BDO, i njohur gjithashtu si 1,4-butanediol, është një lëndë e parë kimike e rëndësishme bazë organike dhe e imët. BDO mund të përgatitet përmes metodës së acetilen aldehidit, metodës së anhidrit maleik, metodës së alkoolit propilen dhe metodës së butadienit. Metoda e acetilen aldehidit është metoda kryesore industriale për përgatitjen e BDO për shkak të kostos dhe avantazheve të procesit. Acetilen dhe formaldehid fillimisht kondensohen për të prodhuar 1,4-butinediol (BYD), i cili hidrogjenohet më tej për të marrë BDO.
Nën presion të lartë (13,8 ~ 27,6 MPa) dhe kushte prej 250 ~ 350 ℃, acetilen reagon me formaldehidin në prani të një katalizatori (zakonisht acetileni me bakër dhe bismut mbi një suport silici), dhe më pas 1,4-butinedioli i ndërmjetëm hidrogjenizohet te BDO duke përdorur një katalizator nikel Raney. Karakteristikë e metodës klasike është se katalizatori dhe produkti nuk kanë nevojë të ndahen, dhe kostoja e funksionimit është e ulët. Megjithatë, acetilen ka një presion të lartë të pjesshëm dhe një rrezik shpërthimi. Faktori i sigurisë së dizajnit të reaktorit është 12-20 herë, dhe pajisjet janë të mëdha dhe të shtrenjta, duke rezultuar në investime të larta; Acetileni do të polimerizohet për të prodhuar poliacetilen, i cili çaktivizon katalizatorin dhe bllokon tubacionin, duke rezultuar në një cikël prodhimi të shkurtuar dhe reduktim të prodhimit.
Në përgjigje të mangësive dhe mangësive të metodave tradicionale, pajisjet e reagimit dhe katalizatorët e sistemit të reagimit u optimizuan për të zvogëluar presionin e pjesshëm të acetilenit në sistemin e reagimit. Kjo metodë është përdorur gjerësisht si brenda dhe jashtë vendit. Në të njëjtën kohë, sinteza e BYD kryhet duke përdorur një shtrat llumi ose një shtrat të pezulluar. Metoda e acetilen aldehidit hidrogjenizimi BYD prodhon BDO, dhe aktualisht proceset ISP dhe INVISTA janë më të përdorurat në Kinë.
① Sinteza e butinediolit nga acetilen dhe formaldehid duke përdorur katalizator karbonat bakri
I aplikuar në seksionin kimik të acetilenit të procesit BDO në INVIDIA, formaldehidi reagon me acetilenin për të prodhuar 1,4-butinediol nën veprimin e një katalizatori karbonat bakri. Temperatura e reagimit është 83-94 ℃, dhe presioni është 25-40 kPa. Katalizatori ka një pamje pluhuri të gjelbër.
② Katalizator për hidrogjenizimin e butynediolit në BDO
Seksioni i hidrogjenizimit të procesit përbëhet nga dy reaktorë me shtrat fiks me presion të lartë të lidhur në seri, me 99% të reaksioneve të hidrogjenizimit të përfunduara në reaktorin e parë. Katalizatorët e parë dhe të dytë të hidrogjenizimit janë lidhjet e aluminit të nikelit të aktivizuar.
Nikel me shtrat fiks Renee është një bllok aliazh alumini nikeli me madhësi grimcash që variojnë nga 2-10 mm, forcë të lartë, rezistencë të mirë ndaj konsumit, sipërfaqe të madhe specifike, stabilitet më të mirë të katalizatorit dhe jetë të gjatë shërbimi.
Grimcat e nikelit të shtratit fiks të paaktivizuar të Raney janë të bardha gri, dhe pas një përqendrimi të caktuar të kullimit të alkalit të lëngshëm, ato bëhen grimca gri të zeza ose të zeza, të përdorura kryesisht në reaktorët me shtrat fiks.
① katalizator me mbështetje bakri për sintezën e butinediolit nga acetilen dhe formaldehid
Nën veprimin e një katalizatori të mbështetur të bismutit të bakrit, formaldehidi reagon me acetilenin për të gjeneruar 1,4-butinediol, në një temperaturë reagimi prej 92-100 ℃ dhe një presion prej 85-106 kPa. Katalizatori shfaqet si një pluhur i zi.
