UA82874C2 - Process for the preparation of ion-exchange catalyst - Google Patents
Process for the preparation of ion-exchange catalyst Download PDFInfo
- Publication number
- UA82874C2 UA82874C2 UAA200509640A UAA200509640A UA82874C2 UA 82874 C2 UA82874 C2 UA 82874C2 UA A200509640 A UAA200509640 A UA A200509640A UA A200509640 A UAA200509640 A UA A200509640A UA 82874 C2 UA82874 C2 UA 82874C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- divinylbenzene
- temperature
- styrene
- exchange catalyst
- ion
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 9
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- NUMQCACRALPSHD-UHFFFAOYSA-N tert-butyl ethyl ether Chemical compound CCOC(C)(C)C NUMQCACRALPSHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N chlorosulfonic acid Substances OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 2
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 101100184727 Rattus norvegicus Pmpca gene Proteins 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до шляхів одержання іонообмінних каталізаторів. 2 Відомий спосіб виготовлення каталізаторів на основі іонообмінних смол і термопластичних полімерних матеріалів шляхом їх змішування, нагрівання до температури плавлення термопласту і формування готового продукту методом екструзії (1). Однак іонообмінна ємність і активність каталізатора, одержаного цим методом, частково знижується при високотемпературній обробці. Крім того, при набуханні у воді має місце гідратація функціональних груп, яка супроводжується збільшенням об'єму каталізатора (в 2-3 рази) і зменшенням його 70 механічної міцності.The invention relates to ways of obtaining ion exchange catalysts. 2 A known method of manufacturing catalysts based on ion exchange resins and thermoplastic polymer materials by mixing them, heating to the melting temperature of the thermoplastic and forming the finished product by the extrusion method (1). However, the ion exchange capacity and activity of the catalyst obtained by this method is partially reduced during high-temperature treatment. In addition, during swelling in water, hydration of functional groups takes place, which is accompanied by an increase in the volume of the catalyst (by 2-3 times) and a decrease in its 70 mechanical strength.
Найбільш близьким аналогом запропонованої дії є спосіб приготування іонообмінного каталізатора, який включає в себе змішування порошків сополімеру стиролу і дивінілбензолу з термопластичним полімерним матеріалом, нагрівання суміші до температури плавлення термопласту, формування суміші методом екструзії і хімічну обробку сформованого матеріалу сильнодіючим сульфуючим агентом (2). 19 Каталізатор, одержаний цим способом, неоднорідний за своєю структурою, недостатньо еластичний і йому не властива необхідна активність і механічна міцність. Мають місце великі труднощі подрібнення сополімеру стиролу з дивінілбензолом.The closest analogue of the proposed action is the method of preparing an ion exchange catalyst, which includes mixing powders of the copolymer of styrene and divinylbenzene with a thermoplastic polymer material, heating the mixture to the melting temperature of the thermoplastic, forming the mixture by the extrusion method, and chemically treating the formed material with a powerful sulfonating agent (2). 19 The catalyst obtained in this way is heterogeneous in its structure, not elastic enough and does not have the required activity and mechanical strength. There are great difficulties in grinding the copolymer of styrene with divinylbenzene.
Метою даного винаходу є одержання іонообмінного каталізатора з підвищеною активністю і покращеними фізико-хімічними властивостями.The purpose of this invention is to obtain an ion exchange catalyst with increased activity and improved physicochemical properties.
Поставлена мета досягається запропонованим способом одержання каталізатора з іонообмінними властивостями, що містить набухання гранульованого термопластичного полімерного матеріалу в реакційній суміші стироллу, дивінілбензолу, пероксиду бензоїлу з подальшою полімеризацією. В процесі сополімеризації стиролу з дивінілбензолом утворюється полімерна просторово-зшита структура інтегрована всередину гранули термопластичного полімерного матеріалу за типом "змія в клітці" з наступною обробкою одержаної матриці с 22 хлорсульфоновою або сірчаною кислотою. Ге)The goal is achieved by the proposed method of obtaining a catalyst with ion-exchange properties, which contains swelling of granular thermoplastic polymer material in a reaction mixture of styrene, divinylbenzene, benzoyl peroxide with subsequent polymerization. In the process of copolymerization of styrene with divinylbenzene, a polymer spatially cross-linked structure is formed, integrated inside the granules of a thermoplastic polymer material in the "snake in a cage" type, with subsequent treatment of the resulting matrix with 22 chlorosulfonic or sulfuric acid. Gee)
Відмінністю способу є зміна самого процесу створення вихідної матриці іонообмінного каталізатора. Такий спосіб створює сприятливі умови для рівномірного розподілу одної полімерної структури в іншій.The difference in the method is the change in the process of creating the initial matrix of the ion exchange catalyst itself. This method creates favorable conditions for the uniform distribution of one polymer structure in another.
