BDO, cunoscută și sub denumirea de 1,4-butanediol, este o importantă materie primă organică și chimică fină. BDO poate fi preparat prin metoda de acetilenă aldehidă, metoda anhidridei maleice, metoda alcoolului de propilenă și metoda butadienei. Metoda aldehida acetilenului este principala metodă industrială pentru pregătirea BDO datorită costurilor și avantajelor procesului. Acetilena și formaldehida sunt mai întâi condensate pentru a produce 1,4-butinediol (BYD), care este în continuare hidrogenată pentru a obține BDO.
Sub presiune ridicată (13,8 ~ 27,6 MPa) și condiții de 250 ~ 350 ℃, acetilena reacționează cu formaldehida în prezența unui catalizator (de obicei acetilenă cuproasă și bismut pe un suport de silice), iar apoi intermediarul 1,4-butinediol este hidrogenat la BDO folosind un catalst nichelat intermediar. Caracteristica metodei clasice este că catalizatorul și produsul nu trebuie să fie separate, iar costul de funcționare este scăzut. Cu toate acestea, acetilena are o presiune parțială ridicată și un risc de explozie. Factorul de siguranță al proiectării reactorului este de până la 12-20 de ori, iar echipamentul este mare și scump, ceea ce duce la investiții ridicate; Acetilena 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 deficiențele 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 pe plan internațional. În același timp, sinteza BYD este efectuată folosind un pat de nămol sau un pat suspendat. Metoda de aldehidă de acetilenă BYD hidrogenare produce BDO, iar în prezent procesele ISP și Invista sunt cele mai utilizate în China.
① Sinteza butinediolului din acetilenă și formaldehidă folosind catalizatorul carbonatului de cupru
Aplicat la secțiunea chimică de acetilenă a procesului BDO în Invidia, formaldehida reacționează cu acetilena pentru a produce 1,4-butinediol 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 este formată 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 aluminiu nichel activate.
Nichelul cu renee cu pat fix este un bloc de aliaj de aluminiu de nichel, cu dimensiuni de particule cuprinse între 2-10 mm, rezistență ridicată, rezistență bună la uzură, suprafață specifică mare, o mai bună stabilitate a catalizatorului și o durată de viață lungă.
Particulele de nichel cu pat fix neactivat sunt alb cenușiu, iar după o anumită concentrație de levigare alcalină lichidă, devin particule negre sau negre gri, utilizate în principal în reactoarele cu pat fix.
① Catalizatorul susținut de cupru pentru sinteza butinediolului din acetilenă și formaldehidă
Sub acțiunea unui catalizator de bismut de cupru susținut, formaldehida reacționează cu acetilena pentru a genera 1,4-butinediol, la o temperatură de reacție 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 aluminiu cu nichel pulbere ca catalizator, iar hidrogenarea cu presiune joasă se transformă BYD în pat și BDO. După separare, a doua etapă este hidrogenarea de înaltă presiune folosind nichel încărcat ca catalizator pentru a converti patul în BDO.
Catalizator de hidrogenare primară: catalizator de nichel Raney pudră
Catalizator de hidrogenare primară: catalizator de nichel Raney pulbere. Acest catalizator este utilizat în principal în secțiunea de hidrogenare cu presiune joasă a procesului ISP, pentru prepararea produselor BDO. Are caracteristicile activității ridicate, selectivității bune, ratei de conversie și vitezei de decontare rapidă. Principalele componente sunt nichelul, aluminiul și molibdenul.
Catalizator de hidrogenare primară: catalizator de hidrogenare din aliaj de aluminiu de nichel pulbere
Catalizatorul necesită o activitate ridicată, o rezistență ridicată, o rată de conversie ridicată de 1,4-butinediol și mai puține produse secundare.
Catalizator secundar de hidrogenare
Este un catalizator susținut cu alumină ca purtător și nichel și cupru ca componente active. Starea redusă este păstrată în apă. Catalizatorul are o rezistență mecanică ridicată, pierderi scăzute de frecare, stabilitate chimică bună și este ușor de activat. Particule în formă de trifoi negru în aspect.
Catalizatori de aplicare a catalizatorilor
Folosit pentru BYD pentru a genera BDO prin hidrogenarea catalizatorului, aplicată 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 screeningului de pulbere fină, s-a constatat că catalizatorul de pat fix JHG-20308 a produs mai puțin pulbere fină decât catalizatorul importat.
Activare: Concluzie de activare a catalizatorului: Condițiile de activare ale celor doi catalizatori sunt aceleași. Din date, rata de tranzacționare, diferența de temperatură de intrare și ieșire și reacția de activare eliberarea de căldură a aliajului în fiecare etapă de activare sunt foarte consistente.
Temperatură: 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 ale soluției brute BDO în stadiul incipient al reacției, JHG-20308 are puțin mai puțin 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 niciun produs secundar evident, iar performanța sa este practic aceeași sau chiar mai bună decât cea a catalizatorilor importate.
Proces de producție a catalizatorului de aluminiu cu paturi fixe cu pat fix
(1) Topică: aliajul de aluminiu de nichel este topit la temperatură ridicată și apoi turnat în formă.
(2) Crushing: blocurile de aliaj sunt zdrobite în particule mici prin echipamente de zdrobire.
(3) Screening: screeningul particulelor cu dimensiunea particulelor calificate.
(4) Activare: controlează o anumită concentrație și debitul alcalinului lichid pentru a activa particulele din turnul de reacție.
(5) Indicatori de inspecție: conținut de metal, distribuție a mărimii particulelor, rezistență de zdrobire a compresiei, densitate în vrac, etc.
Timpul post: Sep-11-2023
