樹脂催化劑的理化性能指標(biāo)及主要指標(biāo)對催化劑使用性能的影響

利用現(xiàn)代分析儀器和手段分析催化劑物理化學(xué)性質(zhì)的方法可以有效的判斷催化劑的優(yōu)劣。

樹脂催化劑的主要技術(shù)性能指標(biāo)

樹脂催化劑的主要技術(shù)性能指標(biāo)包括：含水量、體積交換容量、堆密度、濕密度、真密度、粒度、比表面積、平均孔半徑、孔容、溶脹比、交聯(lián)度以及強(qiáng)度等。

①含水量

樹脂催化劑（濕基）一般含水量是50%±3%，含水量為35%左右時(shí)，催化劑外表面無水，催化劑微孔內(nèi)含水少，這種催化劑流動(dòng)性能好，便于裝填。

②粒度

醚化催化劑為圓球狀，一般粒徑為0.3mm~1.5mm，粒度大且均勻的動(dòng)力學(xué)性能好，表面積比普通粒度的小，有利于選擇性的提高。

③比表面積

比表面積不是指催化劑小球的球面積，更多是指催化劑的微孔的內(nèi)表面積，一般為30～50 m2/g，一般的說比表面積越大，醚化催化劑使用時(shí)表現(xiàn)的低溫活性越好、轉(zhuǎn)化率越高、使用壽命更長。

④孔徑

樹脂催化劑的平均孔徑一般為10～40nm,但孔徑分布實(shí)際上很寬。催化劑微孔的大小、分布狀況對催化劑的活性有影響，它與催化劑制造所使用的致孔劑的種類、數(shù)量和操作條件有關(guān)，MTBE催化劑理想的孔徑是15納米。

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⑤孔容

醚化樹脂催化劑的孔容為0.10～0.45ml/g，比表面積、孔徑和孔容，三者是相互關(guān)聯(lián)的，合適的孔徑有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散，適合反應(yīng)的孔徑對應(yīng)的比表面積越大，醚化催化劑性能越好。

⑥交聯(lián)度

離子交換樹脂的交聯(lián)度一般是指在生產(chǎn)過程中所加入的交聯(lián)劑（二乙烯苯）的質(zhì)量百分比數(shù)，一般為18%左右。交聯(lián)度高的催化劑含水量低，機(jī)械強(qiáng)度高，在水中和醇中浸泡后的溶脹比小。

⑦溶脹比

樹脂催化劑在水中或醇中溶脹后的體積催化劑的體積之比稱之為溶脹比，溶脹比的大小與催化劑的交聯(lián)度有關(guān)，醚化催化劑在甲醇中溶脹比是1.03%。

⑧體積交換容量

樹脂催化劑的質(zhì)量交換容量是指一定量的樹脂催化劑所含有的可交換的氫離子數(shù)量。一般用每克干基樹脂催化劑所含有的可交換氫離子的毫克（或毫摩爾）數(shù)來表示（質(zhì)子交換容量），但不能描述實(shí)際裝填的催化劑的性能。實(shí)際上可以用體積交換容量來描述，單位體積樹脂催化劑所含的可交換的H+當(dāng)量是體積交換容量。

體積交換容量越高越好，它是樹脂催化劑主要的技術(shù)指標(biāo)之一，基本可以通過它和比表面積來判斷醚化催化劑的低溫活性、轉(zhuǎn)化率、選擇性、使用壽命。

比表面積的測量

催化劑的比表面積可通過物理吸附來測量，而表面積通常可以用篩分和計(jì)算的方法來測量。目前測量催化劑比表面積、孔徑的方法以BET法為標(biāo)準(zhǔn)方法，比表面積是催化劑重要的指標(biāo)之一，直接關(guān)系到使用效果，關(guān)系到醚化裝置運(yùn)行的轉(zhuǎn)化率、選擇性、使用壽命和空速的選擇。

催化劑化學(xué)分析的方法是酸堿滴定法，可以檢測催化劑的活性基團(tuán)的數(shù)量，具體落實(shí)到的重要指標(biāo)是質(zhì)量交換容量和體積交換容量、體積交換容量數(shù)值越大具有的活性基團(tuán)越多。

催化劑指標(biāo)在合格的情況下，其優(yōu)劣主要看兩個(gè)指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)決定催化劑使用時(shí)的轉(zhuǎn)化率、選擇性和使用壽命，這兩個(gè)指標(biāo)就是比表面積和體積交換容量。