БДО, такође познат као 1,4-бутандиол, је важна основна органска и фина хемијска сировина. БДО се може припремити методом ацетилен алдехида, методом малеинског анхидрида, методом пропилен алкохола и методом бутадиена. Метода ацетилен алдехида је главна индустријска метода за припрему БДО због својих трошкова и предности у процесу. Ацетилен и формалдехид се прво кондензују да би се добио 1,4-бутиндиол (БИД), који се даље хидрогенизује да би се добио БДО.
Под високим притиском (13,8~27,6 MPa) и условима од 250~350 ℃, ацетилен реагује са формалдехидом у присуству катализатора (обично бакарног ацетилена и бизмута на силицијум диоксиду), а затим се међупроизвод 1,4-бутиндиол хидрогенизује до BDO коришћењем Рејнијевог никл катализатора. Карактеристика класичне методе је да катализатор и производ не морају бити раздвојени, а трошкови рада су ниски. Међутим, ацетилен има висок парцијални притисак и ризик од експлозије. Фактор сигурности реактора је чак 12-20 пута већи, а опрема је велика и скупа, што резултира великим улагањима; ацетилен ће полимеризовати да би произвео полиацетилен, што деактивира катализатор и блокира цевовод, што резултира скраћеним производним циклусом и смањеном производњом.
Као одговор на недостатке и мане традиционалних метода, реакциона опрема и катализатори реакционог система су оптимизовани како би се смањио парцијални притисак ацетилена у реакционом систему. Ова метода се широко користи и у земљи и у иностранству. Истовремено, синтеза BYD-а се врши коришћењем муљног слоја или суспендованог слоја. Метода хидрогенације BYD-а са ацетилен алдехидом производи BDO, а тренутно су ISP и INVISTA процеси најшире коришћени у Кини.
① Синтеза бутиндиола из ацетилена и формалдехида коришћењем катализатора бакар карбоната
Примењен на хемијски део за ацетилен у BDO процесу у INVIDIA-и, формалдехид реагује са ацетиленом да би се произвео 1,4-бутиндиол под дејством катализатора бакар карбоната. Температура реакције је 83-94 ℃, а притисак је 25-40 kPa. Катализатор има изглед зеленог праха.
② Катализатор за хидрогенацију бутиндиола до BDO
Одељак за хидрогенацију у процесу састоји се од два реактора са фиксним слојем високог притиска повезана серијски, при чему се 99% реакција хидрогенације завршава у првом реактору. Први и други катализатор за хидрогенацију су активиране легуре никла и алуминијума.
Фиксни слој Рене никла је блок легуре никла и алуминијума са величинама честица од 2-10 мм, високом чврстоћом, добром отпорношћу на хабање, великом специфичном површином, бољом стабилношћу катализатора и дугим веком трајања.
Неактивиране честице Ренијевог никла са фиксним слојем су сивкасто беле боје, а након одређене концентрације течног алкалног испирања, постају црне или црно-сиве честице, углавном се користе у реакторима са фиксним слојем.
① Катализатор на бакарном носачу за синтезу бутиндиола из ацетилена и формалдехида
Под дејством катализатора бакар-бизмут на носачу, формалдехид реагује са ацетиленом и ствара 1,4-бутиндиол, на температури реакције од 92-100 ℃ и притиску од 85-106 kPa. Катализатор се појављује као црни прах.
② Катализатор за хидрогенацију бутиндиола до BDO
ISP процес усваја две фазе хидрогенације. Прва фаза користи прашкасту легуру никла и алуминијума као катализатор, а хидрогенација под ниским притиском претвара BYD у BED и BDO. Након раздвајања, друга фаза је хидрогенација под високим притиском користећи напуњени никл као катализатор за претварање BED у BDO.
Примарни катализатор за хидрогенацију: прашкасти Ренијев никлов катализатор
Примарни катализатор за хидрогенацију: Прашкасти Ренијев никлов катализатор. Овај катализатор се углавном користи у одељку за хидрогенацију под ниским притиском ISP процеса, за припрему BDO производа. Има карактеристике високе активности, добре селективности, стопе конверзије и брзе брзине таложења. Главне компоненте су никл, алуминијум и молибден.
Примарни катализатор за хидрогенацију: катализатор за хидрогенацију легуре никла и алуминијума у праху
Катализатор захтева високу активност, високу чврстоћу, високу стопу конверзије 1,4-бутиндиола и мање нуспроизвода.
Секундарни катализатор хидрогенације
То је катализатор на носачу са алуминијум оксидом као носачем и никлом и бакром као активним компонентама. Редуковано стање се складишти у води. Катализатор има високу механичку чврстоћу, мали губитак трења, добру хемијску стабилност и лако се активира. Изгледом су честице облика црне детелине.
Случајеви примене катализатора
Користи се за BYD за генерисање BDO путем хидрогенације катализатора, примењено на BDO јединицу од 100.000 тона. Два сета реактора са фиксним слојем раде истовремено, један је JHG-20308, а други је са увезеним катализатором.
Скрининг: Током скрининга финог праха, утврђено је да катализатор са фиксним слојем JHG-20308 производи мање финог праха него увезени катализатор.
Активација: Закључак активације катализатора: Услови активације два катализатора су исти. Из података, брзина деалуминације, разлика улазне и излазне температуре и ослобађање топлоте активационе реакције легуре у свакој фази активације су веома конзистентни.
Температура: Температура реакције катализатора JHG-20308 се не разликује значајно од температуре увезеног катализатора, али према тачкама мерења температуре, катализатор JHG-20308 има бољу активност од увезеног катализатора.
Нечистоће: Из података детекције сировог раствора BDO у раној фази реакције, JHG-20308 има нешто мање нечистоћа у готовом производу у поређењу са увезеним катализаторима, што се углавном огледа у садржају n-бутанола и HBA.
Генерално, перформансе катализатора JHG-20308 су стабилне, без очигледних високих нуспроизвода, а његове перформансе су у основи исте или чак и боље од перформанси увезених катализатора.
Процес производње катализатора од никл алуминијума са фиксним слојем
(1) Топљење: Легура никл-алуминијума се топи на високој температури, а затим лива у облик.
(2) Дробљење: Блокови легуре се дробе у ситне честице помоћу опреме за дробљење.
(3) Просејавање: Просејавање честица квалификоване величине честица.
(4) Активација: Контролишите одређену концентрацију и брзину протока течне алкалије да бисте активирали честице у реакционој кули.
(5) Индикатори инспекције: садржај метала, расподела величине честица, чврстоћа на притисак, густина у насипу итд.
Време објаве: 11. септембар 2023.
