BDO, taip pat žinomas kaip 1,4-butandiolis, yra svarbi pagrindinė organinė ir smulkioji cheminė žaliava. BDO gali būti paruoštas acetileno aldehido metodu, maleino anhidrido metodu, propileno alkoholio metodu ir butadieno metodu. Acetileno aldehido metodas yra pagrindinis pramoninis BDO paruošimo būdas dėl jo sąnaudų ir proceso pranašumų. Acetilenas ir formaldehidas pirmiausia kondensuojami, kad susidarytų 1,4-butinediolis (BYD), kuris toliau hidrinamas ir gaunamas BDO.
Esant aukštam slėgiui (13,8–27,6 MPa) ir 250–350 ℃ temperatūrai, acetilenas reaguoja su formaldehidu, dalyvaujant katalizatoriui (dažniausiai vario acetilenui ir bismutui ant silicio dioksido pagrindo), o tada tarpinis produktas 1,4-butendiolis hidrinamas. į BDO naudojant Raney nikelio katalizatorių. Klasikinio metodo ypatybė yra ta, kad katalizatoriaus ir produkto nereikia atskirti, o eksploatacinės išlaidos yra mažos. Tačiau acetilenas turi didelį dalinį slėgį ir gali sprogti. Reaktoriaus konstrukcijos saugos koeficientas yra net 12-20 kartų, o įranga yra didelė ir brangi, todėl investicijos yra didelės; Acetilenas polimerizuos, kad susidarytų poliacetilenas, kuris deaktyvuoja katalizatorių ir blokuoja dujotiekį, todėl sutrumpėja gamybos ciklas ir sumažėja našumas.
Reaguojant į tradicinių metodų trūkumus ir trūkumus, reakcijos sistemos reakcijos įranga ir katalizatoriai buvo optimizuoti, siekiant sumažinti dalinį acetileno slėgį reakcijos sistemoje. Šis metodas buvo plačiai naudojamas tiek šalyje, tiek tarptautiniu mastu. Tuo pačiu metu BYD sintezė atliekama naudojant dumblo sluoksnį arba pakabinamą sluoksnį. Hidrinant acetileno aldehidu BYD, gaunamas BDO, o šiuo metu Kinijoje plačiausiai naudojami ISP ir INVISTA procesai.
① Butinediolio sintezė iš acetileno ir formaldehido naudojant vario karbonato katalizatorių
Taikomas INVIDIA BDO proceso acetileno cheminei sekcijai, formaldehidas reaguoja su acetilenu ir, veikiant vario karbonato katalizatoriui, susidaro 1,4-butinediolis. Reakcijos temperatūra yra 83-94 ℃, o slėgis - 25-40 kPa. Katalizatorius turi žalios spalvos miltelių išvaizdą.
② Butinediolio hidrinimo į BDO katalizatorius
Proceso hidrinimo sekciją sudaro du nuosekliai sujungti aukšto slėgio stacionaraus sluoksnio reaktoriai, 99% hidrinimo reakcijų baigta pirmame reaktoriuje. Pirmasis ir antrasis hidrinimo katalizatoriai yra aktyvuoto nikelio aliuminio lydiniai.
Fiksuoto sluoksnio Renee nikelis yra nikelio aliuminio lydinio blokas, kurio dalelių dydis svyruoja nuo 2 iki 10 mm, didelis stiprumas, geras atsparumas dilimui, didelis specifinis paviršiaus plotas, geresnis katalizatoriaus stabilumas ir ilgas tarnavimo laikas.
Neaktyvintos fiksuoto sluoksnio Raney nikelio dalelės yra pilkšvai baltos, o po tam tikros koncentracijos skysto šarmo išplovimo tampa juodomis arba juodai pilkomis dalelėmis, daugiausia naudojamomis stacionariuose reaktoriuose.
① Vario pagrindo katalizatorius butinediolio sintezei iš acetileno ir formaldehido
Veikiant vario bismuto katalizatoriui, formaldehidas reaguoja su acetilenu ir susidaro 1,4-butendiolis, esant 92-100 ℃ reakcijos temperatūrai ir 85-106 kPa slėgiui. Katalizatorius atrodo kaip juodi milteliai.
