BDO, 1,4-butanediol izenez ere ezaguna, oinarrizko lehengai organiko eta kimiko fin garrantzitsua da. BDO azetileno aldehidoaren metodoaren, anhidrido maleikoaren metodoaren, propileno alkoholaren metodoaren eta butadienoaren metodoaren bidez prestatu daiteke. Azetileno aldehidoaren metodoa da BDO prestatzeko industria-metodo nagusia, kostu eta prozesu abantailak dituelako. Azetilenoa eta formaldehidoa lehenik kondentsatzen dira 1,4-butinediola (BYD) ekoizteko, eta ondoren hidrogenatzen da BDO lortzeko.
Presio altuan (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, 1,4-butinediol tartekoa BDO hidrogenatzen da Raney nikel katalizatzaile bat erabiliz. Metodo klasikoaren ezaugarria da katalizatzailea eta produktua ez direla bereizi behar, eta funtzionamendu-kostua baxua dela. Hala ere, azetilenoak presio partzial handia du eta leherketa-arriskua. Erreaktorearen diseinuaren segurtasun-faktorea 12-20 aldiz handiagoa da, eta ekipamendua handia eta garestia da, inbertsio handia eraginez; Azetilenoa polimerizatuko da poliazetilenoa sortzeko, eta horrek katalizatzailea desaktibatzen du eta hodi-bidea blokeatzen du, ekoizpen-zikloa laburtzen du eta ekoizpena murrizten du.
Metodo tradizionalen gabezia eta gabeziei erantzunez, erreakzio-sistemaren erreakzio-ekipoak eta katalizatzaileak optimizatu ziren erreakzio-sisteman azetilenoaren presio partziala murrizteko. Metodo hau asko erabili da bai etxean bai nazioartean. Aldi berean, BYDaren sintesia lohi-ohe bat edo ohe eseki bat erabiliz egiten da. Azetileno aldehidoaren metodoaren BYD hidrogenazioak BDO sortzen du, eta gaur egun ISP eta INVISTA prozesuak dira Txinan gehien erabiltzen direnak.
① Butinodiolaren sintesia azetilenotik eta formaldehidotik kobre karbonato katalizatzailea erabiliz
INVIDIA-n BDO prozesuko azetilenoaren atal kimikoan aplikatuta, formaldehidoak azetilenoarekin erreakzionatzen du 1,4-butinediola sortzeko kobre karbonato katalizatzaile baten eraginpean. Erreakzio-tenperatura 83-94 ℃-koa da, eta presioa 25-40 kPa. Katalizatzaileak hauts berde itxura du.
② Butinodiolaren BDO hidrogenaziorako katalizatzailea
Prozesuaren hidrogenazio atala seriean konektatutako bi presio handiko ohe finko erreaktorez osatuta dago, hidrogenazio erreakzioen % 99 lehenengo erreaktorean burutzen delarik. Lehenengo eta bigarren hidrogenazio katalizatzaileak nikel aluminiozko aleazio aktibatuak dira.
Renee nikel ohe finkoa nikel aluminiozko aleazio bloke bat da, 2-10 mm-ko partikula tamainakoa, erresistentzia handikoa, higadurarekiko erresistentzia ona, azalera espezifiko handia, katalizatzaileen egonkortasun hobea eta zerbitzu-bizitza luzea dituena.
Aktibatu gabeko ohe finkoko Raney nikel partikulak gris-zuriak dira, eta likido alkalinoen lixibiazio-kontzentrazio jakin baten ondoren, partikula beltzak edo gris beltzak bihurtzen dira, batez ere ohe finkoko erreaktoreetan erabiltzen direnak.
① Kobrezko katalizatzailea azetilenotik eta formaldehidotik butinediolaren sintesirako
Kobrezko bismuto katalizatzaile euskarri baten eraginpean, formaldehidoak azetilenoarekin erreakzionatzen du 1,4-butinediola sortzeko, 92-100 ℃-ko erreakzio-tenperaturan eta 85-106 kPa-ko presioan. Katalizatzailea hauts beltz gisa agertzen da.
