BDO, сондай-ақ 1,4-бутандиол деп те аталады, маңызды негізгі органикалық және ұсақ химиялық шикізат болып табылады. BDO ацетилен альдегид әдісі, малеин ангидриді әдісі, пропилен спирті әдісі және бутадиен әдісі арқылы дайындалуы мүмкін. Ацетилен альдегид әдісі құны мен процесінің артықшылықтарына байланысты BDO дайындаудың негізгі өнеркәсіптік әдісі болып табылады. Ацетилен мен формальдегид алдымен 1,4-бутиндиол (BYD) алу үшін конденсацияланады, ол BDO алу үшін одан әрі гидрогенизацияланады.
Жоғары қысымда (13,8 ~ 27,6 МПа) және 250 ~ 350 ℃ температура жағдайында ацетилен катализатордың (әдетте кремний диоксиді тірегіндегі мыс ацетилен және висмут) қатысуымен формальдегидпен әрекеттеседі, содан кейін аралық 1,4-бутиндиол Raney никель катализаторын пайдаланып BDO-ға дейін гидрогенделеді. Классикалық әдістің ерекшелігі - катализатор мен өнімді бөлудің қажеті жоқ, ал пайдалану құны төмен. Дегенмен, ацетиленнің парциалды қысымы жоғары және жарылыс қаупі бар. Реактор дизайнының қауіпсіздік коэффициенті 12-20 есеге дейін жетеді, ал жабдық үлкен және қымбат, бұл көп инвестицияны қажет етеді; Ацетилен полиацетилен алу үшін полимерленеді, бұл катализаторды сөндіру және құбырды бітеу арқылы өндіріс циклінің қысқаруына және өнімділіктің төмендеуіне әкеледі.
Дәстүрлі әдістердің кемшіліктері мен кемшіліктеріне жауап ретінде реакция жүйесіндегі ацетиленнің парциалды қысымын төмендету үшін реакция жабдықтары мен реакция жүйесінің катализаторлары оңтайландырылды. Бұл әдіс ел ішінде де, халықаралық деңгейде де кеңінен қолданылды. Сонымен қатар, BYD синтезі тұнба қабатын немесе аспалы қабатты пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Ацетиленальдегидінің BYD гидрогенизация әдісі BDO шығарады, ал қазіргі уақытта Қытайда ISP және INVISTA процестері ең кеңінен қолданылады.
① Мыс карбонаты катализаторын пайдаланып ацетилен мен формальдегидтен бутиндиол синтезі
INVIDIA-дағы BDO процесінің ацетилен химиялық бөліміне қолданылғанда, формальдегид ацетиленмен әрекеттесіп, мыс карбонаты катализаторының әсерінен 1,4-бутиндиол түзеді. Реакция температурасы 83-94 ℃, ал қысымы 25-40 кПа. Катализатор жасыл ұнтақ тәрізді көрінеді.
2 Бутиндиолды BDO-ға дейін гидрлеу катализаторы
Процестің гидрогендеу бөлімі тізбектей қосылған екі жоғары қысымды бекітілген қабатты реакторлардан тұрады, гидрогендеу реакцияларының 99%-ы бірінші реакторда аяқталады. Бірінші және екінші гидрогендеу катализаторлары белсендірілген никель алюминий қорытпалары болып табылады.
Бекітілген төсек Renee никельі - бөлшектердің өлшемдері 2-10 мм аралығында болатын никель алюминий қорытпасынан жасалған блок, жоғары беріктік, жақсы тозуға төзімділік, үлкен меншікті беткі аудан, катализатордың жақсы тұрақтылығы және ұзақ қызмет ету мерзімі.
Белсенді емес бекітілген қабатты Raney никель бөлшектері сұрғылт ақ түсті болады, ал белгілі бір концентрациядағы сұйық сілтілі шаймалаудан кейін олар қара немесе қара сұр бөлшектерге айналады, негізінен бекітілген қабатты реакторларда қолданылады.
① Ацетилен мен формальдегидтен бутиндиол синтезіне арналған мыспен қамтамасыз етілген катализатор
Мыс висмуты катализаторының әсерінен формальдегид ацетиленмен әрекеттесіп, 92-100 ℃ реакция температурасында және 85-106 кПа қысымда 1,4-бутиндиол түзеді. Катализатор қара ұнтақ түрінде көрінеді.
