BDO, znan tudi kot 1,4-butandiol, je pomembna osnovna organska in fina kemična surovina. BDO je mogoče pripraviti z metodo acetilen aldehida, metodo anhidrida maleinske kisline, metodo propilen alkohola in metodo butadiena. Metoda z acetilen aldehidom je glavna industrijska metoda za pripravo BDO zaradi stroškov in procesnih prednosti. Acetilen in formaldehid se najprej kondenzirata, da nastane 1,4-butindiol (BYD), ki se nadalje hidrogenira, da se dobi BDO.
Pod visokim tlakom (13,8~27,6 MPa) in pogojih 250~350 ℃ acetilen reagira s formaldehidom v prisotnosti katalizatorja (običajno bakrovega acetilena in bizmuta na silicijevem nosilcu), nato pa se vmesni 1,4-butindiol hidrogenira v BDO z uporabo katalizatorja Raney nikelj. Značilnost klasične metode je, da katalizatorja in produkta ni treba ločevati, obratovalni stroški pa so nizki. Vendar ima acetilen visok parcialni tlak in nevarnost eksplozije. Varnostni faktor zasnove reaktorja je kar 12- do 20-krat visok, oprema pa je velika in draga, kar povzroča visoke naložbe; Acetilen bo polimeriziral, da bo nastal poliacetilen, ki deaktivira katalizator in blokira cevovod, kar povzroči skrajšan proizvodni cikel in zmanjšano proizvodnjo.
Kot odgovor na pomanjkljivosti in pomanjkljivosti tradicionalnih metod so bili reakcijska oprema in katalizatorji reakcijskega sistema optimizirani za zmanjšanje parcialnega tlaka acetilena v reakcijskem sistemu. Ta metoda se pogosto uporablja tako doma kot v tujini. Hkrati se sinteza BYD izvaja z uporabo blatne plasti ali viseče plasti. Metoda acetilen aldehida BYD hidrogeniranje proizvaja BDO, trenutno pa sta na Kitajskem najbolj razširjena postopka ISP in INVISTA.
① Sinteza butindiola iz acetilena in formaldehida z uporabo bakrovega karbonatnega katalizatorja
Formaldehid, ki se uporablja za kemični del acetilenskega postopka BDO v INVIDII, reagira z acetilenom, da proizvede 1,4-butindiol pod delovanjem bakrovega karbonatnega katalizatorja. Reakcijska temperatura je 83-94 ℃, tlak pa 25-40 kPa. Katalizator ima videz zelenega prahu.
② Katalizator za hidrogeniranje butindiola v BDO
Oddelek za hidrogeniranje v procesu je sestavljen iz dveh visokotlačnih reaktorjev s fiksno plastjo, povezanih zaporedno, pri čemer se 99 % reakcij hidrogeniranja izvede v prvem reaktorju. Prvi in drugi hidrogenacijski katalizator sta aktivirani nikljevo-aluminijeve zlitine.
Fiksna postelja Renee nickel je blok iz nikljeve aluminijeve zlitine z velikostjo delcev od 2 do 10 mm, visoko trdnostjo, dobro odpornostjo proti obrabi, veliko specifično površino, boljšo stabilnostjo katalizatorja in dolgo življenjsko dobo.
Neaktivirani delci Raney niklja s fiksno plastjo so sivkasto beli in po določeni koncentraciji tekočega alkalnega izpiranja postanejo črni ali črno sivi delci, ki se večinoma uporabljajo v reaktorjih s fiksno plastjo.
① Bakreni katalizator za sintezo butindiola iz acetilena in formaldehida
Pod delovanjem podprtega bakrovega bizmutovega katalizatorja formaldehid reagira z acetilenom, da nastane 1,4-butindiol pri reakcijski temperaturi 92-100 ℃ in tlaku 85-106 kPa. Katalizator je videti kot črn prah.
