樹脂催化劑是一種典型的有機(jī)固體催化劑。與無機(jī)固體催化劑相比，雖然其化學(xué)組成、物理性質(zhì)和使用方法均有很大不同，但在催化反應(yīng)方面也有許多共同的地方。例如，他們都可用于石油裂解、酯化、烷基化、異構(gòu)化、加成、聚合等反應(yīng)。

隨著樹脂的進(jìn)一步開發(fā)，樹脂催化劑作為固體酸堿催化劑在醚化和醚鍵裂解反應(yīng)、水合反應(yīng)、酯化反應(yīng)、縮合和環(huán)化反應(yīng)等領(lǐng)域中的應(yīng)用也得到不斷地發(fā)展。

樹脂催化劑作為固體酸、堿催化劑與均相溶液中的硫酸、鹽酸、氫氧化鈉(鉀)這些常規(guī)的酸、堿催化劑的作用是一樣的。

樹脂固載的酸堿催化劑與用硅膠、氧化鋁、硅鋁酸鹽或沸石這些無機(jī)載物與催化活性部位接近，有利的微環(huán)境甚至可以用假均相的反應(yīng)體系來處理;而后者在液相或氣相反應(yīng)中，則是真正的非均相體系。因此，在某種意義上說，樹脂的催化性能介于低分子量的酸、堿均相體系和無機(jī)固體酸、堿催化體系之間。

1、催化活性可調(diào)

樹脂能根據(jù)不同的應(yīng)用場合制成不同形狀、結(jié)構(gòu)和負(fù)載容量的樹脂催化劑。大孔樹脂的活性基團(tuán)一般處于大孔的表面上，容易為反應(yīng)物所接觸。在需要降低負(fù)載容量時(shí)可用酸堿滴定法使一些酸基團(tuán)部分中和，或者通過部分離子交換法引入一些具有助催化作用的金屬離子或基團(tuán)，從而提高催化劑的活性或者選擇性。

2、適用面廣

樹脂的顆粒狀和多孔結(jié)構(gòu)使其適用于氣相和液相反應(yīng)，也可用于非水體系。由于樹脂催化劑具有這種物理性質(zhì)，因此反應(yīng)完成后，催化劑可以通過簡單的過濾方法從反應(yīng)混合物中分離出來，免除了常規(guī)酸、堿催化劑使用后需要進(jìn)行中和、洗滌、干燥、蒸餾等后處理程序，同時(shí)避免了廢酸、堿液體對環(huán)境的污染。此外，也避免了使用硫酸時(shí)，由于其強(qiáng)的氧化性，脫水性和磺化性引起的不必要的副反應(yīng)。

3、可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化

大孔的樹脂由于具有固定的結(jié)構(gòu)，其體積受溶劑作用的影響很小。因此，適用于填充柱操作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化。在較低的壓力下可以達(dá)到較高的流速，并可使用極性差別很大的反應(yīng)溶劑。

4、節(jié)省建設(shè)投資

酸性樹脂催化劑與低分子酸催化劑相比，酸部位處于樹脂的內(nèi)部，消除了酸與反應(yīng)器壁的接觸，避免了酸對反應(yīng)器壁腐蝕的麻煩。因此，所用的設(shè)備和裝置不必選用高度防腐的昂貴材料，從而可以節(jié)省建設(shè)投資。

1、醚化和醚鍵裂解反應(yīng)領(lǐng)域

目前，我國樹脂催化劑應(yīng)用較多的領(lǐng)域主要是醚化和醚鍵裂解反應(yīng)領(lǐng)域、水合反應(yīng)領(lǐng)域、酯化反應(yīng)領(lǐng)域、縮合和環(huán)化反應(yīng)領(lǐng)域等。目前大量使用的強(qiáng)酸樹脂催化劑，主要應(yīng)用于工業(yè)上由低分子量的醇 (一般為甲醇)與C4～C5的叔碳烯烴 (一般為異丁烯)反應(yīng)生成高辛烷值的汽油添加劑甲基叔丁基醚 (MTBE)。

2010年我國 MTBE的產(chǎn)能大約為558萬t/a，預(yù)計(jì)到2013 年，MTBE的產(chǎn)能將達(dá)到 992 萬t/a。2006年我國汽油 MTBE添加劑合成領(lǐng)域醚化樹脂催化劑的消費(fèi)量為1448t，2010年增長到了3454t。隨著下游 MTBE產(chǎn)量的迅速增長，醚化樹脂催化劑的市場需求量也將迅速增長，預(yù)計(jì)到2015年市場需求量將增長到1.55萬t。

除了高辛烷值汽油的添加劑MTBE需要大量使用強(qiáng)酸樹脂催化劑外，未來輕汽油醚化領(lǐng)域?qū)γ鸦瘶渲呋瘎┑男枨髮⑸仙礁又匾牡匚弧Ｎ磥砦覈a(chǎn)的汽油中大約有40%需要通過醚化樹脂催化劑進(jìn)行醚化加工。

