1,4-butandiol kimi də tanınan BDO, vacib bir əsas üzvi və incə kimyəvi xammaldır. BDO asetilen aldehid metodu, malein anhidrid metodu, propilen spirt metodu və butadien metodu ilə hazırlana bilər. Asetilen aldehid metodu, dəyəri və proses üstünlüklərinə görə BDO hazırlamaq üçün əsas sənaye üsuludur. Asetilen və formaldehid əvvəlcə 1,4-butindiol (BYD) istehsal etmək üçün kondensləşdirilir və BDO əldə etmək üçün daha sonra hidrogenləşdirilir.
Yüksək təzyiqdə (13.8~27.6 MPa) və 250~350 ℃ şəraitində asetilen formaldehidlə katalizatorun (adətən mis asetilen və silisium dayağında vismut) iştirakı ilə reaksiyaya girir və sonra aralıq 1,4-butindiol Raney nikel katalizatoru istifadə edərək BDO-ya hidrogenləşdirilir. Klassik metodun xarakteristikası katalizator və məhsulun ayrılmasına ehtiyac olmaması və əməliyyat xərclərinin aşağı olmasıdır. Lakin asetilenin yüksək parsial təzyiqi və partlayış riski var. Reaktor dizaynının təhlükəsizlik amili 12-20 dəfəyə qədər yüksəkdir və avadanlıq böyük və bahalıdır, bu da yüksək investisiya tələb edir; Asetilen poliasetilen istehsal etmək üçün polimerləşəcək ki, bu da katalizatoru deaktivləşdirir və boru kəmərini bloklayır, nəticədə istehsal dövrünün qısalmasına və məhsuldarlığın azalmasına səbəb olur.
Ənənəvi metodların çatışmazlıqlarına və çatışmazlıqlarına cavab olaraq, reaksiya sistemindəki asetilenin qismən təzyiqini azaltmaq üçün reaksiya avadanlığı və reaksiya sisteminin katalizatorları optimallaşdırılmışdır. Bu metod həm ölkə daxilində, həm də beynəlxalq səviyyədə geniş istifadə edilmişdir. Eyni zamanda, BYD-nin sintezi çamur yatağı və ya asılmış yatağı istifadə etməklə həyata keçirilir. Asetilen aldehid üsulu BYD hidrogenləşdirməsi BDO istehsal edir və hazırda Çində ən çox istifadə edilən proseslər ISP və INVISTA prosesləridir.
① Mis karbonat katalizatorundan istifadə edərək asetilen və formaldehiddən butindiolun sintezi
INVIDIA-da BDO prosesinin asetilen kimyəvi bölməsinə tətbiq edildikdə, formaldehid mis karbonat katalizatorunun təsiri altında asetilenlə reaksiyaya girərək 1,4-butinediol əmələ gətirir. Reaksiya temperaturu 83-94 ℃, təzyiq isə 25-40 kPa-dır. Katalizator yaşıl toz görünüşünə malikdir.
② Butinediolun BDO-ya hidrogenləşməsi üçün katalizator
Prosesin hidrogenləşmə bölməsi ardıcıl olaraq birləşdirilmiş iki yüksək təzyiqli sabit yataq reaktorundan ibarətdir və hidrogenləşmə reaksiyalarının 99%-i birinci reaktorda tamamlanır. Birinci və ikinci hidrogenləşmə katalizatorları aktivləşdirilmiş nikel alüminium ərintiləridir.
Sabit yataq Renee nikel, hissəcik ölçüləri 2-10 mm arasında dəyişən, yüksək möhkəmliyə, yaxşı aşınmaya davamlılığa, böyük xüsusi səth sahəsinə, daha yaxşı katalizator stabilliyinə və uzun xidmət müddətinə malik nikel alüminium ərintisi blokudur.
Aktivləşdirilməmiş sabit yataqlı Raney nikel hissəcikləri bozumtul ağ rəngdədir və müəyyən bir konsentrasiyalı maye qələvi süzülməsindən sonra əsasən sabit yataqlı reaktorlarda istifadə olunan qara və ya qara boz hissəciklərə çevrilir.
① Asetilen və formaldehiddən butindiolun sintezi üçün mis dəstəkli katalizator
Dəstəklənən mis vismut katalizatorunun təsiri altında formaldehid asetilenlə reaksiyaya girərək 92-100 ℃ reaksiya temperaturunda və 85-106 kPa təzyiqdə 1,4-butindiol əmələ gətirir. Katalizator qara toz kimi görünür.
