BDO, pazīstams arī kā 1,4-butāndiols, ir svarīga organiska un smalka ķīmiska izejviela. BDO var pagatavot, izmantojot acetilēna aldehīda metodi, maleīnskābes anhidrīda metodi, propilēnspirta metodi un butadiēna metodi. Acetilēna aldehīda metode ir galvenā rūpnieciskā BDO sagatavošanas metode, pateicoties tās izmaksām un procesa priekšrocībām. Acetilēns un formaldehīds vispirms tiek kondensēti, lai iegūtu 1,4-butinediolu (BYD), ko tālāk hidrogenē, lai iegūtu BDO.
Augstā spiedienā (13,8–27,6 MPa) un 250–350 ℃ apstākļos acetilēns reaģē ar formaldehīdu katalizatora (parasti vara acetilēna un bismuta uz silīcija dioksīda nesēja) klātbūtnē, un pēc tam tiek hidrogenēts starpprodukts 1,4-butinediols. uz BDO, izmantojot Raney niķeļa katalizatoru. Klasiskās metodes iezīme ir tāda, ka katalizators un produkts nav jāatdala, un ekspluatācijas izmaksas ir zemas. Tomēr acetilēnam ir augsts daļējais spiediens un eksplozijas risks. Reaktora konstrukcijas drošības koeficients ir pat 12-20 reizes, un iekārtas ir lielas un dārgas, kā rezultātā tiek ieguldīti lieli ieguldījumi; Acetilēns polimerizēsies, veidojot poliacetilēnu, kas deaktivizē katalizatoru un bloķē cauruļvadu, kā rezultātā saīsinās ražošanas cikls un samazinās produkcija.
Reaģējot uz tradicionālo metožu nepilnībām un trūkumiem, reakcijas sistēmas reakcijas iekārtas un katalizatori tika optimizēti, lai samazinātu acetilēna parciālo spiedienu reakcijas sistēmā. Šī metode ir plaši izmantota gan vietējā, gan starptautiskā mērogā. Tajā pašā laikā BYD sintēze tiek veikta, izmantojot dūņu gultu vai piekārtu gultu. Acetilēna aldehīda metode BYD hidrogenēšana rada BDO, un pašlaik Ķīnā visplašāk tiek izmantoti ISP un INVISTA procesi.
① Butīndiola sintēze no acetilēna un formaldehīda, izmantojot vara karbonāta katalizatoru
Izmantots INVIDIA BDO procesa acetilēna ķīmiskajā sadaļā, formaldehīds reaģē ar acetilēnu, veidojot 1,4-butinediolu vara karbonāta katalizatora iedarbībā. Reakcijas temperatūra ir 83-94 ℃, un spiediens ir 25-40 kPa. Katalizatoram ir zaļš pulvera izskats.
② Katalizators butīndiola hidrogenēšanai līdz BDO
Procesa hidrogenēšanas sekciju veido divi virknē savienoti augstspiediena fiksētā slāņa reaktori, un pirmajā reaktorā ir pabeigti 99% hidrogenēšanas reakciju. Pirmais un otrais hidrogenēšanas katalizators ir aktivēti niķeļa alumīnija sakausējumi.
Fiksētā gulta Renee niķelis ir niķeļa alumīnija sakausējuma bloks ar daļiņu izmēriem no 2 līdz 10 mm, augstu izturību, labu nodilumizturību, lielu īpatnējo virsmu, labāku katalizatora stabilitāti un ilgu kalpošanas laiku.
Neaktivētās fiksētās slāņa Raney niķeļa daļiņas ir pelēcīgi baltas, un pēc noteiktas koncentrācijas šķidrā sārma izskalošanās tās kļūst par melnām vai melni pelēkām daļiņām, ko galvenokārt izmanto fiksētā slāņa reaktoros.
① Uz vara balstīts katalizators butīndiola sintēzei no acetilēna un formaldehīda
Balstīta vara bismuta katalizatora ietekmē formaldehīds reaģē ar acetilēnu, veidojot 1,4-butīndiolu reakcijas temperatūrā 92-100 ℃ un spiedienā 85-106 kPa. Katalizators parādās kā melns pulveris.
