BDO, таксама вядомы як 1,4-бутандиол, з'яўляецца важнай базавай арганічнай і тонкай хімічнай сыравінай. BDO можа быць атрыманы метадам ацэтыленавага альдэгіду, метадам малеінавага ангідрыду, метадам прапіленавага спірту і метадам бутадыену. Метад ацэтыленавага альдэгіду з'яўляецца асноўным прамысловым метадам падрыхтоўкі BDO з-за яго кошту і пераваг у працэсе. Ацэтылен і фармальдэгід спачатку кандэнсуюцца для атрымання 1,4-бутиндиола (BYD), які дадаткова гідрагенізуюць для атрымання BDO.
Пад высокім ціскам (13,8~27,6 МПа) і ва ўмовах 250~350 ℃ ацэтылен рэагуе з фармальдэгідам у прысутнасці каталізатара (звычайна меднага ацэтылену і вісмута на крэмнеземнай падкладцы), а затым гідрагенізуецца прамежкавы 1,4-бутынідыёл у BDO з выкарыстаннем нікелевага каталізатара Рэнея. Характарыстыкай класічнага метаду з'яўляецца тое, што каталізатар і прадукт не трэба аддзяляць, а эксплуатацыйныя выдаткі нізкія. Аднак у ацэтылену высокі парцыяльны ціск і рызыка выбуху. Каэфіцыент бяспекі канструкцыі рэактара дасягае 12-20 разоў, а абсталяванне вялікае і дарагое, што прыводзіць да вялікіх інвестыцый; Ацэтылен палімерызуецца з атрыманнем поліацэтылену, які дэзактывуе каталізатар і блакуе трубаправод, што прыводзіць да скарачэння вытворчага цыкла і зніжэння аб'ёмаў вытворчасці.
У адказ на недахопы і недахопы традыцыйных метадаў рэакцыйнае абсталяванне і каталізатары рэакцыйнай сістэмы былі аптымізаваны для зніжэння парцыяльнага ціску ацэтылену ў рэакцыйнай сістэме. Гэты метад шырока выкарыстоўваецца як у краіне, так і за мяжой. Пры гэтым сінтэз BYD ажыццяўляецца з дапамогай шламавай або падвеснай пласта. Метад ацэтыленавага альдэгіду BYD гідрагенізацыя вырабляе BDO, і ў цяперашні час працэсы ISP і INVISTA найбольш шырока выкарыстоўваюцца ў Кітаі.
① Сінтэз бутиндиола з ацэтылену і фармальдэгіду з выкарыстаннем каталізатара карбанату медзі
У дачыненні да ацэтыленавай хімічнай часткі працэсу BDO у INVIDIA фармальдэгід рэагуе з ацэтыленам з атрыманнем 1,4-бутынідыёлу пад дзеяннем каталізатара з карбанату медзі. Тэмпература рэакцыі 83-94 ℃, ціск 25-40 кпа. Каталізатар мае выгляд зялёнага парашка.
② Каталізатар для гідрагенізацыі бутиндиола ў BDO
Секцыя гідрагенізацыі працэсу складаецца з двух рэактараў высокага ціску з нерухомым пластом, злучаных паслядоўна, прычым 99% рэакцый гідрагенізацыі завяршаюцца ў першым рэактары. Першы і другі каталізатары гідрагенізацыі ўяўляюць сабой актываваныя нікель-алюмініевыя сплавы.
Нікель Renee - гэта блок з нікелева-алюмініевага сплаву з памерам часціц ад 2 да 10 мм, высокай трываласцю, добрай зносаўстойлівасцю, вялікай удзельнай плошчай паверхні, лепшай стабільнасцю каталізатара і доўгім тэрмінам службы.
Неактываваныя часціцы нікеля Рэнея з нерухомым пластом шаравата-белыя, і пасля пэўнай канцэнтрацыі вадкай шчолачы яны становяцца чорнымі або чорна-шэрымі часціцамі, якія ў асноўным выкарыстоўваюцца ў рэактарах з нерухомым пластом.
① Медны каталізатар для сінтэзу бутиндиола з ацэтылену і фармальдэгіду
Пад дзеяннем нанесенага медна-вісмутавага каталізатара фармальдэгід рэагуе з ацэтыленам з утварэннем 1,4-бутындиола пры тэмпературы рэакцыі 92-100 ℃ і ціску 85-106 кПа. Каталізатар выглядае ў выглядзе чорнага парашка.
