BDO, ook bekend as 1,4-butaandiol, is 'n belangrike basiese organiese en fyn chemiese grondstof. BDO kan voorberei word deur die asetileenaldehiedmetode, maleïenanhidriedmetode, propileenalkoholmetode en butadieenmetode. Die asetileenaldehiedmetode is die belangrikste industriële metode vir die voorbereiding van BDO as gevolg van die koste- en prosesvoordele. Asetileen en formaldehied word eers gekondenseer om 1,4-butaandiol (BYD) te produseer, wat verder gehidrogeneer word om BDO te verkry.
Onder hoë druk (13.8~27.6 MPa) en toestande van 250~350 ℃ reageer asetileen met formaldehied in die teenwoordigheid van 'n katalisator (gewoonlik koper-asetileen en bismut op 'n silika-ondersteuning), en dan word die tussenproduk 1,4-butynediol gehidrogeneer tot BDO met behulp van 'n Raney-nikkelkatalisator. Die kenmerk van die klassieke metode is dat die katalisator en produk nie geskei hoef te word nie, en die bedryfskoste is laag. Asetileen het egter 'n hoë parsiële druk en 'n ontploffingsrisiko. Die veiligheidsfaktor van die reaktorontwerp is so hoog as 12-20 keer, en die toerusting is groot en duur, wat lei tot hoë belegging; Asetileen sal polimeriseer om poliasetileen te produseer, wat die katalisator deaktiveer en die pyplyn blokkeer, wat lei tot 'n verkorte produksiesiklus en verminderde uitset.
In reaksie op die tekortkominge en tekortkominge van tradisionele metodes, is die reaksietoerusting en katalisators van die reaksiestelsel geoptimaliseer om die gedeeltelike druk van asetileen in die reaksiestelsel te verminder. Hierdie metode is wyd gebruik, beide plaaslik en internasionaal. Terselfdertyd word die sintese van BYD uitgevoer met behulp van 'n slykbed of 'n gesuspendeerde bed. Die asetileenaldehiedmetode BYD-hidrogenering produseer BDO, en tans is die ISP- en INVISTA-prosesse die mees gebruikte in China.
① Sintese van butynediol uit asetileen en formaldehied met behulp van koperkarbonaatkatalisator
Toegepas op die asetileen chemiese afdeling van die BDO-proses in INVIDIA, reageer formaldehied met asetileen om 1,4-butynediol te produseer onder die werking van 'n koperkarbonaatkatalisator. Die reaksietemperatuur is 83-94 ℃, en die druk is 25-40 kPa. Die katalisator het 'n groen poeiervoorkoms.
② Katalisator vir hidrogenering van butynediol na BDO
Die hidrogeneringsgedeelte van die proses bestaan uit twee hoëdruk-vastebedreaktore wat in serie gekoppel is, met 99% van die hidrogeneringsreaksies wat in die eerste reaktor voltooi word. Die eerste en tweede hidrogeneringskatalisators is geaktiveerde nikkelaluminiumlegerings.
Vastebed Renee-nikkel is 'n nikkel-aluminiumlegeringsblok met deeltjiegroottes wat wissel van 2-10 mm, hoë sterkte, goeie slytasieweerstand, groot spesifieke oppervlakarea, beter katalisatorstabiliteit en lang lewensduur.
Ongeaktiveerde vastebed Raney-nikkeldeeltjies is gryswit, en na 'n sekere konsentrasie vloeibare alkali-uitloging word hulle swart of swartgrys deeltjies, hoofsaaklik gebruik in vastebedreaktore.
① Kopergedra katalisator vir die sintese van butynediol uit asetileen en formaldehied
Onder die werking van 'n ondersteunde koperbismutkatalisator reageer formaldehied met asetileen om 1,4-butynediol te genereer, by 'n reaksietemperatuur van 92-100 ℃ en 'n druk van 85-106 kPa. Die katalisator verskyn as 'n swart poeier.
