BDO, ки бо номи 1,4-бутандиол низ маъруф аст, як ашёи хоми муҳими органикӣ ва кимиёвии нозук мебошад. BDO-ро метавон тавассути усули ацетилен алдегид, усули ангидриди малеин, усули спирти пропилен ва усули бутадиен омода кард. Усули ацетилен алдегид усули асосии саноатӣ барои тайёр кардани BDO мебошад, зеро он аз ҷиҳати арзиш ва бартариҳои равандаш фарқ мекунад. Ацетилен ва формальдегид аввал конденсатсия карда мешаванд, то 1,4-бутиндиол (BYD) ҳосил шавад, ки минбаъд барои ба даст овардани BDO гидроген карда мешавад.
Дар зери фишори баланд (13.8~27.6 МПа) ва шароити 250~350 ℃, ацетилен бо формальдегид дар ҳузури катализатор (одатан ацетилени мисин ва висмут дар такягоҳи кремний) реаксия мекунад ва сипас 1,4-бутиндиоли миёна бо истифода аз катализатори никели Raney ба BDO гидроген карда мешавад. Хусусияти усули классикӣ дар он аст, ки катализатор ва маҳсулотро ҷудо кардан лозим нест ва хароҷоти амалиётӣ паст аст. Бо вуҷуди ин, ацетилен фишори қисман баланд ва хатари таркиш дорад. Омили бехатарии тарҳи реактор то 12-20 маротиба зиёд аст ва таҷҳизот калон ва гарон аст, ки боиси сармоягузории зиёд мегардад; Ацетилен полимеризатсия мешавад ва полиацетиленро ба вуҷуд меорад, ки катализаторро ғайрифаъол мекунад ва лӯлаи онро банд мекунад, ки дар натиҷа давраи истеҳсолот кӯтоҳ ва ҳосили он кам мешавад.
Дар посух ба камбудиҳо ва норасоиҳои усулҳои анъанавӣ, таҷҳизоти реаксия ва катализаторҳои системаи реаксия барои коҳиш додани фишори қисман ацетилен дар системаи реаксия оптимизатсия карда шуданд. Ин усул ҳам дар дохил ва ҳам дар сатҳи байналмилалӣ васеъ истифода шудааст. Дар айни замон, синтези BYD бо истифода аз қабати лой ё қабати овезон анҷом дода мешавад. Гидрогенизатсияи усули ацетиленалдегиди BYD BDO-ро ба вуҷуд меорад ва дар айни замон равандҳои ISP ва INVISTA дар Чин аз ҳама бештар истифода мешаванд.
① Синтези бутиндиол аз ацетилен ва формальдегид бо истифода аз катализатори карбонати мис
Формальдегид, ки дар қисмати кимиёвии ацетилени раванди BDO дар INVIDIA истифода мешавад, бо ацетилен реаксия карда, таҳти таъсири катализатори карбонати мис 1,4-бутиндиолро ҳосил мекунад. Ҳарорати реаксия 83-94 ℃ ва фишор 25-40 кПа мебошад. Катализатор намуди хокаи сабз дорад.
2 Катализатор барои гидрогенизатсияи бутиндиол ба BDO
Қисмати гидрогенизатсияи раванд аз ду реактори кати собити фишори баланд иборат аст, ки пайдарпай пайваст шудаанд ва 99% реаксияҳои гидрогенизатсия дар реактори аввал анҷом дода мешаванд. Катализаторҳои гидрогенизатсияи якум ва дуюм хӯлаҳои никелии алюминийи фаъолшуда мебошанд.
Бистари собити никел аз хӯлаи алюминийи никелӣ бо андозаи зарраҳо аз 2 то 10 мм, мустаҳкамии баланд, муқовимати хуби фарсудашавӣ, масоҳати калони сатҳи мушаххас, устувории беҳтари катализатор ва мӯҳлати хизмати дароз мебошад.
Зарраҳои никелии Raney, ки кати собити фаъолнашуда доранд, ранги сафеди хокистарранг доранд ва пас аз консентратсияи муайяни шусташавии моеъи ишқорӣ, онҳо ба зарраҳои хокистарии сиёҳ ё сиёҳ табдил меёбанд, ки асосан дар реакторҳои кати собит истифода мешаванд.
① Катализатори бо мис дастгирӣшаванда барои синтези бутиндиол аз ацетилен ва формальдегид
Таҳти таъсири катализатори висмути мис, формальдегид бо ацетилен реаксия карда, дар ҳарорати реаксия 92-100 ℃ ва фишори 85-106 кПа 1,4-бутиндиолро ҳосил мекунад. Катализатор ҳамчун хокаи сиёҳ пайдо мешавад.