② Butinediolun BDO-ya hidrogenləşməsi üçün katalizator
ISP prosesi iki mərhələdə hidrogenləşməni tətbiq edir. Birinci mərhələdə katalizator kimi toz nikel alüminium ərintisindən istifadə olunur və aşağı təzyiqli hidrogenləşmə BYD-ni BED və BDO-ya çevirir. Ayrıldıqdan sonra ikinci mərhələdə BED-i BDO-ya çevirmək üçün yüklənmiş nikeldən katalizator kimi istifadə edərək yüksək təzyiqli hidrogenləşmə aparılır.
İlkin hidrogenləşmə katalizatoru: tozlu Raney nikel katalizatoru
İlkin hidrogenləşmə katalizatoru: Toz Raney nikel katalizatoru. Bu katalizator əsasən ISP prosesinin aşağı təzyiqli hidrogenləşmə bölməsində, BDO məhsullarının hazırlanması üçün istifadə olunur. Yüksək aktivlik, yaxşı selektivlik, çevrilmə sürəti və sürətli çökmə sürəti xüsusiyyətlərinə malikdir. Əsas komponentlər nikel, alüminium və molibdendir.
İlkin hidrogenləşmə katalizatoru: toz nikel alüminium ərintisi hidrogenləşmə katalizatoru
Katalizator yüksək aktivlik, yüksək möhkəmlik, 1,4-butindiolun yüksək çevrilmə sürəti və daha az yan məhsul tələb edir.
İkinci dərəcəli hidrogenləşmə katalizatoru
Daşıyıcı kimi alüminium oksidi və aktiv komponentlər kimi nikel və misdən ibarət dəstəkli katalizatordur. Reduksiya olunmuş hal suda saxlanılır. Katalizator yüksək mexaniki möhkəmliyə, aşağı sürtünmə itkisinə, yaxşı kimyəvi stabilliyə malikdir və aktivləşdirilməsi asandır. Görünüşündə qara yonca formalı hissəciklərdir.
Katalizatorların Tətbiq Halları
BYD-də katalizator hidrogenləşməsi yolu ilə BDO yaratmaq üçün istifadə olunur və 100000 tonluq BDO qurğusuna tətbiq olunur. İki dəst sabit yataq reaktoru eyni vaxtda işləyir, biri JHG-20308, digəri isə idxal katalizatorudur.
Skrininq: İncə tozun skrinqi zamanı JHG-20308 sabit təbəqə katalizatorunun idxal olunan katalizatordan daha az incə toz istehsal etdiyi aşkar edilmişdir.
Aktivləşdirmə: Katalizatorun Aktivləşdirilməsi Nəticə: İki katalizatorun aktivləşmə şərtləri eynidir. Məlumatlara əsasən, aktivləşmənin hər mərhələsində ərintilərin dealluminasiya sürəti, giriş və çıxış temperatur fərqi və aktivləşmə reaksiyası zamanı istilik buraxılışı çox ardıcıldır.
Temperatur: JHG-20308 katalizatorunun reaksiya temperaturu idxal olunan katalizatorun reaksiya temperaturundan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmir, lakin temperatur ölçmə nöqtələrinə görə, JHG-20308 katalizatoru idxal olunan katalizatordan daha yaxşı aktivliyə malikdir.
Aşqarlar: Reaksiyanın erkən mərhələsində BDO xam məhlulunun aşkarlanma məlumatlarına əsasən, JHG-20308 idxal katalizatorları ilə müqayisədə hazır məhsulda bir qədər az aşqarlara malikdir ki, bu da əsasən n-butanol və HBA tərkibində əks olunur.
Ümumilikdə, JHG-20308 katalizatorunun performansı sabitdir, aşkar yüksək yan məhsullar yoxdur və performansı əsasən idxal olunmuş katalizatorların performansı ilə eyni və ya hətta daha yaxşıdır.
Sabit yataqlı nikel alüminium katalizatorunun istehsal prosesi
(1) Əritmə: Nikel alüminium ərintisi yüksək temperaturda əridilir və sonra formaya salınır.
(2) Əzmə: Ərinti blokları əzmə avadanlığı vasitəsilə kiçik hissəciklərə parçalanır.
(3) Skrininq: Keyfiyyətli hissəcik ölçüsünə malik hissəciklərin skrininq edilməsi.
(4) Aktivləşdirmə: Reaksiya qülləsindəki hissəcikləri aktivləşdirmək üçün maye qələvi müəyyən bir konsentrasiyasını və axın sürətini idarə edin.
(5) Yoxlama göstəriciləri: metal tərkibi, hissəcik ölçüsünün paylanması, sıxılma əzilmə gücü, toplu sıxlıq və s.
Yayımlanma vaxtı: 11 sentyabr 2023
