Կատալիզատորների կիրառումը BDO արտադրության մեջ

BDO-ն, որը նաև հայտնի է որպես 1,4-բուտանեդիոլ, կարևոր հիմնական օրգանական և նուրբ քիմիական հումք է: BDO-ն կարող է պատրաստվել ացետիլենալդեհիդի, մալեյնային անհիդրիդի, պրոպիլենային ալկոհոլի և բութադիենի մեթոդի միջոցով: Ացետիլենալդեհիդային մեթոդը BDO-ի պատրաստման հիմնական արդյունաբերական մեթոդն է՝ շնորհիվ իր արժեքի և գործընթացի առավելությունների: Ացետիլենը և ֆորմալդեհիդը սկզբում խտացվում են՝ առաջացնելով 1,4-բուտինեդիոլ (BYD), որը հետագայում հիդրոգենացվում է BDO ստանալու համար։

Բարձր ճնշման (13,8 ~ 27,6 ՄՊա) և 250 ~ 350 ℃ պայմաններում ացետիլենը փոխազդում է ֆորմալդեհիդի հետ կատալիզատորի առկայության դեպքում (սովորաբար պղնձաձև ացետիլեն և բիսմութ՝ սիլիցիումի հենքի վրա), այնուհետև միջանկյալ 1,4-բուտինադիոլը ջրածնացվում է։ BDO-ին՝ օգտագործելով Raney նիկելի կատալիզատոր: Դասական մեթոդի առանձնահատկությունն այն է, որ կատալիզատորն ու արտադրանքը առանձնացնելու կարիք չունեն, իսկ գործառնական արժեքը ցածր է։ Այնուամենայնիվ, ացետիլենն ունի բարձր մասնակի ճնշում և պայթյունի վտանգ: Ռեակտորի նախագծման անվտանգության գործոնը 12-20 անգամ բարձր է, իսկ սարքավորումները մեծ են և թանկ, ինչը հանգեցնում է մեծ ներդրումների. Ացետիլենը պոլիմերանալու է՝ արտադրելով պոլիացետիլեն, որն անջատում է կատալիզատորը և արգելափակում խողովակաշարը, ինչի արդյունքում արտադրական ցիկլը կրճատվում է և արտադրությունը նվազում է:

Ի պատասխան ավանդական մեթոդների թերությունների և թերությունների, ռեակցիայի համակարգի ռեակցիոն սարքավորումները և կատալիզատորները օպտիմիզացվել են՝ ռեակցիոն համակարգում ացետիլենի մասնակի ճնշումը նվազեցնելու համար։ Այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է ինչպես ներքին, այնպես էլ միջազգային մակարդակում: Միևնույն ժամանակ, BYD-ի սինթեզն իրականացվում է տիղմի կամ կախովի մահճակալի միջոցով: Ացետիլենալդեհիդային մեթոդը BYD-ի հիդրոգենացումն արտադրում է BDO, և ներկայումս ISP և INVISTA պրոցեսները ամենաշատը կիրառվում են Չինաստանում:

① Բուտինադիոլի սինթեզ ացետիլենից և ֆորմալդեհիդից՝ օգտագործելով պղնձի կարբոնատ կատալիզատոր

Կիրառվելով INVIDIA-ում BDO գործընթացի ացետիլենային քիմիական հատվածի վրա՝ ֆորմալդեհիդը փոխազդում է ացետիլենի հետ՝ պղնձի կարբոնատ կատալիզատորի ազդեցության տակ արտադրելով 1,4-բուտինեդիոլ: Ռեակցիայի ջերմաստիճանը 83-94 ℃ է, իսկ ճնշումը՝ 25-40 կՊա։ Կատալիզատորն ունի կանաչ փոշու տեսք:

② կատալիզատոր բուտինադիոլի հիդրոգենացման համար BDO

Գործընթացի հիդրոգենացման հատվածը բաղկացած է երկու բարձր ճնշման ֆիքսված հունով ռեակտորներից, որոնք միացված են հաջորդաբար, իսկ առաջին ռեակտորում ավարտված է հիդրոգենացման ռեակցիաների 99%-ը։ Առաջին և երկրորդ հիդրոգենացման կատալիզատորները ակտիվացված նիկելային ալյումինի համաձուլվածքներ են:

Ֆիքսված մահճակալ Renee nickel-ը նիկելային ալյումինե համաձուլվածքի բլոկ է, որի մասնիկների չափերը տատանվում են 2-10 մմ-ից, բարձր ուժով, լավ մաշվածության դիմադրությամբ, մեծ հատուկ մակերեսով, ավելի լավ կատալիզատորի կայունությամբ և երկար սպասարկման ժամկետով:

Չակտիվացված ֆիքսված անկողնով Raney նիկելի մասնիկները մոխրագույն սպիտակ են, և հեղուկ ալկալիների տարրալվացման որոշակի կոնցենտրացիայից հետո դրանք դառնում են սև կամ սև մոխրագույն մասնիկներ, որոնք հիմնականում օգտագործվում են ֆիքսված հունով ռեակտորներում:

① ացետիլենից և ֆորմալդեհիդից բուտինադիոլի սինթեզի համար պղնձով հենված կատալիզատոր

Պղնձի բիսմութային կատալիզատորի ազդեցության տակ ֆորմալդեհիդը փոխազդում է ացետիլենի հետ՝ առաջացնելով 1,4-բուտինեդիոլ՝ 92-100 ℃ ռեակցիայի ջերմաստիճանում և 85-106 կՊա ճնշման դեպքում: Կատալիզատորը հայտնվում է որպես սև փոշի:

