BDO, i njohur edhe si 1,4-butanediol, është një lëndë e parë organike dhe kimike e imët bazë e rëndësishme. BDO mund të përgatitet nëpërmjet metodës së aldehidës së acetilenit, metodës së anhidridit maleik, metodës së alkoolit propilen dhe metodës së butadienit. Metoda e aldehidës së acetilenit është metoda kryesore industriale për përgatitjen e BDO-së për shkak të kostos dhe avantazheve të procesit. Acetileni dhe formaldehidi së pari kondensohen për të prodhuar 1,4-butinediol (BYD), i cili hidrogjenizohet më tej për të përftuar BDO.
Nën presion të lartë (13.8~27.6 MPa) dhe kushte prej 250~350 ℃, acetileni reagon me formaldehidin në prani të një katalizatori (zakonisht acetilen bakri dhe bizmuti në një mbështetës silici), dhe më pas 1,4-butinedioli i ndërmjetëm hidrogjenizohet në BDO duke përdorur një katalizator nikeli Raney. Karakteristika e metodës klasike është se katalizatori dhe produkti nuk kanë nevojë të ndahen, dhe kostoja operative është e ulët. Megjithatë, acetileni ka një presion të lartë të pjesshëm dhe rrezik shpërthimi. Faktori i sigurisë së dizajnit të reaktorit është deri në 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 prodhim të reduktuar.
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 në vend ashtu edhe në nivel ndërkombëtar. Në të njëjtën kohë, sinteza e BYD kryhet duke përdorur një shtrat llumi ose një shtrat të pezulluar. Metoda e hidrogjenizimit me aldehid acetilen BYD prodhon BDO, dhe aktualisht proceset ISP dhe INVISTA janë më të përdorurat në Kinë.
① Sinteza e butinediolit nga acetileni dhe formaldehidi 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 butinediolit në BDO
Seksioni i hidrogjenizimit i procesit përbëhet nga dy reaktorë me shtrat të fiksuar 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 lidhje alumini nikeli të aktivizuara.
Nikeli Renee me shtrat të fiksuar është një bllok aliazh alumini nikeli me madhësi grimcash që variojnë nga 2-10 mm, forcë të lartë, rezistencë të mirë ndaj konsumimit, sipërfaqe të madhe specifike, stabilitet më të mirë të katalizatorit dhe jetëgjatësi të gjatë shërbimi.
Grimcat e nikelit Raney me shtrat të fiksuar të paaktivizuara janë të bardha gri, dhe pas një përqendrimi të caktuar të rrjedhjes së alkalit të lëngshëm, ato bëhen grimca të zeza ose gri të zeza, të përdorura kryesisht në reaktorët me shtrat të fiksuar.
① Katalizator i mbështetur në bakër për sintezën e butinediolit nga acetileni dhe formaldehidi
Nën veprimin e një katalizatori bizmuti bakri të mbështetur, 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 butinediolit në BDO
Procesi ISP përdor dy faza të hidrogjenizimit. Faza e parë përdor aliazh alumini nikeli pluhur si katalizator, dhe hidrogjenizimi me presion të ulët e shndërron BYD në BED dhe BDO. Pas ndarjes, faza e dytë është hidrogjenizimi me presion të lartë duke përdorur nikel të ngarkuar si katalizator për ta shndërruar BED në BDO.
Katalizator primar i hidrogjenizimit: katalizator nikeli pluhur Raney
Katalizator primar i hidrogjenizimit: Katalizator pluhur nikeli Raney. Ky katalizator përdoret kryesisht në seksionin e hidrogjenizimit me presion të ulët të procesit ISP, për përgatitjen e produkteve BDO. Ai ka karakteristikat e aktivitetit të lartë, selektivitetit të mirë, shkallës së konvertimit dhe shpejtësisë së lartë të sedimentimit. Komponentët kryesorë janë nikeli, alumini dhe molibdeni.
Katalizator primar i hidrogjenizimit: katalizator hidrogjenizimi i aliazhit të aluminit me nikel pluhur
Katalizatori kërkon aktivitet të lartë, fortësi të lartë, shkallë të lartë konvertimi të 1,4-butinediolit dhe më pak nënprodukte.
Katalizator hidrogjenizimi sekondar
Është një katalizator mbështetës me aluminë si bartës dhe nikel e bakër si përbërës aktivë. Gjendja e reduktuar ruhet në ujë. Katalizatori ka forcë të lartë mekanike, humbje të ulëta nga fërkimi, stabilitet të mirë kimik dhe aktivizohet lehtë. Grimca në formë tërfili të zi në pamje.
Rastet e Zbatimit të Katalizatorëve
Përdoret për BYD për të gjeneruar BDO përmes hidrogjenizimit të katalizatorit, i aplikuar në një njësi BDO prej 100,000 tonësh. Dy grupe reaktorësh me shtrat të fiksuar funksionojnë njëkohësisht, njëri është JHG-20308 dhe tjetri është katalizator i importuar.
Shqyrtimi: Gjatë shqyrtimit të pluhurit të imët, u zbulua se katalizatori me shtrat të fiksuar JHG-20308 prodhoi më pak pluhur të imët sesa katalizatori i importuar.
Aktivizimi: Aktivizimi i katalizatorit Përfundim: Kushtet e aktivizimit të dy katalizatorëve janë të njëjta. Nga të dhënat, shkalla e dealuminimit, ndryshimi i temperaturës në hyrje dhe në dalje, si dhe çlirimi i nxehtësisë së reaksionit të aktivizimit të lidhjes në secilën fazë të aktivizimit janë shumë konsistente.
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 të BDO-së në fazën e hershme të reaksionit, JHG-20308 ka pak më pak papastërti në produktin e përfunduar krahasuar me katalizatorët e importuar, gjë që reflektohet kryesisht në përmbajtjen e n-butanolit dhe HBA-së.
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 nikelit dhe aluminit me shtrat të fiksuar
(1) Shkrirja: Lidhja e nikelit dhe aluminit shkrihet në temperaturë të lartë dhe më pas derdhet në formë.
(2) Thërrmimi: Blloqet e aliazhit grimcohen në grimca të vogla përmes pajisjeve të thërrmimit.
(3) Skrinim: Skrinimi i grimcave me madhësi të kualifikuar të grimcave.
(4) Aktivizimi: Kontrolloni një përqendrim dhe shkallë rrjedhjeje të caktuar të alkalit të lëngshëm për të aktivizuar grimcat në kullën e reagimit.
(5) Treguesit e inspektimit: përmbajtja e metaleve, shpërndarja e madhësisë së grimcave, forca e shtypjes në shtypje, dendësia e masës, etj.
Koha e postimit: 11 shtator 2023
