BDO, tiež známy ako 1,4-butándiol, je dôležitou základnou organickou a čistou chemickou surovinou. BDO sa môže pripraviť acetylénaldehydovou metódou, maleínanhydridovou metódou, propylénalkoholovou metódou a butadiénovou metódou. Acetylénaldehydová metóda je hlavnou priemyselnou metódou na prípravu BDO kvôli jej nákladom a výhodám procesu. Acetylén a formaldehyd sa najskôr kondenzujú za vzniku 1,4-butíndiolu (BYD), ktorý sa ďalej hydrogenuje, čím sa získa BDO.
Pri vysokom tlaku (13,8 až 27,6 MPa) a podmienkach 250 až 350 °C acetylén reaguje s formaldehydom v prítomnosti katalyzátora (zvyčajne meďný acetylén a bizmut na oxide kremičitom) a potom sa medziprodukt 1,4-butíndiol hydrogenuje na BDO s použitím Raneyovho niklového katalyzátora. Charakteristickým znakom klasickej metódy je, že katalyzátor a produkt nie je potrebné oddeľovať a prevádzkové náklady sú nízke. Acetylén má však vysoký parciálny tlak a riziko výbuchu. Bezpečnostný faktor konštrukcie reaktora je až 12-20-krát vysoký a zariadenie je veľké a drahé, čo vedie k vysokým investíciám; Acetylén bude polymerizovať za vzniku polyacetylénu, ktorý deaktivuje katalyzátor a zablokuje potrubie, čo vedie k skráteniu výrobného cyklu a zníženiu výkonu.
V reakcii na nedostatky a nedostatky tradičných metód boli reakčné zariadenia a katalyzátory reakčného systému optimalizované na zníženie parciálneho tlaku acetylénu v reakčnom systéme. Táto metóda je široko používaná doma aj v zahraničí. Súčasne sa syntéza BYD uskutočňuje pomocou kalového lôžka alebo závesného lôžka. Acetylénaldehydová metóda BYD hydrogenácie produkuje BDO a v súčasnosti sú v Číne najpoužívanejšie procesy ISP a INVISTA.
① Syntéza butynediolu z acetylénu a formaldehydu pomocou katalyzátora na báze uhličitanu meďnatého
Aplikovaný na acetylénovú chemickú časť procesu BDO v INVIDIA, formaldehyd reaguje s acetylénom za vzniku 1,4-butíndiolu pôsobením katalyzátora uhličitanu meďnatého. Reakčná teplota je 83-94 °C a tlak je 25-40 kPa. Katalyzátor má vzhľad zeleného prášku.
② Katalyzátor na hydrogenáciu butíndiolu na BDO
Hydrogenačná časť procesu pozostáva z dvoch vysokotlakových reaktorov s pevným lôžkom zapojených do série, pričom 99 % hydrogenačných reakcií je ukončených v prvom reaktore. Prvý a druhý hydrogenačný katalyzátor sú aktivované zliatiny niklu a hliníka.
Pevné lôžko Renee nikel je blok z niklovej hliníkovej zliatiny s veľkosťou častíc v rozmedzí od 2 do 10 mm, vysokou pevnosťou, dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu, veľkým špecifickým povrchom, lepšou stabilitou katalyzátora a dlhou životnosťou.
Neaktivované častice Raneyovho niklu s pevným lôžkom sú sivobiele a po určitej koncentrácii kvapalného alkalického vylúhovania sa stávajú čiernymi alebo čiernosivými časticami, ktoré sa používajú najmä v reaktoroch s pevným lôžkom.
① Medený katalyzátor na syntézu butynediolu z acetylénu a formaldehydu
Pôsobením naneseného medeného bizmutového katalyzátora formaldehyd reaguje s acetylénom za vzniku 1,4-butíndiolu pri reakčnej teplote 92-100 °C a tlaku 85-106 kPa. Katalyzátor sa javí ako čierny prášok.