② Butinediolio hidrinimo į BDO katalizatorius
IPT procesas apima du hidrinimo etapus. Pirmajame etape kaip katalizatorius naudojamas miltelių pavidalo nikelio aliuminio lydinys, o žemo slėgio hidrinimas paverčia BYD į BED ir BDO. Po atskyrimo antrasis etapas yra hidrinimas aukštu slėgiu, naudojant įdėtą nikelį kaip katalizatorių, paverčiantį BED į BDO.
Pirminis hidrinimo katalizatorius: miltelių pavidalo Raney nikelio katalizatorius
Pirminis hidrinimo katalizatorius: miltelių Raney nikelio katalizatorius. Šis katalizatorius daugiausia naudojamas ISP proceso žemo slėgio hidrinimo skyriuje, gaminant BDO produktus. Jis pasižymi dideliu aktyvumu, geru selektyvumu, konversijos greičiu ir greitu nusėdimo greičiu. Pagrindiniai komponentai yra nikelis, aliuminis ir molibdenas.
Pirminis hidrinimo katalizatorius: miltelių nikelio aliuminio lydinio hidrinimo katalizatorius
Katalizatoriui reikalingas didelis aktyvumas, didelis stiprumas, didelis 1,4-butendiolio konversijos greitis ir mažiau šalutinių produktų.
Antrinis hidrinimo katalizatorius
Tai yra katalizatorius, kurio nešiklis yra aliuminio oksidas, o aktyvūs komponentai yra nikelis ir varis. Sumažinta būsena saugoma vandenyje. Katalizatorius turi didelį mechaninį stiprumą, mažus trinties nuostolius, gerą cheminį stabilumą ir lengvai aktyvuojamas. Išvaizdos juodųjų dobilų formos dalelės.
Katalizatorių panaudojimo atvejai
Naudojamas BYD generuoti BDO hidrinant katalizatorių, naudojamas 100 000 tonų BDO įrenginiui. Vienu metu veikia du stacionarių sluoksnių reaktorių komplektai, vienas yra JHG-20308, o kitas yra importuotas katalizatorius.
Atranka: Smulkių miltelių atrankos metu buvo nustatyta, kad JHG-20308 fiksuoto sluoksnio katalizatorius gamina mažiau smulkių miltelių nei importuotas katalizatorius.
Aktyvinimas: katalizatoriaus aktyvinimas Išvada: dviejų katalizatorių aktyvinimo sąlygos yra vienodos. Remiantis duomenimis, aliuminio pašalinimo greitis, įleidimo ir išleidimo temperatūrų skirtumas ir lydinio aktyvavimo reakcijos šilumos išsiskyrimas kiekviename aktyvinimo etape yra labai nuoseklūs.
Temperatūra: JHG-20308 katalizatoriaus reakcijos temperatūra labai nesiskiria nuo importuoto katalizatoriaus, tačiau pagal temperatūros matavimo taškus JHG-20308 katalizatoriaus aktyvumas yra geresnis nei importuoto katalizatoriaus.
Priemaišos: Remiantis BDO neapdoroto tirpalo aptikimo duomenimis ankstyvoje reakcijos stadijoje, JHG-20308 gatavame produkte yra šiek tiek mažiau priemaišų, palyginti su importuotais katalizatoriais, daugiausia atsispindi n-butanolio ir HBA sudėtyje.
Apskritai, JHG-20308 katalizatoriaus veikimas yra stabilus, be akivaizdžių didelių šalutinių produktų, o jo veikimas iš esmės yra toks pat arba net geresnis nei importuotų katalizatorių.
Fiksuoto sluoksnio nikelio aliuminio katalizatoriaus gamybos procesas
(1) Lydymas: nikelio aliuminio lydinys išlydomas aukštoje temperatūroje ir įliejamas į formą.
(2) Smulkinimas: lydinio blokai susmulkinami į mažas daleles naudojant smulkinimo įrangą.
(3) Atranka: kvalifikuoto dydžio dalelių atskyrimas.
(4) Aktyvinimas: valdykite tam tikrą skysto šarmo koncentraciją ir srautą, kad suaktyvintumėte daleles reakcijos bokšte.
(5) Patikrinimo rodikliai: metalo kiekis, dalelių dydžio pasiskirstymas, gniuždymo stipris, tūrinis tankis ir kt.
Paskelbimo laikas: 2023-09-11
