کاربرد کاتالیزورها در تولید BDO

BDO، همچنین به عنوان 1،4-butanediol شناخته می شود، یک ماده اولیه آلی و مواد اولیه شیمیایی خوب است. BDO را می توان از طریق روش استیلن آلدهید، روش انیدرید مالئیک، روش پروپیلن الکل و روش بوتادین تهیه کرد. روش استیلن آلدهیدی به دلیل مزیت های هزینه و فرآیند، روش اصلی صنعتی برای تهیه BDO است. استیلن و فرمالدئید ابتدا متراکم می شوند و 1،4-بوتین دیول (BYD) تولید می شود که برای بدست آوردن BDO بیشتر هیدروژنه می شود.

تحت فشار بالا (13.8 ~ 27.6 مگاپاسکال) و شرایط 250 ~ 350 ℃، استیلن با فرمالدئید در حضور یک کاتالیزور (معمولاً استیلن مسی و بیسموت روی یک تکیه گاه سیلیسی) واکنش می دهد و سپس 1،4-بوتین دیول میانی هیدروژنه می شود. به BDO با استفاده از کاتالیزور نیکل Raney. ویژگی روش کلاسیک این است که کاتالیزور و محصول نیازی به جداسازی ندارند و هزینه عملیاتی پایین است. با این حال، استیلن دارای فشار جزئی بالا و خطر انفجار است. ضریب ایمنی طراحی راکتور به اندازه 12-20 برابر است و تجهیزات بزرگ و گران است و در نتیجه سرمایه گذاری بالایی دارد. استیلن پلیمریزه می شود و پلی استیلن تولید می کند که کاتالیزور را غیرفعال می کند و خط لوله را مسدود می کند و در نتیجه چرخه تولید کوتاه شده و خروجی کاهش می یابد.

در پاسخ به کاستی ها و کاستی های روش های سنتی، تجهیزات واکنش و کاتالیزورهای سیستم واکنش بهینه سازی شد تا فشار جزئی استیلن در سیستم واکنش کاهش یابد. این روش هم در داخل و هم در سطح بین المللی بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در همان زمان، سنتز BYD با استفاده از یک بستر لجن یا یک بستر معلق انجام می شود. روش استیلن آلدهید هیدروژناسیون BYD باعث تولید BDO می شود و در حال حاضر فرآیندهای ISP و INVISTA بیشترین استفاده را در چین دارند.

① سنتز بوتین دیول از استیلن و فرمالدئید با استفاده از کاتالیزور کربنات مس

فرمالدئید که در بخش شیمیایی استیلن فرآیند BDO در INVIDIA اعمال می شود، با استیلن واکنش می دهد و 1،4- بوتین دیول را تحت تأثیر کاتالیزور کربنات مس تولید می کند. دمای واکنش 83-94 ℃ و فشار 25-40 کیلو پاسکال است. کاتالیزور ظاهر پودری سبز رنگ دارد.

② کاتالیزور هیدروژنه کردن بوتین دیول به BDO

بخش هیدروژناسیون فرآیند شامل دو راکتور بستر ثابت فشار بالا است که به صورت سری به هم متصل شده‌اند و 99 درصد از واکنش‌های هیدروژناسیون در راکتور اول تکمیل شده‌اند. کاتالیزورهای هیدروژناسیون اول و دوم آلیاژهای آلومینیوم نیکل فعال هستند.

تخت ثابت Renee نیکل یک بلوک آلیاژ آلومینیوم نیکل با اندازه ذرات از 2 تا 10 میلی متر، استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش خوب، سطح ویژه بزرگ، پایداری کاتالیزور بهتر و عمر طولانی است.

ذرات نیکل با بستر ثابت غیرفعال نشده، سفید مایل به خاکستری هستند و پس از غلظت معینی از شستشوی قلیایی مایع، به ذرات خاکستری سیاه یا سیاه تبدیل می شوند که عمدتاً در راکتورهای بستر ثابت استفاده می شود.

① کاتالیزور پشتیبان مس برای سنتز بوتین دیول از استیلن و فرمالدئید

تحت عمل کاتالیزور بیسموت مسی، فرمالدئید با استیلن واکنش می دهد و 1،4-بوتین دیول تولید می کند، در دمای واکنش 92-100 درجه سانتیگراد و فشار 85-106 کیلو پاسکال. کاتالیزور به صورت پودر سیاه ظاهر می شود.