Крім того, має місце прищеплена сополімеризація стиролу і дивінілбензолу на макромолекулах термопласту, яка утворює хімічний зв'язок між полімерними структурами на відміну від механічної суміші твердих частинок Я сополімеру стиролу з дивінілбензолом і термопластичним матеріалом у відомих способах. м.In addition, there is a graft copolymerization of styrene and divinylbenzene on thermoplastic macromolecules, which forms a chemical bond between polymer structures in contrast to the mechanical mixture of solid particles of I copolymer of styrene with divinylbenzene and thermoplastic material in known methods. m.
Усе це сприяє одержанню іонообмінного каталізатора з підвищеною активністю і міцністю.All this contributes to obtaining an ion exchange catalyst with increased activity and strength.
Приклад 1 соExample 1 so
У трьохгорлу скляну колбу завантажують 1,5 дм З знесоленої води і нагрівають її до 952С, потім заливають сі з5 приготовлену суміш 1,5 г крохмалю в 50 см? знесоленої води. Суміш перемішують в реакторі протягом 20 хв., со потім збільшують температуру до 98: і витримують за такої температури протягом 30 хв. Одержують однорідний розчин крохмалю з в'язкістю 8-20 сантипуаз.1.5 dm of desalted water is loaded into a three-necked glass flask and heated to 952C, then the prepared mixture of 1.5 g of starch is poured into 50 cm? desalinated water. The mixture is stirred in the reactor for 20 min., and then the temperature is increased to 98 °C and kept at this temperature for 30 min. A homogeneous solution of starch with a viscosity of 8-20 centipoise is obtained.
У іншому (5 дм) реакторі проводять набухання поліетилену високого тиску марки М 10703 - 020 у суміші мономерів, що складається з 390 см стиролу, 18 см З дивінілбензолу і 4 г пероксиду бензоїлу. Кількість « поліетилену - 1 кг. Набухання проводять при перемішуванні за температури 50 «С. Для покращення умов шщ с переміщування додають знесолену воду в кількості З дм . Набухання проводять протягом 5 годин. По закінченні а набухання зупиняють мішалку, витримують 0,5 години для розшарування і зливу води. Після зливу води в є» реактор заливається приготований раніше розчин крохмалю при температурі 5526.In another (5 dm) reactor, high-pressure polyethylene M 10703 - 020 is swollen in a monomer mixture consisting of 390 cm3 of styrene, 18 cm3 of divinylbenzene, and 4 g of benzoyl peroxide. The amount of polyethylene - 1 kg. Swelling is carried out with stirring at a temperature of 50 °C. In order to improve the conditions of transportation, desalinated water is added in the amount of 3 dm. Swelling is carried out for 5 hours. At the end of the swelling, stop the stirrer, stand for 0.5 hours to stratify and drain the water. After draining the water, the previously prepared starch solution at a temperature of 5526 is poured into the reactor.
Сополімеризацію проводять при працюючій мішалці за таким режимом: - підвищують температуру до 702С протягом 0,5 години і витримують за даної температури 2 години; (ог) - підвищують температуру до 802С за одну годину і витримують за даної температури 6 годин; т - підвищують температуру до 902С за 0,5 години і витримують за даної температури 2 години.Copolymerization is carried out with a working stirrer in the following mode: - raise the temperature to 702C for 0.5 hours and hold at this temperature for 2 hours; (ог) - raise the temperature to 802С in one hour and hold at this temperature for 6 hours; t - raise the temperature to 902C in 0.5 hours and hold at this temperature for 2 hours.
