Το BDO, γνωστό και ως 1,4-βουτανοδιόλη, είναι μια σημαντική βασική οργανική και λεπτή χημική πρώτη ύλη. Το BDO μπορεί να παρασκευαστεί μέσω της μεθόδου ακετυλενοαλδεΰδης, μεθόδου μηλεϊνικού ανυδρίτη, μεθόδου προπυλενικής αλκοόλης και μεθόδου βουταδιενίου. Η μέθοδος ακετυλενοαλδεΰδης είναι η κύρια βιομηχανική μέθοδος παρασκευής BDO λόγω του κόστους και των πλεονεκτημάτων της διαδικασίας. Το ακετυλένιο και η φορμαλδεΰδη συμπυκνώνονται αρχικά για να παραχθεί 1,4-βουτυνεδιόλη (BYD), η οποία περαιτέρω υδρογονώνεται για να ληφθεί BDO.
Υπό υψηλή πίεση (13,8~27,6 MPa) και συνθήκες 250~350 ℃, το ακετυλένιο αντιδρά με φορμαλδεΰδη παρουσία καταλύτη (συνήθως χαλκού ακετυλένιο και βισμούθιο σε στήριγμα πυριτίου) και στη συνέχεια η ενδιάμεση 1,4-βουτυνεδιόλη υδρογονώνεται σε BDO χρησιμοποιώντας καταλύτη νικελίου Raney. Το χαρακτηριστικό της κλασικής μεθόδου είναι ότι ο καταλύτης και το προϊόν δεν χρειάζεται να διαχωριστούν και το κόστος λειτουργίας είναι χαμηλό. Ωστόσο, η ακετυλίνη έχει υψηλή μερική πίεση και κίνδυνο έκρηξης. Ο συντελεστής ασφάλειας του σχεδιασμού του αντιδραστήρα είναι τόσο υψηλός όσο 12-20 φορές και ο εξοπλισμός είναι μεγάλος και ακριβός, με αποτέλεσμα υψηλή επένδυση. Το ακετυλένιο θα πολυμεριστεί για να παράγει πολυακετυλένιο, το οποίο απενεργοποιεί τον καταλύτη και μπλοκάρει τον αγωγό, με αποτέλεσμα να συντομεύεται ο κύκλος παραγωγής και να μειωθεί η παραγωγή.
Σε απάντηση στα μειονεκτήματα και τις ελλείψεις των παραδοσιακών μεθόδων, ο εξοπλισμός αντίδρασης και οι καταλύτες του συστήματος αντίδρασης βελτιστοποιήθηκαν για τη μείωση της μερικής πίεσης του ακετυλενίου στο σύστημα αντίδρασης. Αυτή η μέθοδος έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως τόσο στο εσωτερικό όσο και διεθνώς. Ταυτόχρονα, η σύνθεση του BYD πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια κλίνη λάσπης ή μια αιωρούμενη κλίνη. Η μέθοδος ακετυλενοαλδεΰδης Η υδρογόνωση BYD παράγει BDO και επί του παρόντος οι διαδικασίες ISP και INVISTA είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες στην Κίνα.
① Σύνθεση βουτυνεδιόλης από ακετυλένιο και φορμαλδεΰδη με χρήση καταλύτη ανθρακικού χαλκού
Εφαρμόζεται στο χημικό τμήμα ακετυλενίου της διεργασίας BDO στο INVIDIA, η φορμαλδεΰδη αντιδρά με το ακετυλένιο για να παράγει 1,4-βουτυνεδιόλη υπό τη δράση ενός καταλύτη ανθρακικού χαλκού. Η θερμοκρασία αντίδρασης είναι 83-94 ℃ και η πίεση είναι 25-40 kPa. Ο καταλύτης έχει εμφάνιση πράσινης σκόνης.
② Καταλύτης για υδρογόνωση βουτυνεδιόλης σε BDO
Το τμήμα υδρογόνωσης της διεργασίας αποτελείται από δύο αντιδραστήρες σταθερής κλίνης υψηλής πίεσης συνδεδεμένους σε σειρά, με το 99% των αντιδράσεων υδρογόνωσης να ολοκληρώνονται στον πρώτο αντιδραστήρα. Ο πρώτος και ο δεύτερος καταλύτης υδρογόνωσης είναι κράματα ενεργού νικελίου αλουμινίου.
Το σταθερό κρεβάτι Renee nickel είναι ένα μπλοκ κράματος αλουμινίου νικελίου με μεγέθη σωματιδίων που κυμαίνονται από 2-10 mm, υψηλή αντοχή, καλή αντοχή στη φθορά, μεγάλη ειδική επιφάνεια, καλύτερη σταθερότητα καταλύτη και μεγάλη διάρκεια ζωής.
Τα μη ενεργοποιημένα σωματίδια νικελίου Raney σταθερής κλίνης είναι γκριζωπά λευκά και μετά από μια ορισμένη συγκέντρωση υγρής έκπλυσης αλκαλίων, γίνονται μαύρα ή μαύρα γκρι σωματίδια, που χρησιμοποιούνται κυρίως σε αντιδραστήρες σταθερής κλίνης.
① Καταλύτης με υποστήριξη χαλκού για τη σύνθεση βουτυνεδιόλης από ακετυλένιο και φορμαλδεΰδη
Κάτω από τη δράση ενός υποστηριζόμενου καταλύτη βισμούθιου χαλκού, η φορμαλδεΰδη αντιδρά με το ακετυλένιο για να δημιουργήσει 1,4-βουτυνεδιόλη, σε θερμοκρασία αντίδρασης 92-100 ℃ και πίεση 85-106 kPa. Ο καταλύτης εμφανίζεται ως μαύρη σκόνη.
