El BDO, també conegut com 1,4-butandiol, és una important matèria primera bàsica orgànica i química fina.El BDO es pot preparar mitjançant el mètode de l'acetilè aldehid, el mètode de l'anhídrid maleic, el mètode de l'alcohol propilè i el mètode del butadiè.El mètode de l'acetilè aldehid és el principal mètode industrial per preparar BDO a causa dels seus avantatges de cost i de procés.L'acetilè i el formaldehid es condensen primer per produir 1,4-butindiol (BYD), que s'hi hidrogena més per obtenir BDO.
A alta pressió (13,8 ~ 27,6 MPa) i condicions de 250 ~ 350 ℃, l'acetilè reacciona amb el formaldehid en presència d'un catalitzador (generalment acetilè cuprós i bismut sobre un suport de sílice), i després s'hidrogena l'1,4-butindiol intermedi. a BDO mitjançant un catalitzador de níquel Raney.La característica del mètode clàssic és que el catalitzador i el producte no s'han de separar, i el cost operatiu és baix.No obstant això, l'acetilè té una pressió parcial alta i un risc d'explosió.El factor de seguretat del disseny del reactor és de fins a 12-20 vegades, i l'equip és gran i car, el que resulta en una inversió elevada;L'acetilè es polimeritzarà per produir poliacetilè, que desactiva el catalitzador i bloqueja la canonada, donant lloc a un cicle de producció escurçat i una producció reduïda.
En resposta a les deficiències i deficiències dels mètodes tradicionals, es van optimitzar els equips de reacció i els catalitzadors del sistema de reacció per reduir la pressió parcial de l'acetilè en el sistema de reacció.Aquest mètode s'ha utilitzat àmpliament tant a nivell nacional com internacional.Al mateix temps, la síntesi de BYD es realitza mitjançant un llit de fang o un llit suspès.La hidrogenació BYD del mètode acetilè aldehid produeix BDO, i actualment els processos ISP i INVISTA són els més utilitzats a la Xina.
① Síntesi de butinediol a partir d'acetilè i formaldehid mitjançant catalitzador de carbonat de coure
Aplicat a la secció química de l'acetilè del procés BDO a INVIDIA, el formaldehid reacciona amb l'acetilè per produir 1,4-butindiol sota l'acció d'un catalitzador de carbonat de coure.La temperatura de reacció és de 83-94 ℃ i la pressió és de 25-40 kPa.El catalitzador té un aspecte de pols verda.
② Catalitzador per a la hidrogenació de butinediol a BDO
La secció d'hidrogenació del procés consta de dos reactors de llit fix d'alta pressió connectats en sèrie, amb el 99% de les reaccions d'hidrogenació completades en el primer reactor.El primer i el segon catalitzadors d'hidrogenació són aliatges d'alumini de níquel activat.
Llit fix Renee níquel és un bloc d'aliatge d'alumini de níquel amb mides de partícules que oscil·len entre 2 i 10 mm, alta resistència, bona resistència al desgast, gran superfície específica, millor estabilitat del catalitzador i llarga vida útil.
Les partícules de níquel Raney de llit fix no activades són de color blanc grisenc i, després d'una certa concentració de lixiviació alcalina líquida, es converteixen en partícules negres o grises, utilitzades principalment en reactors de llit fix.
① Catalitzador amb suport de coure per a la síntesi de butinediol a partir d'acetilè i formaldehid
Sota l'acció d'un catalitzador de bismut de coure suportat, el formaldehid reacciona amb l'acetilè per generar 1,4-butindiol, a una temperatura de reacció de 92-100 ℃ i una pressió de 85-106 kPa.El catalitzador apareix com una pols negra.
② Catalitzador per a la hidrogenació de butinediol a BDO
El procés ISP adopta dues etapes d'hidrogenació.La primera etapa és utilitzar un aliatge d'alumini de níquel en pols com a catalitzador, i la hidrogenació a baixa pressió converteix BYD en BED i BDO.Després de la separació, la segona etapa és la hidrogenació a alta pressió utilitzant níquel carregat com a catalitzador per convertir BED en BDO.
Catalitzador d'hidrogenació primari: catalitzador de níquel Raney en pols
Catalitzador d'hidrogenació primari: catalitzador de níquel Raney en pols.Aquest catalitzador s'utilitza principalment en la secció d'hidrogenació a baixa pressió del procés ISP, per a la preparació de productes BDO.Té les característiques d'alta activitat, bona selectivitat, taxa de conversió i ràpida velocitat d'assentament.Els components principals són níquel, alumini i molibdè.
Catalitzador d'hidrogenació primari: catalitzador d'hidrogenació d'aliatge d'alumini de níquel en pols
El catalitzador requereix una alta activitat, alta resistència, alta taxa de conversió d'1,4-butindiol i menys subproductes.
Catalitzador secundari d'hidrogenació
És un catalitzador suportat amb alúmina com a portador i níquel i coure com a components actius.L'estat reduït s'emmagatzema a l'aigua.El catalitzador té una alta resistència mecànica, baixa pèrdua de fricció, bona estabilitat química i és fàcil d'activar.Partícules en forma de trèvol negre en aparença.
Casos d'aplicació de catalitzadors
S'utilitza per a BYD per generar BDO mitjançant la hidrogenació del catalitzador, aplicat a una unitat de BDO de 100.000 tones.Dos conjunts de reactors de llit fix funcionen simultàniament, un és JHG-20308 i l'altre és un catalitzador importat.
Cribratge: durant el cribratge de pols fina, es va trobar que el catalitzador de llit fix JHG-20308 produïa menys pols fina que el catalitzador importat.
Activació: Activació del catalitzador Conclusió: Les condicions d'activació dels dos catalitzadors són les mateixes.A partir de les dades, la velocitat de desaluminació, la diferència de temperatura d'entrada i sortida i l'alliberament de calor de reacció d'activació de l'aliatge en cada etapa d'activació són molt consistents.
Temperatura: la temperatura de reacció del catalitzador JHG-20308 no és significativament diferent de la del catalitzador importat, però segons els punts de mesura de la temperatura, el catalitzador JHG-20308 té una millor activitat que el catalitzador importat.
Impureses: a partir de les dades de detecció de la solució bruta de BDO en la fase inicial de la reacció, JHG-20308 té una mica menys d'impureses en el producte acabat en comparació amb els catalitzadors importats, que es reflecteixen principalment en el contingut de n-butanol i HBA.
En general, el rendiment del catalitzador JHG-20308 és estable, sense subproductes alts evidents, i el seu rendiment és bàsicament el mateix o fins i tot millor que el dels catalitzadors importats.
Procés de producció de catalitzador d'alumini de níquel de llit fix
(1) Funció: l'aliatge d'alumini de níquel es fon a alta temperatura i després es posa en forma.
(2) Trituració: els blocs d'aliatge es trituren en petites partícules mitjançant equips de trituració.
(3) Cribratge: eliminació de partícules amb mida de partícula qualificada.
(4) Activació: controleu una determinada concentració i cabal d'àlcali líquid per activar les partícules a la torre de reacció.
(5) Indicadors d'inspecció: contingut de metall, distribució de la mida de partícules, resistència a la compressió, densitat a granel, etc.
Hora de publicació: 11-set-2023
