BDO, även känd som 1,4-butandiol, är en viktig grundläggande organisk och finkemisk råvara. BDO kan framställas genom acetylenaldehydmetoden, maleinsyraanhydridmetoden, propylenalkoholmetoden och butadienmetoden. Acetylenaldehydmetoden är den huvudsakliga industriella metoden för framställning av BDO på grund av dess kostnads- och processfördelar. Acetylen och formaldehyd kondenseras först för att producera 1,4-butynediol (BYD), som hydreras ytterligare för att erhålla BDO.
Under högt tryck (13,8~27,6 MPa) och förhållanden på 250~350 ℃, reagerar acetylen med formaldehyd i närvaro av en katalysator (vanligtvis koppar(II)acetylen och vismut på en kiseldioxidbärare), och sedan hydreras mellanprodukten 1,4-butyndiol till BDO med användning av en Raney-nickelkatalysator. Kännetecknande för den klassiska metoden är att katalysatorn och produkten inte behöver separeras, och driftskostnaden är låg. Acetylen har dock ett högt partialtryck och explosionsrisk. Säkerhetsfaktorn för reaktorkonstruktionen är så hög som 12-20 gånger, och utrustningen är stor och dyr, vilket resulterar i höga investeringar; Acetylen kommer att polymerisera för att producera polyacetylen, som deaktiverar katalysatorn och blockerar rörledningen, vilket resulterar i en förkortad produktionscykel och minskad produktion.
Som svar på bristerna och bristerna med traditionella metoder optimerades reaktionsutrustningen och katalysatorerna i reaktionssystemet för att reducera partialtrycket av acetylen i reaktionssystemet. Denna metod har använts flitigt både nationellt och internationellt. Samtidigt utförs syntesen av BYD med hjälp av en slambädd eller en upphängd bädd. Acetylenaldehydmetoden BYD-hydrering producerar BDO, och för närvarande är ISP- och INVISTA-processerna de mest använda i Kina.
① Syntes av butynediol från acetylen och formaldehyd med användning av kopparkarbonatkatalysator
Applicerad på den acetylenkemiska delen av BDO-processen i INVIDIA, reagerar formaldehyd med acetylen för att producera 1,4-butyndiol under inverkan av en kopparkarbonatkatalysator. Reaktionstemperaturen är 83-94 ℃, och trycket är 25-40 kPa. Katalysatorn har ett grönt pulverutseende.
② Katalysator för hydrogenering av butynediol till BDO
Hydrogeneringsdelen av processen består av två högtrycksreaktorer med fast bädd kopplade i serie, med 99 % av hydrogeneringsreaktionerna fullbordade i den första reaktorn. De första och andra hydreringskatalysatorerna är aktiverade nickelaluminiumlegeringar.
Renee nickel med fast bädd är ett block av nickelaluminiumlegering med partikelstorlekar från 2-10 mm, hög hållfasthet, bra slitstyrka, stor specifik yta, bättre katalysatorstabilitet och lång livslängd.
Oaktiverade Raney-nickelpartiklar med fast bädd är gråvita och efter en viss koncentration av flytande alkaliläckage blir de svarta eller svartgråa partiklar, främst använda i fastbäddsreaktorer.
① Kopparburen katalysator för syntes av butynediol från acetylen och formaldehyd
Under inverkan av en uppburen kopparvismutkatalysator reagerar formaldehyd med acetylen för att generera 1,4-butynediol, vid en reaktionstemperatur på 92-100 ℃ och ett tryck på 85-106 kPa. Katalysatorn uppträder som ett svart pulver.
② Katalysator för hydrogenering av butynediol till BDO
ISP-processen antar två steg av hydrering. Det första steget är att använda pulveriserad nickelaluminiumlegering som katalysator, och lågtryckshydrering omvandlar BYD till BED och BDO. Efter separation är det andra steget högtryckshydrering med laddat nickel som katalysator för att omvandla BED till BDO.
Primär hydreringskatalysator: pulveriserad Raney-nickelkatalysator
Primär hydreringskatalysator: Pulver Raney-nickelkatalysator. Denna katalysator används huvudsakligen i lågtryckshydreringsdelen av ISP-processen, för framställning av BDO-produkter. Den har egenskaperna hög aktivitet, god selektivitet, omvandlingshastighet och snabb sättningshastighet. Huvudkomponenterna är nickel, aluminium och molybden.
Primär hydreringskatalysator: hydreringskatalysator av pulver nickelaluminiumlegering
Katalysatorn kräver hög aktivitet, hög hållfasthet, hög omvandlingshastighet av 1,4-butyndiol och färre biprodukter.
Sekundär hydreringskatalysator
Det är en buren katalysator med aluminiumoxid som bärare och nickel och koppar som de aktiva komponenterna. Det reducerade tillståndet lagras i vatten. Katalysatorn har hög mekanisk hållfasthet, låg friktionsförlust, god kemisk stabilitet och är lätt att aktivera. Svartklöverformade partiklar i utseende.
Applikationsfall av katalysatorer
Används för BYD för att generera BDO genom hydrering av katalysator, applicerad på en 100 000 ton BDO-enhet. Två uppsättningar reaktorer med fast bädd arbetar samtidigt, den ena är JHG-20308 och den andra är importerad katalysator.
Screening: Under screeningen av fint pulver fann man att JHG-20308 fastbäddskatalysator producerade mindre fint pulver än den importerade katalysatorn.
Aktivering: Katalysatoraktivering Slutsats: Aktiveringsbetingelserna för de två katalysatorerna är desamma. Från data är avalumineringshastigheten, inlopps- och utloppstemperaturskillnaden och aktiveringsreaktionens värmeavgivning av legeringen vid varje aktiveringssteg mycket konsekventa.
Temperatur: Reaktionstemperaturen för JHG-20308-katalysator skiljer sig inte signifikant från den för importerad katalysator, men enligt temperaturmätpunkterna har JHG-20308-katalysatorn bättre aktivitet än importerad katalysator.
Föroreningar: Från detektionsdata för BDO-rålösning i det tidiga skedet av reaktionen, har JHG-20308 något mindre föroreningar i den färdiga produkten jämfört med importerade katalysatorer, vilket främst återspeglas i innehållet av n-butanol och HBA.
Sammantaget är prestandan hos JHG-20308-katalysatorn stabil, utan uppenbara höga biprodukter, och dess prestanda är i princip densamma eller till och med bättre än för importerade katalysatorer.
Produktionsprocess av nickelaluminiumkatalysator med fast bädd
(1) Smältning: Nickellaluminiumlegering smälts vid hög temperatur och gjuts sedan till form.
(2) Krossning: Legeringsblocken krossas till små partiklar genom krossutrustning.
(3) Silning: Sila bort partiklar med kvalificerad partikelstorlek.
(4) Aktivering: Kontrollera en viss koncentration och flödeshastighet av flytande alkali för att aktivera partiklarna i reaktionstornet.
(5) Inspektionsindikatorer: metallinnehåll, partikelstorleksfördelning, tryckhållfasthet, bulkdensitet, etc.
Posttid: 2023-11-11
