ગુરુત્વાકર્ષણ આધારિત ઉત્પ્રેરક

પોલિએસ્ટર (પીઈટી) ફાઇબર એ કૃત્રિમ ફાઇબરની સૌથી મોટી વિવિધતા છે. પોલિએસ્ટર ફાઇબરથી બનેલા કપડાં આરામદાયક, ચપળ, ધોવા માટે સરળ અને સૂકવવા માટે ઝડપી છે. પોલિએસ્ટરનો ઉપયોગ પેકેજિંગ, industrial દ્યોગિક યાર્ન અને એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિક માટે કાચા માલ તરીકે પણ થાય છે. પરિણામે, પોલિએસ્ટર વિશ્વભરમાં ઝડપથી વિકસિત થયો છે, જે સરેરાશ વાર્ષિક દરે %% અને મોટા આઉટપુટ સાથે વધે છે.

પોલિએસ્ટર ઉત્પાદનને ડિમેથિલ ટેરેફેથલેટ (ડીએમટી) રૂટ અને પ્રક્રિયા માર્ગની દ્રષ્ટિએ ટેરેફ્થાલિક એસિડ (પીટીએ) રૂટમાં વહેંચી શકાય છે અને ઓપરેશનની દ્રષ્ટિએ તૂટક તૂટક પ્રક્રિયા અને સતત પ્રક્રિયામાં વહેંચી શકાય છે. અપનાવવામાં આવેલા ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના માર્ગને ધ્યાનમાં લીધા વિના, પોલીકોન્ડેન્સેશન પ્રતિક્રિયા માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે ધાતુના સંયોજનોનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે. પોલીકોન્ડેન્સેશન પ્રતિક્રિયા એ પોલિએસ્ટર ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં એક મુખ્ય પગલું છે, અને પોલીકોન્ડેન્સેશન સમય એ ઉપજમાં સુધારો લાવવા માટેની અડચણ છે. પોલિએસ્ટરની ગુણવત્તામાં સુધારો કરવા અને પોલીકોન્ડેન્સેશન સમયને ટૂંકા કરવા માટે ઉત્પ્રેરક સિસ્ટમમાં સુધારો એ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે.

શહેરીમાઇન્સ ટેક. લિમિટેડ એ આર એન્ડ ડી, ઉત્પાદન અને પોલિએસ્ટર કેટેલિસ્ટ-ગ્રેડ એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડ, એન્ટિમોની એસિટેટ અને એન્ટિમોની ગ્લાયકોલના ઉત્પાદન અને સપ્લાયમાં વિશેષતાવાળી અગ્રણી ચાઇનીઝ કંપની છે. અમે આ ઉત્પાદનો પર depth ંડાણપૂર્વક સંશોધન કર્યું છે-આર એન્ડ ડી ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ અર્બનમાઇન્સ હવે અમારા ગ્રાહકોને લવચીક રીતે અરજી કરવા, ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓને optim પ્ટિમાઇઝ કરવા અને પોલિએસ્ટર ફાઇબર ઉત્પાદનોની વ્યાપક સ્પર્ધાત્મકતા પ્રદાન કરવા માટે આ લેખમાં એન્ટિમોની ઉત્પ્રેરકોના સંશોધન અને એપ્લિકેશનનો સારાંશ આપે છે.

ઘરેલું અને વિદેશી વિદ્વાનો સામાન્ય રીતે માને છે કે પોલિએસ્ટર પોલીકોન્ડેન્સેશન એ સાંકળ વિસ્તરણની પ્રતિક્રિયા છે, અને ઉત્પ્રેરક પદ્ધતિ ચેલેશન કોઓર્ડિનેશનની છે, જેમાં ઉત્પ્રેરક મેટલ અણુને કેટેલિસિસના હેતુને પ્રાપ્ત કરવા માટે કાર્બોનીલ ઓક્સિજનના ઇલેક્ટ્રોનની આર્ક જોડી સાથે સંકલન કરવા માટે ખાલી ઓર્બિટલ્સ પ્રદાન કરવાની જરૂર છે. પોલીકોન્ડેન્સેશન માટે, હાઇડ્રોક્સિથાઇલ એસ્ટર જૂથમાં કાર્બોનીલ ઓક્સિજનની ઇલેક્ટ્રોન વાદળની ઘનતા પ્રમાણમાં ઓછી હોવાથી, સંકલન અને સાંકળ વિસ્તરણની સુવિધા માટે, સંકલન દરમિયાન મેટલ આયનોની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી પ્રમાણમાં વધારે છે.

