BDO, och bekannt als 1,4-Butandiol, ass e wichtegt organescht a feinchemescht Basisrohmaterial. BDO kann iwwer d'Acetylenaldehydmethod, d'Maleinsäureanhydridmethod, d'Propylenalkoholmethod an d'Butadienmethod hiergestallt ginn. D'Acetylenaldehydmethod ass déi wichtegst industriell Method fir d'Hierstellung vu BDO wéinst hire Käschten- a Prozessvirdeeler. Acetylen a Formaldehyd ginn als éischt kondenséiert fir 1,4-Butandiol (BYD) ze produzéieren, wat weider hydréiert gëtt fir BDO ze kréien.
Ënner héijem Drock (13,8~27,6 MPa) a Konditioune vun 250~350 ℃ reagéiert Acetylen mat Formaldehyd a Präsenz vun engem Katalysator (normalerweis Kupferacetylen a Wismut op engem Siliziumdioxid-Traiter), an duerno gëtt den Zwëschenprodukt 1,4-Butynediol mat Hëllef vun engem Raney-Nickel-Katalysator zu BDO hydréiert. D'Charakteristik vun der klassescher Method ass, datt de Katalysator an d'Produkt net getrennt musse ginn, an d'Betribskäschte niddreg sinn. Acetylen huet awer en héije Partialdrock an e Risiko vun Explosioun. De Sécherheetsfaktor vum Reaktordesign ass bis zu 12-20 Mol héich, an d'Ausrüstung ass grouss an deier, wat zu héijen Investitiounen féiert; Acetylen polymeriséiert fir Polyacetylen ze produzéieren, wat de Katalysator deaktivéiert an d'Pipeline blockéiert, wat zu engem verkierzten Produktiounszyklus an enger reduzéierter Leeschtung féiert.
Als Äntwert op d'Mängel an d'Nichte vun traditionelle Methoden goufen d'Reaktiounsausrüstung an d'Katalysatoren vum Reaktiounssystem optimiséiert fir de Partialdrock vun Acetylen am Reaktiounssystem ze reduzéieren. Dës Method gouf souwuel national wéi och international wäit verbreet benotzt. Gläichzäiteg gëtt d'Synthese vu BYD mat engem Schlammbett oder engem Suspendbett duerchgefouert. D'BYD-Hydrierung mat der Acetylenaldehydmethod produzéiert BDO, an de Moment sinn d'ISP- an INVISTA-Prozesser a China am meeschte verbreet.
① Synthese vu Butynediol aus Acetylen a Formaldehyd mat Hëllef vun engem Kupferkarbonatkatalysator
An der Acetylenchemie vum BDO-Prozess an INVIDIA reagéiert Formaldehyd mat Acetylen ënner der Wierkung vun engem Kupferkarbonatkatalysator fir 1,4-Butyndiol ze produzéieren. D'Reaktiounstemperatur ass 83-94 ℃ an den Drock ass 25-40 kPa. De Katalysator huet e gréngt pulverfërmegt Ausgesinn.
② Katalysator fir d'Hydrierung vu Butynediol zu BDO
Den Hydréierungssektioun vum Prozess besteet aus zwéi Serienschaltende Festbettreaktoren mat héijem Drock, woubäi 99% vun den Hydréierungsreaktiounen am éischte Reaktor ofgeschloss sinn. Den éischten an den zweeten Hydréierungskatalysator sinn aktivéiert Nickel-Aluminiumlegierungen.
Fixbett-Renee-Nickel ass e Block vun Néckelaluminiumlegierung mat Partikelgréissten tëscht 2 an 10 mm, héijer Festigkeit, gudder Verschleißbeständegkeet, grousser spezifescher Uewerfläch, besserer Katalysatorstabilitéit a laanger Liewensdauer.
Onaktivéiert Raney-Néckelpartikelen aus fixem Bett si growäiss, a ginn no enger gewësser Konzentratioun vu flëssegem Alkali-Auslauge zu schwaarzen oder schwaarzgroe Partikelen, déi haaptsächlech a Festbettreaktoren benotzt ginn.
① Koffergestützte Katalysator fir d'Synthese vu Butynediol aus Acetylen a Formaldehyd
Ënnert der Wierkung vun engem ënnerstëtzte Koffer-Wismut-Katalysator reagéiert Formaldehyd mat Acetylen fir 1,4-Butyn-Diol ze generéieren, bei enger Reaktiounstemperatur vun 92-100 ℃ an engem Drock vun 85-106 kPa. De Katalysator erschéngt als schwaarzt Pulver.
