CS214091B1 - Ionex catalyst - Google Patents

Ionex catalyst Download PDF

Info

Publication number
CS214091B1
CS214091B1 CS520080A CS520080A CS214091B1 CS 214091 B1 CS214091 B1 CS 214091B1 CS 520080 A CS520080 A CS 520080A CS 520080 A CS520080 A CS 520080A CS 214091 B1 CS214091 B1 CS 214091B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
alcohols
polymer
ion exchange
crosslinking component
exchange catalyst
Prior art date
Application number
CS520080A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Karel Jerabek
Ludvik Beranek
Karel Setinek
Vaclav Ceska
Oldrich Jerabek
Josef Srejber
Original Assignee
Karel Jerabek
Ludvik Beranek
Karel Setinek
Vaclav Ceska
Oldrich Jerabek
Josef Srejber
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Karel Jerabek, Ludvik Beranek, Karel Setinek, Vaclav Ceska, Oldrich Jerabek, Josef Srejber filed Critical Karel Jerabek
Priority to CS520080A priority Critical patent/CS214091B1/en
Publication of CS214091B1 publication Critical patent/CS214091B1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Vynález se týká ionexového katalyzátoru, jehož polymerní skelet je tvořen kopolymorem styrenu s připadnou příměsí ethylvinylbenzenu a divinylbenzenem jako zesilující složkou. Zesilující složka je heterogenně rozložena v objemu zrn ionexového katalyzátoru účinkem rozpustidel typu alkoholů s 1 až 10 C buá samostatných nebo ve směsi s aromatickými uhlovodíky s 6 až 9 C, alifatickými halogenovanými uhlovodíky s 1 až 4 C nobo halogenovanými deriváty benzenu, přidaných do polymeračni směsi při přípravě polymerního skeletu. Postup podle vynálezu umožňuje především snadné odstranění alkoholů z výsledného polymeru. Kromě toho lze u alkoholů změnou délky uhlíkového řetězce regulovat lipofilní charakter molekuly a dosáhnout požadované modifikace polymerní struktury bez příměsi btftnáni. Podstata vynálezu a možnosti jeho použití vyplývají nejlépe z příkladů použití.The invention relates to an ion exchange catalyst, the polymer skeleton of which is formed by a copolymer of styrene with an optional admixture of ethylvinylbenzene and divinylbenzene as a crosslinking component. The crosslinking component is heterogeneously distributed in the volume of the ion exchange catalyst grains by the effect of solvents such as alcohols with 1 to 10 C either alone or in a mixture with aromatic hydrocarbons with 6 to 9 C, aliphatic halogenated hydrocarbons with 1 to 4 C or halogenated benzene derivatives, added to the polymerization mixture during the preparation of the polymer skeleton. The process according to the invention primarily enables easy removal of alcohols from the resulting polymer. In addition, in the case of alcohols, the lipophilic character of the molecule can be regulated by changing the length of the carbon chain and the desired modification of the polymer structure can be achieved without the addition of butanone. The essence of the invention and the possibilities of its use are best seen from the examples of use.

Description

Vynález se týká ionexového katalyzátoru. Autorské osvědčení je závislé na autorském osvědčeni č. 191 785.The invention relates to an ion exchange catalyst. The copyright certificate is dependent on copyright certificate No. 191,785.

IAND

Silně kyselé organické iontoměniče jsou ve stále větší míře využívány jako katalyzátory značného počtu průmyslově důležitých reakci, jako esterifikaee, hydratace, alkylace, kondeneace a jiných. Jejioh výhodou proti rozpustným kyselinám je snadná separace od reakční aměsi, možnost provozování reakce v kontinuálním uspořádáni a eliminace korosnlch problémů. Na rozdíl od klasických katalyzátorů a anorganickým skeletem neprobíhá s ionexy katalyzovaná reakce na povrchu, ale převážné v gelu polymerní hmoty. Charakter struktury polyaerní hmoty má proto na katalytickou aktivitu iontoněničú určující vliv. Katalyzovaná reakce může a vysokou rychlosti probíhat pouze v dobře permeabilní, nízko zesítěné polymerní hmotě, která však mívá aalou nechanickou pevnost. Zvýšení obsahu zesilující složky, která nechanieké vlastnosti zlepšuje, má však za následek citelné snížení katalytické aktivity.Strongly acidic organic ion exchangers are increasingly used as catalysts for a large number of industrially important reactions, such as esterification, hydration, alkylation, condensation and others. Their advantage over soluble acids is easy separation from the reaction mixture, the possibility of operating the reaction in a continuous arrangement and the elimination of corrosion problems. Unlike classical catalysts with an inorganic skeleton, the reaction catalyzed by ion exchangers does not take place on the surface, but predominantly in the gel of the polymer mass. The nature of the structure of the polymer mass therefore has a determining influence on the catalytic activity of ion exchangers. The catalyzed reaction can only take place at a high rate in a well-permeable, low-crosslinked polymer mass, which, however, has a high mechanical strength. However, increasing the content of the reinforcing component, which improves the mechanical properties, results in a noticeable decrease in catalytic activity.