નીચેનાનો ઉપયોગ પોલિએસ્ટર ઉત્પ્રેરક તરીકે થઈ શકે છે: એલઆઈ, એનએ, બી, બી, એમજી, સીએ, સીઆર, બી, બી, બી, એએલ, જીએ, જી જી, એસએન, પીબી, પીબી, બી, ટીઆઈ, એનબી, એનબી, સીઆર, એમઓ, એમએન, એમએન, સીઓ, એનઆઈ, પીડી, પીટી, પીટી, ક્યુ, એજી, ઝેન, સીડી, એચજી અને મેટલ ox ક્સાઇડ્સ, ક rates ર્ટ્સ, ગ્રાઉટ્સ, ક rates ર્ટ્સ, સલ્ફર ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનો. જો કે, હાલમાં industrial દ્યોગિક ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ અને અભ્યાસ કરવામાં આવતા ઉત્પ્રેરકો મુખ્યત્વે એસબી, જીઇ અને ટીઆઈ શ્રેણીના સંયોજનો છે. મોટી સંખ્યામાં અભ્યાસોએ બતાવ્યું છે કે: જીઇ-આધારિત ઉત્પ્રેરકોમાં બાજુ ઓછી પ્રતિક્રિયાઓ હોય છે અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા પાલતુ ઉત્પન્ન થાય છે, પરંતુ તેમની પ્રવૃત્તિ વધારે નથી, અને તેમની પાસે થોડા સંસાધનો છે અને ખર્ચાળ છે; ટીઆઈ-આધારિત ઉત્પ્રેરકોમાં ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ અને ઝડપી પ્રતિક્રિયાની ગતિ હોય છે, પરંતુ તેમની ઉત્પ્રેરક બાજુની પ્રતિક્રિયાઓ વધુ સ્પષ્ટ હોય છે, પરિણામે નબળા થર્મલ સ્થિરતા અને ઉત્પાદનનો પીળો રંગ થાય છે, અને તે સામાન્ય રીતે ફક્ત પીબીટી, પીટીટી, પીસીટી, વગેરેના સંશ્લેષણ માટે વાપરી શકાય છે; એસબી-આધારિત ઉત્પ્રેરક માત્ર વધુ સક્રિય નથી. ઉત્પાદનની ગુણવત્તા વધારે છે કારણ કે એસબી-આધારિત ઉત્પ્રેરક વધુ સક્રિય હોય છે, બાજુની પ્રતિક્રિયાઓ ઓછી હોય છે, અને સસ્તી હોય છે. તેથી, તેઓનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. તેમાંથી, સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતા એસબી-આધારિત ઉત્પ્રેરક એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડ (એસબી 2 ઓ 3), એન્ટિમોની એસિટેટ (એસબી (સીએચ 3 સીઓયુ) 3), વગેરે છે.

પોલિએસ્ટર ઉદ્યોગના વિકાસ ઇતિહાસને જોતા, આપણે શોધી શકીએ કે વિશ્વના 90% કરતા વધુ પોલિએસ્ટર છોડ એન્ટિમોની સંયોજનોને ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ કરે છે. 2000 સુધીમાં, ચીને ઘણા પોલિએસ્ટર પ્લાન્ટ્સ રજૂ કર્યા હતા, આ બધાએ એન્ટિમોની સંયોજનોને ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ કર્યો હતો, મુખ્યત્વે એસબી 2 ઓ 3 અને એસબી (સીએચ 3 સીઓયુ) 3. ચાઇનીઝ વૈજ્ .ાનિક સંશોધન, યુનિવર્સિટીઓ અને ઉત્પાદન વિભાગોના સંયુક્ત પ્રયત્નો દ્વારા, આ બંને ઉત્પ્રેરકો હવે સંપૂર્ણ રીતે સ્થાનિક રીતે ઉત્પન્ન થયા છે.

