A BDO, más néven 1,4-butándiol, fontos szerves és finom vegyi alapanyag. A BDO előállítható acetilén-aldehid módszerrel, maleinsavanhidrid módszerrel, propilénalkohol módszerrel és butadién módszerrel. Az acetilén-aldehid módszer a fő ipari módszer a BDO előállítására költség- és eljáráselőnyei miatt. Az acetilént és a formaldehidet először kondenzálják, így 1,4-butindiolt (BYD) állítanak elő, amelyet tovább hidrogéneznek, hogy BDO-t kapjanak.
Nagy nyomáson (13,8-27,6 MPa) és 250-350 ℃ hőmérsékleten az acetilén formaldehiddel reagál katalizátor jelenlétében (általában réz-acetilén és bizmut szilícium-dioxid hordozón), majd az 1,4-butindiol köztiterméket hidrogénezzük. a BDO-hoz Raney-nikkel katalizátor segítségével. A klasszikus módszer jellemzője, hogy a katalizátort és a terméket nem kell szétválasztani, és az üzemeltetési költség alacsony. Az acetilénnek azonban nagy parciális nyomása van, és robbanásveszélyes. A reaktor tervezésének biztonsági tényezője akár 12-20-szoros is, a berendezés nagy és drága, ami magas beruházást eredményez; Az acetilén polimerizálódik, és poliacetilén keletkezik, amely deaktiválja a katalizátort és blokkolja a csővezetéket, ami lerövidíti a gyártási ciklust és csökkenti a kibocsátást.
A hagyományos eljárások hiányosságaira és hiányosságaira reagálva a reakciórendszer reakcióberendezését és katalizátorait úgy optimalizálták, hogy csökkentsék az acetilén parciális nyomását a reakciórendszerben. Ezt a módszert széles körben alkalmazzák hazai és nemzetközi szinten egyaránt. Ugyanakkor a BYD szintézisét iszapágy vagy felfüggesztett ágy segítségével hajtják végre. Az acetilén-aldehid módszerrel, a BYD hidrogénezéssel BDO-t állítanak elő, jelenleg az ISP és az INVISTA eljárásokat alkalmazzák a legszélesebb körben Kínában.
① Butindiol szintézise acetilénből és formaldehidből rézkarbonát katalizátorral
Az INVIDIA-ban a BDO eljárás acetilén kémiai szakaszára alkalmazva a formaldehid reakcióba lép az acetilénnel, és réz-karbonát katalizátor hatására 1,4-butindiol keletkezik. A reakcióhőmérséklet 83-94 ℃, a nyomás 25-40 kPa. A katalizátor zöld por megjelenésű.
② Katalizátor a butindiol BDO-vá történő hidrogénezéséhez
A folyamat hidrogénezési szakasza két sorba kapcsolt nagynyomású állóágyas reaktorból áll, a hidrogénezési reakciók 99%-a az első reaktorban fejeződött be. Az első és második hidrogénező katalizátor aktivált nikkel-alumíniumötvözet.
A rögzített ágyas Renee nikkel nikkel-alumínium ötvözet blokk 2-10 mm-es részecskemérettel, nagy szilárdsággal, jó kopásállósággal, nagy fajlagos felülettel, jobb katalizátorstabilitással és hosszú élettartammal.
Az aktiválatlan rögzített ágyas Raney-nikkel részecskék szürkésfehérek, és bizonyos koncentrációjú folyékony lúgok kioldódása után fekete vagy feketeszürke részecskékké válnak, amelyeket főként rögzített ágyas reaktorokban használnak.
① Réz hordozós katalizátor butindiol szintéziséhez acetilénből és formaldehidből
Hordozós réz-bizmut katalizátor hatására a formaldehid acetilénnel 1,4-butindiolt hoz létre 92-100 ℃ reakcióhőmérsékleten és 85-106 kPa nyomáson. A katalizátor fekete por formájában jelenik meg.