② Katalysator fir d'Hydrierung vu Butynediol zu BDO
Den ISP-Prozess benotzt zwou Etappen vun der Hydréierung. Déi éischt Etapp benotzt eng pulveriséiert Nickel-Aluminiumlegierung als Katalysator, an d'Hydrierung ënner Nidderdrock konvertéiert BYD a BED a BDO. No der Trennung ass déi zweet Etapp eng Héichdrockhydréierung mat beluedenem Nickel als Katalysator, fir BED a BDO ëmzewandelen.
Primäre Hydréierungskatalysator: pulveriséierte Raney-Nickelkatalysator
Primäre Hydréierungskatalysator: Pulver-Raney-Nickelkatalysator. Dëse Katalysator gëtt haaptsächlech am Nidderdrock-Hydriéierungssektioun vum ISP-Prozess fir d'Virbereedung vu BDO-Produkter benotzt. En huet d'Charakteristike vun héijer Aktivitéit, gudder Selektivitéit, Konversiounsquote a schneller Sedimentatiounsgeschwindegkeet. Déi Haaptkomponente sinn Néckel, Aluminium a Molybdän.
Primäre Hydréierungskatalysator: Pulver-Nickel-Aluminiumlegierung-Hydriéierungskatalysator
De Katalysator erfuerdert eng héich Aktivitéit, eng héich Stäerkt, eng héich Konversiounsquote vun 1,4-Butynediol a manner Nieweprodukter.
Sekundär Hydréierungskatalysator
Et ass e Katalysator mat Aluminiumoxid als Träger an Néckel a Koffer als aktiv Komponenten. Den reduzéierten Zoustand gëtt a Waasser gespäichert. De Katalysator huet eng héich mechanesch Stäerkt, e niddrege Reibungsverloscht, eng gutt chemesch Stabilitéit an ass einfach ze aktivéieren. Schwaarzkleiefërmeg Partikelen am Ausgesinn.
Uwendungsfäll vu Katalysatoren
Benotzt fir BYD fir BDO duerch Katalysatorhydréierung ze generéieren, ugewannt op eng 100000 Tonnen BDO-Eenheet. Zwee Sätz vu Festbettreaktoren funktionéieren gläichzäiteg, eng ass JHG-20308, an déi aner ass importéierte Katalysator.
Screening: Beim Screening vu Feinpulver gouf festgestallt, datt de JHG-20308 Festbettkatalysator manner Feinpulver produzéiert huet wéi den importéierte Katalysator.
Aktivéierung: Katalysatoraktivéierung Conclusioun: D'Aktivéierungsbedingunge vun den zwee Katalysatoren sinn déiselwecht. Aus den Donnéeën eraus sinn d'Dealuminatiounsquote, den Temperaturënnerscheed beim Entrée- an Auslaaf, an d'Hëtztfräisetzung vun der Aktivéierungsreaktioun vun der Legierung an all Etapp vun der Aktivéierung ganz konsequent.
Temperatur: D'Reaktiounstemperatur vum JHG-20308 Katalysator ënnerscheet sech net wesentlech vun där vum importéierte Katalysator, awer laut den Temperaturmiesspunkten huet de JHG-20308 Katalysator eng besser Aktivitéit wéi den importéierte Katalysator.
Ongereinheeten: No den Detektiounsdaten vun der BDO-Réiléisung an der fréier Phas vun der Reaktioun huet JHG-20308 liicht manner Ongereinheeten am fäerdege Produkt am Verglach mat importéierte Katalysatoren, wat sech haaptsächlech am Gehalt un n-Butanol an HBA reflektéiert.
Am Allgemengen ass d'Leeschtung vum JHG-20308 Katalysator stabil, ouni offensichtlech héich Nieweprodukter, a seng Leeschtung ass am Fong d'selwecht oder souguer besser wéi déi vun importéierte Katalysatoren.
Produktiounsprozess vu fixem Bett-Nickel-Aluminium-Katalysator
(1) Schmelzen: Eng Nickel-Aluminiumlegierung gëtt bei héijer Temperatur geschmolz an dann a Form gegoss.
(2) Zerbriechen: D'Legierungsblöcke ginn duerch Zerbriechend Ausrüstung a kleng Partikelen zerquetscht.
(3) Screening: Partikelen mat qualifizéierter Partikelgréisst erausfilteren.
(4) Aktivéierung: Kontrolléiert eng gewëssen Konzentratioun a Flossrate vu flëssegem Alkali fir d'Partikelen am Reaktiounstuerm z'aktivéieren.
(5) Inspektiounsindikatoren: Metallgehalt, Partikelgréisstverdeelung, Drockkraaft, Volumendicht, etc.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 11. September 2023