V ča. autorském osvědčeni AO 191 785 byl popsán způsob přípravy ionexů zvláště vhodných pro katalytické účely, u kterých bylo dobré katalytické aktivity doaažono při zachováni vyhovujících mechanických vlastností vytvoření heterogenní struktury zesítěného polymerniho skeletu. Podstatná čáat aktivních skupin je u těchto ionexů uložena v permeabilním, nízko zesítěném polymeru a výše zesíténý zbytek polymerní hmoty slouží jako mechanicky zpevňující prvek. Dosahuje se toho přidáním rozpustidel do polyaerační směsi při přípravě pelymerního skeletu ionexového katalyzátoru. Využívají ae k tomu dvě skupiny rozpustidel nebo jejich směsi. První skupinu tvoří taková rozpustidla, va kterýeh vznikající polymer nebotná. Jako vhodná rozpustidla tohoto typu jsou uváděny alifatické uhlovodíky a 5 až 13 C a mastné kyseliny a 15 až 20 C. Druhou skupinu tvoři rozpustidla, ve kterých vznikající polymer botná - jako vhodná rozpustidla jsou uváděny aromatické uhlovodíky s 6 až 9 C, alifatické halogenované uhlovodíky s 1 až 4 C a halogenované deriváty benzenu. Důvodem pro použiti přísady rozpustidel do polyaerační směsi není snaha o vytvořeni porésní struktury výsledného polymeru, tak jak to popisují např. čs. pat. 102 478 nebo brit. pat. 849 122, ale modifikace struktury vlastni polymerní hmoty zvýrazněním přirozené tendenoe kopolymerůIn the patent application AO 191 785, a method of preparing ion exchangers particularly suitable for catalytic purposes was described, in which good catalytic activity was achieved while maintaining satisfactory mechanical properties by creating a heterogeneous structure of a crosslinked polymer skeleton. A substantial part of the active groups in these ion exchangers is stored in a permeable, low-crosslinked polymer and the higher crosslinked residue of the polymer mass serves as a mechanical reinforcing element. This is achieved by adding solvents to the polymerization mixture during the preparation of the polymer skeleton of the ion exchanger catalyst. Two groups of solvents or their mixtures are used for this. The first group consists of solvents in which the resulting polymer does not swell. Suitable solvents of this type are aliphatic hydrocarbons with 5 to 13 C and fatty acids with 15 to 20 C. The second group consists of solvents in which the resulting polymer swells - suitable solvents are aromatic hydrocarbons with 6 to 9 C, aliphatic halogenated hydrocarbons with 1 to 4 C and halogenated benzene derivatives. The reason for using the addition of solvents to the polyaeration mixture is not the attempt to create a porous structure of the resulting polymer, as described, for example, in Czechoslovak Pat. 102 478 or British Pat. 849 122, but the modification of the structure of the polymer mass itself by emphasizing the natural tendenoe of copolymers.

I atyrenu a divinylbenzenu k nerovnoměrnému rozložení zesilující složky. Výsledné katexy pro- ί ! to mají malý specifický povrch, méně než 10 m /g. ! I atyrene and divinylbenzene to the uneven distribution of the reinforcing component. The resulting cation exchange resins therefore have a small specific surface area, less than 10 m /g. !

