Ang BDO, na kilala rin bilang 1,4-butanediol, ay isang mahalagang pangunahing organiko at pinong kemikal na hilaw na materyal. Ang BDO ay maaaring ihanda sa pamamagitan ng pamamaraan ng acetylene aldehyde, pamamaraan ng maleic anhydride, pamamaraan ng propylene alcohol, at pamamaraan ng butadiene. Ang pamamaraan ng acetylene aldehyde ang pangunahing pamamaraan ng industriya para sa paghahanda ng BDO dahil sa gastos at mga bentahe sa proseso nito. Ang acetylene at formaldehyde ay unang kinokondensada upang makagawa ng 1,4-butynediol (BYD), na higit pang hinahalo sa hydrogen upang makuha ang 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 presensya 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 isang 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 panganib ng pagsabog. Ang safety factor ng disenyo ng reactor ay kasing taas ng 12-20 beses, at ang kagamitan ay malaki at mahal, na nagreresulta sa mataas na pamumuhunan; Ang Acetylene ay magpo-polymerize upang makagawa ng polyacetylene, na nagpapawalang-bisa sa katalista at humaharang sa pipeline, na nagreresulta sa isang pinaikling cycle ng produksyon at nabawasang output.
Bilang tugon sa mga pagkukulang at kakulangan ng mga tradisyonal na pamamaraan, ang mga kagamitan sa reaksyon at mga katalista ng sistema ng reaksyon ay in-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 sintesis ng BYD ay isinasagawa gamit ang isang sludge bed o isang suspended bed. Ang pamamaraan ng acetylene aldehyde na BYD hydrogenation ay lumilikha ng BDO, at sa kasalukuyan ang mga proseso ng ISP at INVISTA ang pinakamalawak na ginagamit sa Tsina.
① Sintesis ng butynediol mula sa acetylene at formaldehyde gamit ang copper carbonate catalyst
Kapag inilapat sa kemikal na seksyon ng acetylene ng prosesong BDO sa INVIDIA, ang formaldehyde ay tumutugon sa acetylene upang makagawa ng 1,4-butynediol sa ilalim ng aksyon ng isang copper carbonate catalyst. Ang temperatura ng reaksyon ay 83-94 ℃, at ang presyon ay 25-40 kPa. Ang catalyst ay may berdeng anyo ng pulbos.
② Katalista para sa hydrogenation ng butynediol patungong BDO
Ang seksyon ng hydrogenation ng proseso ay binubuo ng dalawang high-pressure fixed bed reactor na konektado nang sunud-sunod, kung saan 99% ng mga reaksyon ng hydrogenation ay nakumpleto sa unang reactor. Ang una at pangalawang hydrogenation catalysts ay mga activated nickel aluminum alloys.
Ang Renee nickel na nakapirming kama ay isang bloke ng haluang metal na gawa sa nickel na may mga sukat ng particle mula 2-10mm, mataas na lakas, mahusay na resistensya sa pagkasira, malaking espesipikong lawak ng ibabaw, mas mahusay na katatagan ng catalyst, at mahabang buhay ng serbisyo.
Ang mga hindi aktibo na nakapirming kama na Raney nickel particle ay kulay abo-puti, at pagkatapos ng isang tiyak na konsentrasyon ng likidong alkali leaching, nagiging itim o itim na kulay abong mga particle ang mga ito, na pangunahing ginagamit sa mga reactor ng nakapirming kama.
① Katalistang sinusuportahan ng tanso para sa sintesis ng butynediol mula sa acetylene at formaldehyde
Sa ilalim ng aksyon ng isang sinusuportahang copper bismuth catalyst, ang formaldehyde ay tumutugon sa acetylene upang makabuo ng 1,4-butynediol, sa temperatura ng reaksyon na 92-100 ℃ at presyon na 85-106 kPa. Ang catalyst ay lumilitaw bilang isang itim na pulbos.
② Katalista para sa hydrogenation ng butynediol patungong BDO
Ang proseso ng ISP ay gumagamit ng dalawang yugto ng hydrogenation. Ang unang yugto ay ang paggamit ng powdered nickel aluminum alloy bilang catalyst, 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 loaded nickel bilang catalyst upang i-convert ang BED sa BDO.
