Ang BDO, na kilala rin bilang 1,4-butanediol, ay isang mahalagang pangunahing organiko at pinong kemikal na hilaw na materyal. Maaaring ihanda ang BDO sa pamamagitan ng acetylene aldehyde method, maleic anhydride method, propylene alcohol method, at butadiene method. Ang acetylene aldehyde method ay ang pangunahing pang-industriya na pamamaraan para sa paghahanda ng BDO dahil sa mga pakinabang nito sa gastos at proseso. Ang acetylene at formaldehyde ay unang pinalapot upang makagawa ng 1,4-butynediol (BYD), na higit pang hydrogenated upang makakuha ng BDO.
Sa ilalim ng mataas na presyon (13.8~27.6 MPa) at mga kondisyon na 250~350 ℃, ang acetylene ay tumutugon sa formaldehyde sa pagkakaroon ng isang katalista (karaniwan ay cuprous acetylene at bismuth sa isang silica support), at pagkatapos ay ang intermediate na 1,4-butynediol ay hydrogenated. sa BDO gamit ang Raney nickel catalyst. Ang katangian ng klasikal na pamamaraan ay ang katalista at produkto ay hindi kailangang paghiwalayin, at ang gastos sa pagpapatakbo ay mababa. Gayunpaman, ang acetylene ay may mataas na partial pressure at may panganib ng pagsabog. Ang kadahilanan ng kaligtasan ng disenyo ng reaktor ay kasing taas ng 12-20 beses, at ang kagamitan ay malaki at mahal, na nagreresulta sa mataas na pamumuhunan; Magpo-polymerize ang Acetylene upang makagawa ng polyacetylene, na nagde-deactivate sa catalyst at humaharang sa pipeline, na nagreresulta sa isang pinaikling ikot ng produksyon at nabawasan ang output.
Bilang tugon sa mga pagkukulang at pagkukulang ng mga tradisyonal na pamamaraan, ang mga kagamitan sa reaksyon at mga katalista ng sistema ng reaksyon ay na-optimize upang mabawasan ang bahagyang presyon ng acetylene sa sistema ng reaksyon. Ang pamamaraang ito ay malawakang ginagamit kapwa sa loob at labas ng bansa. Kasabay nito, ang synthesis ng BYD ay isinasagawa gamit ang isang sludge bed o isang suspendido na kama. Ang acetylene aldehyde method na BYD hydrogenation ay gumagawa ng BDO, at sa kasalukuyan ay ang mga proseso ng ISP at INVISTA ang pinakamalawak na ginagamit sa China.
① Synthesis ng butynediol mula sa acetylene at formaldehyde gamit ang copper carbonate catalyst
Inilapat sa seksyong kemikal ng acetylene ng proseso ng BDO sa INVIDIA, ang formaldehyde ay tumutugon sa acetylene upang makagawa ng 1,4-butynediol sa ilalim ng pagkilos ng isang copper carbonate catalyst. Ang temperatura ng reaksyon ay 83-94 ℃, at ang presyon ay 25-40 kPa. Ang katalista ay may berdeng anyo ng pulbos.
② Catalyst para sa hydrogenation ng butynediol sa BDO
Ang seksyon ng hydrogenation ng proseso ay binubuo ng dalawang high-pressure fixed bed reactor na konektado sa serye, na may 99% ng mga reaksyon ng hydrogenation na nakumpleto sa unang reactor. Ang una at pangalawang hydrogenation catalysts ay activated nickel aluminum alloys.
Ang Fixed bed Renee nickel ay isang nickel aluminum alloy block na may mga laki ng particle mula 2-10mm, mataas na lakas, magandang wear resistance, malaking partikular na surface area, mas mahusay na catalyst stability, at mahabang buhay ng serbisyo.
Unactivated fixed bed Raney nickel particles ay kulay-abo puti, at pagkatapos ng isang tiyak na konsentrasyon ng likido alkali leaching, sila ay nagiging itim o itim na kulay-abo na mga particle, pangunahing ginagamit sa mga fixed bed reactors.
① Copper supported catalyst para sa synthesis ng butynediol mula sa acetylene at formaldehyde
Sa ilalim ng pagkilos ng isang suportadong tansong bismuth catalyst, ang formaldehyde ay tumutugon sa acetylene upang makabuo ng 1,4-butynediol, sa temperatura ng reaksyon na 92-100 ℃ at isang presyon na 85-106 kPa. Lumilitaw ang katalista bilang isang itim na pulbos.
