კატალიზატორების გამოყენება BDO-ს წარმოებაში

BDO, ასევე ცნობილი როგორც 1,4-ბუტანდიოლი, წარმოადგენს მნიშვნელოვან ძირითად ორგანულ და წვრილი ქიმიურ ნედლეულს. BDO-ს მიღება შესაძლებელია აცეტილენალდეჰიდის მეთოდით, მალეინის ანჰიდრიდის მეთოდით, პროპილენის სპირტის მეთოდით და ბუტადიენის მეთოდით. ​​აცეტილენალდეჰიდის მეთოდი BDO-ს მომზადების ძირითადი სამრეწველო მეთოდია მისი ღირებულებისა და პროცესის უპირატესობების გამო. აცეტილენი და ფორმალდეჰიდი თავდაპირველად კონდენსირდება 1,4-ბუტინდიოლის (BYD) მისაღებად, რომელიც შემდგომ ჰიდროგენიზდება BDO-ს მისაღებად.

მაღალი წნევის (13.8~27.6 მპა) და 250~350 ℃ პირობებში, აცეტილენი რეაქციაში შედის ფორმალდეჰიდთან კატალიზატორის (ჩვეულებრივ, სპილენძის აცეტილენი და ბისმუტი სილიციუმის საყრდენზე) თანაობისას, შემდეგ კი შუალედური 1,4-ბუტინდიოლი ჰიდროგენირდება BDO-მდე რენის ნიკელის კატალიზატორის გამოყენებით. კლასიკური მეთოდის მახასიათებელია ის, რომ კატალიზატორი და პროდუქტი არ საჭიროებს გამოყოფას და ექსპლუატაციის ხარჯები დაბალია. თუმცა, აცეტილენს აქვს მაღალი პარციალური წნევა და აფეთქების რისკი. რეაქტორის დიზაინის უსაფრთხოების კოეფიციენტი 12-20-ჯერ მაღალია, ხოლო აღჭურვილობა დიდი და ძვირია, რაც იწვევს მაღალ ინვესტიციას; აცეტილენი პოლიმერიზდება პოლიაცეტილენის წარმოებისთვის, რაც ახდენს კატალიზატორის დეაქტივაციას და მილსადენის ბლოკირებას, რაც იწვევს წარმოების ციკლის შემცირებას და წარმოების შემცირებას.

ტრადიციული მეთოდების ნაკლოვანებებისა და ხარვეზების საპასუხოდ, რეაქციის სისტემის აღჭურვილობა და კატალიზატორები ოპტიმიზირებული იქნა რეაქციის სისტემაში აცეტილენის ნაწილობრივი წნევის შესამცირებლად. ეს მეთოდი ფართოდ გამოიყენება როგორც ქვეყნის შიგნით, ასევე საერთაშორისო დონეზე. ამავდროულად, BYD-ის სინთეზი ხორციელდება ნალექის ფენის ან სუსპენზიური ფენის გამოყენებით. აცეტილენალდეჰიდის მეთოდით BYD ჰიდროგენიზაცია წარმოქმნის BDO-ს და ამჟამად ISP და INVISTA პროცესები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ჩინეთში.

① ბუტინდიოლის სინთეზი აცეტილენისა და ფორმალდეჰიდისგან სპილენძის კარბონატის კატალიზატორის გამოყენებით

INVIDIA-ში BDO პროცესის აცეტილენის ქიმიურ ნაწილში გამოყენებისას, ფორმალდეჰიდი რეაგირებს აცეტილენთან 1,4-ბუტინდიოლის წარმოსაქმნელად სპილენძის კარბონატის კატალიზატორის მოქმედებით. რეაქციის ტემპერატურაა 83-94 ℃, ხოლო წნევა 25-40 კპა. კატალიზატორს აქვს მწვანე ფხვნილის შესახედაობა.

② ბუტინდიოლის BDO-მდე ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი

პროცესის ჰიდროგენიზაციის სექცია შედგება ორი მაღალი წნევის ფიქსირებული ფენის მქონე რეაქტორისგან, რომლებიც მიმდევრობით არიან დაკავშირებული, სადაც ჰიდროგენიზაციის რეაქციების 99% პირველ რეაქტორში სრულდება. პირველი და მეორე ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორები გააქტიურებული ნიკელ-ალუმინის შენადნობებია.

ფიქსირებული ფენის Renee ნიკელი არის ნიკელისა და ალუმინის შენადნობის ბლოკი, რომლის ნაწილაკების ზომა მერყეობს 2-10 მმ-მდე, აქვს მაღალი სიმტკიცე, კარგი ცვეთამედეგობა, დიდი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი, უკეთესი კატალიზატორის სტაბილურობა და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა.

არააქტიური ფიქსირებული ფენის რენის ნიკელის ნაწილაკები მონაცრისფრო-თეთრია და თხევადი ტუტე გამორეცხვის გარკვეული კონცენტრაციის შემდეგ ისინი შავ ან შავ-ნაცრისფერ ნაწილაკებად იქცევიან, რომლებიც ძირითადად ფიქსირებული ფენის რეაქტორებში გამოიყენება.

① სპილენძის საყრდენი კატალიზატორი ბუტინდიოლის სინთეზისთვის აცეტილენიდან და ფორმალდეჰიდიდან

სპილენძის ბისმუტის კატალიზატორის ზემოქმედებით, ფორმალდეჰიდი რეაგირებს აცეტილენთან 1,4-ბუტინდიოლის წარმოქმნით, 92-100 ℃ რეაქციის ტემპერატურაზე და 85-106 კპა წნევაზე. კატალიზატორი შავი ფხვნილის სახით ჩნდება.

