კატალიზატორების გამოყენება BDO წარმოებაში

BDO, ასევე ცნობილი როგორც 1,4-ბუტანედიოლი, არის მნიშვნელოვანი ძირითადი ორგანული და წვრილ ქიმიურ ნედლეულს. BDO შეიძლება მომზადდეს აცეტილენ ალდეჰიდის მეთოდით, მალეინის ანჰიდრიდის მეთოდით, პროპილენის სპირტის მეთოდით და ბუტადიენის მეთოდით. აცეტილენ ალდეჰიდის მეთოდი არის BDO-ს მომზადების მთავარი სამრეწველო მეთოდი მისი ღირებულებისა და პროცესის უპირატესობების გამო. აცეტილენი და ფორმალდეჰიდი ჯერ კონდენსირებულია 1,4-ბუტინედიოლის (BYD) წარმოქმნით, რომელიც შემდგომში ჰიდროგენიზირებულია BDO-ს მისაღებად.

მაღალი წნევის (13,8-27,6 მპა) და 250-350 ℃ პირობებში, აცეტილენი რეაგირებს ფორმალდეჰიდთან კატალიზატორის თანდასწრებით (ჩვეულებრივ, სპილენძის აცეტილენი და ბისმუტი სილიციუმის საყრდენზე), შემდეგ კი შუალედური 1,4-ბუტინედიოლი წყალბადდება. BDO-ს Raney ნიკელის კატალიზატორის გამოყენებით. კლასიკური მეთოდის მახასიათებელია ის, რომ კატალიზატორი და პროდუქტი არ საჭიროებს განცალკევებას, ხოლო საოპერაციო ღირებულება დაბალია. თუმცა, აცეტილენს აქვს მაღალი ნაწილობრივი წნევა და აფეთქების რისკი. რეაქტორის დიზაინის უსაფრთხოების კოეფიციენტი 12-20-ჯერ მაღალია, აღჭურვილობა კი დიდი და ძვირია, რაც იწვევს დიდ ინვესტიციას; აცეტილენი პოლიმერიზდება და წარმოქმნის პოლიაცეტილენს, რომელიც ახდენს კატალიზატორის დეაქტივაციას და ბლოკავს მილსადენს, რის შედეგადაც შემცირდება წარმოების ციკლი და მცირდება გამომუშავება.

ტრადიციული მეთოდების ნაკლოვანებებისა და ნაკლოვანებების საპასუხოდ, რეაქციის სისტემის რეაქციის აღჭურვილობა და კატალიზატორები ოპტიმიზირებული იყო რეაქციის სისტემაში აცეტილენის ნაწილობრივი წნევის შესამცირებლად. ეს მეთოდი ფართოდ გამოიყენება როგორც შიდა, ასევე საერთაშორისო დონეზე. ამავდროულად, BYD-ის სინთეზი ტარდება ლამის ან შეკიდული საწოლის გამოყენებით. აცეტილენ ალდეჰიდის მეთოდი BYD ჰიდროგენიზაცია აწარმოებს BDO-ს და ამჟამად ISP და INVISTA პროცესები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ჩინეთში.

① ბუტინედიოლის სინთეზი აცეტილენისა და ფორმალდეჰიდისგან სპილენძის კარბონატის კატალიზატორის გამოყენებით

INVIDIA-ში BDO პროცესის აცეტილენის ქიმიურ მონაკვეთზე გამოყენებული ფორმალდეჰიდი რეაგირებს აცეტილენთან და წარმოქმნის 1,4-ბუტინედიოლს სპილენძის კარბონატის კატალიზატორის მოქმედებით. რეაქციის ტემპერატურაა 83-94 ℃, წნევა კი 25-40 კპა. კატალიზატორს აქვს მწვანე ფხვნილის გარეგნობა.

② კატალიზატორი ბუტინედიოლის ჰიდროგენაციისთვის BDO-მდე

პროცესის ჰიდროგენიზაციის განყოფილება შედგება ორი მაღალი წნევის ფიქსირებული ფსკერის რეაქტორისგან, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში, ჰიდროგენიზაციის რეაქციების 99% დასრულებულია პირველ რეაქტორში. პირველი და მეორე ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორები არის გააქტიურებული ნიკელის ალუმინის შენადნობები.

ფიქსირებული საწოლი Renee ნიკელი არის ნიკელის ალუმინის შენადნობის ბლოკი ნაწილაკების ზომებით 2-10 მმ-მდე, მაღალი სიძლიერით, კარგი აცვიათ წინააღმდეგობა, დიდი სპეციფიური ზედაპირი, უკეთესი კატალიზატორის სტაბილურობა და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა.

Raney-ის ნიკელის უმოქმედო ფიქსირებული ნაწილაკები მონაცრისფრო თეთრია და თხევადი ტუტე გამორეცხვის გარკვეული კონცენტრაციის შემდეგ ხდება შავი ან შავი ნაცრისფერი ნაწილაკები, რომლებიც ძირითადად გამოიყენება ფიქსირებული კალაპოტის რეაქტორებში.

① სპილენძის საყრდენი კატალიზატორი აცეტილენისა და ფორმალდეჰიდის ბუტინედიოლის სინთეზისთვის

სპილენძის ბისმუტის კატალიზატორის მოქმედებით, ფორმალდეჰიდი რეაგირებს აცეტილენთან და წარმოქმნის 1,4-ბუტინედიოლს, რეაქციის ტემპერატურაზე 92-100 ℃ და წნევა 85-106 კპა. კატალიზატორი ჩნდება შავი ფხვნილის სახით.