另外磺酸樹脂對醚的裂解反應(yīng)也有良好的催化作用。如磺酸樹脂在一定的MTBE濃度下會出現(xiàn)最大的反應(yīng)活性，這主要來自MTBE對甲醇和烯的競爭性共吸附作用。2010年我國MTBE裂解領(lǐng)域需要的樹脂催化劑達(dá)到了1180 t，預(yù)計(jì)到2015年需求量將增長到1790 t。

2、水合反應(yīng)領(lǐng)域

在強(qiáng)酸樹脂催化下烯烴可直接與水發(fā)生加成反應(yīng)生成醇。丙烯水合制異丙醇用酸樹脂催化比用無機(jī)酸催化能在更為溫和的條件下進(jìn)行反應(yīng)。

近年來，C4和C5的烯烴異構(gòu)體樹脂催化水合制酮類、仲醇、叔醇的研究有許多報(bào)道。如正丁烯水合制備甲乙酮，丙烯水合制備異丙醇，異丁烯水合制叔丁醇1-丁烯和2-丁烯水合得到2-丁醇等。

3、酯化反應(yīng)領(lǐng)域

強(qiáng)酸樹脂不但能直接催化羧酸與醇在有或沒有脫水劑存在下進(jìn)行酯化反應(yīng)，而且能催化烯類化合物與羧酸直接加成生成酯。強(qiáng)酸樹脂催化的酸與醇的酯化反應(yīng)是可以在液相也可在氣相中進(jìn)行，但絕大多數(shù)的酯化反應(yīng)是在液相中進(jìn)行的，因?yàn)樵谝合嘀蟹磻?yīng)條件比較溫和，尤其對熱不太穩(wěn)定的酸是有利的。

在液相酯化反應(yīng)中一般加入脫水劑，如無水硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鈣，也可用溶劑，如環(huán)乙烷、苯、甲苯，與水共沸回流法脫水，這樣有利于提高酯化的產(chǎn)率。如乙酸與正丁醇、異丙醇、異戊醇、環(huán)己醇、乙二醇單醚、甘油進(jìn)行酯化反應(yīng)時(shí)，生成相應(yīng)的乙酸酯。

目前我國酯化樹脂催化劑在脂肪酸酯化制取生物柴油，醋酸乙酯的制取，丙烯酸酯及其衍生物的制取等領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，未來幾年內(nèi)潛在市場空間應(yīng)在2萬～3萬t左右。

4、縮合和環(huán)化反應(yīng)領(lǐng)域

用強(qiáng)酸樹脂催化法由苯酚與丙酮縮合合成雙酚A，可以避免常法使用硫酸和氯化氫催化法對設(shè)備的強(qiáng)腐蝕和污水對環(huán)境的污染。盡管樹脂催化法是新近開發(fā)出來的生產(chǎn)技術(shù)，在國外，最近有許多專利對這種技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。

在縮合和環(huán)化反應(yīng)這兩個(gè)領(lǐng)域，由于目前我國此類生產(chǎn)工藝繁多，采用的催化劑較為零亂，品種較多，產(chǎn)量較小，樹脂催化劑的市場應(yīng)用發(fā)展較為緩慢，導(dǎo)致目前市場需求有限，預(yù)計(jì)未來幾年潛在市場空間至少可擴(kuò)充到年需求量達(dá)萬噸以上。

隨著我國樹脂行業(yè)的不斷快速發(fā)展，樹脂催化劑的開發(fā)應(yīng)用已取得較大的進(jìn)展，許多特定用途的樹脂催化劑已經(jīng)商品化。作為一種高效環(huán)保的新型催化劑，逐步替代了部分傳統(tǒng)催化劑，其發(fā)展和應(yīng)用得到越來越多地關(guān)注和重視，許多傳統(tǒng)催化劑的生產(chǎn)工藝正在被新型樹脂催化劑工藝逐步取代。

目前，開發(fā)和研制具有高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的產(chǎn)品成為樹脂催化劑的研究發(fā)展方向。除了改變樹脂的成分及改進(jìn)樹脂的結(jié)構(gòu)特性外，對樹脂進(jìn)行各種改性處理也是改善樹脂催化性能、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的重要途徑。另外，樹脂負(fù)載的高分子復(fù)合催化劑也是目前研究的熱點(diǎn)。

現(xiàn)在樹脂催化劑已經(jīng)可以廣泛應(yīng)用于煉油、化工等行業(yè)的許多生產(chǎn)工藝中。隨著研究工作的不斷深入和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，樹脂催化劑的產(chǎn)品種類不斷增加、質(zhì)量性能不斷提升，其應(yīng)用范圍也會越來越廣泛，市場前景將非常廣闊。