② Katalizátor a butindiol BDO-vá történő hidrogénezéséhez
Az ISP folyamat a hidrogénezés két szakaszát alkalmazza. Az első lépésben porított nikkel-alumíniumötvözetet használnak katalizátorként, és az alacsony nyomású hidrogénezéssel a BYD-t BED-vé és BDO-vá alakítják. Az elválasztás után a második lépés a nagynyomású hidrogénezés, katalizátorként töltött nikkelt használva a BED BDO-vá alakításához.
Elsődleges hidrogénező katalizátor: porított Raney-nikkel katalizátor
Elsődleges hidrogénező katalizátor: Por Raney nikkel katalizátor. Ezt a katalizátort főként az ISP eljárás kisnyomású hidrogénező szakaszában használják, BDO termékek előállítására. Jellemzői: nagy aktivitás, jó szelektivitás, konverziós ráta és gyors ülepedési sebesség. A fő összetevők a nikkel, az alumínium és a molibdén.
Elsődleges hidrogénező katalizátor: por nikkel-alumíniumötvözet hidrogénező katalizátor
A katalizátor nagy aktivitást, nagy szilárdságot, nagy 1,4-butindiol konverziós sebességet és kevesebb mellékterméket igényel.
Másodlagos hidrogénező katalizátor
Ez egy hordozós katalizátor, amelynek hordozója alumínium-oxid, aktív komponensként pedig nikkel és réz. A redukált állapotot vízben tárolják. A katalizátor nagy mechanikai szilárdsággal, alacsony súrlódási veszteséggel, jó kémiai stabilitással rendelkezik, és könnyen aktiválható. Fekete lóhere alakú részecskék megjelenésében.
Katalizátorok alkalmazási esetei
BYD-hez használják BDO előállítására katalizátoros hidrogénezéssel, 100 000 tonnás BDO egységre alkalmazva. Két fix ágyas reaktor működik egyszerre, az egyik JHG-20308, a másik import katalizátor.
Szűrés: A finom por szűrése során azt találták, hogy a JHG-20308 fix ágyas katalizátor kevesebb finom port termel, mint az importált katalizátor.
Aktiválás: Katalizátor aktiválása Következtetés: A két katalizátor aktiválási körülményei megegyeznek. Az adatokból az aluminiummentesítési sebesség, a bemeneti és kimeneti hőmérséklet különbség, valamint az ötvözet aktiválási reakcióhő-leadása az aktiválás minden szakaszában nagyon konzisztens.
Hőmérséklet: A JHG-20308 katalizátor reakcióhőmérséklete nem különbözik jelentősen az importált katalizátorétól, de a hőmérsékletmérési pontok szerint a JHG-20308 katalizátor aktivitása jobb, mint az importált katalizátoré.
Szennyeződések: A reakció korai szakaszában a BDO nyersoldat kimutatási adatai alapján a JHG-20308 a késztermékben valamivel kevesebb szennyeződést tartalmaz az importált katalizátorokhoz képest, ami elsősorban az n-butanol és HBA tartalomban tükröződik.
Összességében a JHG-20308 katalizátor teljesítménye stabil, nincsenek nyilvánvalóan magas melléktermékek, és teljesítménye alapvetően megegyezik az importált katalizátorokéval, vagy még jobb is.
Fix ágyas nikkel alumínium katalizátor gyártási folyamata
(1) Olvasztás: A nikkel-alumíniumötvözetet magas hőmérsékleten megolvasztják, majd formába öntik.
(2) Zúzás: Az ötvözettömböket aprítóberendezéseken keresztül apró részecskékre zúzzák.
(3) Szűrés: minősített szemcseméretű részecskék kiszűrése.
(4) Aktiválás: A folyékony lúg bizonyos koncentrációjának és áramlási sebességének szabályozása a reakciótoronyban lévő részecskék aktiválásához.
(5) Ellenőrzési mutatók: fémtartalom, szemcseméret-eloszlás, nyomószilárdság, térfogatsűrűség stb.
Feladás időpontja: 2023.09.11