② Katalisator vir hidrogenering van butynediol na BDO
Die ISP-proses gebruik twee stadiums van hidrogenering. Die eerste stadium is die gebruik van 'n poeieragtige nikkel-aluminiumlegering as katalisator, en laedruk-hidrogenering skakel BYD om na BED en BDO. Na skeiding is die tweede stadium hoëdruk-hidrogenering met gelaaide nikkel as katalisator om BED in BDO om te skakel.
Primêre hidrogeneringskatalisator: poeiermelk Raney-nikkelkatalisator
Primêre hidrogeneringskatalisator: Poeier Raney-nikkelkatalisator. Hierdie katalisator word hoofsaaklik in die laedruk-hidrogeneringsafdeling van die ISP-proses gebruik vir die voorbereiding van BDO-produkte. Dit het die eienskappe van hoë aktiwiteit, goeie selektiwiteit, omskakelingskoers en vinnige afsakspoed. Die hoofkomponente is nikkel, aluminium en molibdeen.
Primêre hidrogeneringskatalisator: poeier nikkel aluminiumlegering hidrogeneringskatalisator
Die katalisator benodig hoë aktiwiteit, hoë sterkte, hoë omskakelingskoers van 1,4-butynediol en minder neweprodukte.
Sekondêre hidrogeneringskatalisator
Dit is 'n ondersteunde katalisator met alumina as die draer en nikkel en koper as die aktiewe komponente. Die gereduseerde toestand word in water gestoor. Die katalisator het hoë meganiese sterkte, lae wrywingsverlies, goeie chemiese stabiliteit en is maklik om te aktiveer. Swart klawervormige deeltjies in voorkoms.
Toepassingsgevalle van Katalisators
Word gebruik vir BYD om BDO te genereer deur katalisatorhidrogenering, toegepas op 'n 100000 ton BDO-eenheid. Twee stelle vastebedreaktore werk gelyktydig, een is JHG-20308, en die ander is ingevoerde katalisator.
Sifting: Tydens die sifting van fyn poeier is gevind dat die JHG-20308 vastebedkatalisator minder fyn poeier geproduseer het as die ingevoerde katalisator.
Aktivering: Katalisatoraktivering Gevolgtrekking: Die aktiveringstoestande van die twee katalisators is dieselfde. Uit die data is die dealuminasietempo, inlaat- en uitlaattemperatuurverskil, en die aktiveringsreaksiehittevrystelling van die legering in elke stadium van aktivering baie konsekwent.
Temperatuur: Die reaksietemperatuur van die JHG-20308-katalisator verskil nie beduidend van dié van die ingevoerde katalisator nie, maar volgens die temperatuurmetingspunte het die JHG-20308-katalisator beter aktiwiteit as die ingevoerde katalisator.
Onsuiwerhede: Uit die opsporingsdata van BDO-ru-oplossing in die vroeë stadium van die reaksie, het JHG-20308 effens minder onsuiwerhede in die finale produk in vergelyking met ingevoerde katalisators, hoofsaaklik weerspieël in die inhoud van n-butanol en HBA.
Oor die algemeen is die werkverrigting van die JHG-20308-katalisator stabiel, met geen ooglopende hoë neweprodukte nie, en die werkverrigting daarvan is basies dieselfde of selfs beter as dié van ingevoerde katalisators.
Produksieproses van vastebed nikkelaluminiumkatalisator
(1) Smelt: Nikkel-aluminiumlegering word by hoë temperatuur gesmelt en dan in vorm gegiet.
(2) Vergruising: Die allooiblokke word deur middel van vergruisingstoerusting in klein deeltjies vergruis.
(3) Sifting: Sifting van deeltjies met gekwalifiseerde deeltjiegrootte.
(4) Aktivering: Beheer 'n sekere konsentrasie en vloeitempo van vloeibare alkali om die deeltjies in die reaksietoring te aktiveer.
(5) Inspeksie-aanwysers: metaalinhoud, deeltjiegrootteverspreiding, druksterkte, massadigtheid, ens.
Plasingstyd: 11 September 2023
