1,4-butandiol olarak da bilinen BDO, önemli bir temel organik ve ince kimyasal hammaddedir. BDO, asetilen aldehit yöntemi, maleik anhidrit yöntemi, propilen alkol yöntemi ve bütadien yöntemiyle hazırlanabilir. Asetilen aldehit yöntemi, maliyet ve proses avantajları nedeniyle BDO'nun hazırlanmasında ana endüstriyel yöntemdir. Asetilen ve formaldehit ilk önce 1,4-butinediol (BYD) üretmek üzere yoğunlaştırılır ve bu da BDO elde etmek üzere daha da hidrojenlenir.
Yüksek basınç (13.8~27.6 MPa) ve 250~350 °C koşullar altında asetilen, bir katalizör (genellikle bakırlı asetilen ve bir silika desteği üzerinde bizmut) varlığında formaldehit ile reaksiyona girer ve daha sonra ara madde 1,4-butinediol hidrojenlenir. Raney nikel katalizörü kullanılarak BDO'ya dönüştürüldü. Klasik yöntemin özelliği katalizör ile ürünün ayrılmasına gerek olmaması ve işletme maliyetinin düşük olmasıdır. Ancak asetilenin kısmi basıncı yüksektir ve patlama riski vardır. Reaktör tasarımının güvenlik faktörü 12-20 kat kadar yüksektir ve ekipman büyük ve pahalıdır, bu da yüksek yatırım gerektirir; Asetilen, katalizörü devre dışı bırakan ve boru hattını tıkayan poliasetilen üretmek üzere polimerleşecektir, bu da üretim döngüsünün kısalmasına ve çıktının azalmasına neden olacaktır.
Geleneksel yöntemlerin eksikliklerine ve eksikliklerine yanıt olarak, reaksiyon sisteminin reaksiyon ekipmanı ve katalizörleri, reaksiyon sistemindeki asetilenin kısmi basıncını azaltacak şekilde optimize edildi. Bu yöntem hem yurt içinde hem de yurt dışında yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda BYD'nin sentezi çamur yatağı veya asma yatak kullanılarak gerçekleştirilir. Asetilen aldehit yöntemi BYD hidrojenasyonu BDO üretir ve şu anda ISP ve INVISTA işlemleri Çin'de en yaygın kullanılanlardır.
① Bakır karbonat katalizörü kullanılarak asetilen ve formaldehitten butinediol sentezi
INVIDIA'daki BDO işleminin asetilen kimyasal bölümüne uygulanan formaldehit, bir bakır karbonat katalizörünün etkisi altında 1,4-butinediol üretmek üzere asetilen ile reaksiyona girer. Reaksiyon sıcaklığı 83-94 °C ve basınç 25-40 kPa'dır. Katalizör yeşil toz görünümüne sahiptir.
② Butinediolün BDO'ya hidrojenasyonu için katalizör
Prosesin hidrojenasyon bölümü, seri bağlı iki yüksek basınçlı sabit yataklı reaktörden oluşur ve hidrojenasyon reaksiyonlarının %99'u birinci reaktörde tamamlanır. Birinci ve ikinci hidrojenasyon katalizörleri aktifleştirilmiş nikel alüminyum alaşımlarıdır.
Sabit yataklı Renee nikel, parçacık boyutları 2-10 mm arasında değişen, yüksek mukavemetli, iyi aşınma direncine, geniş spesifik yüzey alanına, daha iyi katalizör stabilitesine ve uzun hizmet ömrüne sahip nikel alüminyum alaşımlı bir bloktur.
Aktive edilmemiş sabit yataklı Raney nikel parçacıkları grimsi beyazdır ve belirli bir konsantrasyondaki sıvı alkali liçinden sonra siyah veya siyah gri parçacıklara dönüşürler ve çoğunlukla sabit yataklı reaktörlerde kullanılırlar.
① Asetilen ve formaldehitten butinediol sentezi için bakır destekli katalizör
Destekli bir bakır bizmut katalizörünün etkisi altında formaldehit, 92-100 °C'lik bir reaksiyon sıcaklığında ve 85-106 kPa'lık bir basınçta 1,4-butinediol oluşturmak üzere asetilen ile reaksiyona girer. Katalizör siyah bir toz halinde görünür.