② Catalyst para sa hydrogenation ng butynediol sa BDO
Ang proseso ng ISP ay gumagamit ng dalawang yugto ng hydrogenation. Ang unang yugto ay gumagamit ng powdered nickel aluminum alloy bilang katalista, at ang low-pressure hydrogenation ay nagko-convert ng BYD sa BED at BDO. Pagkatapos ng paghihiwalay, ang pangalawang yugto ay ang high-pressure hydrogenation gamit ang load nickel bilang catalyst para i-convert ang BED sa BDO.
Pangunahing hydrogenation catalyst: powdered Raney nickel catalyst
Pangunahing hydrogenation catalyst: Powder Raney nickel catalyst. Pangunahing ginagamit ang katalistang ito sa seksyon ng low-pressure hydrogenation ng proseso ng ISP, para sa paghahanda ng mga produktong BDO. Mayroon itong mga katangian ng mataas na aktibidad, mahusay na pagpili, rate ng conversion, at mabilis na bilis ng pag-aayos. Ang mga pangunahing bahagi ay nikel, aluminyo, at molibdenum.
Pangunahing hydrogenation catalyst: powder nickel aluminum alloy hydrogenation catalyst
Ang catalyst ay nangangailangan ng mataas na aktibidad, mataas na lakas, mataas na rate ng conversion na 1,4-butynediol, at mas kaunting mga by-product.
Pangalawang hydrogenation catalyst
Ito ay isang suportadong katalista na may alumina bilang carrier at nikel at tanso bilang mga aktibong sangkap. Ang pinababang estado ay nakaimbak sa tubig. Ang katalista ay may mataas na lakas ng makina, mababang pagkawala ng friction, mahusay na katatagan ng kemikal, at madaling i-activate. Black clover hugis particle sa hitsura.
Application Cases ng Catalysts
Ginagamit para sa BYD upang makabuo ng BDO sa pamamagitan ng catalyst hydrogenation, na inilapat sa isang 100000 toneladang BDO unit. Dalawang set ng fixed bed reactors ang gumagana nang sabay-sabay, ang isa ay JHG-20308, at ang isa ay imported catalyst.
Screening: Sa panahon ng screening ng fine powder, napag-alaman na ang JHG-20308 fixed bed catalyst ay gumawa ng mas kaunting pinong pulbos kaysa sa imported na catalyst.
Activation: Catalyst Activation Konklusyon: Ang mga kondisyon ng activation ng dalawang catalysts ay pareho. Mula sa data, ang dealumination rate, inlet at outlet temperature difference, at activation reaction heat release ng alloy sa bawat stage ng activation ay pare-pareho.
Temperatura: Ang temperatura ng reaksyon ng JHG-20308 catalyst ay hindi gaanong naiiba sa na-import na katalista, ngunit ayon sa mga punto ng pagsukat ng temperatura, ang JHG-20308 catalyst ay may mas mahusay na aktibidad kaysa sa na-import na katalista.
Mga impurities: Mula sa data ng pagtuklas ng BDO crude solution sa maagang yugto ng reaksyon, ang JHG-20308 ay may bahagyang mas kaunting mga impurities sa tapos na produkto kumpara sa mga imported na catalyst, na pangunahing makikita sa nilalaman ng n-butanol at HBA.
Sa pangkalahatan, ang pagganap ng JHG-20308 catalyst ay stable, na walang halatang mataas na byproducts, at ang pagganap nito ay karaniwang pareho o mas mahusay kaysa sa na-import na mga catalyst.
Proseso ng produksyon ng fixed bed nickel aluminum catalyst
(1) Pag-smelting: Ang nickel aluminum alloy ay natutunaw sa mataas na temperatura at pagkatapos ay inihagis sa hugis.
(2) Pagdurog: Ang mga bloke ng haluang metal ay dinudurog sa maliliit na particle sa pamamagitan ng kagamitan sa pagdurog.
(3) Pagsusuri: Pagsusuri ng mga particle na may kwalipikadong laki ng butil.
(4) Pag-activate: Kontrolin ang isang tiyak na konsentrasyon at rate ng daloy ng likidong alkali upang maisaaktibo ang mga particle sa reaction tower.
(5) Mga tagapagpahiwatig ng inspeksyon: nilalaman ng metal, pamamahagi ng laki ng butil, lakas ng pagdurog ng compressive, bulk density, atbp.
Oras ng post: Set-11-2023
