BDO, takođe poznat kao 1,4-butandiol, je važna 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 svoje cijene i prednosti procesa.Acetilen i formaldehid se prvo kondenziraju kako bi se dobio 1,4-butinediol (BYD), koji se dalje hidrogenizira 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 bakreni acetilen i bizmut na podlozi od silicijum dioksida), a zatim se intermedijer 1,4-butinediol hidrogeniše u BDO koristeći Raney nikl katalizator.Karakteristika klasične metode je da katalizator i proizvod ne moraju biti odvojeni, a operativni troškovi su niski.Međutim, acetilen ima visok parcijalni pritisak i opasnost od eksplozije.Faktor sigurnosti dizajna reaktora je čak 12-20 puta, a oprema je velika i skupa, što rezultira visokim ulaganjima;Acetilen će se polimerizirati kako bi se proizveo poliacetilen, koji deaktivira katalizator i blokira cjevovod, što rezultira skraćenim proizvodnim ciklusom i smanjenom proizvodnjom.
Kao odgovor na nedostatke i nedostatke tradicionalnih metoda, reakciona oprema i katalizatori reakcionog sistema su optimizovani da smanje parcijalni pritisak acetilena u reakcionom sistemu.Ova metoda se široko koristi kako u zemlji tako i u inostranstvu.Istovremeno, sinteza BYD-a se provodi pomoću sloja mulja ili visećeg sloja.Metoda acetilen aldehida BYD hidrogenacija proizvodi BDO, a trenutno su ISP i INVISTA procesi najšire korišteni u Kini.
① Sinteza butinediola iz acetilena i formaldehida pomoću bakar-karbonatnog katalizatora
Primijenjen na acetilensku kemijsku dionicu BDO procesa u INVIDIA, formaldehid reagira s acetilenom kako bi se proizveo 1,4-butinediol pod djelovanjem bakar-karbonatnog katalizatora.Reakciona temperatura je 83-94 ℃, a pritisak 25-40 kPa.Katalizator ima izgled zelenog praha.
② Katalizator za hidrogenaciju butinediola u BDO
Odjeljak za hidrogenaciju procesa sastoji se od dva reaktora sa fiksnim slojem visokog pritiska povezana u seriju, pri čemu je 99% reakcija hidrogenacije završeno u prvom reaktoru.Prvi i drugi katalizator hidrogenacije su aktivirane legure aluminijuma nikla.
Fiksni ležaj Renee nickel je blok od legure nikla aluminijuma sa veličinom čestica u rasponu od 2-10 mm, visoke čvrstoće, dobre otpornosti na habanje, velike specifične površine, bolje stabilnosti katalizatora i dugog veka trajanja.
Neaktivirane čestice Raney nikla s fiksnim slojem su sivkasto bijele, a nakon određene koncentracije tečnog alkalnog ispiranja postaju crne ili crnosive čestice, koje se uglavnom koriste u reaktorima s fiksnim slojem.
① Katalizator na bazi bakra za sintezu butinediola iz acetilena i formaldehida
Pod dejstvom bakarnog bizmutnog katalizatora na podlozi, formaldehid reaguje sa acetilenom i stvara 1,4-butinediol, na temperaturi reakcije od 92-100 ℃ i pritisku od 85-106 kPa.Katalizator se pojavljuje kao crni prah.
② Katalizator za hidrogenaciju butinediola u BDO
ISP proces usvaja dvije faze hidrogenacije.Prva faza je upotreba legure nikla aluminijuma u prahu kao katalizatora, a hidrogenacija pod niskim pritiskom pretvara BYD u BED i BDO.Nakon odvajanja, druga faza je hidrogenacija pod visokim pritiskom korištenjem napunjenog nikla kao katalizatora za pretvaranje BED u BDO.
Primarni katalizator hidrogenacije: Raneyjev nikl katalizator u prahu
Primarni katalizator hidrogenacije: Powder Raney nikl katalizator.Ovaj katalizator se uglavnom koristi u sekciji hidrogenacije pod niskim pritiskom ISP procesa, za pripremu BDO proizvoda.Ima karakteristike visoke aktivnosti, dobre selektivnosti, stope konverzije i velike brzine taloženja.Glavne komponente su nikl, aluminijum i molibden.
Primarni katalizator hidrogenacije: katalizator hidrogenacije legure nikla u prahu
Katalizator zahtijeva visoku aktivnost, veliku čvrstoću, visoku stopu konverzije 1,4-butinediola i manje nusproizvoda.
Sekundarni katalizator hidrogenacije
To je katalizator na podlozi sa glinicom kao nosačem i niklom i bakrom kao aktivnim komponentama.Redukovano stanje se pohranjuje u vodi.Katalizator ima visoku mehaničku čvrstoću, mali gubitak trenja, dobru hemijsku stabilnost i lako se aktivira.Po izgledu čestice u obliku crne djeteline.
Slučajevi primjene katalizatora
Koristi se za BYD za generiranje BDO kroz hidrogenaciju katalizatora, primijenjeno na BDO jedinicu od 100000 tona.Dva seta reaktora sa fiksnim slojem rade istovremeno, jedan je JHG-20308, a drugi je uvozni katalizator.
Probiranje: Tokom prosijavanja finog praha, ustanovljeno je da katalizator sa fiksnim slojem JHG-20308 proizvodi manje finog praha od uvezenog katalizatora.
Aktivacija: Aktivacija katalizatora Zaključak: Uslovi aktivacije dva katalizatora su isti.Prema podacima, brzina dealuminacije, razlika u temperaturi na ulazu i izlazu, te oslobađanje topline reakcije aktivacije legure u svakoj fazi aktivacije su vrlo konzistentni.
Temperatura: Reakciona temperatura katalizatora JHG-20308 se ne razlikuje značajno od one uvezenog katalizatora, ali prema tačkama mjerenja temperature, JHG-20308 katalizator ima bolju aktivnost od uvezenog katalizatora.
Nečistoće: Prema podacima detekcije BDO sirovog rastvora u ranoj fazi reakcije, JHG-20308 ima nešto manje nečistoća u gotovom proizvodu u odnosu na uvezene katalizatore, što se uglavnom ogleda u sadržaju n-butanola i HBA.
Sve u svemu, performanse JHG-20308 katalizatora su stabilne, bez očiglednih visokih nusproizvoda, a njegove performanse su u osnovi iste ili čak bolje od onih uvezenih katalizatora.
Proces proizvodnje nikl aluminijumskog katalizatora sa fiksnim slojem
(1) Topljenje: legura aluminijuma nikla se topi na visokoj temperaturi, a zatim se lijeva u oblik.
(2) Drobljenje: blokovi legure se drobe u sitne čestice kroz opremu za drobljenje.
(3) Skrining: Odstranjivanje čestica sa kvalifikovanom veličinom čestica.
(4) Aktivacija: Kontrolišite određenu koncentraciju i brzinu protoka tečne alkalije kako biste aktivirali čestice u reakcionom tornju.
(5) Indikatori inspekcije: sadržaj metala, raspodjela veličine čestica, tlačna čvrstoća na drobljenje, nasipna gustina itd.
Vrijeme objave: Sep-11-2023