② კატალიზატორი ბუტინედიოლის ჰიდროგენაციისთვის BDO-მდე

ISP პროცესი იღებს ჰიდროგენიზაციის ორ ეტაპს. პირველი ეტაპი არის ფხვნილი ნიკელის ალუმინის შენადნობის გამოყენება, როგორც კატალიზატორი, და დაბალი წნევის ჰიდროგენაცია გარდაქმნის BYD-ს BED-ად და BDO-ად. გამოყოფის შემდეგ, მეორე ეტაპი არის მაღალი წნევის ჰიდროგენიზაცია დატვირთული ნიკელის გამოყენებით, როგორც კატალიზატორი BED-ად გარდაქმნის მიზნით.

პირველადი ჰიდროგენაციის კატალიზატორი: ფხვნილი Raney ნიკელის კატალიზატორი

პირველადი ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი: ფხვნილი Raney ნიკელის კატალიზატორი. ეს კატალიზატორი ძირითადად გამოიყენება ISP პროცესის დაბალი წნევის ჰიდროგენაციის განყოფილებაში, BDO პროდუქტების მოსამზადებლად. მას აქვს მაღალი აქტივობის, კარგი სელექციურობის, კონვერტაციის კოეფიციენტი და სწრაფი დასახლების სიჩქარე. ძირითადი კომპონენტებია ნიკელი, ალუმინი და მოლიბდენი.

პირველადი ჰიდროგენაციის კატალიზატორი: ფხვნილი ნიკელის ალუმინის შენადნობის ჰიდროგენაციის კატალიზატორი

კატალიზატორი მოითხოვს მაღალ აქტივობას, მაღალ სიმტკიცეს, 1,4-ბუტინედიოლის მაღალ კონვერტაციის სიჩქარეს და ნაკლებ ქვეპროდუქტებს.

მეორადი ჰიდროგენიზაციის კატალიზატორი

ეს არის დამხმარე კატალიზატორი ალუმინის, როგორც გადამზიდავი და ნიკელის და სპილენძის, როგორც აქტიური კომპონენტები. შემცირებული მდგომარეობა ინახება წყალში. კატალიზატორს აქვს მაღალი მექანიკური ძალა, დაბალი ხახუნის დანაკარგი, კარგი ქიმიური სტაბილურობა და ადვილად ააქტიურებს. შავი სამყურის ფორმის ნაწილაკები გარეგნულად.

კატალიზატორების გამოყენების შემთხვევები

გამოიყენება BYD-სთვის BDO-ს წარმოქმნისთვის კატალიზატორის ჰიდროგენიზაციის გზით, რომელიც გამოიყენება 100000 ტონა BDO ერთეულზე. ფიქსირებული საწოლის რეაქტორების ორი კომპლექტი ერთდროულად მუშაობს, ერთი არის JHG-20308, ხოლო მეორე არის იმპორტირებული კატალიზატორი.

სკრინინგი: წვრილი ფხვნილის სკრინინგის დროს აღმოჩნდა, რომ JHG-20308 ფიქსირებული საწოლის კატალიზატორი აწარმოებდა ნაკლებად წვრილ ფხვნილს, ვიდრე იმპორტირებული კატალიზატორი.

აქტივაცია: კატალიზატორის გააქტიურება დასკვნა: ორი კატალიზატორის აქტივაციის პირობები იგივეა. მონაცემებიდან გამომდინარე, დელუმინაციის სიჩქარე, შესასვლელი და გამომავალი ტემპერატურის სხვაობა და შენადნობის გააქტიურების რეაქციის სითბოს გამოყოფა აქტივაციის თითოეულ ეტაპზე ძალიან თანმიმდევრულია.

ტემპერატურა: JHG-20308 კატალიზატორის რეაქციის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად არ განსხვავდება იმპორტირებული კატალიზატორისგან, მაგრამ ტემპერატურის საზომი წერტილების მიხედვით, JHG-20308 კატალიზატორს აქვს უკეთესი აქტივობა, ვიდრე იმპორტირებული კატალიზატორი.

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

საერთო ჯამში, JHG-20308 კატალიზატორის მოქმედება სტაბილურია, აშკარა მაღალი ქვეპროდუქტების გარეშე და მისი შესრულება ძირითადად იგივეა ან თუნდაც უკეთესი, ვიდრე იმპორტირებული კატალიზატორების.

ფიქსირებული საწოლის ნიკელის ალუმინის კატალიზატორის წარმოების პროცესი

(1) დნობა: ნიკელის ალუმინის შენადნობი დნება მაღალ ტემპერატურაზე და შემდეგ იქცევა ფორმაში.

(2) გამანადგურებელი: შენადნობის ბლოკები დამსხვრეული აღჭურვილობის საშუალებით იშლება მცირე ნაწილაკებად.

(3) სკრინინგი: კვალიფიციური ნაწილაკების ზომით ნაწილაკების სკრინინგი.

(4) აქტივაცია: აკონტროლეთ თხევადი ტუტეს გარკვეული კონცენტრაცია და ნაკადის სიჩქარე რეაქციის კოშკში ნაწილაკების გასააქტიურებლად.

(5) ინსპექტირების ინდიკატორები: ლითონის შემცველობა, ნაწილაკების ზომების განაწილება, კომპრესიული გამანადგურებელი ძალა, ნაყარი სიმკვრივე და ა.შ.