Určitou nevýhodou rozpustidel jmenovitě zmíněných v AO 191 785 jo obtížné odstraňování některých těohto rozpustidel, zejména srážedel, z hotového polymeru. Mastné kyseliny je nutné extrahovat a alifatické uhlovodíky zůstávají částečně absorbovány ve hmotě polymeru. Předmětem tohoto vynálezu je příprava silně kyselých iontoměničů zvláště vhodných pro katalýzu, obdobných těm, jaké popisuje AO 191 785, vyznačená tlm, že jako modifikačni rozpustidla přidávaná do výchozí aměsi při polymeraci jejioh skeletů jsou použity alkoholy s 1 až 10 C buď samostatně, nebo ve směsi s aromatickými uhlovodíky s 6 až 9 C, alifatickými halogenovanými uhlovodíky s 1 až 4 C nebo halogenovanými deriváty benzenu. Přísada alkoholů, zejména nižších a 1 až 4 C může být použita jako srážedlo ve smyslu požadovaných účinků podle AO 191 785 a popřípadě doplněna příměsí zmíněných botnadel. Oproti srážedlom doporučovaným v uvedeném autorském osvědčení je odstranění alkoholů z výsledného polymeruA certain disadvantage of the solvents mentioned by name in AO 191 785 is the difficulty in removing some of these solvents, especially precipitants, from the finished polymer. Fatty acids must be extracted and aliphatic hydrocarbons remain partially absorbed in the polymer mass. The subject of the present invention is the preparation of strongly acidic ion exchangers particularly suitable for catalysis, similar to those described in AO 191 785, characterized in that as modifying solvents added to the starting mixture during the polymerization of its skeletons, alcohols with 1 to 10 C are used either alone or in a mixture with aromatic hydrocarbons with 6 to 9 C, aliphatic halogenated hydrocarbons with 1 to 4 C or halogenated benzene derivatives. The addition of alcohols, especially lower and 1 to 4 C, can be used as a precipitant in the sense of the desired effects according to AO 191 785 and optionally supplemented with an admixture of the aforementioned botnadels. In contrast to the precipitants recommended in the aforementioned copyright certificate, the removal of alcohols from the resulting polymer

214 091 a214,091 and

podstatně snažěl. Kromě toho lze u alkoholů změnou délky uhlíkového řetězce regulovat lipofilni charakter molekuly a dosáhnout požadované modifikace polymerni struktury i jednosložkovou přísadou bez zvláštní příměsi botnadel, což může být z technologického hlediska výhodné.In addition, in the case of alcohols, by changing the length of the carbon chain, the lipophilic nature of the molecule can be regulated and the desired modification of the polymer structure can be achieved even with a single-component additive without a special addition of swelling agents, which can be advantageous from a technological point of view.

V dalším uvádíme příklady přípravy ionoxových katalyzátorů.Below we present examples of the preparation of ionox catalysts.

Příklad 1Example 1

Směs 21.75 g styrenu a 2,33 g technického divinylbenzenu .{61,5 % DVB), 0,15 g dibenzoylperoxidu (81 % účinné složky) a 15,5 g n-butanolu se disperguje ve 100 ml 0,12% roztoku polyvinylalkoholu, ve kterém bylo rozpuštěno 0,35 g bramborového škrobu. Polymeruje se za neustálého míchání 4 h při 80 °C a 2 h při 90 °C, poté se destilací s vodni párou odstraní inerty a nezreagované složky. Kopolymer se promyje vodou a suší 10 h při 80 °C. Ze suchého kopolymeru se odděli frakce 0,25 až 1 mm. Vytříděný kopolymer se po předbotnání v 1,2-díchloretanu sulfonuje osminásobným přebytkem 98% hmot. kyseliny sirové při 80 až 125 °C po dobu 6 h. Nadbytečná kyselina se po skončeni sulfonace postupně odmyje vodou.A mixture of 21.75 g of styrene and 2.33 g of technical divinylbenzene (61.5% DVB), 0.15 g of dibenzoyl peroxide (81% of the active ingredient) and 15.5 g of n-butanol is dispersed in 100 ml of a 0.12% solution of polyvinyl alcohol in which 0.35 g of potato starch has been dissolved. It is polymerized with constant stirring for 4 h at 80 °C and 2 h at 90 °C, then inerts and unreacted components are removed by steam distillation. The copolymer is washed with water and dried for 10 h at 80 °C. Fractions of 0.25 to 1 mm are separated from the dry copolymer. The sorted copolymer is sulfonated with an eightfold excess of 98% by weight after preswelling in 1,2-dichloroethane. sulfuric acid at 80 to 125 °C for 6 h. The excess acid is gradually washed off with water after the sulfonation is complete.

