BDO, познат и како 1,4-бутандиол, е важна основна органска и фина хемиска суровина. BDO може да се подготви преку методот на ацетилен алдехид, методот на малеински анхидрид, методот на пропиленски алкохол и методот на бутадиен. Методот на ацетилен алдехид е главниот индустриски метод за подготовка на BDO поради неговите трошоци и предности во процесот. Ацетиленот и формалдехидот прво се кондензираат за да се произведе 1,4-бутинедиол (BYD), кој понатаму се хидрогенизира за да се добие BDO.
Под висок притисок (13,8~27,6 MPa) и услови од 250~350 ℃, ацетиленот реагира со формалдехид во присуство на катализатор (обично бакарен ацетилен и бизмут на силициумска носач), а потоа интермедијарот 1,4-бутинедиол се хидрогенизира до BDO со помош на катализатор на никел на Рејни. Карактеристика на класичниот метод е тоа што катализаторот и производот не треба да се одделуваат, а оперативните трошоци се ниски. Сепак, ацетиленот има висок парцијален притисок и ризик од експлозија. Факторот на безбедност на дизајнот на реакторот е висок и до 12-20 пати, а опремата е голема и скапа, што резултира со големи инвестиции; ацетиленот ќе се полимеризира за да произведе полиацетилен, што го деактивира катализаторот и го блокира цевководот, што резултира со скратен производствен циклус и намалено производство.
Како одговор на недостатоците и недостатоците на традиционалните методи, опремата за реакција и катализаторите на реакцискиот систем беа оптимизирани за да се намали парцијалниот притисок на ацетиленот во реакцискиот систем. Овој метод е широко користен и во земјата и на меѓународно ниво. Во исто време, синтезата на BYD се врши со користење на слој од тиња или суспендиран слој. Методот на хидрогенизација со ацетилен алдехид BYD произведува BDO, а во моментов процесите ISP и INVISTA се најшироко користени во Кина.
① Синтеза на бутиндиол од ацетилен и формалдехид со употреба на катализатор од бакар карбонат
Применет во ацетиленскиот хемиски дел од процесот BDO во INVIDIA, формалдехидот реагира со ацетилен за да произведе 1,4-бутинедиол под дејство на катализатор од бакар карбонат. Температурата на реакцијата е 83-94 ℃, а притисокот е 25-40 kPa. Катализаторот има изглед на зелен прашок.
② Катализатор за хидрогенизација на бутиндиол до BDO
Делот за хидрогенизација од процесот се состои од два реактори со висок притисок со фиксен слој поврзани сериски, при што 99% од реакциите на хидрогенизација се завршени во првиот реактор. Првиот и вториот катализатор за хидрогенизација се активирани легури на никел и алуминиум.
Фиксен слој Renee никел е блок од легура на никел алуминиум со големина на честички од 2-10 mm, висока цврстина, добра отпорност на абење, голема специфична површина, подобра стабилност на катализаторот и долг век на траење.
Неактивираните честички на никел со фиксен слој на Ранеј се сиво-бели, и по одредена концентрација на истекување на течни алкали, тие стануваат црни или црно-сиви честички, главно користени во реактори со фиксен слој.
① Катализатор на база на бакар за синтеза на бутиндиол од ацетилен и формалдехид
Под дејство на катализатор од бакарен бизмут на носач, формалдехидот реагира со ацетилен за да генерира 1,4-бутинедиол, на температура на реакција од 92-100 ℃ и притисок од 85-106 kPa. Катализаторот се појавува како црн прашок.
② Катализатор за хидрогенизација на бутиндиол до BDO
ISP процесот користи две фази на хидрогенизација. Првата фаза користи легура на никел-алуминиум во прав како катализатор, а хидрогенизацијата под низок притисок го претвора BYD во BED и BDO. По одвојувањето, втората фаза е хидрогенизација под висок притисок со употреба на натоварен никел како катализатор за да се претвори BED во BDO.
Примарен катализатор за хидрогенизација: прашкаст катализатор на никел од Рејни
Примарен катализатор за хидрогенизација: Катализатор на никел од типот Raney во прав. Овој катализатор главно се користи во делот за хидрогенизација со низок притисок од ISP процесот, за подготовка на BDO производи. Има карактеристики на висока активност, добра селективност, стапка на конверзија и голема брзина на таложење. Главните компоненти се никел, алуминиум и молибден.
Примарен катализатор за хидрогенизација: катализатор за хидрогенизација од легура на никел и алуминиум во прав
Катализаторот бара висока активност, висока јачина, висока стапка на конверзија на 1,4-бутиндиол и помалку нуспроизводи.
Секундарен катализатор за хидрогенизација
Тоа е носач на катализатор со алумина како носител и никел и бакар како активни компоненти. Редуцираната состојба се складира во вода. Катализаторот има висока механичка цврстина, ниско триење, добра хемиска стабилност и лесно се активира. Честички по изглед се во облик на црна детелина.
Примери на примена на катализатори
Се користи за BYD за генерирање на BDO преку хидрогенизација на катализатор, применета на единица BDO од 100.000 тони. Два сета реактори со фиксен слој работат истовремено, едниот е JHG-20308, а другиот е увезен катализатор.
Скрининг: За време на скринингот на финиот прав, беше откриено дека катализаторот со фиксен слој JHG-20308 произведува помалку фин прав од увезениот катализатор.
Активација: Заклучок за активирање на катализаторот: Условите за активирање на двата катализатори се исти. Од податоците, стапката на деалуминација, разликата во температурата на влезот и излезот и ослободувањето на топлина од реакцијата на активирање на легурата во секоја фаза на активирање се многу конзистентни.
Температура: Температурата на реакција на катализаторот JHG-20308 не се разликува значително од онаа на увезениот катализатор, но според точките на мерење на температурата, катализаторот JHG-20308 има подобра активност од увезениот катализатор.
Нечистотии: Од податоците за детекција на суров раствор на BDO во раната фаза од реакцијата, JHG-20308 има малку помалку нечистотии во готовиот производ во споредба со увезените катализатори, што главно се рефлектира во содржината на n-бутанол и HBA.
Генерално, перформансите на катализаторот JHG-20308 се стабилни, без очигледни високи нуспроизводи, а неговите перформанси се во основа исти или дури и подобри од оние на увезените катализатори.
Процес на производство на катализатор со фиксен слој од никел-алуминиум
(1) Топење: Легурата од никел алуминиум се топи на висока температура, а потоа се лее во форма.
(2) Дробење: Легурните блокови се дробат на мали честички преку опрема за дробење.
(3) Скрининг: Скрининг на честички со квалификувана големина на честички.
(4) Активирање: Контролирајте одредена концентрација и брзина на проток на течна алкалија за да ги активирате честичките во реакционата кула.
(5) Индикатори за инспекција: содржина на метал, распределба на големината на честичките, сила на дробење при притисок, густина на волуменот итн.
Време на објавување: 11 септември 2023 година
