые в промышленном масштабе, приведены в табл. 14.
Таблица И. Катиониты, выпускаемые в зарубежных странах
Страна
Фирма
Катионит
Тип катионита
США
Dow Chemical
Дауэкс ЗО
КУ-1
»
Дауэкс 50
КУ-2
Rohm u. Haas
Амберлит IR-100, амберлит IR-105
КУ-1
»
Амберлит IR-120, амберлит IR-122, амберлит IR-124
КУ-2
Permutit
Пермутит Q
»
Chemical Process
Дуолит С-3, дуолит С-10
КУ-1
»
Дуолит С-20, дуолит С-25, дуолит С-27
КУ-2
Англия
Permutit
Зеокарб 225
»
ФРГ
Farbenfabriken Bayer
»
Леватит KS, леватит PN, леватнг KSN
КУ-1
Леватит S-100, леватит S-115
КУ-2
ГДР
VEB Farbenfabriken Wotfen
Вофатит F, вофатит К, вофатит P
КУ-1
»
Вофатит KPS-200
КУ-2
Италия
Montecatini
Монтекатини
»
Голландия
—
Имак C-Il
КУ-1
Имак С-12, активит
КУ-2
Важной характеристикой ионита является обменная емкость — способность поглощать противоионы. Существует несколько определений емкости. Далее мы будем пользоваться статической обменной емкостью (СОЕ), отнесенной к единице массы катализатора1. Например, для катионита КУ-2 (отмытого от адсорбированных веществ и высушенного) обменная емкость составляет обычно около 5 мэкв/г. Для элементарного звена моносульфированного (несущего один фиксированный ион) катионита КУ-2
—CH-CH2-
SO3H
эквивалентный вес равен 184,2 г. Отсюда емкость сухого ионита в Н-форме теоретически получается равной:
1000:184,2 = 5,43 мэкв/г
Иониты должны быть нерастворимыми, но способными набухать, Иначе подвижность противоионов в ионите снизится настолько, что Ионный обмен и катализ станут невозможными. Степень набухания связана с наличием поперечных связей. Поперечную связанность в катеоните КУ-2 легко регулировать изменением количества сшивающего агента — дивинилбензола. Чем больше введено мостико-образующего вещества перед полимеризацией, тем чаще расположе-
\
ны мостики между цепями; полимерная сетка становится поэтому плотнее и жестче и способность ее к набуханию уменьшается. Набухание ионита тесно связано с его механической прочностью —-стойкостью к сжимающим и растягивающим напряжениям, возникающим вследствие изменения степени набухания. Поэтому большей механической прочностью обладают иониты с высокой степенью поперечной связанности и малым набуханием.
Важное значение для катализа имеют форма и размеры зерна ионита. В зоне реакции между раствором и зернами ионита, а также между самими зернами создается некоторое трение. Стойкость ионита к истиранию определяется в основном формой его зерна; неправильная форма частиц приводит к большим потерям ионита в процессе эксплуатации. Правильная сферическая форма частиц имеет существенные преимущества перед неправильной: повышается механическая прочность зерен ионита и уменьшается их сопротивление потоку, т. е. улучшается их гидравлическая характеристика. Иониты в виде мелких зерен имеют большую механическую прочность, однако в этом случае возрастает их унос из аппарата.
Интерес исследователей к ионитам объясняется большими преимуществами этих агентов перед другими кислотными катализаторами. Например, ионит легко отделять от продуктов реакции простым фильтрованием, тогда как в гомогенном катализе для удаления кислотного катализатора требуется отмывка водой, приводящая к образованию сточных вод кислотного характера, или высоковакуумная отгонка, значительно усложняющая производство. Иониты можно использовать многократно. В реакциях ионообменного катализа во многих случаях почти совсем исключаются побочные процессы, что значительно сокращает расход сырья, удешевляет процесс и упрощает очистку продукта. Одним из важейших достоинств ионообменного катализа является отсутствие агрессивных сред, поэтому синтез можно вести в аппаратах, не требующих защиты от коррозии.
Однако, несмотря на указанные достоинства, иониты в основном используются в лабораторных условиях5'6 (реакции этерификации, гидролиза, гидратации, дегидратации, алкилирования, полимеризации, конденсации и др.). В промышленности же широкие возможности методов ионообменного катализа не нашли пока достаточного применения. Из промышленных процессов с ионитами, осуществленных или внедряемых в СССР, отметим алкилирование фенолов7-14, гидратацию изобутилена и дегидратацию триметилкарби-нола4>15-18, синтез дифенилолпропана19»20, очистку фенолов29.
КОНДЕНСАЦИЯ ФЕНОЛА С АЦЕТОНОМ НА ИОНИТАХ Активность различных ионитов
Для синтеза дифенилолпропана иониты начали использовать сравнительно недавно. Первые патенты фирмы Union Carbide (США) появились в конце 50-х и начале 60-х годов21-25. В них были рекомендованы сульфированные стиролдивинилбензольные катиониты Я
ИОНИТОВ JJ $•
(технический), S-и 30
ис-
10
ку=ч/
у
КУФвчС
Уч. t
л
•'тес
г
Время, ч
3
Рис. 17. Зависимость степени конверсии ацетона от времени реакции при использовании разных катионитов.