② Katalizator za hidrogeniranje butindiola v BDO
Postopek ISP vključuje dve stopnji hidrogeniranja. V prvi fazi se kot katalizator uporablja zlitina niklja in aluminija v prahu, nizkotlačna hidrogenacija pa pretvori BYD v BED in BDO. Po ločitvi je druga stopnja visokotlačno hidrogeniranje z uporabo napolnjenega niklja kot katalizatorja za pretvorbo BED v BDO.
Primarni katalizator hidrogeniranja: katalizator Raney nikelj v prahu
Primarni katalizator za hidrogeniranje: katalizator iz niklja Raney v prahu. Ta katalizator se v glavnem uporablja v nizkotlačnem hidrogenacijskem delu procesa ISP za pripravo izdelkov BDO. Ima značilnosti visoke aktivnosti, dobre selektivnosti, stopnje pretvorbe in hitre hitrosti usedanja. Glavne komponente so nikelj, aluminij in molibden.
Primarni katalizator za hidrogeniranje: katalizator za hidrogeniranje iz nikljeve aluminijeve zlitine v prahu
Katalizator zahteva visoko aktivnost, visoko trdnost, visoko stopnjo pretvorbe 1,4-butindiola in manj stranskih produktov.
Sekundarni katalizator hidrogeniranja
Je katalizator na podpori z aluminijevim oksidom kot nosilcem ter nikljem in bakrom kot aktivnima komponentama. Reducirano stanje se shrani v vodi. Katalizator ima visoko mehansko trdnost, nizke izgube zaradi trenja, dobro kemično stabilnost in ga je enostavno aktivirati. Na videz delci v obliki črne detelje.
Primeri uporabe katalizatorjev
Uporablja se za BYD za ustvarjanje BDO s hidrogeniranjem katalizatorja, ki se uporablja za 100000 ton BDO enoto. Dva sklopa reaktorjev s fiksno posteljo delujeta hkrati, eden je JHG-20308, drugi pa uvoženi katalizator.
Presejanje: Med presejanjem finega prahu je bilo ugotovljeno, da je katalizator s fiksno plastjo JHG-20308 proizvedel manj finega prahu kot uvoženi katalizator.
Aktivacija: Aktivacija katalizatorja Zaključek: Pogoji aktivacije obeh katalizatorjev so enaki. Iz podatkov je razvidno, da so stopnja deluminacije, vstopna in izstopna temperaturna razlika ter aktivacijsko reakcijsko sproščanje toplote zlitine na vsaki stopnji aktivacije zelo skladni.
Temperatura: Reakcijska temperatura katalizatorja JHG-20308 se bistveno ne razlikuje od temperature uvoženega katalizatorja, vendar ima glede na točke merjenja temperature katalizator JHG-20308 boljšo aktivnost kot uvoženi katalizator.
Nečistoče: iz podatkov o zaznavi surove raztopine BDO v zgodnji fazi reakcije je JHG-20308 nekoliko manj nečistoč v končnem izdelku v primerjavi z uvoženimi katalizatorji, kar se odraža predvsem v vsebnosti n-butanola in HBA.
Na splošno je delovanje katalizatorja JHG-20308 stabilno, brez očitnih visokih stranskih produktov, njegovo delovanje pa je v bistvu enako ali celo boljše kot pri uvoženih katalizatorjih.
Proizvodni proces katalizatorja iz niklja in aluminija s fiksno plastjo
(1) Taljenje: Nikljeva aluminijeva zlitina se stopi pri visoki temperaturi in nato vlije v obliko.
(2) Drobljenje: Bloki zlitine se z drobilno opremo zdrobijo v majhne delce.
(3) Sejanje: presejanje delcev s kvalificirano velikostjo delcev.
(4) Aktivacija: Nadzirajte določeno koncentracijo in hitrost pretoka tekoče alkalije, da aktivirate delce v reakcijskem stolpu.
(5) Inšpekcijski kazalniki: vsebnost kovin, porazdelitev velikosti delcev, tlačna trdnost, nasipna gostota itd.
Čas objave: 11. septembra 2023