1999 થી, ફ્રેન્ચ કેમિકલ કંપની ઇએલએફએ પરંપરાગત ઉત્પ્રેરકના અપગ્રેડ કરેલા ઉત્પાદન તરીકે એન્ટિમોની ગ્લાયકોલ [એસબી 2 (OCH2CH2CO) 3] કેટેલિસ્ટ શરૂ કરી છે. ઉત્પાદિત પોલિએસ્ટર ચિપ્સમાં ઉચ્ચ ગોરાપણું અને સારી સ્પિનબિલિટી છે, જેણે ચીનમાં ઘરેલું ઉત્પ્રેરક સંશોધન સંસ્થાઓ, ઉદ્યોગો અને પોલિએસ્ટર ઉત્પાદકોનું ખૂબ ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે.

I. એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડનું સંશોધન અને એપ્લિકેશન
યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ એસબી 2 ઓ 3 ના ઉત્પાદન અને લાગુ કરવા માટે પ્રારંભિક દેશોમાંનો એક છે. 1961 માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં એસબી 2 ઓ 3 નો વપરાશ 4,943 ટન સુધી પહોંચ્યો. 1970 ના દાયકામાં, જાપાનની પાંચ કંપનીઓએ દર વર્ષે 6,360 ટનની કુલ ઉત્પાદન ક્ષમતા સાથે એસબી 2 ઓ 3 નું ઉત્પાદન કર્યું.

ચીનના મુખ્ય એસબી 2 ઓ 3 સંશોધન અને વિકાસ એકમો મુખ્યત્વે હુનાન પ્રાંત અને શાંઘાઈના રાજ્યની માલિકીની ભૂતપૂર્વ સાહસોમાં કેન્દ્રિત છે. શહેરીમાઇન્સ ટેક. લિમિટેડએ હુનાન પ્રાંતમાં એક વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન લાઇન પણ સ્થાપિત કરી છે.

(I). એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિ
એસબી 2 ઓ 3 નું ઉત્પાદન સામાન્ય રીતે કાચા માલ તરીકે એન્ટિમોની સલ્ફાઇડ ઓરનો ઉપયોગ કરે છે. મેટલ એન્ટિમોની પ્રથમ તૈયાર કરવામાં આવે છે, અને પછી એસબી 2 ઓ 3 મેટલ એન્ટિમોનીનો ઉપયોગ કાચા માલ તરીકે કરવામાં આવે છે.
મેટાલિક એન્ટિમોનીથી એસબી 2 ઓ 3 ઉત્પન્ન કરવા માટેની બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે: ડાયરેક્ટ ઓક્સિડેશન અને નાઇટ્રોજન વિઘટન.

1. સીધી ઓક્સિડેશન પદ્ધતિ
મેટલ એન્ટિમોની એસબી 2 ઓ 3 રચવા માટે ગરમી હેઠળ ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
4SB ＋ 3O2 ＝＝ 2SB2O3

2. એમોનોલિસિસ
એન્ટિમોની મેટલ એન્ટિમોની ટ્રાઇક્લોરાઇડને સંશ્લેષણ કરવા માટે ક્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે પછી નિસ્યંદિત, હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ, એમોનોલીઝ્ડ, ધોવા અને સુકાઈ જાય છે, જે સમાપ્ત એસબી 2 ઓ 3 ઉત્પાદન મેળવવા માટે છે. મૂળભૂત પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે:
2SB ＋ 3CL2 ＝＝ 2SBCL3
એસબીસીએલ 3 ＋ એચ 2 ઓ ＝＝ એસબીઓસીએલ ＋ 2 એચસીએલ
4SBOCL ＋ H2O ＝＝ SB2O3 · 2SBOCL ＋ 2HCL
SB2O3 · 2SBOCL ＋ OH ＝＝ 2SB2O3 ＋ 2NH4CL ＋ H2O