② ბუტინდიოლის BDO-მდე ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი

ISP პროცესი ჰიდროგენიზაციის ორ ეტაპს იყენებს. პირველი ეტაპი გულისხმობს ნიკელისა და ალუმინის შენადნობის გამოყენებას კატალიზატორად, ხოლო დაბალი წნევის ჰიდროგენიზაცია BYD-ს გარდაქმნის BED-ად და BDO-ად. გამოყოფის შემდეგ, მეორე ეტაპია მაღალი წნევის ჰიდროგენიზაცია დატვირთული ნიკელის კატალიზატორად გამოყენებისას, რათა BED გარდაიქმნას BDO-ად.

პირველადი ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი: ფხვნილისებრი რენის ნიკელის კატალიზატორი

პირველადი ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი: ფხვნილისებრი რენის ნიკელის კატალიზატორი. ეს კატალიზატორი ძირითადად გამოიყენება ISP პროცესის დაბალი წნევის ჰიდროგენიზაციის განყოფილებაში, BDO პროდუქტების მოსამზადებლად. მას ახასიათებს მაღალი აქტივობა, კარგი სელექციურობა, გარდაქმნის სიჩქარე და სწრაფი დალექვის სიჩქარე. ძირითადი კომპონენტებია ნიკელი, ალუმინი და მოლიბდენი.

პირველადი ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი: ფხვნილისებრი ნიკელის ალუმინის შენადნობის ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი

კატალიზატორი მოითხოვს მაღალ აქტივობას, მაღალ სიმტკიცეს, 1,4-ბუტინდიოლის მაღალ გარდაქმნის სიჩქარეს და ნაკლებ თანმდევ პროდუქტს.

მეორადი ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი

ეს არის საყრდენი კატალიზატორი, რომლის მატარებელი ალუმინაა, ხოლო აქტიური კომპონენტებია ნიკელი და სპილენძი. აღდგენილი მდგომარეობა ინახება წყალში. კატალიზატორს აქვს მაღალი მექანიკური სიმტკიცე, ხახუნის დაბალი დანაკარგები, კარგი ქიმიური სტაბილურობა და ადვილად გასააქტიურებელია. გარეგნულად შავი სამყურას ფორმის ნაწილაკებია.

კატალიზატორების გამოყენების შემთხვევები

გამოიყენება BYD-სთვის BDO-ს გენერირებისთვის კატალიზატორის ჰიდროგენიზაციის გზით, რომელიც გამოიყენება 100000 ტონიანი BDO აგრეგატზე. ერთდროულად მუშაობს ფიქსირებული ფენის რეაქტორების ორი ნაკრები, ერთი არის JHG-20308, ხოლო მეორე იმპორტირებული კატალიზატორი.

სკრინინგი: წვრილი ფხვნილის სკრინინგის დროს დადგინდა, რომ JHG-20308 ფიქსირებული ფენის კატალიზატორი იმპორტირებულ კატალიზატორთან შედარებით ნაკლებ წვრილ ფხვნილს წარმოქმნიდა.

აქტივაცია: კატალიზატორის გააქტიურება დასკვნა: ორი კატალიზატორის გააქტიურების პირობები ერთნაირია. მონაცემებიდან გამომდინარე, დელუმინაციის სიჩქარე, შესასვლელსა და გამოსასვლელში ტემპერატურის სხვაობა და შენადნობის გააქტიურების რეაქციის სითბოს გამოყოფა გააქტიურების თითოეულ ეტაპზე ძალიან თანმიმდევრულია.

ტემპერატურა: JHG-20308 კატალიზატორის რეაქციის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად არ განსხვავდება იმპორტირებული კატალიზატორისგან, თუმცა ტემპერატურის გაზომვის წერტილების მიხედვით, JHG-20308 კატალიზატორს უკეთესი აქტივობა აქვს იმპორტირებულ კატალიზატორთან შედარებით.

მინარევები: რეაქციის ადრეულ ეტაპზე BDO ნედლი ხსნარის აღმოჩენის მონაცემებით, JHG-20308-ს მზა პროდუქტში ოდნავ ნაკლები მინარევები აქვს იმპორტირებულ კატალიზატორებთან შედარებით, რაც ძირითადად n-ბუტანოლისა და HBA-ს შემცველობაში აისახება.

საერთო ჯამში, JHG-20308 კატალიზატორის მუშაობა სტაბილურია, აშკარა მაღალი თანმდევი პროდუქტების გარეშე და მისი მუშაობა ძირითადად იგივეა ან თუნდაც უკეთესია, ვიდრე იმპორტირებული კატალიზატორების.

ფიქსირებული ფენის ნიკელ-ალუმინის კატალიზატორის წარმოების პროცესი

(1) დნობა: ნიკელ-ალუმინის შენადნობი დნება მაღალ ტემპერატურაზე და შემდეგ ფორმაში ჩასხმას ახდენენ.

(2) დამსხვრევა: შენადნობის ბლოკები დამსხვრეული აღჭურვილობის საშუალებით იმსხვრევა პატარა ნაწილაკებად.

(3) სკრინინგი: ნაწილაკების სკრინინგი კვალიფიციური ნაწილაკების ზომით.

(4) გააქტიურება: რეაქციის კოშკში ნაწილაკების გასააქტიურებლად, თხევადი ტუტეს გარკვეული კონცენტრაციისა და ნაკადის სიჩქარის კონტროლი.

(5) შემოწმების ინდიკატორები: ლითონის შემცველობა, ნაწილაკების ზომის განაწილება, შეკუმშვის სიმტკიცე დამსხვრევისას, მოცულობითი სიმკვრივე და ა.შ.