BDO, 1,4-butanodiol bezala ere ezaguna, oinarrizko lehengai organiko eta kimiko fina da. BDO azetileno aldehidoaren metodoaren, anhidrido maleikoaren metodoaren, propilenoaren alkoholaren metodoaren eta butadienoaren metodoaren bidez presta daiteke. Azetileno aldehidoaren metodoa BDO prestatzeko metodo industrial nagusia da, bere kostu eta prozesu abantailengatik. Azetilenoa eta formaldehidoa lehenik kondentsatzen dira 1,4-butindiol (BYD) ekoizteko, eta hori gehiago hidrogenatzen da BDO lortzeko.
Presio handian (13,8 ~ 27,6 MPa) eta 250 ~ 350 ℃-ko baldintzetan, azetilenoak formaldehidoarekin erreakzionatzen du katalizatzaile baten aurrean (normalean azetileno kuprosoa eta bismutoa silize euskarri batean), eta, ondoren, tarteko 1,4-butinidiola hidrogenatzen da. BDOra Raney nikel katalizatzailea erabiliz. Metodo klasikoaren ezaugarria katalizatzailea eta produktua ez direla bereizi behar, eta funtzionamendu kostua baxua da. Hala ere, azetilenoak presio partzial handia du eta lehertzeko arriskua du. Erreaktorearen diseinuaren segurtasun-faktorea 12-20 aldiz handiagoa da, eta ekipamendua handia eta garestia da, inbertsio handia eragiten du; Azetilenoa polimerizatuko da poliazetilenoa ekoizteko, eta horrek katalizatzailea desaktibatu eta kanalizazioa blokeatzen du, eta ondorioz, ekoizpen-zikloa laburtu eta irteera murriztuko da.
Metodo tradizionalen gabezia eta gabeziei erantzunez, erreakzio-sistemako erreakzio-ekipoak eta katalizatzaileak optimizatu ziren erreakzio-sistemako azetilenoaren presio partziala murrizteko. Metodo hau oso erabilia izan da bai nazioartean bai nazioartean. Aldi berean, BYD-ren sintesia lohi-ohantze edo ohantze eseki bat erabiliz egiten da. Azetileno aldehidoen metodoak BYD hidrogenazioak BDO sortzen du, eta gaur egun ISP eta INVISTA prozesuak dira Txinan gehien erabiltzen direnak.
① Butindiolaren sintesia azetilenotik eta formaldehidotik kobre karbonatozko katalizatzailea erabiliz
INVIDIAko BDO prozesuko azetilenoaren atal kimikoari aplikatuta, formaldehidoak azetilenoarekin erreakzionatzen du 1,4-butindiol ekoizteko, kobre karbonatozko katalizatzaile baten eraginez. Erreakzio-tenperatura 83-94 ℃ da, eta presioa 25-40 kPa. Katalizatzaileak hauts berde itxura du.
② Butindiolaren BDO hidrogenatzeko katalizatzailea
Prozesuaren hidrogenazio-atala presio altuko ohantze finkoko bi erreaktorek osatzen dute seriean konektatuta, eta hidrogenazio-erreakzioen % 99 lehen erreaktorean burutu dira. Lehenengo eta bigarren hidrogenazio katalizatzaileak nikel aluminiozko aleazio aktibatuak dira.
Ohe finkoa Renee nikela nikel aluminiozko aleazio bloke bat da, 2-10 mm bitarteko partikula-tamainak dituena, erresistentzia handikoa, higadura-erresistentzia ona, azalera espezifiko handia, katalizatzailearen egonkortasun hobea eta bizitza luzea.
Aktibatu gabeko ohantze finko Raney nikel-partikulak zuri grisaxkak dira, eta likido alkalino-lixibiazioaren kontzentrazio jakin baten ondoren, partikula beltz edo gris beltz bihurtzen dira, batez ere ohantze finkoko erreaktoreetan erabiltzen direnak.
① Kobre euskarria duen katalizatzailea azetilenotik eta formaldehidotik butindiolaren sintesia egiteko
Onartutako kobre-bismuto katalizatzaile baten eraginez, formaldehidoak azetilenoarekin erreakzionatzen du 1,4-butinodiola sortzeko, 92-100 ℃-ko erreakzio-tenperaturan eta 85-106 kPa-ko presioan. Katalizatzailea hauts beltz gisa agertzen da.
