BDO, shuningdek, 1,4-butandiol sifatida ham tanilgan, muhim asosiy organik va nozik kimyoviy xom ashyo hisoblanadi. BDO asetilen aldegid usuli, malein angidrid usuli, propilen spirt usuli va butadien usuli orqali tayyorlanishi mumkin. Asetilen aldegid usuli o'zining narxi va jarayon afzalliklari tufayli BDO tayyorlashning asosiy sanoat usuli hisoblanadi. Asetilen va formaldegid avval 1,4-butindiol (BYD) ishlab chiqarish uchun kondensatsiyalanadi, u BDO olish uchun qo'shimcha ravishda gidrogenlanadi.
Yuqori bosim (13,8 ~ 27,6 MPa) va 250 ~ 350 ℃ sharoitida asetilen formaldegid bilan katalizator (odatda mis asetilen va kremniy tayanchidagi vismut) ishtirokida reaksiyaga kirishadi, so'ngra oraliq 1,4-butindiol Raney nikel katalizatori yordamida BDO ga gidrogenlanadi. Klassik usulning o'ziga xos xususiyati shundaki, katalizator va mahsulotni ajratish shart emas va operatsion xarajatlar past. Biroq, asetilen yuqori qisman bosimga va portlash xavfiga ega. Reaktor dizaynining xavfsizlik koeffitsienti 12-20 baravargacha yuqori va uskunalar katta va qimmat, bu esa yuqori investitsiyalarni talab qiladi; Asetilen poliasetilen ishlab chiqarish uchun polimerlanadi, bu esa katalizatorni o'chiradi va quvur liniyasini bloklaydi, natijada ishlab chiqarish sikli qisqaradi va ishlab chiqarish kamayadi.
An'anaviy usullarning kamchiliklari va kamchiliklariga javoban, reaksiya tizimidagi asetilenning qisman bosimini pasaytirish uchun reaksiya uskunalari va reaksiya tizimining katalizatorlari optimallashtirildi. Bu usul ham ichki, ham xalqaro miqyosda keng qo'llanilgan. Shu bilan birga, BYD sintezi loy qatlami yoki osilgan qatlam yordamida amalga oshiriladi. Asetilen aldegid usuli BYD gidrogenlash BDO hosil qiladi va hozirda ISP va INVISTA jarayonlari Xitoyda eng keng qo'llaniladi.
① Mis karbonat katalizatori yordamida asetilen va formaldegiddan butindiol sintezi
INVIDIA da BDO jarayonining asetilen kimyoviy qismiga qo'llanilganda, formaldegid mis karbonat katalizatori ta'sirida asetilen bilan reaksiyaga kirishib, 1,4-butindiol hosil qiladi. Reaksiya harorati 83-94 ℃ va bosim 25-40 kPa. Katalizator yashil kukun ko'rinishiga ega.
2 Butindiolni BDO ga gidrogenlash katalizatori
Jarayonning gidrogenlash bo'limi ketma-ket ulangan ikkita yuqori bosimli qo'zg'almas qatlamli reaktorlardan iborat bo'lib, gidrogenlash reaksiyalarining 99% birinchi reaktorda yakunlanadi. Birinchi va ikkinchi gidrogenlash katalizatorlari faollashtirilgan nikel alyuminiy qotishmalaridir.
Renee nikelining qattiq yotoqlari 2-10 mm gacha bo'lgan zarracha o'lchamlari, yuqori mustahkamligi, yaxshi aşınmaya bardoshliligi, katta o'ziga xos sirt maydoni, yaxshiroq katalizator barqarorligi va uzoq xizmat muddatiga ega bo'lgan nikel alyuminiy qotishma blokidir.
Faollashtirilmagan qat'iy yotoqli Raney nikel zarralari kulrang-oq rangga ega va ma'lum bir konsentratsiyali suyuq ishqoriy eritmadan so'ng, ular asosan qat'iy yotoqli reaktorlarda ishlatiladigan qora yoki qora kulrang zarrachalarga aylanadi.
① Asetilen va formaldegiddan butindiol sintezi uchun mis bilan qo'llab-quvvatlanadigan katalizator
Mis vismut katalizatorining ta'siri ostida formaldegid asetilen bilan reaksiyaga kirishib, 92-100 ℃ reaksiya harorati va 85-106 kPa bosim ostida 1,4-butindiol hosil qiladi. Katalizator qora kukun shaklida ko'rinadi.
