BDO, također poznat kao 1,4-butandiol, važna je osnovna organska i fina hemijska sirovina. BDO se može pripremiti metodom acetilen aldehida, metodom maleinskog anhidrida, metodom propilen alkohola i metodom butadiena. Metoda acetilen aldehida je glavna industrijska metoda za pripremu BDO zbog svojih troškova i procesnih prednosti. Acetilen i formaldehid se prvo kondenzuju da bi se dobio 1,4-butindiol (BYD), koji se dalje hidrogenira da bi se dobio BDO.
Pod visokim pritiskom (13,8~27,6 MPa) i uslovima od 250~350 ℃, acetilen reaguje sa formaldehidom u prisustvu katalizatora (obično bakarnog acetilena i bizmuta na silika gelu), a zatim se međuprodukt 1,4-butindiol hidrogenira do BDO pomoću Raney nikl katalizatora. Karakteristika klasične metode je da katalizator i produkt ne moraju biti razdvojeni, a operativni troškovi su niski. Međutim, acetilen ima visok parcijalni pritisak i rizik od eksplozije. Faktor sigurnosti reaktora je visok i do 12-20 puta, a oprema je velika i skupa, što rezultira visokim ulaganjima; Acetilen će polimerizirati i proizvoditi poliacetilen, što deaktivira katalizator i blokira cjevovod, što rezultira skraćenim proizvodnim ciklusom i smanjenom proizvodnjom.
Kao odgovor na nedostatke i mane tradicionalnih metoda, reakcijska oprema i katalizatori reakcijskog sistema optimizirani su kako bi se smanjio parcijalni pritisak acetilena u reakcijskom sistemu. Ova metoda se široko koristi i u zemlji i u inostranstvu. Istovremeno, sinteza BYD-a se provodi korištenjem mulja ili suspenzijskog sloja. Metoda hidrogenacije acetilen aldehida BYD proizvodi BDO, a trenutno su ISP i INVISTA procesi najšire korišteni u Kini.
① Sinteza butindiola iz acetilena i formaldehida korištenjem bakar karbonata kao katalizatora
Primijenjen na acetilenski hemijski dio BDO procesa u INVIDIA-i, formaldehid reaguje s acetilenom i proizvodi 1,4-butindiol pod djelovanjem katalizatora bakar karbonata. Temperatura reakcije je 83-94 ℃, a pritisak 25-40 kPa. Katalizator ima izgled zelenog praha.
2 Katalizator za hidrogenaciju butindiola u BDO
Dio procesa hidrogenacije sastoji se od dva reaktora s fiksnim slojem visokog pritiska spojena u seriju, pri čemu se 99% reakcija hidrogenacije odvija u prvom reaktoru. Prvi i drugi katalizatori hidrogenacije su aktivirane legure nikla i aluminija.
Fiksni sloj Renee nikla je blok legure nikla i aluminija s veličinom čestica u rasponu od 2-10 mm, visoke čvrstoće, dobre otpornosti na habanje, velike specifične površine, bolje stabilnosti katalizatora i dugog vijeka trajanja.
Neaktivirane čestice Raney nikla u fiksnom sloju su sivkasto bijele, a nakon određene koncentracije tekućeg luženja alkalija, postaju crne ili crno sive čestice, uglavnom se koriste u reaktorima s fiksnim slojem.
① Katalizator na bakrovom nosaču za sintezu butindiola iz acetilena i formaldehida
Pod djelovanjem katalizatora bakar-bizmut na nosaču, formaldehid reaguje s acetilenom stvarajući 1,4-butindiol, na temperaturi reakcije od 92-100 ℃ i pritisku od 85-106 kPa. Katalizator se pojavljuje kao crni prah.
2 Katalizator za hidrogenaciju butindiola u BDO
ISP proces usvaja dvije faze hidrogenacije. Prva faza koristi praškastu leguru nikla i aluminija kao katalizator, a hidrogenacija pod niskim pritiskom pretvara BYD u BED i BDO. Nakon odvajanja, druga faza je hidrogenacija pod visokim pritiskom koja koristi napunjeni nikl kao katalizator za pretvaranje BED u BDO.
Primarni katalizator hidrogenacije: katalizator Raney nikla u prahu
Primarni katalizator hidrogenacije: Raneyjev nikl katalizator u prahu. Ovaj katalizator se uglavnom koristi u dijelu hidrogenacije pod niskim pritiskom ISP procesa, za pripremu BDO proizvoda. Ima karakteristike visoke aktivnosti, dobre selektivnosti, brzine konverzije i brze brzine taloženja. Glavne komponente su nikl, aluminij i molibden.
Primarni katalizator hidrogenacije: katalizator hidrogenacije legure nikla i aluminija u prahu
Katalizator zahtijeva visoku aktivnost, visoku čvrstoću, visoku stopu konverzije 1,4-butindiola i manje nusproizvoda.
Katalizator sekundarne hidrogenacije
To je katalizator na nosaču s aluminijevim oksidom kao nosačem, te niklom i bakrom kao aktivnim komponentama. Reducirano stanje se skladišti u vodi. Katalizator ima visoku mehaničku čvrstoću, nizak gubitak trenja, dobru hemijsku stabilnost i lako se aktivira. Izgledom su čestice u obliku crne djeteline.
Slučajevi primjene katalizatora
Koristi se za BYD za generiranje BDO-a putem hidrogenacije katalizatora, primijenjeno na BDO jedinicu od 100.000 tona. Dva seta reaktora s fiksnim slojem rade istovremeno, jedan je JHG-20308, a drugi je s uvezenim katalizatorom.
Prosijavanje: Tokom prosijavanja finog praha, utvrđeno je da katalizator sa fiksnim slojem JHG-20308 proizvodi manje finog praha od uvezenog katalizatora.
Aktivacija: Zaključak aktivacije katalizatora: Uslovi aktivacije dva katalizatora su isti. Iz podataka, brzina dealuminacije, razlika temperature na ulazu i izlazu i oslobađanje toplote aktivacijske reakcije legure u svakoj fazi aktivacije su vrlo konzistentni.
Temperatura: Temperatura reakcije katalizatora JHG-20308 se ne razlikuje značajno od temperature uvoznog katalizatora, ali prema tačkama mjerenja temperature, katalizator JHG-20308 ima bolju aktivnost od uvoznog katalizatora.
Nečistoće: Na osnovu podataka detekcije sirovog rastvora BDO u ranoj fazi reakcije, JHG-20308 ima nešto manje nečistoća u gotovom proizvodu u poređenju sa uvoznim katalizatorima, što se uglavnom ogleda u sadržaju n-butanola i HBA.
Sveukupno, performanse katalizatora JHG-20308 su stabilne, bez očiglednih visokih nusprodukata, a njegove performanse su u osnovi iste ili čak bolje od onih kod uvoznih katalizatora.
Proces proizvodnje katalizatora od nikla i aluminija s fiksnim slojem
(1) Topljenje: Nikl-aluminijumska legura se topi na visokoj temperaturi, a zatim lije u određeni oblik.
(2) Drobljenje: Blokovi legure se drobe u sitne čestice pomoću opreme za drobljenje.
(3) Prosijavanje: Prosijavanje čestica određene veličine.
(4) Aktivacija: Kontrolirajte određenu koncentraciju i brzinu protoka tekuće alkalije kako biste aktivirali čestice u reakcijskom tornju.
(5) Indikatori inspekcije: sadržaj metala, raspodjela veličine čestica, čvrstoća na pritisak, gustoća u nasipu itd.
Vrijeme objave: 11. septembar 2023.