Získá se silně kyselý katex s výměnnou kapacitou 5,23 meq/g.A strongly acidic cation exchange resin with an exchange capacity of 5.23 meq/g is obtained.

Příklad 2Example 2

Směs 209 g styrenu, 30,7 g divinylbenzenu (62,5 % DVB), 196,2 g 2-etylhexanolu a 1,5 g dibenzoylperoxidu (80 % účinné složky) se disperguje v 1200 g 0,15% roztoku polyvinylalkoholu, ve kterém bylo rozpuštěno 4,5 g bramborového škrobu. Polymeruje s« 5 h při 76 °C a 5 h při 90 °C, pak se inerty a nezreagované složky oddestiluji s vodní párou. Kopolymer se suší 6 h při 40 °C a 6 h při 80 °C. Vytříděná frakce 0,25 až 1,2 mm se sulfonuje postupem podle příkladu 1, Získá se silně kyselý katex o výměnné kapacitě 5,12 meq/g.A mixture of 209 g of styrene, 30.7 g of divinylbenzene (62.5% DVB), 196.2 g of 2-ethylhexanol and 1.5 g of dibenzoyl peroxide (80% of the active ingredient) is dispersed in 1200 g of a 0.15% solution of polyvinyl alcohol in which 4.5 g of potato starch has been dissolved. It is polymerized for 5 h at 76 °C and 5 h at 90 °C, then the inert and unreacted components are distilled off with steam. The copolymer is dried for 6 h at 40 °C and 6 h at 80 °C. The sorted fraction of 0.25 to 1.2 mm is sulfonated according to the procedure of Example 1. A strongly acidic cation exchange resin with an exchange capacity of 5.12 meq/g is obtained.

Přiklad 3Example 3

Homogenní směs 180,5 g styrenu, 19,5 g divinylbenzenu (61,5 % DVB), 100 g n-butanolu, 100 g toluenu a 1,2 g dibenzoylperoxidu (80 % účinné složky) se disperguje v 800 g 0,2% roztoku polyvinylalkoholu. Polymeruje se 4 h při 80 °C a 6 h při 90 °C. Inerty a nezreagované složky se oddestiluji s vodní párou, kopolymer se promyje vodou a suší 10 h při 80 °C. Frakce zrn o velikosti 0,25 až 1 mm se sulfonuje postupem podle přikladu 1 a získá se tak silně kyselý katex o výměnné kapacitě 5,20 meq/g.A homogeneous mixture of 180.5 g of styrene, 19.5 g of divinylbenzene (61.5% DVB), 100 g of n-butanol, 100 g of toluene and 1.2 g of dibenzoyl peroxide (80% of the active ingredient) is dispersed in 800 g of a 0.2% solution of polyvinyl alcohol. It is polymerized for 4 h at 80 °C and 6 h at 90 °C. Inerts and unreacted components are distilled off with steam, the copolymer is washed with water and dried for 10 h at 80 °C. The grain fraction with a size of 0.25 to 1 mm is sulfonated according to the procedure of Example 1, thus obtaining a strongly acidic cation exchange resin with an exchange capacity of 5.20 meq/g.

Příklady použitíUsage examples

Všechny katalyzátory uvedené v příkladech postupu přípravy 1 až 3 byly testovány pro reakci syntézy 4,4-(l-metylidene)biefenolu (komerční názvy bisfenol A, dian) v průtokovém trubkovém mikroreaktoru při 70 °C s reakční směsí fenolu a acetonu v molárním poměru 8:1. Do testu byly zahrnuty i komerční katexy A a B, které jsou výrobcem deklarovány jako speciální ionexy pro katalýzu. Všechny testované ionexy byly předem modifikovány neutralizaci 15 % kyselých aktivních skupin merkaptoetylaminem. Výsledky jsou uvedeny v tabulce.All catalysts listed in preparation examples 1 to 3 were tested for the synthesis reaction of 4,4-(1-methylidene)biphenol (commercial names bisphenol A, diane) in a flow tube microreactor at 70 °C with a reaction mixture of phenol and acetone in a molar ratio of 8:1. The test also included commercial cation exchangers A and B, which are declared by the manufacturer as special ion exchangers for catalysis. All tested ion exchangers were previously modified by neutralizing 15% of the acidic active groups with mercaptoethylamine. The results are shown in the table.

214 091214,091

Výsledky testu aktivity lonexových katalyzátorů.Activity test results of lonex catalysts.