2 Butindiolni BDO ga gidrogenlash katalizatori
ISP jarayoni gidrogenlashning ikki bosqichini qo'llaydi. Birinchi bosqich katalizator sifatida kukunli nikel alyuminiy qotishmasidan foydalanish va past bosimli gidrogenlash BYD ni BED va BDO ga aylantirishdir. Ajratilgandan so'ng, ikkinchi bosqich BED ni BDO ga aylantirish uchun yuklangan nikel katalizator sifatida yuqori bosimli gidrogenlashdir.
Birlamchi gidrogenlash katalizatori: kukunli Raney nikel katalizatori
Birlamchi gidrogenlash katalizatori: Powder Raney nikel katalizatori. Ushbu katalizator asosan ISP jarayonining past bosimli gidrogenlash qismida, BDO mahsulotlarini tayyorlash uchun ishlatiladi. U yuqori faollik, yaxshi selektivlik, konversiya tezligi va tez cho'kish tezligi xususiyatlariga ega. Asosiy komponentlar nikel, alyuminiy va molibdendir.
Birlamchi gidrogenlash katalizatori: kukunli nikel alyuminiy qotishma gidrogenlash katalizatori
Katalizator yuqori faollik, yuqori kuch, 1,4-butindiolning yuqori konversiya tezligi va kamroq yon mahsulotlarni talab qiladi.
Ikkilamchi gidrogenlash katalizatori
Bu alyuminiy oksidi tashuvchi sifatida, nikel va mis esa faol komponentlar sifatida qo'llab-quvvatlanadigan katalizatordir. Qayta tiklangan holat suvda saqlanadi. Katalizator yuqori mexanik mustahkamlikka, past ishqalanish yo'qotilishiga, yaxshi kimyoviy barqarorlikka ega va faollashtirish oson. Tashqi ko'rinishida qora yonca shaklidagi zarrachalar.
Katalizatorlarning qo'llanilish holatlari
BYD uchun katalizator gidrogenatsiyasi orqali BDO hosil qilish uchun ishlatiladi, 100000 tonnalik BDO blokiga qo'llaniladi. Bir vaqtning o'zida ikkita qo'zg'almas qatlamli reaktorlar to'plami ishlamoqda, biri JHG-20308, ikkinchisi esa import qilingan katalizator.
Skrining: Mayda kukunni saralash jarayonida JHG-20308 qo'zg'almas qatlam katalizatori import qilingan katalizatorga qaraganda kamroq mayda kukun ishlab chiqarishi aniqlandi.
Aktivlashtirish: Katalizatorni faollashtirish Xulosa: Ikkala katalizatorning faollashtirish shartlari bir xil. Ma'lumotlarga ko'ra, faollashtirishning har bir bosqichida qotishmaning dealyuminatsiya tezligi, kirish va chiqish harorati farqi va faollashtirish reaksiyasi issiqlik chiqishi juda izchil.
Harorat: JHG-20308 katalizatorining reaksiya harorati import qilingan katalizatornikidan sezilarli darajada farq qilmaydi, ammo haroratni o'lchash nuqtalariga ko'ra, JHG-20308 katalizatori import qilingan katalizatorga qaraganda yaxshiroq faollikka ega.
Aralashmalar: Reaksiyaning dastlabki bosqichida BDO xom eritmasini aniqlash ma'lumotlaridan ko'rinib turibdiki, JHG-20308 tayyor mahsulotda import qilingan katalizatorlarga nisbatan biroz kamroq aralashmalarga ega, bu asosan n-butanol va HBA tarkibida aks etadi.
Umuman olganda, JHG-20308 katalizatorining ishlashi barqaror, yuqori yon mahsulotlar yo'q va uning ishlashi asosan import qilingan katalizatorlarnikiga o'xshash yoki hatto undan ham yaxshiroq.
Qattiq yotoqli nikel alyuminiy katalizatorini ishlab chiqarish jarayoni
(1) Eritish: Nikel alyuminiy qotishmasi yuqori haroratda eritiladi va keyin shaklga quyiladi.
(2) Maydalash: Qotishma bloklari maydalash uskunalari orqali mayda zarrachalarga maydalanadi.
(3) Skrining: Malakali zarracha o'lchamiga ega zarrachalarni saralash.
(4) Aktivizatsiya: Reaksiya minorasidagi zarrachalarni faollashtirish uchun suyuq ishqorning ma'lum bir konsentratsiyasi va oqim tezligini boshqaring.
(5) Tekshirish ko'rsatkichlari: metall miqdori, zarrachalar hajmining taqsimlanishi, siqilishda maydalash kuchi, quyma zichlik va boshqalar.
Nashr vaqti: 2023-yil 11-sentabr