(Ii). એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડનો ઉપયોગ
એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડનો મુખ્ય ઉપયોગ પોલિમરેઝ માટે ઉત્પ્રેરક અને કૃત્રિમ પદાર્થો માટે જ્યોત રીટાર્ડન્ટ તરીકે છે.
પોલિએસ્ટર ઉદ્યોગમાં, એસબી 2 ઓ 3 નો ઉપયોગ પ્રથમ ઉત્પ્રેરક તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. એસબી 2 ઓ 3 મુખ્યત્વે ડીએમટી રૂટ અને પ્રારંભિક પીટીએ રૂટ માટે પોલિકોન્ડેન્સેશન કેટેલિસ્ટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે અને સામાન્ય રીતે એચ 3 પીઓ 4 અથવા તેના ઉત્સેચકો સાથે સંયોજનમાં વપરાય છે.

(Iii). એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડ સાથે સમસ્યા
એસબી 2 ઓ 3 માં ઇથિલિન ગ્લાયકોલમાં નબળી દ્રાવ્યતા છે, જેમાં ફક્ત 4.04% ની દ્રાવ્યતા 150 ° સે. તેથી, જ્યારે ઇથિલિન ગ્લાયકોલનો ઉપયોગ ઉત્પ્રેરકને તૈયાર કરવા માટે થાય છે, ત્યારે એસબી 2 ઓ 3 માં નબળી વિખેરી શકાય છે, જે પોલિમરાઇઝેશન સિસ્ટમમાં સરળતાથી અતિશય ઉત્પ્રેરકનું કારણ બની શકે છે, ઉચ્ચ-ગલન-બિંદુ ચક્રીય ટ્રાઇમર ઉત્પન્ન કરી શકે છે, અને સ્પિનિંગમાં મુશ્કેલીઓ લાવી શકે છે. ઇથિલિન ગ્લાયકોલમાં એસબી 2 ઓ 3 ની દ્રાવ્યતા અને વિખેરીકરણમાં સુધારો કરવા માટે, સામાન્ય રીતે અતિશય ઇથિલિન ગ્લાયકોલનો ઉપયોગ કરવા અથવા વિસર્જનનું તાપમાન 150 ° સે ઉપર વધારવા માટે અપનાવવામાં આવે છે. જો કે, 120 ડિગ્રી સેલ્સિયસ ઉપર, એસબી 2 ઓ 3 અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલ જ્યારે તેઓ લાંબા સમય સુધી એક સાથે કાર્ય કરે છે ત્યારે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ એન્ટિમોની વરસાદ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, અને પોલિકોન્ડેન્સેશન પ્રતિક્રિયામાં એસબી 2 ઓ 3 મેટાલિક એન્ટિમોનીમાં ઘટાડો કરી શકે છે, જે પોલિએસ્ટર ચિપ્સમાં "ધુમ્મસ" અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તાને અસર કરી શકે છે.

Ii. એન્ટિમોની એસિટેટ સંશોધન અને અરજી
એન્ટિમોની એસિટેટની તૈયારી પદ્ધતિ
શરૂઆતમાં, એન્ટિમોની એસિટેટ એસિટિક એસિડ સાથે એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા આપીને તૈયાર કરવામાં આવી હતી, અને પ્રતિક્રિયા દ્વારા પેદા થતા પાણીને શોષી લેવા માટે ડિહાઇડ્રેટિંગ એજન્ટ તરીકે એસિટિક એન્હાઇડ્રાઇડનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવેલા ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટની ગુણવત્તા વધારે ન હતી, અને એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડને એસિટિક એસિડમાં વિસર્જન કરવામાં 30 કલાકથી વધુ સમય લાગ્યો હતો. પાછળથી, ડિહાઇડ્રેટીંગ એજન્ટની જરૂરિયાત વિના, મેટલ એન્ટિમોની, એન્ટિમોની ટ્રાઇક્લોરાઇડ અથવા એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા આપીને એન્ટિમોની એસિટેટ તૈયાર કરવામાં આવી હતી.

