BDO, također poznat kao 1,4-butandiol, važna je osnovna organska i fina kemijska sirovina. BDO se može pripremiti metodom acetilen aldehida, metodom maleinskog anhidrida, metodom propilen alkohola i metodom butadiena. Metoda s acetilen aldehidom je glavna industrijska metoda za pripremu BDO zbog svoje cijene i prednosti postupka. Acetilen i formaldehid se prvo kondenziraju kako bi se proizveo 1,4-butynediol (BYD), koji se dalje hidrogenira kako bi se dobio BDO.
Pod visokim tlakom (13,8~27,6 MPa) i uvjetima od 250~350 ℃, acetilen reagira s formaldehidom u prisutnosti katalizatora (obično bakrenog acetilena i bizmuta na podlozi od silicija), a zatim se intermedijer 1,4-butynediol hidrogenira u BDO koristeći Raney nikal katalizator. Karakteristika klasične metode je da se katalizator i produkt ne moraju odvajati, a radni trošak je nizak. Međutim, acetilen ima visok parcijalni tlak i opasnost od eksplozije. Faktor sigurnosti dizajna reaktora je čak 12-20 puta veći, a oprema je velika i skupa, što rezultira visokim ulaganjima; Acetilen će polimerizirati kako bi proizveo poliacetilen, koji deaktivira katalizator i blokira cjevovod, što rezultira skraćenim proizvodnim ciklusom i smanjenom proizvodnjom.
Kao odgovor na nedostatke i nedostatke tradicionalnih metoda, reakcijska oprema i katalizatori reakcijskog sustava optimizirani su za smanjenje parcijalnog tlaka acetilena u reakcijskom sustavu. Ova je metoda naširoko korištena u zemlji i inozemstvu. U isto vrijeme, sinteza BYD-a provodi se pomoću sloja mulja ili suspendiranog sloja. Metoda acetilen aldehida BYD hidrogenacija proizvodi BDO, a trenutno su ISP i INVISTA procesi najrašireniji u Kini.
① Sinteza butindiola iz acetilena i formaldehida korištenjem bakrenog karbonatnog katalizatora
Primijenjen na acetilenski kemijski dio BDO procesa u INVIDII, formaldehid reagira s acetilenom da proizvede 1,4-butynediol pod djelovanjem katalizatora bakrenog karbonata. Reakcijska temperatura je 83-94 ℃, a tlak 25-40 kPa. Katalizator ima izgled zelenog praha.
② Katalizator za hidrogenaciju butindiola u BDO
Odjeljak procesa hidrogenacije sastoji se od dva visokotlačna reaktora s fiksnim slojem spojena u seriju, pri čemu se 99% reakcija hidrogenacije dovršava u prvom reaktoru. Prvi i drugi katalizator hidrogenacije su aktivirane legure nikla i aluminija.
Fiksni krevet Renee nickel je blok od legure nikla i aluminija s veličinama čestica u rasponu od 2-10 mm, visoke čvrstoće, dobre otpornosti na trošenje, velike specifične površine, bolje stabilnosti katalizatora i dugog vijeka trajanja.
Neaktivirane čestice Raney nikla u fiksnom sloju su sivkasto bijele, a nakon određene koncentracije ispiranja tekuće lužine postaju crne ili crnosive čestice, koje se uglavnom koriste u reaktorima s fiksnim slojem.
① Katalizator na bakrenoj podlozi za sintezu butindiola iz acetilena i formaldehida
Pod djelovanjem bakrenog bizmut katalizatora na nosaču, formaldehid reagira s acetilenom i stvara 1,4-butindiol, pri reakcijskoj temperaturi od 92-100 ℃ i tlaku od 85-106 kPa. Katalizator se pojavljuje kao crni prah.
② Katalizator za hidrogenaciju butindiola u BDO
ISP proces uključuje dva stupnja hidrogenacije. Prva faza koristi leguru nikla i aluminija u prahu kao katalizator, a hidrogenacija pod niskim pritiskom pretvara BYD u BED i BDO. Nakon odvajanja, druga faza je hidrogenacija pod visokim tlakom uz upotrebu napunjenog nikla kao katalizatora za pretvaranje BED u BDO.
Primarni katalizator hidrogenacije: Raney nikal katalizator u prahu
Primarni katalizator hidrogenacije: Raney nikal katalizator u prahu. Ovaj se katalizator uglavnom koristi u dijelu niskotlačne hidrogenacije ISP procesa, za pripremu BDO proizvoda. Ima karakteristike visoke aktivnosti, dobre selektivnosti, stope konverzije i velike brzine taloženja. Glavne komponente su nikal, aluminij i molibden.
Primarni katalizator hidrogenacije: katalizator hidrogenacije od legure nikla i aluminija u prahu
Katalizator zahtijeva visoku aktivnost, visoku čvrstoću, visoku stopu konverzije 1,4-butindiola i manje nusproizvoda.
Sekundarni katalizator hidrogenacije
To je katalizator na nosaču s glinicom kao nosačem i niklom i bakrom kao aktivnim komponentama. Reducirano stanje pohranjuje se u vodi. Katalizator ima visoku mehaničku čvrstoću, male gubitke trenjem, dobru kemijsku stabilnost i lako se aktivira. Izgled čestica u obliku crne djeteline.
Slučajevi primjene katalizatora
Koristi se za BYD za generiranje BDO kroz hidrogenaciju katalizatora, primijenjeno na BDO jedinicu od 100 000 tona. Dva seta reaktora s fiksnim slojem rade istovremeno, jedan je JHG-20308, a drugi je uvezeni katalizator.
Probir: Tijekom pregleda finog praha, utvrđeno je da katalizator s fiksnim slojem JHG-20308 proizvodi manje finog praha od uvezenog katalizatora.
Aktivacija: Zaključak aktivacije katalizatora: Uvjeti aktivacije dvaju katalizatora su isti. Iz podataka, brzina dealuminacije, ulazna i izlazna temperaturna razlika i oslobađanje topline pri aktivacijskoj reakciji legure u svakoj fazi aktivacije vrlo su dosljedni.
Temperatura: Reakcijska temperatura katalizatora JHG-20308 ne razlikuje se značajno od temperature uvezenog katalizatora, ali prema točkama mjerenja temperature, katalizator JHG-20308 ima bolju aktivnost od uvezenog katalizatora.
Nečistoće: iz podataka o detekciji BDO sirove otopine u ranoj fazi reakcije, JHG-20308 ima nešto manje nečistoća u gotovom proizvodu u usporedbi s uvezenim katalizatorima, što se uglavnom odražava na sadržaj n-butanola i HBA.
Sve u svemu, performanse katalizatora JHG-20308 su stabilne, bez očiglednih visokih nusproizvoda, a njegove performanse su u osnovi iste ili čak bolje od performansi uvezenih katalizatora.
Proces proizvodnje fiksnog sloja nikal-aluminijskog katalizatora
(1) Taljenje: aluminijska legura nikla se topi na visokoj temperaturi i zatim lijeva u oblik.
(2) Drobljenje: Blokovi legure drobe se u male čestice pomoću opreme za drobljenje.
(3) Probir: Prosijavanje čestica s kvalificiranom veličinom čestica.
(4) Aktivacija: Kontrolirajte određenu koncentraciju i brzinu protoka tekuće lužine kako biste aktivirali čestice u reakcijskom tornju.
(5) Pokazatelji inspekcije: sadržaj metala, raspodjela veličine čestica, tlačna čvrstoća na drobljenje, nasipna gustoća itd.
Vrijeme objave: 11. rujna 2023
