BDO, cunoscut și sub numele de 1,4-butandiol, este o materie primă de bază organică și chimică fină importantă. BDO poate fi preparat prin metoda acetilenei aldehidei, metoda anhidridei maleice, metoda alcoolului propilenic și metoda butadienei. Metoda acetilenei aldehidei este principala metodă industrială de preparare a BDO datorită avantajelor sale de cost și proces. Acetilena și formaldehida sunt mai întâi condensate pentru a produce 1,4-butindiol (BYD), care este hidrogenat în continuare pentru a obține BDO.
Sub presiune ridicată (13,8~27,6 MPa) și în condiții de 250~350 ℃, acetilena reacționează cu formaldehida în prezența unui catalizator (de obicei acetilenă cuproasă și bismut pe un suport de silice), apoi intermediarul 1,4-butindiol este hidrogenat. la BDO folosind un catalizator de nichel Raney. Caracteristica metodei clasice este că catalizatorul și produsul nu trebuie separate, iar costul de operare este scăzut. Cu toate acestea, acetilena are o presiune parțială mare și un risc de explozie. Factorul de siguranță al proiectării reactorului este de 12-20 de ori, iar echipamentul este mare și scump, rezultând investiții mari; Acetilena se va polimeriza pentru a produce poliacetilenă, care dezactivează catalizatorul și blochează conducta, rezultând un ciclu de producție scurtat și o producție redusă.
Ca răspuns la deficiențele și neajunsurile metodelor tradiționale, echipamentele de reacție și catalizatorii sistemului de reacție au fost optimizate pentru a reduce presiunea parțială a acetilenei în sistemul de reacție. Această metodă a fost utilizată pe scară largă atât pe plan intern, cât și internațional. În același timp, sinteza BYD se realizează folosind un pat de nămol sau un pat suspendat. Metoda de hidrogenare BYD cu acetilenă aldehidă produce BDO, iar în prezent procesele ISP și INVISTA sunt cele mai utilizate în China.
① Sinteza butinediolului din acetilenă și formaldehidă folosind catalizator de carbonat de cupru
Aplicată la secțiunea chimică acetilenă a procesului BDO din INVIDIA, formaldehida reacționează cu acetilena pentru a produce 1,4-butindiol sub acțiunea unui catalizator de carbonat de cupru. Temperatura de reacție este de 83-94 ℃, iar presiunea este de 25-40 kPa. Catalizatorul are un aspect de pulbere verde.
② Catalizator pentru hidrogenarea butinediolului la BDO
Secțiunea de hidrogenare a procesului constă din două reactoare cu pat fix de înaltă presiune conectate în serie, cu 99% din reacțiile de hidrogenare finalizate în primul reactor. Primul și al doilea catalizator de hidrogenare sunt aliaje de nichel aluminiu activat.
Pat fix Renee nichel este un bloc din aliaj de nichel aluminiu cu dimensiuni ale particulelor cuprinse între 2-10 mm, rezistență ridicată, rezistență bună la uzură, suprafață specifică mare, stabilitate mai bună a catalizatorului și durată lungă de viață.
Particulele de nichel Raney cu pat fix neactivat sunt de culoare alb gri, iar după o anumită concentrație de leșiere alcalină lichidă, devin particule negre sau gri negre, utilizate în principal în reactoarele cu pat fix.
① Catalizator pe suport de cupru pentru sinteza butinediolului din acetilenă și formaldehidă
Sub acțiunea unui catalizator de bismut de cupru suportat, formaldehida reacţionează cu acetilena pentru a genera 1,4-butindiol, la o temperatură de reacţie de 92-100 ℃ și o presiune de 85-106 kPa. Catalizatorul apare ca o pulbere neagră.
② Catalizator pentru hidrogenarea butinediolului la BDO
Procesul ISP adoptă două etape de hidrogenare. Prima etapă este utilizarea aliajului de nichel aluminiu sub formă de pulbere ca catalizator, iar hidrogenarea la presiune joasă transformă BYD în BED și BDO. După separare, a doua etapă este hidrogenarea la presiune înaltă folosind nichel încărcat ca catalizator pentru a transforma BED în BDO.
Catalizator primar de hidrogenare: catalizator de nichel Raney sub formă de pulbere
Catalizator primar de hidrogenare: catalizator de nichel Raney pulbere. Acest catalizator este utilizat în principal în secțiunea de hidrogenare la presiune joasă a procesului ISP, pentru prepararea produselor BDO. Are caracteristicile unei activități ridicate, selectivitate bună, rată de conversie și viteză rapidă de decontare. Componentele principale sunt nichelul, aluminiul și molibdenul.
Catalizator de hidrogenare primar: catalizator de hidrogenare din aliaj de nichel aluminiu pulbere
Catalizatorul necesită activitate ridicată, rezistență ridicată, viteză mare de conversie a 1,4-butindiolului și mai puține produse secundare.
Catalizator secundar de hidrogenare
Este un catalizator suportat cu alumina ca purtător și nichel și cupru ca componente active. Starea redusă este stocată în apă. Catalizatorul are rezistență mecanică ridicată, pierderi reduse la frecare, stabilitate chimică bună și este ușor de activat. Particule în formă de trifoi negru în aparență.
Cazuri de aplicare ale catalizatorilor
Folosit pentru BYD pentru a genera BDO prin hidrogenarea catalizatorului, aplicat la o unitate BDO de 100000 tone. Două seturi de reactoare cu pat fix funcționează simultan, unul este JHG-20308, iar celălalt este catalizator importat.
Screening: În timpul screening-ului de pulbere fină, s-a constatat că catalizatorul cu pat fix JHG-20308 a produs mai puțină pulbere fină decât catalizatorul importat.
Activare: Activarea catalizatorului Concluzie: Condițiile de activare ale celor doi catalizatori sunt aceleași. Din date, rata de dealuminare, diferența de temperatură de intrare și ieșire și eliberarea de căldură prin reacția de activare a aliajului în fiecare etapă de activare sunt foarte consistente.
Temperatura: Temperatura de reacție a catalizatorului JHG-20308 nu este semnificativ diferită de cea a catalizatorului importat, dar în funcție de punctele de măsurare a temperaturii, catalizatorul JHG-20308 are o activitate mai bună decât catalizatorul importat.
Impurități: Din datele de detectare a soluției brute BDO în stadiul incipient al reacției, JHG-20308 are puțin mai puține impurități în produsul finit în comparație cu catalizatorii importați, reflectate în principal în conținutul de n-butanol și HBA.
În general, performanța catalizatorului JHG-20308 este stabilă, fără produse secundare mari evidente, iar performanța sa este practic aceeași sau chiar mai bună decât cea a catalizatorilor importați.
Procesul de producție a catalizatorului cu nichel aluminiu cu pat fix
(1) Topire: aliajul de nichel-aluminiu este topit la temperatură ridicată și apoi turnat în formă.
(2) Zdrobire: blocurile de aliaj sunt zdrobite în particule mici prin echipamente de zdrobire.
(3) Screening: Screening out particule cu dimensiunea particulelor calificate.
(4) Activare: Controlați o anumită concentrație și debit de alcali lichid pentru a activa particulele din turnul de reacție.
(5) Indicatori de inspecție: conținutul de metal, distribuția dimensiunii particulelor, rezistența la compresiune, densitatea în vrac etc.
Ora postării: 11-sept-2023