② Katalizators butīndiola hidrogenēšanai līdz BDO
ISP process pieņem divus hidrogenēšanas posmus. Pirmajā posmā kā katalizators tiek izmantots pulverveida niķeļa alumīnija sakausējums, un zemspiediena hidrogenēšana pārvērš BYD par BED un BDO. Pēc atdalīšanas otrais posms ir augstspiediena hidrogenēšana, izmantojot niķeli kā katalizatoru, lai pārvērstu BED par BDO.
Primārais hidrogenēšanas katalizators: pulverveida Raney niķeļa katalizators
Primārais hidrogenēšanas katalizators: Pulverveida Reinija niķeļa katalizators. Šo katalizatoru galvenokārt izmanto ISP procesa zemspiediena hidrogenēšanas sekcijā, BDO produktu pagatavošanai. Tam ir raksturīga augsta aktivitāte, laba selektivitāte, konversijas ātrums un ātrs nosēšanās ātrums. Galvenās sastāvdaļas ir niķelis, alumīnijs un molibdēns.
Primārais hidrogenēšanas katalizators: pulverveida niķeļa alumīnija sakausējuma hidrogenēšanas katalizators
Katalizatoram nepieciešama augsta aktivitāte, augsta izturība, augsts 1,4-butīndiola konversijas ātrums un mazāk blakusproduktu.
Sekundārais hidrogenēšanas katalizators
Tas ir nesējs katalizators ar alumīnija oksīdu kā nesēju un niķeli un varu kā aktīvās sastāvdaļas. Samazinātais stāvoklis tiek uzglabāts ūdenī. Katalizatoram ir augsta mehāniskā izturība, zems berzes zudums, laba ķīmiskā stabilitāte, un to ir viegli aktivizēt. Melnā āboliņa formas daļiņas pēc izskata.
Katalizatoru lietošanas gadījumi
Izmanto BYD, lai ģenerētu BDO, izmantojot katalizatora hidrogenēšanu, uzklāj 100 000 tonnu BDO vienībai. Vienlaicīgi darbojas divi fiksēto gultņu reaktoru komplekti, viens ir JHG-20308, bet otrs ir importēts katalizators.
Skrīnings: Smalkā pulvera skrīninga laikā tika konstatēts, ka JHG-20308 fiksētā slāņa katalizators ražo mazāk smalku pulveri nekā importētais katalizators.
Aktivizācija: katalizatora aktivizēšana Secinājums: abu katalizatoru aktivizācijas apstākļi ir vienādi. Saskaņā ar datiem dealuminācijas ātrums, ieplūdes un izplūdes temperatūras starpība un sakausējuma aktivācijas reakcijas siltuma izdalīšanās katrā aktivizācijas posmā ir ļoti konsekventa.
Temperatūra: JHG-20308 katalizatora reakcijas temperatūra būtiski neatšķiras no importētā katalizatora, taču saskaņā ar temperatūras mērīšanas punktiem JHG-20308 katalizatoram ir labāka aktivitāte nekā importētajam katalizatoram.
Piemaisījumi: no BDO neapstrādāta šķīduma noteikšanas datiem reakcijas sākumposmā JHG-20308 ir nedaudz mazāk piemaisījumu gatavajā produktā, salīdzinot ar importētajiem katalizatoriem, kas galvenokārt atspoguļojas n-butanola un HBA saturā.
Kopumā JHG-20308 katalizatora veiktspēja ir stabila, bez acīmredzamiem lieliem blakusproduktiem, un tā veiktspēja būtībā ir tāda pati vai pat labāka nekā importētajiem katalizatoriem.
Fiksētā slāņa niķeļa alumīnija katalizatora ražošanas process
(1) Kausēšana: Niķeļa alumīnija sakausējums tiek izkausēts augstā temperatūrā un pēc tam tiek veidots formā.
(2) Sasmalcināšana: sakausējuma bloki tiek sasmalcināti mazās daļiņās, izmantojot drupināšanas aprīkojumu.
(3) Skrīnings: izsijāt daļiņas ar kvalificētu daļiņu izmēru.
(4) Aktivizēšana: kontrolējiet noteiktu šķidrā sārma koncentrāciju un plūsmas ātrumu, lai aktivizētu daļiņas reakcijas tornī.
(5) Pārbaudes rādītāji: metāla saturs, daļiņu izmēra sadalījums, spiedes saspiešanas izturība, tilpuma blīvums utt.
Izlikšanas laiks: 11. septembris 2023. gada laikā