Syntéza bisfenolu A, teplota 70 °C, reakční srnče fenolu a acetonu 8 : 1Synthesis of bisphenol A, temperature 70 °C, reaction ratio of phenol and acetone 8 : 1

Katalyzátor Catalyst Zatížení katalyzátoru (g kat.h/mol acetonu) Catalyst loading (g cat.h/mol acetone) Konverse acetonu (X) Acetone conversion (X) Příklad 1 Example 1 65 65 45 45 90 90 49 49 130 130 55 55 Příklad 2 Example 2 65 65 43 43 90 90 51 51 130 130 55 55 Příklad 3 Example 3 60 60 50 50 90 90 53 53 130 130 61 61 A A 250 250 26 26 500 500 50 50 B B 130 130 39 39 260 260 44 44 550 550 58 58

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Ionexový katalyzátor, jehož polymerní skelet jo tvořen kopolymérom styrenu, s případnou příměsi etylvinylbenzenu a divinylbenzenu jako zesilující složkou podle AO č. 191 785, vyznačený tim, že zesilující složka jo heterogenně rozložena v objemu zrn ionexového katalyzátoru rozpuatidly typu alkoholů s 1 až 10 atomy uhlíku, buň samotných, nebo ve směsi a přísadou 0 až 60 * hmot. aromatických uhlovodíků s 6 až 9 atomy uhlíku, alifatických halogenovaných uhlovodíků s 1 až 4 atomy uhlíku nobo halogenovaných derivátů benzenu, přidávaných do polymerační směsi při přípravě polymerního skeletu.An ion exchange catalyst having a polymeric skeleton consisting of a styrene copolymer with an optional addition of ethylvinylbenzene and divinylbenzene as crosslinking component according to AO No. 191 785, characterized in that the crosslinking component is heterogeneously distributed in the grain volume of the ion exchange catalyst by C1-C10 alcohol solvents. , the cell alone or in admixture with an additive of 0 to 60 wt. aromatic hydrocarbons having from 6 to 9 carbon atoms, aliphatic halogenated hydrocarbons having from 1 to 4 carbon atoms, and nobo halogenated benzene derivatives added to the polymerization mixture in the preparation of the polymer backbone.
CS520080A 1980-07-23 1980-07-23 Ionex catalyst CS214091B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS520080A CS214091B1 (en) 1980-07-23 1980-07-23 Ionex catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS520080A CS214091B1 (en) 1980-07-23 1980-07-23 Ionex catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS214091B1 true CS214091B1 (en) 1982-04-09

Family

ID=5396436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS520080A CS214091B1 (en) 1980-07-23 1980-07-23 Ionex catalyst

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS214091B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI243813B (en) Metal-doped sulfonated ion exchange resin catalysts
JP3742440B2 (en) Method for producing high purity bisphenols
US2861045A (en) Catalytic metal-modified resin
JP3038012B2 (en) Supported catalyst and its use
US2891999A (en) Catalytic metal-modified resin and its use in olefin hydration
US6235802B1 (en) High surface area adsorbents and method of preparation
CS214091B1 (en) Ionex catalyst
JPS61230743A (en) Sulfonic acid type ion exchange resin for catalyst
CS216081B3 (en) Method of preparation of the bisphenols
US10023711B2 (en) Catalyst resin
Malshe et al. Phenol based resin as alkylation catalyst
CS261026B1 (en) lonex catalyst for the production of aliphatic ethers and a process for its preparation
RU2163507C2 (en) Method of preparing heat-resistant catalysts and method of carrying out acid-catalyzed reactions
KR102353468B1 (en) Catalyst resin
US6274749B1 (en) High-temperature resistant sulfonated aromatic polyether ketone cation exchangers and sulfonated poly (phenylene sulfide) cation exchangers as catalysts at reaction temperature above 150° C
US20150011383A1 (en) Strong acid catalyst composition
US3278463A (en) Modified sulfonated cross-linked aryl catalytic resins
CN119552291A (en) A catalyst for synthesizing bisphenol A
KR102413851B1 (en) Catalyst resin
SU1060628A1 (en) Process for preparing antionite
SU471795A1 (en) Method of obtaining ionites
PL187693B1 (en) Biphenoles preparation process
CZ33097A3 (en) Process for preparing bisphenols
RU99120390A (en) METHOD OF OBTAINING CARBON ACIDS