BDO, juga dikenal sebagai 1,4-butanediol, adalah bahan baku kimia dasar organik dan halus yang penting. BDO dapat dibuat melalui metode asetilen aldehida, metode maleat anhidrida, metode propilena alkohol, dan metode butadiena. Metode asetilen aldehida adalah metode industri utama untuk menyiapkan BDO karena keunggulan biaya dan prosesnya. Asetilena dan formaldehida pertama-tama dikondensasi untuk menghasilkan 1,4-butynediol (BYD), yang selanjutnya dihidrogenasi untuk mendapatkan BDO.
Di bawah tekanan tinggi (13,8~27,6 MPa) dan kondisi 250~350 ℃, asetilena bereaksi dengan formaldehida dengan adanya katalis (biasanya asetilena tembaga dan bismut pada penyangga silika), dan kemudian zat antara 1,4-butynediol dihidrogenasi menjadi BDO menggunakan katalis nikel Raney. Ciri-ciri metode klasik adalah katalis dan produk tidak perlu dipisahkan, dan biaya pengoperasiannya rendah. Namun asetilena memiliki tekanan parsial yang tinggi dan risiko ledakan. Faktor keamanan desain reaktor mencapai 12-20 kali lipat, dan peralatannya besar serta mahal, sehingga memerlukan investasi yang tinggi; Asetilena akan berpolimerisasi untuk menghasilkan poliasetilen, yang menonaktifkan katalis dan menyumbat saluran pipa, sehingga siklus produksi menjadi lebih pendek dan output berkurang.
Menanggapi kekurangan dan kekurangan metode tradisional, peralatan reaksi dan katalis dari sistem reaksi dioptimalkan untuk mengurangi tekanan parsial asetilena dalam sistem reaksi. Cara ini telah banyak digunakan baik di dalam negeri maupun internasional. Pada saat yang sama, sintesis BYD dilakukan dengan menggunakan lapisan lumpur atau lapisan gantung. Metode hidrogenasi asetilen aldehida BYD menghasilkan BDO, dan saat ini proses ISP dan INVISTA adalah yang paling banyak digunakan di Tiongkok.
① Sintesis butynediol dari asetilena dan formaldehida menggunakan katalis tembaga karbonat
Diterapkan pada bagian kimia asetilena dari proses BDO di INVIDIA, formaldehida bereaksi dengan asetilena menghasilkan 1,4-butynediol di bawah aksi katalis tembaga karbonat. Suhu reaksi 83-94 ℃, dan tekanan 25-40 kPa. Katalis mempunyai penampakan bubuk hijau.
② Katalis untuk hidrogenasi butynediol menjadi BDO
Bagian hidrogenasi dari proses ini terdiri dari dua reaktor unggun tetap bertekanan tinggi yang dihubungkan secara seri, dengan 99% reaksi hidrogenasi diselesaikan di reaktor pertama. Katalis hidrogenasi pertama dan kedua adalah paduan aluminium nikel teraktivasi.
Fixed bed Renee nickel adalah blok paduan aluminium nikel dengan ukuran partikel berkisar antara 2-10mm, kekuatan tinggi, ketahanan aus yang baik, luas permukaan spesifik yang besar, stabilitas katalis yang lebih baik, dan masa pakai yang lama.
Partikel nikel Raney unggun tetap yang tidak aktif berwarna putih keabu-abuan, dan setelah pencucian alkali cair dengan konsentrasi tertentu, menjadi partikel hitam atau abu-abu hitam, terutama digunakan dalam reaktor unggun tetap.
① Katalis yang didukung tembaga untuk sintesis butynediol dari asetilena dan formaldehida
Di bawah aksi katalis bismut tembaga yang didukung, formaldehida bereaksi dengan asetilena menghasilkan 1,4-butynediol, pada suhu reaksi 92-100 ℃ dan tekanan 85-106 kPa. Katalis muncul sebagai bubuk hitam.
