1、三种锑系催化剂的比较三氧化二锑 醋酸锑 乙二醇锑基本性质俗称锑白,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 5.20g/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。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。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。合成方法及工艺主
2、要采用辉锑矿法合成:2Sb2S3+9O22Sb 2O3+6SO2 Sb2O3+3C2Sb+3CO 4Sb+O22Sb 2O3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:Sb2O33(CH 3CO)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,Sb 2O3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+3EGSb 2(EG)3+3H2O工艺:投料(Sb 2O3, 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
3、,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。优势价格相对较便宜,使用方便,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(Sb 2O3)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
4、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;缺点在乙二醇中溶解性较差,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梯,这些都能使聚酯切片出现“灰雾”影响产品质量。Sb 2O3 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) ,此外,产品色相 b 值略微有上升。