指示劑變色陽離子交換樹脂在催化酯化反應中的應用

變色數(shù)脂可以用來監(jiān)測陽床或陰床出水，在陽床或陰床臨近失效時及時指示失效點，是在線監(jiān)測儀表直觀和有效的補充。具有穩(wěn)定可靠、使用簡便、不污染水質(zhì)的優(yōu)點。

變色陽樹脂是一種帶有指示劑的陽離子交換樹脂，出廠型為氫型，通過變色陽樹脂的水如果含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各種陽離子時，即與樹脂攜帶的H+發(fā)生交換，樹脂層開始失效，失效層顏色明顯改變，指示水中有陽離子泄露。H+型時為墨綠色，Na+型時為玫瑰紅色，產(chǎn)品色差十分明顯。同時還具有良好的交換容量和物理穩(wěn)定性。

       變色陽樹脂一般用在火電廠凝結(jié)水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+電導儀前，將水中帶入的游離氨除去，并將所有的陽離子全部轉(zhuǎn)化為H+離子，避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏進入凝結(jié)水而電導儀顯示值反倒降低的現(xiàn)象發(fā)生。

   變色陽樹脂與H+電導儀聯(lián)合使用，用于監(jiān)測凝汽器泄漏量是否超標，決定凝結(jié)水是否需要處理，監(jiān)測給水、蒸汽水質(zhì)品質(zhì)是否滿足標準要求。是火力發(fā)電廠化學監(jiān)督重要和為倚重的化學表計。

變色樹脂使用范圍：監(jiān)測和控制給水、凝結(jié)水和蒸汽的氫電導率，是保證水汽質(zhì)量，控制火電廠水汽系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢的重要手段之一。 

由于水汽中氨的濃度、取樣流速經(jīng)常變化，加上機組啟停等原因，難以判斷H型交換柱何時失效。H型交換柱失效初期，由于少量銨離子穿透，使氫電導率測量值偏低；當H型交換柱失效，大量銨離子透過，氫電導率測量值又偏高。因此，當交換柱失效后引起氫電導率變化時，難以及時判斷是水質(zhì)惡化還是交換柱失效。目前國外采取的解決辦法是采用變色陽離子交換樹脂，失效層與未失效層顏色不同，可以在H型交換柱失效前及時進行再生處理，可以及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化問題并及時采取解決措施。 

變色樹脂使用方法： 

新購買的變色樹脂是未處理的Na型樹脂，必須經(jīng)過以下方式處理才可以使用： 

（1）將新樹脂放入容器中，以除鹽水清洗2～3遍，至水清澈；如果樹脂變干，則清洗前需要加入10NaCl溶液浸泡2小時，以防止樹脂因急劇膨脹而破裂。 

（2）將清洗干凈的樹脂裝入實際交換柱中，以不少于10倍樹脂體積的5HCl再生液動態(tài)逆流再生（與交換柱運行水流方向相反），再生流速控制3m/h～5m/h，保證再生液與樹脂接觸時間不小于30min； 

（3）再生液進完后以除鹽水按交換柱運行水流方向大流量沖洗交換柱（沖洗流速10m/h～20m/h），沖洗時間不低于12h； 

（4）再生完畢、清洗干凈的氫交換柱可裝入實際系統(tǒng)進行氫電導率的測定。 

（5）失效的變色樹脂氫型交換柱可直接進行再生處理，再生步驟同(2)~(4)。 

變色樹脂的儲存:需要長期儲存的樹脂，應再生成氫型樹脂后儲存。 

指示劑變色陽離子交換樹脂在催化酯化反應中的應用隨著生活水平的提高，環(huán)境和污染問題日益受到人們的關(guān)注?；瘜W反應在工藝設(shè)計、操作條件和催化劑方面都應該考慮環(huán)保的要求，這就給催化劑的發(fā)展提出了挑戰(zhàn),同時也給催化劑本身帶來了發(fā)展機遇。酯化反應是一類非常重要的有機反應，通過這類反應可以合成一系列具有應用價值的羧酸酯，可用作增塑劑、溶劑、香料、制藥前驅(qū)體、農(nóng)用化學品等。這些催化劑不但用完后處理起來比較麻煩、對設(shè)備有腐蝕作用，而且廢酸的排放對環(huán)境造成嚴重污染。而高分子催化劑的使用方便性、環(huán)境友好性、對設(shè)備的零腐蝕性引起了國內(nèi)外化學工業(yè)以及催化劑專家的特別關(guān)注，其中研究較多的當屬陽離子交換樹脂催化劑的開發(fā)和應用。

離子交換樹脂

　　離子交換樹脂是一種含有活性基團的合成功能高分子材料，它是由交聯(lián)的高分子共聚物引入不同性質(zhì)的離子交換基團而成的，所用的交聯(lián)共聚物有苯乙烯系、丙烯酸酯系和環(huán)氧系等。根據(jù)合成技術(shù)的不同，可制成大孔結(jié)構(gòu)或凝膠結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂。按引入基團的性質(zhì)可分為強酸陽樹脂、強堿陰樹脂其中的螯合性、酸堿兩性和氧化還原性等品種。離子交換樹脂型固體催化劑主要以2種方式應用于酯化催化，一種是利用離子交換樹脂本身作為催化劑；另一種是將常用的催化劑負載于樹脂上，以此作為合成催化劑。

離子交換樹脂

　　離子交換樹脂在催化酯化反應中的直接應用

　　離子交換樹脂催化一系列酯化反應都得到了較好的催化效果，已經(jīng)廣泛用于各類催化反應。凝膠型樹脂作為一類均相高分子凝膠結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂，常用于極性及水溶液反應中。大孔樹脂內(nèi)部具有毛細孔結(jié)構(gòu)，是一類非均相凝膠結(jié)構(gòu)樹脂，受溶劑影響較小，在溶劑中的溶脹度比凝膠型樹脂小，這一優(yōu)點使之適用于許多反應。

離子交換樹脂

　　強酸性樹脂在催化劑中的應用

　　目前關(guān)于陽離子交換樹脂催化酯化反應的研究報道較多，其中主要應用的離子交換樹脂為強酸性離子交換樹脂dh、732和大孔陽離子交換樹脂。以d72型大孔陽離子交換樹脂為催化劑合成已酸乙酯，產(chǎn)率可達80以上。先后用d72和732型樹脂催化合成乙酸芐酯，產(chǎn)率分別是77和76。以732陽離子交換樹脂為催化劑，由肉桂酸和甲醇合成了肉桂酸甲酯，肉桂酸的轉(zhuǎn)化率達95.5，且催化劑的性能穩(wěn)定。等以d72為催化劑合成乙酸丁酯，產(chǎn)品產(chǎn)率可達理論值的99。

　　利用732型樹脂作為固體酸催化劑，研究了正丁醇、異丁醇及仲丁醇與冰乙酸催化酯化合成相應乙酸丁酯的催化性能。發(fā)現(xiàn)樹脂對正丁醇、異丁醇與乙酸的酯化具有較強的催化作用，而對仲丁醇的催化作用小。樹脂催化劑在異丁醇酯化反應中穩(wěn)定性高，催化劑選擇性較好，所得產(chǎn)品無副產(chǎn)物。