② Katalyzátor na hydrogenáciu butíndiolu na BDO
Proces ISP využíva dva stupne hydrogenácie. V prvom stupni sa ako katalyzátor používa prášková zliatina niklu a hliníka a nízkotlaková hydrogenácia premieňa BYD na BED a BDO. Po separácii je druhým stupňom vysokotlaková hydrogenácia s použitím niklu ako katalyzátora na premenu BED na BDO.
Primárny hydrogenačný katalyzátor: práškový Raneyov nikel
Primárny hydrogenačný katalyzátor: práškový Raneyov nikel. Tento katalyzátor sa používa hlavne v nízkotlakovej hydrogenačnej časti procesu ISP na prípravu produktov BDO. Vyznačuje sa vysokou aktivitou, dobrou selektivitou, mierou konverzie a vysokou rýchlosťou usadzovania. Hlavnými komponentmi sú nikel, hliník a molybdén.
Primárny hydrogenačný katalyzátor: práškový hydrogenačný katalyzátor zo zliatiny niklu a hliníka
Katalyzátor vyžaduje vysokú aktivitu, vysokú pevnosť, vysokú mieru konverzie 1,4-butíndiolu a menej vedľajších produktov.
Sekundárny hydrogenačný katalyzátor
Je to katalyzátor na nosiči s oxidom hlinitým ako nosičom a niklom a meďou ako aktívnymi zložkami. Redukovaný stav je uložený vo vode. Katalyzátor má vysokú mechanickú pevnosť, nízke straty trením, dobrú chemickú stabilitu a ľahko sa aktivuje. Na pohľad častice v tvare čiernej ďateliny.
Aplikačné prípady katalyzátorov
Používa sa pre BYD na generovanie BDO prostredníctvom hydrogenácie katalyzátora, aplikovaného na jednotku BDO s hmotnosťou 100 000 ton. Dve sady reaktorov s pevným lôžkom pracujú súčasne, jedna je JHG-20308 a druhá je dovezený katalyzátor.
Screening: Počas preosievania jemného prášku sa zistilo, že katalyzátor s pevným lôžkom JHG-20308 produkoval menej jemného prášku ako dovážaný katalyzátor.
Aktivácia: Aktivácia katalyzátora Záver: Podmienky aktivácie dvoch katalyzátorov sú rovnaké. Z údajov vyplýva, že rýchlosť dealuminácie, vstupný a výstupný teplotný rozdiel a uvoľňovanie aktivačného reakčného tepla zliatiny v každom štádiu aktivácie sú veľmi konzistentné.
Teplota: Reakčná teplota katalyzátora JHG-20308 sa výrazne nelíši od teploty dovážaného katalyzátora, ale podľa bodov merania teploty má katalyzátor JHG-20308 lepšiu aktivitu ako dovážaný katalyzátor.
Nečistoty: Z údajov o detekcii surového roztoku BDO v počiatočnom štádiu reakcie, JHG-20308 má o niečo menej nečistôt v konečnom produkte v porovnaní s dovážanými katalyzátormi, čo sa odráža najmä v obsahu n-butanolu a HBA.
Celkovo je výkon katalyzátora JHG-20308 stabilný, bez zjavných vysokých vedľajších produktov a jeho výkon je v podstate rovnaký alebo dokonca lepší ako výkon dovážaných katalyzátorov.
Výrobný proces niklového hliníkového katalyzátora s pevným lôžkom
(1) Tavenie: Hliníková zliatina niklu sa taví pri vysokej teplote a potom sa odlieva do tvaru.
(2) Drvenie: Bloky zliatiny sa drvia na malé častice prostredníctvom drviaceho zariadenia.
(3) Preosievanie: Preosievanie častíc s kvalifikovanou veľkosťou častíc.
(4) Aktivácia: Ovládanie určitej koncentrácie a prietoku kvapalnej zásady, aby sa aktivovali častice v reakčnej veži.
(5) Kontrolné ukazovatele: obsah kovu, distribúcia veľkosti častíc, pevnosť v tlaku, objemová hmotnosť atď.
Čas odoslania: 11. september 2023