Pangunahing katalista ng hydrogenation: pulbos na katalista ng Raney nickel
Pangunahing katalista ng hydrogenation: Powder Raney nickel catalyst. Ang katalistang ito ay pangunahing ginagamit 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 selektibidad, rate ng conversion, at mabilis na bilis ng pag-settle. Ang mga pangunahing sangkap ay nickel, aluminum, at molybdenum.
Pangunahing katalista ng hydrogenation: pulbos na nickel aluminum alloy katalista ng hydrogenation
Ang katalista ay nangangailangan ng mataas na aktibidad, mataas na lakas, mataas na antas ng conversion ng 1,4-butynediol, at mas kaunting mga by-product.
Katalista ng pangalawang hydrogenation
Ito ay isang sinusuportahang katalista na may alumina bilang tagapagdala at nickel at tanso bilang mga aktibong sangkap. Ang nabawasang estado ay nakaimbak sa tubig. Ang katalista ay may mataas na mekanikal na lakas, mababang pagkawala ng friction, mahusay na kemikal na katatagan, at madaling i-activate. Ang hitsura ng mga partikulo na hugis itim na clover.
Mga Kaso ng Aplikasyon ng mga Katalista
Ginagamit para sa BYD upang makabuo ng BDO sa pamamagitan ng hydrogenation ng katalista, na inilalapat sa isang 100,000 toneladang yunit ng BDO. Dalawang set ng fixed bed reactor ang sabay na gumagana, ang isa ay JHG-20308, at ang isa pa ay imported na katalista.
Pagsusuri: Sa pagsusuri ng pinong pulbos, natuklasan na ang JHG-20308 fixed bed catalyst ay nakagawa ng mas kaunting pinong pulbos kaysa sa inangkat na catalyst.
Pag-activate: Konklusyon sa Pag-activate ng Katalista: Ang mga kondisyon ng pag-activate ng dalawang katalista ay pareho. Batay sa datos, ang bilis ng dealumination, pagkakaiba sa temperatura ng pagpasok at paglabas, at ang paglabas ng init ng reaksyon ng pag-activate ng haluang metal sa bawat yugto ng pag-activate ay lubos na pare-pareho.
Temperatura: Ang temperatura ng reaksyon ng JHG-20308 catalyst ay hindi gaanong naiiba sa imported na catalyst, ngunit ayon sa mga punto ng pagsukat ng temperatura, ang JHG-20308 catalyst ay may mas mahusay na aktibidad kaysa sa imported na catalyst.
Mga Impuridad: Mula sa datos ng pagtuklas ng krudong solusyon ng BDO sa maagang yugto ng reaksyon, ang JHG-20308 ay may bahagyang mas kaunting mga impuridad sa natapos na produkto kumpara sa mga inangkat na katalista, pangunahin na makikita sa nilalaman ng n-butanol at HBA.
Sa pangkalahatan, ang pagganap ng JHG-20308 catalyst ay matatag, na walang halatang mataas na byproduct, at ang pagganap nito ay halos pareho o mas mahusay pa kaysa sa mga imported na catalyst.
Proseso ng produksyon ng fixed bed nickel aluminum catalyst
(1) Pagtunaw: Ang nickel aluminum alloy ay tinutunaw sa mataas na temperatura at pagkatapos ay hinuhubog upang magkaroon ng hugis.
(2) Pagdurog: Ang mga bloke ng haluang metal ay dinudurog sa maliliit na partikulo gamit ang mga kagamitan sa pagdurog.
(3) Pagsusuri: Pagsusuri ng mga partikulo na may kwalipikadong laki ng partikulo.
(4) Pag-activate: Kontrolin ang isang tiyak na konsentrasyon at bilis ng daloy ng likidong alkali upang maisaaktibo ang mga partikulo sa tore ng reaksyon.
(5) Mga tagapagpahiwatig ng inspeksyon: nilalaman ng metal, distribusyon ng laki ng particle, lakas ng pagdurog na compressive, bulk density, atbp.
Oras ng pag-post: Set-11-2023