② Katalis untuk hidrogenasi butynediol menjadi BDO
Proses ISP mengadopsi dua tahap hidrogenasi. Tahap pertama menggunakan bubuk paduan aluminium nikel sebagai katalis, dan hidrogenasi tekanan rendah mengubah BYD menjadi BED dan BDO. Setelah pemisahan, tahap kedua adalah hidrogenasi tekanan tinggi menggunakan nikel sebagai katalis untuk mengubah BED menjadi BDO.
Katalis hidrogenasi primer: katalis nikel Raney bubuk
Katalis hidrogenasi primer: Katalis nikel bubuk Raney. Katalis ini terutama digunakan pada bagian hidrogenasi tekanan rendah pada proses ISP, untuk pembuatan produk BDO. Ini memiliki karakteristik aktivitas tinggi, selektivitas yang baik, tingkat konversi, dan kecepatan penyelesaian yang cepat. Komponen utamanya adalah nikel, aluminium, dan molibdenum.
Katalis hidrogenasi primer: katalis hidrogenasi paduan aluminium nikel bubuk
Katalis memerlukan aktivitas tinggi, kekuatan tinggi, tingkat konversi 1,4-butynediol yang tinggi, dan produk samping yang lebih sedikit.
Katalis hidrogenasi sekunder
Ini adalah katalis pendukung dengan alumina sebagai pembawa dan nikel dan tembaga sebagai komponen aktif. Keadaan tereduksi disimpan dalam air. Katalis memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, kehilangan gesekan yang rendah, stabilitas kimia yang baik, dan mudah diaktifkan. Partikelnya berbentuk semanggi hitam.
Kasus Penerapan Katalis
Digunakan untuk BYD untuk menghasilkan BDO melalui hidrogenasi katalis, diterapkan pada unit BDO 100.000 ton. Dua set reaktor unggun tetap beroperasi secara bersamaan, satu adalah JHG-20308, dan yang lainnya adalah katalis impor.
Penyaringan: Selama penyaringan serbuk halus, ditemukan bahwa katalis unggun tetap JHG-20308 menghasilkan bubuk halus lebih sedikit dibandingkan katalis impor.
Aktivasi: Aktivasi Katalis Kesimpulan: Kondisi aktivasi kedua katalis adalah sama. Dari data yang diperoleh, laju dealuminasi, perbedaan suhu masuk dan keluar, serta pelepasan panas reaksi aktivasi paduan pada setiap tahap aktivasi sangat konsisten.
Suhu: Suhu reaksi katalis JHG-20308 tidak berbeda nyata dengan katalis impor, namun menurut titik pengukuran suhu, katalis JHG-20308 memiliki aktivitas yang lebih baik dibandingkan katalis impor.
Pengotor: Dari data deteksi larutan mentah BDO pada tahap awal reaksi, JHG-20308 memiliki pengotor yang sedikit lebih sedikit pada produk jadi dibandingkan dengan katalis impor, terutama tercermin pada kandungan n-butanol dan HBA.
Secara keseluruhan, kinerja katalis JHG-20308 stabil, tanpa produk sampingan yang tinggi, dan kinerjanya pada dasarnya sama atau bahkan lebih baik dibandingkan katalis impor.
Proses produksi katalis aluminium nikel fixed bed
(1) Peleburan: Paduan aluminium nikel dilebur pada suhu tinggi dan kemudian dibentuk.
(2) Penghancuran: Blok paduan dihancurkan menjadi partikel kecil melalui peralatan penghancur.
(3) Penyaringan: Menyaring partikel dengan ukuran partikel yang memenuhi syarat.
(4) Aktivasi: Kontrol konsentrasi dan laju aliran alkali cair tertentu untuk mengaktifkan partikel di menara reaksi.
(5) Indikator inspeksi: kandungan logam, distribusi ukuran partikel, kekuatan penghancur tekan, kepadatan curah, dll.
Waktu posting: 11 Sep-2023