② کاتالیزور هیدروژنه کردن بوتین دیول به BDO

فرآیند ISP دو مرحله هیدروژناسیون را اتخاذ می کند. مرحله اول استفاده از پودر آلیاژ آلومینیوم نیکل به عنوان کاتالیزور است و هیدروژناسیون کم فشار BYD را به BED و BDO تبدیل می کند. پس از جداسازی، مرحله دوم هیدروژناسیون با فشار بالا با استفاده از نیکل بارگذاری شده به عنوان کاتالیزور برای تبدیل BED به BDO است.

کاتالیزور هیدروژناسیون اولیه: کاتالیزور نیکل پودری Raney

کاتالیزور هیدروژناسیون اولیه: کاتالیزور نیکل پودر Raney. این کاتالیزور عمدتاً در بخش هیدروژناسیون کم فشار فرآیند ISP برای تهیه محصولات BDO استفاده می شود. دارای ویژگی های فعالیت بالا، گزینش پذیری خوب، نرخ تبدیل و سرعت ته نشینی سریع است. اجزای اصلی نیکل، آلومینیوم و مولیبدن هستند.

کاتالیزور هیدروژناسیون اولیه: کاتالیزور هیدروژناسیون آلیاژ آلومینیوم پودر نیکل

کاتالیزور به فعالیت بالا، استحکام بالا، نرخ تبدیل بالای 1،4-بوتین دیول و محصولات جانبی کمتری نیاز دارد.

کاتالیزور هیدروژناسیون ثانویه

این یک کاتالیزور پشتیبانی شده با آلومینا به عنوان حامل و نیکل و مس به عنوان اجزای فعال است. حالت کاهش یافته در آب ذخیره می شود. کاتالیزور دارای استحکام مکانیکی بالا، اتلاف اصطکاک کم، پایداری شیمیایی خوب است و به راحتی فعال می شود. ذرات شبدر سیاه در ظاهر.

موارد کاربردی کاتالیزورها

برای BYD برای تولید BDO از طریق هیدروژنه کردن کاتالیزور، به کار رفته در واحد 100000 تنی BDO استفاده می شود. دو مجموعه از راکتورهای بستر ثابت به طور همزمان کار می کنند، یکی JHG-20308 و دیگری کاتالیزور وارداتی است.

غربالگری: در طول غربالگری پودر ریز، مشخص شد که کاتالیزور بستر ثابت JHG-20308 پودر ریز کمتری نسبت به کاتالیزور وارداتی تولید می کند.

فعال سازی: فعال سازی کاتالیست نتیجه گیری: شرایط فعال سازی دو کاتالیزور یکسان است. از داده‌ها، نرخ دآلومیناسیون، اختلاف دمای ورودی و خروجی، و انتشار گرمای واکنش فعال‌سازی آلیاژ در هر مرحله از فعال‌سازی بسیار سازگار است.

دما: دمای واکنش کاتالیزور JHG-20308 تفاوت قابل توجهی با کاتالیزور وارداتی ندارد، اما با توجه به نقاط اندازه گیری دما، کاتالیزور JHG-20308 فعالیت بهتری نسبت به کاتالیزور وارداتی دارد.

ناخالصی ها: از داده های تشخیص محلول خام BDO در مرحله اولیه واکنش، JHG-20308 ناخالصی های کمی کمتر در محصول نهایی در مقایسه با کاتالیزورهای وارداتی دارد که عمدتاً در محتوای n-بوتانول و HBA منعکس می شود.

به طور کلی، عملکرد کاتالیزور JHG-20308 پایدار است و هیچ محصول جانبی واضحی ندارد و عملکرد آن اساساً یکسان یا حتی بهتر از کاتالیزورهای وارداتی است.

فرآیند تولید کاتالیزور آلومینیوم نیکل بستر ثابت

(1) ذوب: آلیاژ آلومینیوم نیکل در دمای بالا ذوب می شود و سپس به شکل ریخته می شود.

(2) خرد کردن: بلوک های آلیاژی از طریق تجهیزات خرد کردن به ذرات کوچک خرد می شوند.

(3) غربالگری: غربال کردن ذرات با اندازه ذرات واجد شرایط.

(4) فعال سازی: غلظت و سرعت جریان خاصی از قلیایی مایع را برای فعال کردن ذرات در برج واکنش کنترل کنید.

(5) شاخص های بازرسی: محتوای فلز، توزیع اندازه ذرات، مقاومت فشاری خرد کردن، چگالی ظاهری و غیره.