1. એન્ટિમોની ટ્રાઇક્લોરાઇડ પદ્ધતિ
1947 માં, એચ. શ્મિટ એટ અલ. પશ્ચિમ જર્મનીમાં એસબીસીએલ 3 ને એસિટીક એન્હાઇડ્રાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને એસબી (સીએચ 3 સીઓયુ) 3 તૈયાર. પ્રતિક્રિયા સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
એસબીસીએલ 3+3 (સીએચ 3 સીઓ) 2 ઓ == એસબી (સીએચ 3 સીઓ) 3+3 સી 3 સીસીએલ

2. એન્ટિમોની મેટલ પદ્ધતિ
1954 માં, સોવિયત યુનિયનના ભૂતપૂર્વ તાપેબીઆએ બેન્ઝિન સોલ્યુશનમાં મેટાલિક એન્ટિમોની અને પેરોક્સિસેટિલની પ્રતિક્રિયા આપીને એસબી (સીએચ 3 સીઓ) 3 તૈયાર કર્યો. પ્રતિક્રિયા સૂત્ર છે:
એસબી ＋ (સીએચ 3 સીઓ) 2 == એસબી (સીએચ 3 સીઓ) 3

3. એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડ પદ્ધતિ
1957 માં, પશ્ચિમ જર્મનીના એફ. નેર્ડેલે એસબી (સીએચ 3 સીઓયુ) 3 ઉત્પન્ન કરવા માટે એસિટિક એન્હાઇડ્રાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપવા માટે એસબી 2 ઓ 3 નો ઉપયોગ કર્યો.
Sb2o3 ＋ 3 （CH3CO） 2O ＝＝ 2SB （CH3COO） 3
આ પદ્ધતિનો ગેરલાભ એ છે કે સ્ફટિકો મોટા ટુકડાઓમાં એકઠા થાય છે અને રિએક્ટરની આંતરિક દિવાલ પર નિશ્ચિતપણે વળગી રહે છે, પરિણામે નબળા ઉત્પાદનની ગુણવત્તા અને રંગ.

4. એન્ટિમોની ટ્રાઇક્સાઇડ દ્રાવક પદ્ધતિ
ઉપરોક્ત પદ્ધતિની ખામીઓને દૂર કરવા માટે, સામાન્ય રીતે એસબી 2 ઓ 3 અને એસિટિક એન્હાઇડ્રાઇડની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન તટસ્થ દ્રાવક ઉમેરવામાં આવે છે. વિશિષ્ટ તૈયારી પદ્ધતિ નીચે મુજબ છે:
(1) 1968 માં, અમેરિકન મોસૂન કેમિકલ કંપનીના આર થોમ્સે એન્ટિમોની એસિટેટની તૈયારી પર પેટન્ટ પ્રકાશિત કર્યું. પેટન્ટ એન્ટિમોની એસિટેટના સુંદર સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરવા માટે તટસ્થ દ્રાવક તરીકે ઝાયલીન (ઓ-, એમ-, પી-ઝિલિન અથવા તેના મિશ્રણ) નો ઉપયોગ કરે છે.
(2) 1973 માં, ઝેક રિપબ્લિકે દ્રાવક તરીકે ટોલ્યુએનનો ઉપયોગ કરીને ફાઇન એન્ટિમોની એસિટેટ ઉત્પન્ન કરવાની એક પદ્ધતિની શોધ કરી.

 

Iii. ત્રણ એન્ટિમોની આધારિત ઉત્પ્રેરકની તુલના