По закінченні сополімеризації вміст реактора охолоджують, відокремлюють маточний розчин. Сополімер со промивають водою і висушують до вмісту вологи не більше ніж 0,5 9о масових. -І 50 У трьохгорлий реактор на 2 дм завантажують 300 г одержаного сополімеру, заливають 720 см? дихлоретану і витримують 5-10 годин при температурі 20-30еС для набухання. Потім при перемішуванні приливають т» невеликими порціями протягом години 380 см З хлорсульфонової кислоти і проводять сульфування при 50 2С протягом 10-12 годин. Надлишок хлорсульфонової кислоти розкладають водою, відфільтровують від гранул. дв Потім гранули обробляють водяним паром для видалення дихлоретану і омилення хлорсульфогруп.At the end of the copolymerization, the contents of the reactor are cooled, and the mother liquor is separated. The copolymer is washed with water and dried to a moisture content of no more than 0.5% by mass. -I 50 300 g of the obtained copolymer are loaded into a three-necked reactor for 2 dm, and 720 cm? of dichloroethane and kept for 5-10 hours at a temperature of 20-30oC for swelling. Then, with stirring, 380 cm3 of chlorosulfonic acid is added in small portions during an hour and sulfonation is carried out at 50 2C for 10-12 hours. Excess chlorosulfonic acid is decomposed with water, filtered from granules. dv Then the granules are treated with steam to remove dichloroethane and saponify chlorosulfo groups.
Одержаний каталізатор має обмінну ємність 2,8 м-моль/г, вологу 47 9о, коефіцієнт набухання 1,22 і величину (Ф) механічної міцності 25 кг/гранулу. з Приклад 2The resulting catalyst has an exchange capacity of 2.8 mmol/g, a moisture content of 47 9o, a swelling coefficient of 1.22, and a value (F) of mechanical strength of 25 kg/granule. from Example 2
Прищеплений сополімер, одержаний в кількості З00 г (як у прикладі 1), заливають 600 г дихлоретану для бо набухання гранул і через 5 годин приливають 1500 г сірчаної кислоти з концентрацією 96-100 95. Суміш витримують протягом 15 годин за температури 100-110 при перемішуванні. Потім кислоту зливають, гранули промивають дистильованою водою і висушують. Одержаний каталізатор має величину обмінної ємності 2,9 м-моль/г, вологості 48 9о, коефіцієнт набухання 1,20 і механічну міцність 20 кг/гранулу.The graft copolymer obtained in the amount of 300 g (as in example 1) is poured with 600 g of dichloroethane to cause swelling of the granules, and after 5 hours, 1500 g of sulfuric acid with a concentration of 96-100 95 is poured in. The mixture is kept for 15 hours at a temperature of 100-110 at mixing Then the acid is drained, the granules are washed with distilled water and dried. The resulting catalyst has an exchange capacity of 2.9 m-mol/g, a moisture content of 48 9o, a swelling coefficient of 1.20, and a mechanical strength of 20 kg/granule.
Приклад З 65 Одержання етилтретбутилового ефіру.Example C 65 Preparation of ethyl tert-butyl ether.
Прилад складається з 2-х трилітрових реакторів проточного типу, в які завантажується по 0,5 дм З каталізатора, одержаного в прикладах 1,2. Конструкція і схема з'єднання реакторів дозволяють змінювати час контакту реагентів, об'ємну швидкість, контролювати температурний режим і тиск у системі. Перетворення ізобутилену в етилтретбутиловий ефір, вміст якого в бутан - бутиленовій фракції «- 14 95 мас. відбувається за таких умов:The device consists of 2 three-liter flow-through reactors, into which 0.5 dm of the catalyst obtained in examples 1, 2 is loaded. The design and connection scheme of the reactors allow changing the contact time of the reagents, the volume velocity, and controlling the temperature and pressure in the system. Conversion of isobutylene into ethyl tertbutyl ether, the content of which in the butane - butylene fraction "- 14 95 wt. occurs under the following conditions:
Температура -60СThe temperature is -60C
Тиск - 1л2мПаPressure - 1l2mPa
Об'ємна швидкість -10Volume speed -10
Мольний надлишок спирту -1,5The molar excess of alcohol is -1.5
Продукт реакції звільняють від спирту, що не провзаємодіяв, промиванням дистильованою водою, потім за температури 69-722С з нього відганяється етилтретбутиловий ефір.The reaction product is freed from unreacted alcohol by washing with distilled water, then ethyl tert-butyl ether is distilled from it at a temperature of 69-722C.