2 Катализатор барои гидрогенизатсияи бутиндиол ба BDO
Раванди ISP ду марҳилаи гидрогенизатсияро қабул мекунад. Марҳилаи аввал истифодаи хӯлаи никелии алюминийи хокагӣ ҳамчун катализатор аст ва гидрогенизатсияи фишори паст BYD-ро ба BED ва BDO табдил медиҳад. Пас аз ҷудокунӣ, марҳилаи дуюм гидрогенизатсияи фишори баланд бо истифода аз никели пуршуда ҳамчун катализатор барои табдил додани BED ба BDO мебошад.
Катализатори гидрогенизатсияи ибтидоӣ: катализатори никели хокадори Raney
Катализатори гидрогенизатсияи ибтидоӣ: Катализатори никелии Powder Raney. Ин катализатор асосан дар қисмати гидрогенизатсияи фишори пасти раванди ISP, барои тайёр кардани маҳсулоти BDO истифода мешавад. Он дорои хусусиятҳои фаъолияти баланд, интихоби хуб, суръати табдил ва суръати баланди ҷойгиршавӣ мебошад. Компонентҳои асосӣ никел, алюминий ва молибден мебошанд.
Катализатори гидрогенизатсияи ибтидоӣ: катализатори гидрогенизатсияи хӯлаи алюминийи никелии хокагӣ
Катализатор фаъолияти баланд, қувваи баланд, суръати баланди табдили 1,4-бутиндиол ва маҳсулоти иловагии камтарро талаб мекунад.
Катализатори дуюмдараҷаи гидрогенизатсия
Он катализатори дастгиришаванда бо алюминий ҳамчун интиқолдиҳанда ва никел ва мис ҳамчун ҷузъҳои фаъол мебошад. Дар ҳолати коҳишёфта дар об нигоҳ дошта мешавад. Катализатор қувваи баланди механикӣ, талафоти ками соиш, устувории хуби кимиёвӣ дорад ва ба осонӣ фаъол мешавад. Зарраҳои шакли беда сиёҳ.
Ҳолатҳои татбиқи катализаторҳо
Барои BYD барои тавлиди BDO тавассути гидрогенизатсияи катализатор истифода мешавад ва ба агрегати BDO-и 100000 тонна татбиқ карда мешавад. Ду маҷмӯаи реакторҳои кати собит ҳамзамон кор мекунанд, яке JHG-20308 ва дигаре катализатори воридотӣ мебошад.
Санҷиш: Ҳангоми санҷидан аз хокаи майда, муайян карда шуд, ки катализатори JHG-20308 нисбат ба катализатори воридотӣ хокаи майдаи камтар истеҳсол мекунад.
Фаъолсозӣ: Фаъолсозии катализатор Хулоса: Шароити фаъолсозии ду катализатор якхела аст. Аз рӯи маълумот, суръати деалюминийкунонӣ, фарқияти ҳарорати вуруд ва баромад ва ҷудошавии гармии реаксияи фаъолсозӣ дар ҳар марҳилаи фаъолсозӣ хеле мувофиқанд.
Ҳарорат: Ҳарорати реаксияи катализатори JHG-20308 аз ҳарорати катализатори воридотӣ ба таври назаррас фарқ намекунад, аммо мувофиқи нуқтаҳои андозагирии ҳарорат, катализатори JHG-20308 нисбат ба катализатори воридотӣ фаъолияти беҳтар дорад.
Омехтагиҳо: Аз рӯи маълумоти ошкоркунии маҳлули хоми BDO дар марҳилаи аввали реаксия, JHG-20308 дар маҳсулоти тайёр нисбат ба катализаторҳои воридотӣ каме камтар ифлосӣ дорад, ки асосан дар таркиби n-бутанол ва HBA инъикос ёфтааст.
Умуман, кори катализатори JHG-20308 устувор аст, маҳсулоти иловагии баланд ба назар намерасад ва кори он асосан якхела ё ҳатто аз кори катализаторҳои воридотӣ беҳтар аст.
Раванди истеҳсоли катализатори никелии алюминийи кати собит
(1) Гудозиш: Хӯлаи никелии алюминий дар ҳарорати баланд гудохта шуда, сипас ба шакл рехта мешавад.
(2) Майдакунӣ: Блокҳои хӯла тавассути таҷҳизоти майдакунӣ ба зарраҳои хурд майда карда мешаванд.
(3) Скрининг: Скрининги зарраҳо бо андозаи зарраҳои мувофиқ.
(4) Фаъолсозӣ: Барои фаъол кардани зарраҳо дар бурҷи реаксия, консентратсияи муайян ва суръати ҷараёни ишқори моеъро назорат кунед.
(5) Нишондиҳандаҳои санҷиш: миқдори металл, тақсимоти андозаи зарраҳо, қувваи майдакунӣ ҳангоми фишурдан, зичии ҳаҷмии ҳаҷм ва ғайра.
Вақти нашр: 11 сентябри соли 2023
