O BDO, tamén coñecido como 1,4-butanodiol, é unha importante materia prima orgánica e química fina. O BDO pódese preparar mediante o método do acetileno aldehído, o método do anhídrido maleico, o método do alcohol propileno e o método do butadieno. O método do acetileno aldehído é o principal método industrial para preparar BDO debido ao seu custo e vantaxes de proceso. O acetileno e o formaldehido condénsanse primeiro para producir 1,4-butindiol (BYD), que é máis hidroxenado para obter BDO.
A alta presión (13,8 ~ 27,6 MPa) e en condicións de 250 ~ 350 ℃, o acetileno reacciona co formaldehido en presenza dun catalizador (xeralmente acetileno cuproso e bismuto sobre un soporte de sílice), e despois hidroxenase o 1,4-butindiol intermedio. a BDO usando un catalizador de níquel Raney. A característica do método clásico é que non é necesario separar o catalizador e o produto e o custo operativo é baixo. Non obstante, o acetileno ten unha alta presión parcial e un risco de explosión. O factor de seguridade do deseño do reactor é de 12 a 20 veces e o equipo é grande e caro, o que supón un alto investimento; O acetileno polimerizará para producir poliacetileno, que desactiva o catalizador e bloquea o oleoduto, o que resulta nun ciclo de produción máis curto e unha produción reducida.
En resposta ás carencias e carencias dos métodos tradicionais, optimizáronse os equipos de reacción e os catalizadores do sistema de reacción para reducir a presión parcial do acetileno no sistema de reacción. Este método foi amplamente utilizado tanto a nivel nacional como internacional. Ao mesmo tempo, a síntese de BYD realízase mediante un leito de lodos ou un leito suspendido. O método de acetileno-aldehído BYD produce BDO, e actualmente os procesos ISP e INVISTA son os máis utilizados en China.
① Síntese de butinediol a partir de acetileno e formaldehido usando catalizador de carbonato de cobre
Aplicado á sección química do acetileno do proceso BDO en INVIDIA, o formaldehido reacciona co acetileno para producir 1,4-butindiol baixo a acción dun catalizador de carbonato de cobre. A temperatura de reacción é de 83-94 ℃ e a presión de 25-40 kPa. O catalizador ten un aspecto de po verde.
② Catalizador para a hidroxenación de butinediol a BDO
A sección de hidroxenación do proceso consta de dous reactores de leito fixo de alta presión conectados en serie, co 99% das reaccións de hidroxenación completadas no primeiro reactor. O primeiro e o segundo catalizadores de hidroxenación son aliaxes de aluminio de níquel activado.
O níquel Renee de cama fixa é un bloque de aliaxe de aluminio de níquel con tamaños de partículas que van de 2 a 10 mm, alta resistencia, boa resistencia ao desgaste, gran superficie específica, mellor estabilidade do catalizador e longa vida útil.
As partículas de níquel Raney de leito fixo non activado son de cor branca grisácea e, despois dunha certa concentración de lixiviación alcalina líquida, convértense en partículas negras ou grises negras, utilizadas principalmente nos reactores de leito fixo.
① Catalizador con soporte de cobre para a síntese de butinediol a partir de acetileno e formaldehido
Baixo a acción dun catalizador de bismuto de cobre apoiado, o formaldehido reacciona co acetileno para xerar 1,4-butindiol, a unha temperatura de reacción de 92-100 ℃ e unha presión de 85-106 kPa. O catalizador aparece como un po negro.
② Catalizador para a hidroxenación de butinediol a BDO
O proceso ISP adopta dúas etapas de hidroxenación. A primeira etapa é o uso de aliaxe de aluminio de níquel en po como catalizador, e a hidroxenación a baixa presión converte BYD en BED e BDO. Despois da separación, a segunda etapa é a hidroxenación a alta presión usando níquel cargado como catalizador para converter BED en BDO.
Catalizador de hidroxenación primario: catalizador de níquel Raney en po
Catalizador de hidroxenación primario: catalizador de níquel Raney en po. Este catalizador úsase principalmente na sección de hidroxenación a baixa presión do proceso ISP, para a preparación de produtos BDO. Ten as características de alta actividade, boa selectividade, taxa de conversión e rápida velocidade de asentamento. Os compoñentes principais son o níquel, o aluminio e o molibdeno.
Catalizador de hidroxenación primario: catalizador de hidroxenación de aliaxe de aluminio de níquel en po
O catalizador require alta actividade, alta resistencia, alta taxa de conversión de 1,4-butindiol e menos subprodutos.
Catalizador de hidroxenación secundario
É un catalizador soportado con alúmina como portador e níquel e cobre como compoñentes activos. O estado reducido almacénase en auga. O catalizador ten alta resistencia mecánica, baixa perda de fricción, boa estabilidade química e é fácil de activar. En aparencia de partículas en forma de trevo negro.
Casos de aplicación de catalizadores
Usado para BYD para xerar BDO mediante hidroxenación do catalizador, aplicado a unha unidade de BDO de 100 000 toneladas. Dous conxuntos de reactores de leito fixo funcionan simultáneamente, un é o JHG-20308 e o outro é un catalizador importado.
Cribado: durante a selección de po fino, descubriuse que o catalizador de leito fixo JHG-20308 producía menos po fino que o catalizador importado.
Activación: Activación do catalizador Conclusión: As condicións de activación dos dous catalizadores son as mesmas. A partir dos datos, a taxa de desaluminación, a diferenza de temperatura de entrada e saída e a liberación de calor da reacción de activación da aliaxe en cada fase de activación son moi consistentes.
Temperatura: a temperatura de reacción do catalizador JHG-20308 non é significativamente diferente da do catalizador importado, pero segundo os puntos de medición da temperatura, o catalizador JHG-20308 ten unha mellor actividade que o catalizador importado.
Impurezas: a partir dos datos de detección da solución bruta de BDO na fase inicial da reacción, o JHG-20308 ten un pouco menos de impurezas no produto acabado en comparación cos catalizadores importados, reflectidas principalmente no contido de n-butanol e HBA.
En xeral, o rendemento do catalizador JHG-20308 é estable, sen subprodutos obvios altos, e o seu rendemento é basicamente o mesmo ou incluso mellor que o dos catalizadores importados.
Proceso de produción de catalizador de aluminio de níquel de leito fixo
(1) Fundición: a aliaxe de aluminio de níquel fúndese a alta temperatura e despois tómase en forma.
(2) Trituración: os bloques de aliaxe son esmagados en pequenas partículas mediante equipos de trituración.
(3) Cribado: cribado de partículas cun tamaño de partícula cualificado.
(4) Activación: controla unha determinada concentración e caudal de álcali líquido para activar as partículas na torre de reacción.
(5) Indicadores de inspección: contido de metal, distribución de tamaño de partículas, resistencia á compresión, densidade aparente, etc.
Hora de publicación: 11-set-2023
