BDO, también conocido como 1,4-butanodiol, es una importante materia prima orgánica y fina química básica. BDO se puede preparar a través del método de aldehído de acetileno, método de anhídrido maleico, método de alcohol de propileno y método de butadieno. El método de acetileno aldehído es el principal método industrial para preparar BDO debido a sus ventajas de costo y proceso. El acetileno y el formaldehído se condensan primero para producir 1,4-butiniol (BYD), que se hidrogenado aún más para obtener BDO.
Bajo alta presión (13.8 ~ 27.6 MPa) y condiciones de 250 ~ 350 ℃, el acetileno reacciona con formaldehído en presencia de un catalizador (generalmente acetileno cuproso y bismuto en un soporte de sílice), y luego el intermedio 1,4-butinediol se hidrogenado a BDO usando un catalizador de níquel raney. La característica del método clásico es que el catalizador y el producto no necesitan separarse, y el costo operativo es bajo. Sin embargo, el acetileno tiene una alta presión parcial y un riesgo de explosión. El factor de seguridad del diseño del reactor es tan alto como 12-20 veces, y el equipo es grande y costoso, lo que resulta en una alta inversión; El acetileno se polimerizará para producir poliacetileno, lo que desactiva el catalizador y bloquea la tubería, lo que resulta en un ciclo de producción acortado y una producción reducida.
En respuesta a las deficiencias y deficiencias de los métodos tradicionales, los equipos de reacción y los catalizadores del sistema de reacción se optimizaron para reducir la presión parcial del acetileno en el sistema de reacción. Este método se ha utilizado ampliamente tanto a nivel nacional como internacional. Al mismo tiempo, la síntesis de BYD se lleva a cabo utilizando una cama de lodo o una cama suspendida. El método de acetileno aldehído BYD Hydrogenation produce BDO, y actualmente los procesos ISP e Invista son los más utilizados en China.
① Síntesis de butinodiol de acetileno y formaldehído utilizando catalizador de carbonato de cobre
Aplicada a la sección química de acetileno del proceso BDO en Invidia, el formaldehído reacciona con acetileno para producir 1,4-butiniol bajo la acción de un catalizador de carbonato de cobre. La temperatura de reacción es 83-94 ℃, y la presión es de 25-40 kPa. El catalizador tiene una apariencia de polvo verde.
② Catalizador para la hidrogenación de butinodiol a BDO
La sección de hidrogenación del proceso consta de dos reactores de lecho fijo de alta presión conectados en serie, con el 99% de las reacciones de hidrogenación completadas en el primer reactor. El primer y segundo catalizadores de hidrogenación son aleaciones de aluminio de níquel activado.
El níquel Renee de lecho fijo es un bloque de aleación de aluminio de níquel con tamaños de partículas que van desde 2-10 mm, alta resistencia, buena resistencia al desgaste, una gran área de superficie específica, una mejor estabilidad del catalizador y una larga vida útil.
Las partículas de níquel Raney de lecho fijo no activado son blancas grisáceas, y después de una cierta concentración de lixiviación álcali líquida, se convierten en partículas grises negras o negras, utilizadas principalmente en reactores de lecho fijo.
① Catalizador soportado por cobre para la síntesis de butinediol de acetileno y formaldehído
Bajo la acción de un catalizador de bismuto de cobre soportado, el formaldehído reacciona con acetileno para generar 1,4-butiniol, a una temperatura de reacción de 92-100 ℃ y una presión de 85-106 kPa. El catalizador aparece como un polvo negro.
② Catalizador para la hidrogenación de butinodiol a BDO
El proceso ISP adopta dos etapas de hidrogenación. La primera etapa es usar aleación de aluminio de níquel en polvo como catalizador, y la hidrogenación de baja presión convierte a BYD en cama y BDO. Después de la separación, la segunda etapa es la hidrogenación de alta presión usando el níquel cargado como catalizador para convertir el lecho en BDO.
Catalizador de hidrogenación primaria: catalizador de níquel Raney en polvo
Catalizador de hidrogenación primaria: catalizador de níquel Raney en polvo. Este catalizador se usa principalmente en la sección de hidrogenación de baja presión del proceso ISP, para la preparación de productos BDO. Tiene las características de alta actividad, buena selectividad, tasa de conversión y velocidad de asentamiento rápida. Los componentes principales son níquel, aluminio y molibdeno.
Catalizador de hidrogenación primaria: catalizador de hidrogenación de aleación de aluminio de níquel en polvo
El catalizador requiere alta actividad, alta resistencia, alta tasa de conversión de 1,4-butinediol y menos subproductos.
Catalizador de hidrogenación secundaria
Es un catalizador compatible con alúmina como portador y níquel y cobre como componentes activos. El estado reducido se almacena en agua. El catalizador tiene alta resistencia mecánica, baja pérdida de fricción, buena estabilidad química y es fácil de activar. Partículas en forma de trébol negro en apariencia.
Casos de aplicación de catalizadores
Utilizado para BYD para generar BDO a través de la hidrogenación del catalizador, aplicado a una unidad BDO de 100000 toneladas. Dos conjuntos de reactores de lecho fijo funcionan simultáneamente, uno es JHG-20308 y el otro es un catalizador importado.
Detección: durante la detección de polvo fino, se descubrió que el catalizador de lecho fijo JHG-20308 produjo menos polvo fino que el catalizador importado.
Activación: Conclusión de activación del catalizador: las condiciones de activación de los dos catalizadores son las mismas. A partir de los datos, la tasa de oferta, la diferencia de temperatura de entrada y salida y la liberación de calor de reacción de activación de la aleación en cada etapa de activación son muy consistentes.
Temperatura: La temperatura de reacción del catalizador JHG-20308 no es significativamente diferente de la del catalizador importado, pero de acuerdo con los puntos de medición de temperatura, el catalizador JHG-20308 tiene una mejor actividad que el catalizador importado.
Impurezas: a partir de los datos de detección de la solución de crudo BDO en la etapa temprana de la reacción, JHG-20308 tiene un poco menos de impurezas en el producto terminado en comparación con los catalizadores importados, reflejado principalmente en el contenido de N-butanol y HBA.
En general, el rendimiento del catalizador JHG-20308 es estable, sin subproductos altos obvios, y su rendimiento es básicamente el mismo o incluso mejor que el de los catalizadores importados.
Proceso de producción del catalizador de aluminio de níquel de lecho fijo
(1) Fiesta: la aleación de aluminio de níquel se derrite a alta temperatura y luego se pone en forma.
(2) Aplastamiento: los bloques de aleación se trituran en pequeñas partículas a través de equipos de trituración.
(3) Detección: detección de partículas con tamaño de partícula calificado.
(4) Activación: controle una cierta concentración y caudal de álcali líquido para activar las partículas en la torre de reacción.
(5) Indicadores de inspección: contenido de metal, distribución del tamaño de partícula, resistencia a la trituración de compresión, densidad de granel, etc.
Tiempo de publicación: septiembre-11-2023
