BDO, juga dikenali sebagai 1,4-butanediol, adalah bahan mentah organik dan kimia halus asas yang penting. BDO boleh disediakan melalui kaedah asetilena aldehid, kaedah maleik anhidrida, kaedah propilena alkohol, dan kaedah butadiena. Kaedah asetilena aldehid adalah kaedah perindustrian utama untuk menyediakan BDO kerana kelebihan kos dan prosesnya. Asetilena dan formaldehid mula-mula dipekatkan untuk menghasilkan 1,4-butynediol (BYD), yang selanjutnya dihidrogenkan untuk mendapatkan BDO.
Di bawah tekanan tinggi (13.8~27.6 MPa) dan keadaan 250~350 ℃, asetilena bertindak balas dengan formaldehid dengan kehadiran pemangkin (biasanya asetilena cuprous dan bismut pada sokongan silika), dan kemudian perantaraan 1,4-butynediol dihidrogenkan kepada BDO menggunakan mangkin nikel Raney. Ciri kaedah klasik ialah pemangkin dan produk tidak perlu dipisahkan, dan kos operasi adalah rendah. Walau bagaimanapun, asetilena mempunyai tekanan separa yang tinggi dan risiko letupan. Faktor keselamatan reka bentuk reaktor adalah setinggi 12-20 kali, dan peralatannya besar dan mahal, mengakibatkan pelaburan yang tinggi; Asetilena akan berpolimer untuk menghasilkan poliasetilena, yang menyahaktifkan mangkin dan menyekat saluran paip, mengakibatkan kitaran pengeluaran yang dipendekkan dan pengeluaran berkurangan.
Sebagai tindak balas kepada kelemahan dan kekurangan kaedah tradisional, peralatan tindak balas dan pemangkin sistem tindak balas telah dioptimumkan untuk mengurangkan tekanan separa asetilena dalam sistem tindak balas. Kaedah ini telah digunakan secara meluas di dalam dan luar negara. Pada masa yang sama, sintesis BYD dijalankan menggunakan katil enapcemar atau katil yang digantung. Kaedah asetilena aldehid BYD penghidrogenan menghasilkan BDO, dan pada masa ini proses ISP dan INVISTA adalah yang paling banyak digunakan di China.
① Sintesis butynediol daripada asetilena dan formaldehid menggunakan mangkin karbonat kuprum
Digunakan pada bahagian kimia asetilena dalam proses BDO dalam INVIDIA, formaldehid bertindak balas dengan asetilena untuk menghasilkan 1,4-butynediol di bawah tindakan mangkin karbonat kuprum. Suhu tindak balas ialah 83-94 ℃, dan tekanan ialah 25-40 kPa. Pemangkin mempunyai rupa serbuk hijau.
② Pemangkin untuk penghidrogenan butynediol kepada BDO
Bahagian penghidrogenan proses terdiri daripada dua reaktor katil tetap tekanan tinggi yang disambungkan secara bersiri, dengan 99% daripada tindak balas penghidrogenan diselesaikan dalam reaktor pertama. Pemangkin penghidrogenan pertama dan kedua adalah aloi aluminium nikel diaktifkan.
Katil tetap Renee nickel ialah blok aloi aluminium nikel dengan saiz zarah antara 2-10mm, kekuatan tinggi, rintangan haus yang baik, luas permukaan khusus yang besar, kestabilan pemangkin yang lebih baik dan hayat perkhidmatan yang panjang.
Zarah nikel Raney katil tetap yang tidak diaktifkan berwarna putih kelabu, dan selepas kepekatan tertentu larut lesap alkali cecair, ia menjadi zarah kelabu hitam atau hitam, terutamanya digunakan dalam reaktor katil tetap.
① Pemangkin yang disokong kuprum untuk sintesis butynediol daripada asetilena dan formaldehid
Di bawah tindakan pemangkin bismut kuprum yang disokong, formaldehid bertindak balas dengan asetilena untuk menghasilkan 1,4-butynediol, pada suhu tindak balas 92-100 ℃ dan tekanan 85-106 kPa. Mangkin muncul sebagai serbuk hitam.