Ступінь перетворення ізобутилену - 98,0 905The degree of conversion of isobutylene is 98.0 905
Приклад 4Example 4
Те саме, що в прикладі 3.The same as in example 3.
Температура -5296The temperature is -5296
Тиск - 1,0 мПпаPressure - 1.0 mPpa
Об'ємна швидкість -1,5Volume speed -1.5
Мольний надлишок спирту -142The molar excess of alcohol is -142
Ступінь перетворення ізобутилену - 95,0 95The degree of conversion of isobutylene is 95.0 95
Література: сч 1. Авторское свидетельство СССР Мо 459910 кл. В 01 | 31/08 1972г. 2. Авторское свидетельство СССР Мо 1075499 кл. В 01 | 31/10 1982г. Го)Literature: sch 1. Author's certificate USSR Mo 459910 cl. In 01 | 31/08 1972 2. Author's certificate of the USSR Mo 1075499 cl. In 01 | 10/31/1982 Go)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200509640A UA82874C2 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Process for the preparation of ion-exchange catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200509640A UA82874C2 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Process for the preparation of ion-exchange catalyst |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA82874C2 true UA82874C2 (en) | 2008-05-26 |
Family
ID=39819258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200509640A UA82874C2 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Process for the preparation of ion-exchange catalyst |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA82874C2 (en) |
-
2005
- 2005-10-13 UA UAA200509640A patent/UA82874C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102626661B (en) | Strong-acid type polystyrene cation exchange resin as well as preparation method and application thereof | |
| TW587960B (en) | High productivity bisphenol-A catalyst | |
| US5585408A (en) | Crosslinked seeded copolymer beads and process of manufacture | |
| JP4223747B2 (en) | Preparation method of anion exchange resin | |
| CN101875626A (en) | Method for synthesizing N-phenylmaleimide by immobilized supported acid catalyst | |
| CN113227162B (en) | Method for producing modified vinyl alcohol polymer particles and particles obtained by the production method | |
| JPH07507719A (en) | Supported catalysts and their uses | |
| UA82874C2 (en) | Process for the preparation of ion-exchange catalyst | |
| US20120004466A1 (en) | Method for Preparing a Ketone | |
| US3297648A (en) | Process for the chloromethylation of aromatic compounds of high molecular weight | |
| JPH11179218A (en) | Ion exchange resin | |
| CA1067649A (en) | Process for the preparation of anion exchangers | |
| JPH06102691B2 (en) | Method for Chloromethylation of Vinyl Aromatic Polymer | |
| CN102500416A (en) | Synthesis and preparation methods of polymer particle type esterification catalyst containing sulfonic acid groups | |
| TW201237073A (en) | A cross-linking method and articles produced thereby | |
| CN113728016B (en) | Process for producing modified vinyl alcohol polymer particles and particles produced by the process | |
| JPH1028879A (en) | Ion exchange resin with improved water washability and method for producing the same | |
| Malshe et al. | Phenol based resin as alkylation catalyst | |
| US2529602A (en) | Ion exchange material and method of making the same | |
| JP2002363116A (en) | Method for producing bisphenol A | |
| US6939923B2 (en) | Resin for solid phase synthesis | |
| Kihara et al. | Reaction of methyl thioglycolate with chloromethylstyrene microgel: Preparation of core–shell‐type microgel by chemical modification | |
| JP7653307B2 (en) | Method for producing carboxylic acid thioester | |
| RU1781233C (en) | Method for production of cations | |
| CN109651553B (en) | Strong-alkaline composite ion exchange resin material and preparation method thereof |