② Καταλύτης για υδρογόνωση βουτυνεδιόλης σε BDO
Η διαδικασία ISP υιοθετεί δύο στάδια υδρογόνωσης. Το πρώτο στάδιο χρησιμοποιεί κονιοποιημένο κράμα αλουμινίου νικελίου ως καταλύτη και η υδρογόνωση χαμηλής πίεσης μετατρέπει το BYD σε BED και BDO. Μετά τον διαχωρισμό, το δεύτερο στάδιο είναι η υδρογόνωση υψηλής πίεσης χρησιμοποιώντας φορτωμένο νικέλιο ως καταλύτη για τη μετατροπή του BED σε BDO.
Πρωτεύων καταλύτης υδρογόνωσης: κονιοποιημένος καταλύτης νικελίου Raney
Πρωτεύων καταλύτης υδρογόνωσης: Καταλύτης νικελίου Raney σε σκόνη. Αυτός ο καταλύτης χρησιμοποιείται κυρίως στο τμήμα υδρογόνωσης χαμηλής πίεσης της διαδικασίας ISP, για την παρασκευή προϊόντων BDO. Έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής δραστηριότητας, της καλής επιλεκτικότητας, του ρυθμού μετατροπής και της γρήγορης ταχύτητας καθίζησης. Τα κύρια συστατικά είναι το νικέλιο, το αλουμίνιο και το μολυβδαίνιο.
Πρωτεύων καταλύτης υδρογόνωσης: καταλύτης υδρογόνωσης από κράμα νικελίου σε σκόνη
Ο καταλύτης απαιτεί υψηλή δραστηριότητα, υψηλή αντοχή, υψηλό ρυθμό μετατροπής 1,4-βουτυνεδιόλης και λιγότερα υποπροϊόντα.
Καταλύτης δευτερογενούς υδρογόνωσης
Είναι ένας υποστηριζόμενος καταλύτης με την αλουμίνα ως φορέα και το νικέλιο και τον χαλκό ως ενεργά συστατικά. Η ανηγμένη κατάσταση αποθηκεύεται σε νερό. Ο καταλύτης έχει υψηλή μηχανική αντοχή, χαμηλή απώλεια τριβής, καλή χημική σταθερότητα και είναι εύκολο να ενεργοποιηθεί. Στην εμφάνιση σωματίδια σε σχήμα μαύρου τριφυλλιού.
Περιπτώσεις Εφαρμογής Καταλυτών
Χρησιμοποιείται για το BYD για την παραγωγή BDO μέσω υδρογόνωσης καταλύτη, που εφαρμόζεται σε μονάδα BDO 100000 τόνων. Δύο σετ αντιδραστήρων σταθερής κλίνης λειτουργούν ταυτόχρονα, ο ένας είναι JHG-20308 και ο άλλος είναι εισαγόμενος καταλύτης.
Διαλογή: Κατά τη διαλογή λεπτής σκόνης, διαπιστώθηκε ότι ο καταλύτης σταθερής κλίνης JHG-20308 παρήγαγε λιγότερη λεπτή σκόνη από τον εισαγόμενο καταλύτη.
Ενεργοποίηση: Ενεργοποίηση καταλύτη Συμπέρασμα: Οι συνθήκες ενεργοποίησης των δύο καταλυτών είναι ίδιες. Από τα δεδομένα, ο ρυθμός αφαλάτωσης, η διαφορά θερμοκρασίας εισόδου και εξόδου και η απελευθέρωση θερμότητας αντίδρασης ενεργοποίησης του κράματος σε κάθε στάδιο ενεργοποίησης είναι πολύ συνεπείς.
Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία αντίδρασης του καταλύτη JHG-20308 δεν είναι σημαντικά διαφορετική από αυτή του εισαγόμενου καταλύτη, αλλά σύμφωνα με τα σημεία μέτρησης θερμοκρασίας, ο καταλύτης JHG-20308 έχει καλύτερη δραστηριότητα από τον εισαγόμενο καταλύτη.
Ακαθαρσίες: Από τα δεδομένα ανίχνευσης ακατέργαστου διαλύματος BDO στο πρώιμο στάδιο της αντίδρασης, το JHG-20308 έχει ελαφρώς λιγότερες ακαθαρσίες στο τελικό προϊόν σε σύγκριση με τους εισαγόμενους καταλύτες, που αντικατοπτρίζονται κυρίως στην περιεκτικότητα σε n-βουτανόλη και HBA.
Συνολικά, η απόδοση του καταλύτη JHG-20308 είναι σταθερή, χωρίς εμφανή υψηλά υποπροϊόντα και η απόδοσή του είναι βασικά η ίδια ή και καλύτερη από αυτή των εισαγόμενων καταλυτών.
Διαδικασία παραγωγής καταλύτη νικελίου αλουμινίου σταθερής κλίνης
(1) Τήξη: Το κράμα αλουμινίου νικελίου τήκεται σε υψηλή θερμοκρασία και στη συνέχεια χυτεύεται σε σχήμα.
(2) Θραύση: Τα μπλοκ κράματος συνθλίβονται σε μικρά σωματίδια μέσω του εξοπλισμού σύνθλιψης.
(3) Διαλογή: Διαλογή σωματιδίων με κατάλληλο μέγεθος σωματιδίων.
(4) Ενεργοποίηση: Ελέγξτε μια ορισμένη συγκέντρωση και ρυθμό ροής υγρού αλκαλίου για να ενεργοποιήσετε τα σωματίδια στον πύργο αντίδρασης.
(5) Δείκτες επιθεώρησης: περιεκτικότητα σε μέταλλο, κατανομή μεγέθους σωματιδίων, αντοχή σε θλίψη, πυκνότητα όγκου κ.λπ.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-11-2023
