指示劑變色陽離子交換樹脂在催化酯化反應(yīng)中的應(yīng)用

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

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(shí)，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(shí)為墨綠色，Na+型時(shí)為玫瑰紅色，產(chǎn)品色差十分明顯。同時(shí)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(dǎo)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(jìn)入凝結(jié)水而電導(dǎo)儀顯示值反倒降低的現(xiàn)象發(fā)生。

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

變色樹脂使用范圍：監(jiān)測(cè)和控制給水、凝結(jié)水和蒸汽的氫電導(dǎo)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(jī)組啟停等原因，難以判斷H型交換柱何時(shí)失效。H型交換柱失效初期，由于少量銨離子穿透，使氫電導(dǎo)率測(cè)量值偏低；當(dāng)H型交換柱失效，大量銨離子透過，氫電導(dǎo)率測(cè)量值又偏高。因此，當(dāng)交換柱失效后引起氫電導(dǎo)率變化時(shí)，難以及時(shí)判斷是水質(zhì)惡化還是交換柱失效。目前國(guó)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(shí)進(jìn)行再生處理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化問題并及時(shí)采取解決措施。 

變色樹脂使用方法： 

新購(gòu)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(shí)，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(shí)際交換柱中，以不少于10倍樹脂體積的5HCl再生液動(dòng)態(tài)逆流再生（與交換柱運(yùn)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(shí)間不小于30min； 

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

（4）再生完畢、清洗干凈的氫交換柱可裝入實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行氫電導(dǎo)率的測(cè)定。 

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

變色樹脂的儲(chǔ)存:需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存的樹脂，應(yīng)再生成氫型樹脂后儲(chǔ)存。 

指示劑變色陽離子交換樹脂在催化酯化反應(yīng)中的應(yīng)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。化學(xué)反應(yīng)在工藝設(shè)計(jì)、操作條件和催化劑方面都應(yīng)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(shí)也給催化劑本身帶來了發(fā)展機(jī)遇。酯化反應(yīng)是一類非常重要的有機(jī)反應(yīng)，通過這類反應(yīng)可以合成一系列具有應(yīng)用價(jià)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(xué)品等。這些催化劑不但用完后處理起來比較麻煩、對(duì)設(shè)備有腐蝕作用，而且廢酸的排放對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而高分子催化劑的使用方便性、環(huán)境友好性、對(duì)設(shè)備的零腐蝕性引起了國(guó)內(nèi)外化學(xué)工業(yè)以及催化劑專家的特別關(guān)注，其中研究較多的當(dāng)屬陽離子交換樹脂催化劑的開發(fā)和應(yīng)用。

離子交換樹脂

　　離子交換樹脂是一種含有活性基團(tuán)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(tuán)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(tuán)的性質(zhì)可分為強(qiáng)酸陽樹脂、強(qiáng)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(yīng)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(fù)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(yīng)中的直接應(yīng)用

　　離子交換樹脂催化一系列酯化反應(yīng)都得到了較好的催化效果，已經(jīng)廣泛用于各類催化反應(yīng)。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(yīng)中。大孔樹脂內(nèi)部具有毛細(xì)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(diǎn)使之適用于許多反應(yīng)。

離子交換樹脂

　　強(qiáng)酸性樹脂在催化劑中的應(yīng)用

　　目前關(guān)于陽離子交換樹脂催化酯化反應(yīng)的研究報(bào)道較多，其中主要應(yīng)用的離子交換樹脂為強(qiáng)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(dá)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(dá)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(dá)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(yīng)乙酸丁酯的催化性能。發(fā)現(xiàn)樹脂對(duì)正丁醇、異丁醇與乙酸的酯化具有較強(qiáng)的催化作用，而對(duì)仲丁醇的催化作用小。樹脂催化劑在異丁醇酯化反應(yīng)中穩(wěn)定性高，催化劑選擇性較好，所得產(chǎn)品無副產(chǎn)物。