② Pemangkin untuk penghidrogenan butynediol kepada BDO
Proses ISP menggunakan dua peringkat penghidrogenan. Peringkat pertama menggunakan serbuk aloi aluminium nikel sebagai pemangkin, dan penghidrogenan tekanan rendah menukar BYD kepada BED dan BDO. Selepas pengasingan, peringkat kedua ialah penghidrogenan tekanan tinggi menggunakan nikel yang dimuatkan sebagai mangkin untuk menukar BED kepada BDO.
Pemangkin penghidrogenan primer: pemangkin nikel Raney serbuk
Pemangkin penghidrogenan primer: Serbuk Raney nikel mangkin. Pemangkin ini digunakan terutamanya dalam bahagian penghidrogenan tekanan rendah proses ISP, untuk penyediaan produk BDO. Ia mempunyai ciri-ciri aktiviti yang tinggi, selektiviti yang baik, kadar penukaran dan kelajuan penyelesaian yang cepat. Komponen utama ialah nikel, aluminium, dan molibdenum.
Pemangkin penghidrogenan primer: pemangkin penghidrogenan aloi aluminium serbuk nikel
Pemangkin memerlukan aktiviti tinggi, kekuatan tinggi, kadar penukaran tinggi 1,4-butynediol, dan kurang produk sampingan.
Pemangkin penghidrogenan sekunder
Ia adalah pemangkin yang disokong dengan alumina sebagai pembawa dan nikel dan tembaga sebagai komponen aktif. Keadaan berkurangan disimpan di dalam air. Pemangkin mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, kehilangan geseran yang rendah, kestabilan kimia yang baik, dan mudah untuk diaktifkan. Zarah berbentuk semanggi hitam dalam rupa.
Kes Aplikasi Pemangkin
Digunakan untuk BYD menjana BDO melalui penghidrogenan mangkin, digunakan pada unit BDO 100000 tan. Dua set reaktor katil tetap beroperasi secara serentak, satu ialah JHG-20308, dan satu lagi adalah pemangkin yang diimport.
Saringan: Semasa saringan serbuk halus, didapati pemangkin katil tetap JHG-20308 menghasilkan serbuk halus yang kurang daripada mangkin yang diimport.
Pengaktifan: Pengaktifan Mangkin Kesimpulan: Keadaan pengaktifan kedua-dua mangkin adalah sama. Daripada data, kadar dealuminasi, perbezaan suhu masuk dan keluar, dan tindak balas pengaktifan pelepasan haba aloi pada setiap peringkat pengaktifan adalah sangat konsisten.
Suhu: Suhu tindak balas pemangkin JHG-20308 tidak jauh berbeza daripada pemangkin yang diimport, tetapi mengikut titik pengukuran suhu, pemangkin JHG-20308 mempunyai aktiviti yang lebih baik daripada pemangkin yang diimport.
Kekotoran: Daripada data pengesanan larutan mentah BDO pada peringkat awal tindak balas, JHG-20308 mempunyai sedikit kekotoran dalam produk siap berbanding pemangkin yang diimport, terutamanya dicerminkan dalam kandungan n-butanol dan HBA.
Secara keseluruhan, prestasi pemangkin JHG-20308 adalah stabil, tanpa produk sampingan tinggi yang jelas, dan prestasinya pada asasnya sama atau lebih baik daripada pemangkin yang diimport.
Proses pengeluaran pemangkin aluminium nikel katil tetap
(1) Peleburan: Aloi aluminium nikel dicairkan pada suhu tinggi dan kemudian dibuang ke dalam bentuk.
(2) Menghancurkan: Blok aloi dihancurkan menjadi zarah kecil melalui peralatan penghancuran.
(3) Saringan: Saringan keluar zarah dengan saiz zarah yang layak.
(4) Pengaktifan: Kawal kepekatan tertentu dan kadar aliran alkali cecair untuk mengaktifkan zarah dalam menara tindak balas.
(5) Penunjuk pemeriksaan: kandungan logam, pengedaran saiz zarah, kekuatan penghancuran mampatan, ketumpatan pukal, dsb.
Masa siaran: Sep-11-2023
