BDO, також відомий як 1,4-бутандіол, є важливою основною органічною та тонкою хімічною сировиною. BDO можна отримати за допомогою методу ацетиленового альдегіду, методу малеїнового ангідриду, методу пропіленового спирту та методу бутадієну. Метод ацетиленового альдегіду є основним промисловим методом приготування BDO через його вартість і переваги процесу. Ацетилен і формальдегід спочатку конденсуються з утворенням 1,4-бутиндіолу (BYD), який далі гідрогенізують для отримання BDO.
Під високим тиском (13,8 ~ 27,6 МПа) і в умовах 250 ~ 350 ℃ ацетилен реагує з формальдегідом у присутності каталізатора (зазвичай ацетилену міді та вісмуту на носії з кремнезему), а потім проміжний 1,4-бутиндиол гідрується. до BDO з використанням нікелевого каталізатора Ренея. Характерною рисою класичного методу є те, що каталізатор і продукт не потрібно розділяти, а експлуатаційні витрати є низькими. Однак ацетилен має високий парціальний тиск і ризик вибуху. Коефіцієнт безпеки конструкції реактора досягає 12-20 разів, а обладнання велике та дороге, що призводить до великих інвестицій; Ацетилен полімеризується з утворенням поліацетилену, який дезактивує каталізатор і блокує трубопровід, що призводить до скорочення виробничого циклу та зниження виходу.
У відповідь на недоліки та недоліки традиційних методів реакційне обладнання та каталізатори реакційної системи були оптимізовані для зниження парціального тиску ацетилену в реакційній системі. Цей метод отримав широке застосування як у країні, так і за кордоном. При цьому синтез BYD здійснюється за допомогою шламового шару або підвішеного шару. Метод ацетиленового альдегіду BYD гідрування виробляє BDO, і в даний час процеси ISP і INVISTA найбільш широко використовуються в Китаї.
① Синтез бутиндіолу з ацетилену та формальдегіду з використанням каталізатора карбонату міді
У застосуванні до хімічної секції ацетилену процесу BDO в INVIDIA формальдегід реагує з ацетиленом, утворюючи 1,4-бутиндіол під дією каталізатора з карбонату міді. Температура реакції 83-94 ℃, тиск 25-40 кПа. Каталізатор має вигляд зеленого порошку.
② Каталізатор для гідрування бутиндіолу до BDO
Секція гідрування процесу складається з двох реакторів високого тиску з нерухомим шаром, з’єднаних послідовно, при цьому 99% реакцій гідрування завершуються в першому реакторі. Перший і другий каталізатори гідрування - це активовані нікель-алюмінієві сплави.
Нікель Renee з нерухомим шаром — це блок із нікель-алюмінієвого сплаву з розміром частинок від 2 до 10 мм, високою міцністю, хорошою зносостійкістю, великою питомою поверхнею, кращою стабільністю каталізатора та тривалим терміном служби.
Частинки нікелю Ренея з неактивованим нерухомим шаром мають сірувато-білий колір і після вилуговування рідкого лугу в певній концентрації стають чорними або чорно-сірими частинками, які в основному використовуються в реакторах з нерухомим шаром.
① Каталізатор на мідному носі для синтезу бутиндіолу з ацетилену та формальдегіду
Під дією нанесеного мідно-вісмутового каталізатора формальдегід реагує з ацетиленом з утворенням 1,4-бутіндіолу при температурі реакції 92-100 ℃ і тиску 85-106 кПа. Каталізатор виглядає як чорний порошок.
② Каталізатор для гідрування бутиндіолу до BDO
Процес ISP передбачає два етапи гідрування. На першому етапі в якості каталізатора використовується порошкоподібний нікель-алюмінієвий сплав, а гідрування під низьким тиском перетворює BYD в BED і BDO. Після поділу другий етап - це гідрування під високим тиском з використанням навантаженого нікелю як каталізатора для перетворення BED в BDO.
Первинний каталізатор гідрування: порошкоподібний нікелевий каталізатор Ренея
Первинний каталізатор гідрування: порошковий нікелевий каталізатор Ренея. Цей каталізатор в основному використовується в секції гідрування при низькому тиску процесу ISP для приготування продуктів BDO. Він має характеристики високої активності, хорошої селективності, швидкості конверсії та швидкої швидкості осідання. Основними компонентами є нікель, алюміній і молібден.
Первинний каталізатор гідрування: порошковий каталізатор гідрування з нікель-алюмінієвого сплаву
Каталізатор потребує високої активності, високої міцності, високого коефіцієнта перетворення 1,4-бутиндіолу та меншої кількості побічних продуктів.
Вторинний каталізатор гідрування
Це каталізатор на носії з оксидом алюмінію як носієм і нікелем і міддю як активними компонентами. Відновлений стан зберігається у воді. Каталізатор має високу механічну міцність, низькі втрати на тертя, добру хімічну стабільність і легко активується. На вигляд частинки у формі чорної конюшини.
Випадки застосування каталізаторів
Використовується для BYD для генерації BDO шляхом гідрування каталізатора, застосованого до 100000-тонної установки BDO. Два набори реакторів з нерухомим шаром працюють одночасно, один JHG-20308, а інший імпортний каталізатор.
Скринінг: під час перевірки дрібного порошку було виявлено, що каталізатор з нерухомим шаром JHG-20308 утворює менше дрібного порошку, ніж імпортований каталізатор.
Активація: активація каталізатора Висновок: умови активації двох каталізаторів однакові. Згідно з даними, швидкість деалюмінування, різниця температур на вході та виході та тепловиділення реакції активації сплаву на кожному етапі активації є дуже послідовними.
Температура: температура реакції каталізатора JHG-20308 суттєво не відрізняється від температури імпортного каталізатора, але згідно з точками вимірювання температури каталізатор JHG-20308 має кращу активність, ніж імпортний каталізатор.
Домішки: згідно з даними виявлення сирого розчину BDO на ранній стадії реакції, JHG-20308 має трохи менше домішок у готовому продукті порівняно з імпортованими каталізаторами, що в основному відображається у вмісті н-бутанолу та HBA.
Загалом продуктивність каталізатора JHG-20308 є стабільною, без очевидних високих побічних продуктів, і його продуктивність в основному така ж або навіть краща, ніж у імпортних каталізаторів.
Процес виробництва нікель-алюмінієвого каталізатора з нерухомим шаром
(1) Виплавка: нікелевий алюмінієвий сплав плавиться при високій температурі, а потім відливається у форму.
(2) Дроблення: блоки сплаву подрібнюються на дрібні частинки за допомогою дробильного обладнання.
(3) Відсіювання: Відсіювання частинок із відповідним розміром.
(4) Активація: контролюйте певну концентрацію та швидкість потоку рідкого лугу, щоб активувати частинки в реакційній башті.
(5) Індикатори перевірки: вміст металу, розподіл частинок за розміром, міцність на стиск, насипна щільність тощо.
Час публікації: 11 вересня 2023 р