2 Бутиндиолды BDO-ға дейін гидрлеу катализаторы
ISP процесі гидрогендеудің екі кезеңін қабылдайды. Бірінші кезеңде ұнтақ никель алюминий қорытпасын катализатор ретінде пайдалану жүзеге асырылады, ал төмен қысымды гидрогендеу BYD-ны BED және BDO-ға айналдырады. Бөлуден кейін екінші кезеңде BED-ты BDO-ға айналдыру үшін жүктелген никельді катализатор ретінде пайдаланып жоғары қысымды гидрогендеу жүзеге асырылады.
Бастапқы гидрогенизация катализаторы: ұнтақталған Raney никель катализаторы
Бастапқы гидрогенизация катализаторы: Ұнтақты Raney никель катализаторы. Бұл катализатор негізінен ISP процесінің төмен қысымды гидрогенизация бөлімінде, BDO өнімдерін дайындау үшін қолданылады. Ол жоғары белсенділік, жақсы селективтілік, конверсия жылдамдығы және жылдам тұндыру жылдамдығы сияқты сипаттамаларға ие. Негізгі компоненттері - никель, алюминий және молибден.
Бастапқы гидрлеу катализаторы: ұнтақ никель алюминий қорытпасынан гидрлеу катализаторы
Катализатор жоғары белсенділікті, жоғары беріктікті, 1,4-бутиндиолдың жоғары конверсия жылдамдығын және аз қосалқы өнімдерді қажет етеді.
Екіншілік гидрогенизация катализаторы
Бұл алюминий оксиді тасымалдаушы ретінде, ал никель мен мыс белсенді компоненттер ретінде қолданылатын тірек катализаторы. Тотықсыздандырылған күй суда сақталады. Катализатордың механикалық беріктігі жоғары, үйкеліс шығыны төмен, химиялық тұрақтылығы жақсы және белсендіру оңай. Сыртқы түрі бойынша қара беде тәрізді бөлшектер.
Катализаторларды қолдану жағдайлары
BYD үшін катализаторды гидрлеу арқылы BDO алу үшін қолданылады, 100 000 тонналық BDO қондырғысына қолданылады. Бір уақытта екі бекітілген қабатты реакторлар жиынтығы жұмыс істейді, біреуі JHG-20308, ал екіншісі импортталған катализатор.
Скрининг: Ұсақ ұнтақты скринингтеу кезінде JHG-20308 бекітілген қабат катализаторы импортталған катализаторға қарағанда аз ұсақ ұнтақ өндіретіні анықталды.
Белсендіру: Катализаторды белсендіру Қорытынды: Екі катализатордың белсендіру шарттары бірдей. Деректер бойынша, белсендірудің әрбір кезеңінде қорытпаның деалюминийлену жылдамдығы, кіріс және шығыс температураларының айырмашылығы және белсендіру реакциясының жылу бөлінуі өте тұрақты.
Температура: JHG-20308 катализаторының реакция температурасы импортталған катализатордан айтарлықтай ерекшеленбейді, бірақ температураны өлшеу нүктелеріне сәйкес, JHG-20308 катализаторының белсенділігі импортталған катализаторға қарағанда жақсырақ.
Қоспалар: Реакцияның ерте сатысында BDO шикі ерітіндісін анықтау деректерінен JHG-20308 құрамында импортталған катализаторлармен салыстырғанда дайын өнімде қоспалар аз, бұл негізінен n-бутанол мен HBA құрамында көрінеді.
Жалпы алғанда, JHG-20308 катализаторының өнімділігі тұрақты, айқын жоғары жанама өнімдер жоқ және оның өнімділігі импортталған катализаторлармен бірдей немесе тіпті одан да жақсы.
Бекітілген қабатты никель алюминий катализаторын өндіру процесі
(1) Балқыту: Никель алюминий қорытпасы жоғары температурада балқытылады, содан кейін пішінге құйылады.
(2) Ұсақтау: Қорытпа блоктары ұсақтау жабдықтары арқылы ұсақ бөлшектерге ұсақталады.
(3) Скрининг: Білікті бөлшектер өлшемі бар бөлшектерді скринингтен өткізу.
(4) Белсендіру: Реакция мұнарасындағы бөлшектерді белсендіру үшін сұйық сілтінің белгілі бір концентрациясы мен ағын жылдамдығын басқарыңыз.
(5) Тексеру көрсеткіштері: металл құрамы, бөлшектердің мөлшерінің таралуы, қысу кезіндегі ұсақтау беріктігі, көлемдік тығыздық және т.б.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 11 қыркүйек