② Butinediolün BDO'ya hidrojenasyonu için katalizör
ISP süreci hidrojenasyonun iki aşamasını benimser. İlk aşamada katalizör olarak toz nikel alüminyum alaşımı kullanılıyor ve düşük basınçlı hidrojenasyon, BYD'yi BED ve BDO'ya dönüştürüyor. Ayırma sonrasında ikinci aşama, BED'i BDO'ya dönüştürmek için katalizör olarak yüklü nikel kullanılarak yüksek basınçlı hidrojenasyondur.
Birincil hidrojenasyon katalizörü: toz haline getirilmiş Raney nikel katalizörü
Birincil hidrojenasyon katalizörü: Toz Raney nikel katalizörü. Bu katalizör esas olarak ISP işleminin düşük basınçlı hidrojenasyon bölümünde BDO ürünlerinin hazırlanmasında kullanılır. Yüksek aktivite, iyi seçicilik, dönüşüm oranı ve hızlı yerleşme hızı özelliklerine sahiptir. Ana bileşenler nikel, alüminyum ve molibdendir.
Birincil hidrojenasyon katalizörü: toz nikel alüminyum alaşımlı hidrojenasyon katalizörü
Katalizör, yüksek aktivite, yüksek mukavemet, 1,4-bütindiolün yüksek dönüşüm oranı ve daha az yan ürün gerektirir.
İkincil hidrojenasyon katalizörü
Taşıyıcı olarak alümina ve aktif bileşenler olarak nikel ve bakır ile desteklenen bir katalizördür. İndirgenmiş durum suda depolanır. Katalizör yüksek mekanik mukavemete, düşük sürtünme kaybına, iyi kimyasal stabiliteye sahiptir ve etkinleştirilmesi kolaydır. Görünüşte siyah yonca şeklindeki parçacıklar.
Katalizörlerin Uygulama Durumları
100.000 tonluk bir BDO ünitesine uygulanan katalizör hidrojenasyonu yoluyla BDO üretmek için BYD için kullanılır. İki set sabit yataklı reaktör aynı anda çalışıyor; biri JHG-20308, diğeri ithal katalizör.
Tarama: İnce tozun taranması sırasında, JHG-20308 sabit yataklı katalizörün ithal katalizöre göre daha az ince toz ürettiği bulunmuştur.
Aktivasyon: Katalizör Aktivasyonu Sonuç: İki katalizörün aktivasyon koşulları aynıdır. Verilere göre, aktivasyonun her aşamasında alüminyumdan arındırma oranı, giriş ve çıkış sıcaklığı farkı ve alaşımın aktivasyon reaksiyonu ısısı salınımı oldukça tutarlıdır.
Sıcaklık: JHG-20308 katalizörünün reaksiyon sıcaklığı ithal katalizörünkinden önemli ölçüde farklı değildir, ancak sıcaklık ölçüm noktalarına göre JHG-20308 katalizörü ithal katalizörden daha iyi aktiviteye sahiptir.
Safsızlıklar: Reaksiyonun erken aşamasında BDO ham çözeltisinin tespit verilerinden JHG-20308, ithal katalizörlerle karşılaştırıldığında nihai üründe biraz daha az yabancı maddeye sahiptir ve bu esas olarak n-butanol ve HBA içeriğine yansır.
Genel olarak, JHG-20308 katalizörünün performansı stabildir, belirgin bir yüksek yan ürün yoktur ve performansı temelde ithal katalizörlerle aynı veya hatta daha iyidir.
Sabit yataklı nikel alüminyum katalizörün üretim süreci
(1) Eritme: Nikel alüminyum alaşımı yüksek sıcaklıkta eritilir ve daha sonra şekillendirilir.
(2) Kırma: Alaşım blokları, kırma ekipmanı aracılığıyla küçük parçacıklara ezilir.
(3) Tarama: Nitelikli parçacık boyutuna sahip parçacıkların elenmesi.
(4) Aktivasyon: Reaksiyon kulesindeki parçacıkları aktive etmek için belirli bir konsantrasyon ve sıvı alkali akış hızını kontrol edin.
(5) Muayene göstergeleri: metal içeriği, parçacık boyutu dağılımı, basınçla ezilme mukavemeti, kütle yoğunluğu vb.
Gönderim zamanı: 11 Eylül 2023