② Katalizator për hidrogjenizimin e butynediolit në BDO
Procesi ISP miraton dy faza të hidrogjenizimit. Faza e parë është përdorimi i aliazhit të aluminit të nikelit si katalizator, dhe hidrogjenizimi me presion të ulët konverton BYD në BED dhe BDO. Pas ndarjes, faza e dytë është hidrogjenizimi me presion të lartë duke përdorur nikelin e ngarkuar si katalizator për të kthyer BED në BDO.
Katalizator primar i hidrogjenizimit: katalizator i nikelit Raney pluhur
Katalizator primar i hidrogjenizimit: katalizator nikel pluhur Raney. Ky katalizator përdoret kryesisht në seksionin e hidrogjenizimit me presion të ulët të procesit të ISP, për përgatitjen e produkteve BDO. Ka karakteristikat e aktivitetit të lartë, selektivitetit të mirë, shkallës së konvertimit dhe shpejtësisë së shpejtë të vendosjes. Përbërësit kryesorë janë nikeli, alumini dhe molibden.
Katalizator primar i hidrogjenizimit: katalizator hidrogjenizimi i aliazhit të nikelit pluhur
Katalizatori kërkon aktivitet të lartë, forcë të lartë, shkallë të lartë të konvertimit të 1,4-butinediolit dhe më pak nënprodukte.
Katalizator hidrogjenimi sekondar
Është një katalizator i mbështetur me alumin si bartës dhe nikel dhe bakër si përbërës aktivë. Gjendja e reduktuar ruhet në ujë. Katalizatori ka forcë të lartë mekanike, humbje të ulët të fërkimit, stabilitet të mirë kimik dhe është i lehtë për t'u aktivizuar. Grimcat në formë tërfili të zi në pamje.
Rastet e aplikimit të katalizatorëve
Përdoret për BYD për të gjeneruar BDO përmes hidrogjenizimit të katalizatorit, i aplikuar në një njësi BDO 100000 ton. Dy grupe reaktorësh me shtrat fiks funksionojnë njëkohësisht, njëri është JHG-20308 dhe tjetri është katalizator i importuar.
Ekranizimi: Gjatë ekzaminimit të pluhurit të imët, u zbulua se katalizatori me shtrat fiks JHG-20308 prodhonte më pak pluhur të imët se katalizatori i importuar.
Aktivizimi: Aktivizimi i katalizatorit Përfundim: Kushtet e aktivizimit të dy katalizatorëve janë të njëjta. Nga të dhënat, shkalla e deluminimit, ndryshimi i temperaturës së hyrjes dhe daljes dhe lirimi i nxehtësisë së reaksionit të aktivizimit të lidhjes në çdo fazë të aktivizimit janë shumë të qëndrueshme.
Temperatura: Temperatura e reagimit të katalizatorit JHG-20308 nuk është dukshëm e ndryshme nga ajo e katalizatorit të importuar, por sipas pikave të matjes së temperaturës, katalizatori JHG-20308 ka aktivitet më të mirë se katalizatori i importuar.
Papastërtitë: Nga të dhënat e zbulimit të tretësirës së papërpunuar BDO në fazën e hershme të reaksionit, JHG-20308 ka pak më pak papastërti në produktin e përfunduar në krahasim me katalizatorët e importuar, të reflektuara kryesisht në përmbajtjen e n-butanol dhe HBA.
Në përgjithësi, performanca e katalizatorit JHG-20308 është e qëndrueshme, pa nënprodukte të dukshme të larta dhe performanca e tij është në thelb e njëjtë ose edhe më e mirë se ajo e katalizatorëve të importuar.
Procesi i prodhimit të katalizatorit të aluminit të nikelit me shtrat fiks
(1) Shkrirja: Lidhja e aluminit të nikelit shkrihet në temperaturë të lartë dhe më pas hidhet në formë.
(2) Thërrmimi: Blloqet e aliazhit grimcohen në grimca të vogla përmes pajisjeve dërrmuese.
(3) Screening: Eksplorimi i grimcave me madhësi të kualifikuar të grimcave.
(4) Aktivizimi: Kontrolloni një përqendrim të caktuar dhe shpejtësi të rrjedhës së alkalit të lëngshëm për të aktivizuar grimcat në kullën e reagimit.
(5) Treguesit e inspektimit: përmbajtja e metalit, shpërndarja e madhësisë së grimcave, forca shtypëse në shtypje, densiteti i masës, etj.
Koha e postimit: Shtator-11-2023