② Butinodiolaren BDO hidrogenaziorako katalizatzailea
ISP prozesuak bi hidrogenazio etapa erabiltzen ditu. Lehenengo etapan nikel aluminiozko aleazio hautsa katalizatzaile gisa erabiltzen da, eta presio baxuko hidrogenazioak BYD BED eta BDO bihurtzen du. Banandu ondoren, bigarren etapa presio altuko hidrogenazioa da, nikel kargatua katalizatzaile gisa erabiliz BED BDO bihurtzeko.
Hidrogenazio katalizatzaile nagusia: Raney nikel hauts katalizatzailea
Hidrogenazio katalizatzaile nagusia: Raney nikel hauts katalizatzailea. Katalizatzaile hau batez ere ISP prozesuaren presio baxuko hidrogenazio atalean erabiltzen da, BDO produktuak prestatzeko. Jarduera handiko, selektibitate oneko, bihurketa-tasa oneko eta finkatze-abiadura azkarreko ezaugarriak ditu. Osagai nagusiak nikela, aluminioa eta molibdenoa dira.
Hidrogenazio katalizatzaile nagusia: nikel aluminiozko aleazio hauts hidrogenazio katalizatzailea
Katalizatzaileak jarduera handia, erresistentzia handia, 1,4-butinodiolaren bihurketa-tasa handia eta azpiproduktu gutxiago behar ditu.
Bigarren mailako hidrogenazio katalizatzailea
Alumina euskarri gisa eta nikela eta kobrea osagai aktibo gisa dituen katalizatzaile euskarri bat da. Egoera erreduzitua uretan gordetzen da. Katalizatzaileak erresistentzia mekaniko handia, marruskadura-galera txikia, egonkortasun kimiko ona eta erraz aktibatzen da. Hirusta beltz itxurako partikulak ditu.
Katalizatzaileen aplikazio kasuak
BYD-k katalizatzaileen hidrogenazioaren bidez BDO sortzeko erabiltzen da, 100.000 tonako BDO unitate bati aplikatuta. Bi erreaktore multzo ohe finko aldi berean ari dira lanean, bata JHG-20308 da eta bestea inportatutako katalizatzailea.
Baheketa: Hauts finaren baheketan zehar, ikusi zen JHG-20308 ohe finkoko katalizatzaileak inportatutako katalizatzaileak baino hauts fin gutxiago ekoizten zuela.
Aktibazioa: Katalizatzailearen Aktibazioa Ondorioa: Bi katalizatzaileen aktibazio-baldintzak berdinak dira. Datuen arabera, desaluminazio-tasa, sarrerako eta irteerako tenperatura-aldea eta aleazioaren aktibazio-erreakzioko bero-askapena oso koherenteak dira aktibazioaren etapa bakoitzean.
Tenperatura: JHG-20308 katalizatzailearen erreakzio-tenperatura ez da nabarmen desberdina inportatutako katalizatzailearenarekin alderatuta, baina tenperatura-neurketa puntuen arabera, JHG-20308 katalizatzaileak inportatutako katalizatzaileak baino jarduera hobea du.
Ezpurutasunak: Erreakzioaren hasierako fasean BDO disoluzio gordinaren detekzio-datuetatik abiatuta, JHG-20308-k ezpurutasun apur bat gutxiago ditu produktu amaituan inportatutako katalizatzaileekin alderatuta, batez ere n-butanol eta HBA edukian islatzen dena.
Oro har, JHG-20308 katalizatzailearen errendimendua egonkorra da, azpiproduktu handirik gabe, eta bere errendimendua inportatutako katalizatzaileena baino berdina edo hobea da funtsean.
Nikel aluminiozko katalizatzaile ohe finkoaren ekoizpen prozesua
(1) Urtzea: Nikel aluminiozko aleazioa tenperatura altuan urtzen da eta gero forma ematen zaio.
(2) Birrintzea: Aleazio blokeak partikula txikitan xehatzen dira birrintzeko ekipoen bidez.
(3) Bahetzea: Tamaina egokia duten partikulak bahetzea.
(4) Aktibazioa: Erreakzio-dorreko partikulak aktibatzeko, alkali likidoaren kontzentrazio eta emari jakin bat kontrolatu.
(5) Ikuskapen adierazleak: metal edukia, partikulen tamainaren banaketa, konpresiozko birrintze erresistentzia, dentsitate masikoa, etab.
Argitaratze data: 2023ko irailaren 11a