② Butindiolaren BDO hidrogenatzeko katalizatzailea
ISP prozesuak bi hidrogenazio fase hartzen ditu. Lehenengo fasean hautsezko nikel aluminiozko aleazioa katalizatzaile gisa erabiltzen da, eta presio baxuko hidrogenazioak BYD BED eta BDO bihurtzen ditu. Banatu ondoren, bigarren etapa presio handiko hidrogenazioa da kargatutako nikela katalizatzaile gisa erabiliz BED BDO bihurtzeko.
Hidrogenazio-katalizatzaile primarioa: Raney nikel-katalizatzailea
Hidrogenazio-katalizatzaile primarioa: Powder Raney nikel-katalizatzailea. Katalizatzaile hau ISP prozesuko presio baxuko hidrogenazio atalean erabiltzen da batez ere, BDO produktuak prestatzeko. Jarduera handia, selektibitate ona, bihurketa-tasa eta likidazio-abiadura azkarraren ezaugarriak ditu. Osagai nagusiak nikela, aluminioa eta molibdenoa dira.
Hidrogenazio katalizatzaile primarioa: hauts nikela aluminio aleazio hidrogenazio katalizatzailea
Katalizatzaileak jarduera handia, indar handia, 1,4-butindiolaren bihurketa-tasa handia eta azpiproduktu gutxiago behar ditu.
Hidrogenazio-katalizatzaile sekundarioa
Katalizatzaile euskarri bat da, alumina eramaile gisa eta nikela eta kobrea osagai aktibo gisa dituena. Egoera murriztua uretan gordetzen da. Katalizatzaileak erresistentzia mekaniko handia du, marruskadura-galera txikia, egonkortasun kimiko ona eta aktibatzeko erraza da. Hirusta beltza itxurako partikulak itxuran.
Katalizatzaileen aplikazio kasuak
BYD-k katalizatzaileen hidrogenazioaren bidez BDO sortzeko erabiltzen da, 100.000 tonako BDO unitate bati aplikatuta. Ohantze finkoko bi erreaktore aldi berean ari dira lanean, bata JHG-20308 da, eta bestea inportatutako katalizatzailea.
Baheketa: hauts finaren emanaldian, JHG-20308 ohe finko katalizatzaileak inportatutako katalizatzaileak baino hauts fin gutxiago sortzen zuela aurkitu zen.
Aktibazioa: Katalizatzailearen aktibazioa Ondorioa: bi katalizatzaileen aktibazio-baldintzak berdinak dira. Datuetatik, desaluminazio-tasa, sarrerako eta irteerako tenperatura-aldea eta aktibazio-erreakzio-bero-askapena aleazioaren aktibazio-fase bakoitzean oso koherenteak dira.
Tenperatura: JHG-20308 katalizatzailearen erreakzio-tenperatura ez da inportatutako katalizatzailearenarekiko nabarmen desberdina, baina tenperatura neurtzeko puntuen arabera, JHG-20308 katalizatzaileak inportatutako katalizatzaileak baino jarduera hobea du.
Ezpurutasunak: BDO soluzio gordinaren detekzio datuetatik abiatuta, erreakzioaren hasierako fasean, JHG-20308-k ezpurutasun apur bat gutxiago ditu amaitutako produktuan inportatutako katalizatzaileekin alderatuta, batez ere n-butanol eta HBAren edukian islatuta.
Orokorrean, JHG-20308 katalizatzailearen errendimendua egonkorra da, azpiproduktu handirik nabarmenik gabe, eta bere errendimendua funtsean inportatutako katalizatzaileena baino berdina edo hobea da.
Ohe finkoko nikel aluminiozko katalizatzailearen ekoizpen-prozesua
(1) Galdaketa: nikel aluminiozko aleazioa tenperatura altuan urtzen da eta, ondoren, forma ematen da.
(2) Birrintzea: aleazio blokeak birrintzeko ekipoen bidez partikula txikietan birrintzen dira.
(3) Baheketa: partikula-tamaina kualifikatua duten partikulak bahetzea.
(4) Aktibazioa: alkali likidoaren kontzentrazio eta emari jakin bat kontrolatu erreakzio-dorreko partikulak aktibatzeko.
(5) Ikuskapen-adierazleak: metal-edukia, partikulen tamainaren banaketa, konpresio birrintzeko indarra, dentsitate soltea, etab.
Argitalpenaren ordua: 2023-09-11
