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催化剂行业内三种锑系催化剂的对比

作者:刘事伟 发布时间:2016-09-26 14:58 点击量:
  三氧化二锑 醋酸锑 乙二醇锑

 
 

 
 

 
 
      三氧化二锑俗称锑白,分子式Sb2O3分子量291.51,白色粉末,熔点656℃。理论锑含量约83.53%。相对密度5.20
g/ml。溶于浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸,酒石酸与碱的溶液,不溶于水、醇、稀硫酸。
      醋酸锑分子式Sb(AC)3,分子量298.89,理论锑含量约为40.74%,熔点126-131℃,密度1.22g/ml(25℃), 白色或灰白色粉末,易溶于乙二醇、甲苯、二甲苯。       乙二醇锑分子式Sb2(EG)3, 分子量约为423.68,熔点>100℃(dec.),理论锑含量约为57.47%,外观为白色晶状固体,无毒无味,易吸潮。易溶于乙二醇中。

 

 

 

 

 

 
      主要采用辉锑矿法合成:
2Sb2S3+9O2→2Sb2O3+6SO2
Sb2O3+3C→2Sb+3CO↑         
4Sb+O2→2Sb2O3
注:辉锑矿/铁矿/石灰石→升温烟化→收集
工业主要采用Sb2O3-溶剂法合成:
Sb2O3+3(CH3CO)2O
→ 2Sb(AC)3
工艺:加热回流→热过滤→结晶→真空干燥→产品
注:Sb(AC)3易水解,因此所用中性溶剂甲苯或二甲苯需为无水,Sb2O3不能呈潮湿状态,生产装置亦需干燥。
工业主要采用Sb2O3法合成:
Sb2O3+3EG→Sb2(EG)3+3H2O
工艺:投料(Sb2O3, 助剂和EG)→升温加压反应→除渣除杂除水→脱色→热过滤→冷却结晶→分离烘干→产品
注:生产过程均需隔绝水分,以免水解。此反应为可逆反应,一般采用乙二醇过量跟移出产物水的方法促进反应进行。

 
 
 
使用方便,锑含量高,
催化活性适中,缩聚时间短。
醋酸锑在乙二醇中具有较好的溶解性,在乙二醇中分散均匀,可提高锑的利用效率;
醋酸锑具有催化活性高、降解反应少、耐热性和加工稳定性好等特点;
同时,使用醋酸锑做催化剂不需要加入助催化剂和稳定剂。
醋酸锑催化体系的反应相对缓和,产品质量高,尤其是色相,优于三氧化二锑(Sb2O3)体系。
催化剂在乙二醇中有较高的溶解度;除掉了零价锑,影响缩聚的铁分子、氯化物和硫酸盐等杂质都降到最低点,消除了醋酸根对设备的腐蚀问题;
Sb2(EG)3中Sb3+的活性比较高,这可能是因为其在反应温度下在乙二醇中的溶解度大于Sb2O3 跟Sb(AC)3,使得发挥催化作用的Sb3+量多的缘故。用Sb2(EG)3生产的聚酯产品色相比Sb2O3 相比略有升高,使产品外观增亮增白;
不仅从催化效率还是从切片质量及纺丝质量都要比三氧化二锑和醋酸锑效果好。

 
 
在乙二醇中溶解性较差,影响其催化效率,
150℃时仅为4.04%。实际中一般采取乙
二醇过量或提高溶解温度至150℃以上。
但是在120℃以上Sb2O3与乙二醇长时间
作用有可能产生乙二醇锑沉淀,并且在缩
聚反应中Sb2O3有可能被还原成金属锑,
这些都能使聚酯切片出现“灰雾”影响产品
质量。Sb2O3制备过程中出现多元锑氧化
物现象,锑的有效纯度受到影响。
催化剂锑含量相对较低;引入的醋酸杂质腐蚀设备、污染环境、不利于废水处理;生产工艺复杂、操作环境条件差、有污染、产品易变色。加热易分解,水解产物为Sb2O3和CH3COOH。物料停留时间长,特别是终缩聚阶段,明显高于Sb2O3体系。 使用Sb2(EG)3使得装置的催化剂成本增加,(若有25%的PET自用纺长丝,才可抵消成本增加额)。

结论:1、乙二醇锑的催化活性高于三氧化二锑和醋酸锑。
      2、用乙二醇锑做催化剂,聚酯切片的色相值好于三氧化二锑和醋酸锑。
      3、用乙二醇锑做催化反应平稳,重复性好,可以代替三氧化二锑和醋酸锑。
      4、目前我国国内聚酯催化剂全部改成乙二醇锑。
 
 
                                                                                                   娄底辰州催化剂销售有限公司
                                                                                                   2016年9月20日

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