② Каталізатар для гідрагенізацыі бутиндиола ў BDO
Працэс ISP ўключае дзве стадыі гідрагенізацыі. На першым этапе ў якасці каталізатара выкарыстоўваецца здробнены нікель-алюмініевы сплаў, а гідрагенізацыя пад нізкім ціскам ператварае BYD у BED і BDO. Пасля падзелу другі этап - гэта гідрагенізацыя пад высокім ціскам з выкарыстаннем загружанага нікеля ў якасці каталізатара для пераўтварэння BED у BDO.
Першасны каталізатар гідрагенізацыі: парашковы каталізатар нікеля Рэнея
Першасны каталізатар гідрагенізацыі: парашковы каталізатар нікеля Рэнея. Гэты каталізатар у асноўным выкарыстоўваецца ў секцыі гідрагенізацыі пры нізкім ціску працэсу ISP для падрыхтоўкі прадуктаў BDO. Ён мае характарыстыкі высокай актыўнасці, добрай селектыўнасці, каэфіцыента канверсіі і хуткай хуткасці асядання. Асноўныя кампаненты - нікель, алюміній і малібдэн.
Першасны каталізатар гідрагенізацыі: парашок каталізатар гідрагенізацыі з нікелева-алюмініевага сплаву
Каталізатар патрабуе высокай актыўнасці, высокай трываласці, высокай хуткасці пераўтварэння 1,4-бутиндиола і меншай колькасці пабочных прадуктаў.
Другасны каталізатар гідрагенізацыі
Гэта падтрымліваецца каталізатар з аксідам алюмінія ў якасці носьбіта і нікелем і меддзю ў якасці актыўных кампанентаў. Адноўлены стан захоўваецца ў вадзе. Каталізатар мае высокую механічную трываласць, нізкія страты на трэнне, добрую хімічную стабільнасць і лёгка актывуецца. Часціцы ў форме чорнага канюшыны па вонкавым выглядзе.
Выпадкі прымянення каталізатараў
Выкарыстоўваецца для BYD для атрымання BDO праз гідрагенізацыю каталізатара, прымяняецца да ўстаноўкі BDO магутнасцю 100 000 тон. Адначасова працуюць два камплекты рэактараў з нерухомым пластом, адзін - JHG-20308, а другі - імпартны каталізатар.
Скрынінг: падчас праверкі дробнага парашка было выяўлена, што каталізатар з нерухомым пластом JHG-20308 вырабляе менш дробнага парашка, чым імпартны каталізатар.
Актывацыя: Выснова актывацыі каталізатара: умовы актывацыі двух каталізатараў аднолькавыя. З дадзеных, хуткасць дэалюминирования, розніца тэмператур на ўваходзе і выхадзе і цеплавыдзяленне рэакцыі актывацыі сплаву на кожнай стадыі актывацыі вельмі адпавядаюць.
Тэмпература: тэмпература рэакцыі каталізатара JHG-20308 істотна не адрозніваецца ад тэмпературы імпартнага каталізатара, але ў адпаведнасці з кропкамі вымярэння тэмпературы каталізатар JHG-20308 мае лепшую актыўнасць, чым імпартны каталізатар.
Прымешкі: з дадзеных выяўлення сырога раствора BDO на ранняй стадыі рэакцыі JHG-20308 мае крыху менш прымешак у гатовым прадукце ў параўнанні з імпартнымі каталізатарамі, што ў асноўным адлюстроўваецца на змесце н-бутанолу і HBA.
У цэлым прадукцыйнасць каталізатара JHG-20308 стабільная, без відавочных высокіх пабочных прадуктаў, і яго прадукцыйнасць у асноўным такая ж ці нават лепшая, чым у імпартных каталізатараў.
Працэс вытворчасці нікель-алюмініевага каталізатара з нерухомым пластом
(1) Выплаўленне: нікелева-алюмініевы сплаў плавіцца пры высокай тэмпературы, а затым адліваецца ў форму.
(2) Драбненне: блокі сплаву здрабняюцца на дробныя часціцы з дапамогай драбнільнага абсталявання.
(3) Скрынінг: адсейванне часціц з кваліфікаваным памерам часціц.
(4) Актывацыя: кантралюйце пэўную канцэнтрацыю і хуткасць патоку вадкай шчолачы, каб актываваць часціцы ў рэакцыйнай вежы.
(5) Паказчыкі кантролю: утрыманне металу, размеркаванне часціц па памерах, трываласць на сціск, насыпная шчыльнасць і г.д.
Час публікацыі: 11 верасня 2023 г