② կատալիզատոր բուտինադիոլի հիդրոգենացման համար BDO

ISP գործընթացը ընդունում է հիդրոգենացման երկու փուլ. Առաջին փուլը փոշիացված նիկել ալյումինի համաձուլվածքի օգտագործումն է որպես կատալիզատոր, իսկ ցածր ճնշման հիդրոգենացումը BYD-ը վերածում է BED-ի և BDO-ի: Բաժանումից հետո երկրորդ փուլը բարձր ճնշման հիդրոգենացումն է՝ օգտագործելով լիցքավորված նիկելը որպես կատալիզատոր՝ BED-ը BDO-ի վերածելու համար:

Առաջնային հիդրոգենացման կատալիզատոր՝ փոշիացված Raney նիկելի կատալիզատոր

Առաջնային հիդրոգենացման կատալիզատոր՝ փոշի Raney նիկելի կատալիզատոր: Այս կատալիզատորը հիմնականում օգտագործվում է ISP գործընթացի ցածր ճնշման հիդրոգենացման բաժնում՝ BDO արտադրանքի պատրաստման համար։ Այն ունի բարձր ակտիվության, լավ ընտրողականության, փոխակերպման արագության և արագ կարգավորման արագության բնութագրերը: Հիմնական բաղադրիչներն են նիկելը, ալյումինը և մոլիբդենը։

Առաջնային հիդրոգենացման կատալիզատոր՝ փոշի նիկելի ալյումինի համաձուլվածքի հիդրոգենացման կատալիզատոր

Կատալիզատորը պահանջում է բարձր ակտիվություն, բարձր ուժ, 1,4-բուտինեդիոլի բարձր փոխակերպման արագություն և ավելի քիչ ենթամթերք:

Երկրորդային հիդրոգենացման կատալիզատոր

Այն աջակցվող կատալիզատոր է՝ կավահողը՝ որպես կրող, իսկ նիկելն ու պղինձը՝ որպես ակտիվ բաղադրիչներ: Կրճատված վիճակը պահվում է ջրի մեջ: Կատալիզատորն ունի բարձր մեխանիկական ուժ, ցածր շփման կորուստ, լավ քիմիական կայունություն և հեշտ է ակտիվացնել: Արտաքին տեսքով սև երեքնուկի ձևավորված մասնիկներ:

Կատալիզատորների կիրառման դեպքեր

Օգտագործվում է BYD-ի համար՝ կատալիզատորի հիդրոգենացման միջոցով BDO առաջացնելու համար, որը կիրառվում է 100000 տոննա BDO միավորի վրա: Միաժամանակ գործում են ֆիքսված հունով ռեակտորների երկու լրակազմ, մեկը JHG-20308 է, իսկ մյուսը՝ ներմուծվող կատալիզատոր։

Զննում. Նուրբ փոշու զննման ժամանակ պարզվել է, որ JHG-20308 ֆիքսված անկողնային կատալիզատորը արտադրում է ավելի քիչ նուրբ փոշի, քան ներմուծված կատալիզատորը:

Ակտիվացում. կատալիզատորի ակտիվացում Եզրակացություն. Երկու կատալիզատորների ակտիվացման պայմանները նույնն են: Տվյալներից ստացվում է, որ դելումինացիայի արագությունը, մուտքի և ելքի ջերմաստիճանի տարբերությունը և խառնուրդի ակտիվացման ռեակցիայի ջերմության արտազատումը ակտիվացման յուրաքանչյուր փուլում շատ համահունչ են:

Ջերմաստիճան. JHG-20308 կատալիզատորի ռեակցիայի ջերմաստիճանը էականորեն չի տարբերվում ներմուծվող կատալիզատորի ջերմաստիճանից, սակայն ըստ ջերմաստիճանի չափման կետերի՝ JHG-20308 կատալիզատորն ավելի լավ ակտիվություն ունի, քան ներմուծված կատալիզատորը:

Կեղտաջրեր. Ռեակցիայի սկզբնական փուլում BDO հում լուծույթի հայտնաբերման տվյալներից ելնելով, JHG-20308-ը պատրաստի արտադրանքում մի փոքր ավելի քիչ կեղտեր ունի՝ համեմատած ներմուծված կատալիզատորների հետ, որոնք հիմնականում արտացոլված են n-բուտանոլի և HBA-ի պարունակության մեջ:

Ընդհանուր առմամբ, JHG-20308 կատալիզատորի աշխատանքը կայուն է, առանց ակնհայտ բարձր կողմնակի արտադրանքների, և դրա կատարումը հիմնականում նույնն է կամ նույնիսկ ավելի լավը, քան ներմուծվող կատալիզատորներինը:

Ֆիքսված մահճակալի նիկել ալյումինե կատալիզատորի արտադրության գործընթացը

(1) Ձուլում. Նիկելի ալյումինի համաձուլվածքը հալեցնում են բարձր ջերմաստիճանում, այնուհետև ձևավորվում:

(2) Ջարդում. խառնուրդի բլոկները մանրացված են մանր մասնիկների մեջ ջախջախիչ սարքավորումների միջոցով:

(3) Զննում. որակյալ մասնիկների չափսերով մասնիկների զննում:

(4) Ակտիվացում. Վերահսկեք հեղուկ ալկալիի որոշակի կոնցենտրացիան և հոսքի արագությունը՝ ռեակցիայի աշտարակում մասնիկները ակտիվացնելու համար:

(5) Ստուգման ցուցիչներ՝ մետաղի պարունակություն, մասնիկների չափի բաշխում, սեղմման ջարդման ուժ, զանգվածային խտություն և այլն: