बीडीओ उत्पादनात उत्प्रेरकांचा वापर

BDO, ज्याला 1,4-butanediol असेही म्हणतात, हा एक महत्त्वाचा मूलभूत सेंद्रिय आणि सूक्ष्म रासायनिक कच्चा माल आहे. बीडीओ एसिटिलीन ॲल्डिहाइड पद्धत, मॅलिक एनहाइड्राइड पद्धत, प्रोपीलीन अल्कोहोल पद्धत आणि बुटाडीन पद्धतीद्वारे तयार केले जाऊ शकते. बीडीओ तयार करण्यासाठी एसिटिलीन अल्डीहाइड पद्धत ही त्याची किंमत आणि प्रक्रियेच्या फायद्यांमुळे मुख्य औद्योगिक पद्धत आहे. एसिटिलीन आणि फॉर्मल्डिहाइड प्रथम 1,4-ब्यूटिनेडिओल (BYD) तयार करण्यासाठी कंडेन्स केले जातात, ज्याला BDO प्राप्त करण्यासाठी पुढे हायड्रोजनेटेड केले जाते.

उच्च दाब (13.8~27.6 MPa) आणि 250~350 ℃ च्या परिस्थितीत, ऍसिटिलीन उत्प्रेरक (सामान्यत: सिलिका सपोर्टवर कपरस ऍसिटिलीन आणि बिस्मथ) च्या उपस्थितीत फॉर्मल्डिहाइडसह प्रतिक्रिया देते आणि नंतर मध्यवर्ती 1,4-ब्यूटिनेडिओल हायड्रोजनेटेड होते. Raney निकेल उत्प्रेरक वापरून BDO ला. शास्त्रीय पद्धतीचे वैशिष्ट्य म्हणजे उत्प्रेरक आणि उत्पादन वेगळे करणे आवश्यक नाही आणि ऑपरेटिंग खर्च कमी आहे. तथापि, ऍसिटिलीनमध्ये उच्च आंशिक दाब आणि स्फोट होण्याचा धोका असतो. अणुभट्टीच्या डिझाइनचा सुरक्षा घटक 12-20 पट जास्त आहे आणि उपकरणे मोठी आणि महाग आहेत, परिणामी उच्च गुंतवणूक आहे; पॉलीएसिटिलीन तयार करण्यासाठी एसिटिलीन पॉलिमराइज करेल, जे उत्प्रेरक निष्क्रिय करते आणि पाइपलाइन अवरोधित करते, परिणामी उत्पादन चक्र लहान होते आणि उत्पादन कमी होते.

पारंपारिक पद्धतींच्या कमतरता आणि कमतरतांच्या प्रतिसादात, प्रतिक्रिया प्रणालीतील ऍसिटिलीनचा आंशिक दबाव कमी करण्यासाठी प्रतिक्रिया उपकरणे आणि उत्प्रेरक ऑप्टिमाइझ केले गेले. ही पद्धत देशांतर्गत आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावर मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. त्याच वेळी, बीवायडीचे संश्लेषण स्लज बेड किंवा निलंबित बेड वापरून केले जाते. acetylene aldehyde पद्धत BYD हायड्रोजनेशन BDO तयार करते आणि सध्या ISP आणि INVISTA प्रक्रिया चीनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात.

① कॉपर कार्बोनेट उत्प्रेरक वापरून एसिटिलीन आणि फॉर्मल्डिहाइडपासून ब्युटीनेडिओलचे संश्लेषण

INVIDIA मधील BDO प्रक्रियेच्या ऍसिटिलीन रासायनिक विभागात लागू, फॉर्मल्डिहाइड कॉपर कार्बोनेट उत्प्रेरकाच्या क्रियेखाली 1,4-ब्युटीनेडिओल तयार करण्यासाठी ऍसिटिलीनवर प्रतिक्रिया देतो. प्रतिक्रिया तापमान 83-94 ℃ आहे, आणि दबाव 25-40 kPa आहे. उत्प्रेरकाला हिरव्या पावडरचे स्वरूप असते.

② BDO ते ब्युटीनेडिओलच्या हायड्रोजनेशनसाठी उत्प्रेरक

प्रक्रियेच्या हायड्रोजनेशन विभागात दोन उच्च-दाब स्थिर पलंगाच्या अणुभट्ट्या असतात, ज्यामध्ये 99% हायड्रोजनेशन प्रतिक्रिया पहिल्या अणुभट्टीमध्ये पूर्ण केल्या जातात. पहिले आणि दुसरे हायड्रोजनेशन उत्प्रेरक सक्रिय निकेल ॲल्युमिनियम मिश्र धातु आहेत.

फिक्स्ड बेड रेनी निकेल हा निकेल ॲल्युमिनियम मिश्र धातुचा ब्लॉक आहे ज्याचा कण आकार 2-10 मिमी, उच्च शक्ती, चांगला पोशाख प्रतिरोध, मोठे विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्र, उत्तम उत्प्रेरक स्थिरता आणि दीर्घ सेवा आयुष्य आहे.

सक्रिय न केलेले स्थिर पलंग रानी निकेलचे कण राखाडी पांढरे असतात आणि द्रव अल्कली लीचिंगच्या विशिष्ट एकाग्रतेनंतर ते काळे किंवा काळे राखाडी कण बनतात, मुख्यतः स्थिर बेड अणुभट्ट्यांमध्ये वापरले जातात.

① acetylene आणि formaldehyde पासून butynediol च्या संश्लेषणासाठी तांबे समर्थित उत्प्रेरक

समर्थित तांबे बिस्मथ उत्प्रेरकाच्या कृती अंतर्गत, फॉर्मल्डिहाइड 1,4-ब्यूटिनेडिओल तयार करण्यासाठी ऍसिटिलीनसह प्रतिक्रिया देते, 92-100 ℃ च्या प्रतिक्रिया तापमानात आणि 85-106 kPa दाबावर. उत्प्रेरक काळ्या पावडरच्या रूपात दिसते.

② BDO ते ब्युटीनेडिओलच्या हायड्रोजनेशनसाठी उत्प्रेरक

ISP प्रक्रिया हायड्रोजनेशनच्या दोन टप्प्यांचा अवलंब करते. पहिला टप्पा उत्प्रेरक म्हणून पावडर निकेल ॲल्युमिनियम मिश्र धातु वापरत आहे आणि कमी-दाब हायड्रोजनेशन BYD BED आणि BDO मध्ये रूपांतरित करते. विभक्त झाल्यानंतर, BED चे BDO मध्ये रूपांतर करण्यासाठी उत्प्रेरक म्हणून लोड केलेल्या निकेलचा वापर करून उच्च दाब हायड्रोजनेशनचा दुसरा टप्पा आहे.

प्राथमिक हायड्रोजनेशन उत्प्रेरक: चूर्ण रानी निकेल उत्प्रेरक

प्राथमिक हायड्रोजनेशन उत्प्रेरक: पावडर रानी निकेल उत्प्रेरक. हा उत्प्रेरक मुख्यतः ISP प्रक्रियेच्या कमी-दाब हायड्रोजनेशन विभागात, BDO उत्पादने तयार करण्यासाठी वापरला जातो. यात उच्च क्रियाकलाप, चांगली निवडकता, रूपांतरण दर आणि जलद सेटलिंग गती ही वैशिष्ट्ये आहेत. निकेल, ॲल्युमिनियम आणि मोलिब्डेनम हे मुख्य घटक आहेत.

प्राथमिक हायड्रोजनेशन उत्प्रेरक: पावडर निकेल ॲल्युमिनियम मिश्र धातु हायड्रोजनेशन उत्प्रेरक

उत्प्रेरकाला उच्च क्रियाकलाप, उच्च शक्ती, 1,4-butynediol चा उच्च रूपांतरण दर आणि कमी उप-उत्पादने आवश्यक आहेत.

दुय्यम हायड्रोजनेशन उत्प्रेरक

हे वाहक म्हणून ॲल्युमिना आणि सक्रिय घटक म्हणून निकेल आणि तांबेसह समर्थित उत्प्रेरक आहे. कमी झालेली अवस्था पाण्यात साठवली जाते. उत्प्रेरकामध्ये उच्च यांत्रिक शक्ती, कमी घर्षण नुकसान, चांगली रासायनिक स्थिरता आणि सक्रिय करणे सोपे आहे. दिसायला काळा क्लोव्हर आकाराचे कण.

उत्प्रेरकांची अनुप्रयोग प्रकरणे

उत्प्रेरक हायड्रोजनेशनद्वारे BDO निर्माण करण्यासाठी BYD साठी वापरले जाते, 100000 टन BDO युनिटवर लागू केले जाते. फिक्स्ड बेड रिॲक्टर्सचे दोन संच एकाच वेळी कार्यरत आहेत, एक JHG-20308 आहे आणि दुसरा आयातित उत्प्रेरक आहे.

स्क्रीनिंग: बारीक पावडरच्या स्क्रीनिंग दरम्यान, असे आढळून आले की JHG-20308 फिक्स्ड बेड कॅटॅलिस्टने आयात केलेल्या उत्प्रेरकापेक्षा कमी बारीक पावडर तयार केली.

सक्रियकरण: उत्प्रेरक सक्रियकरण निष्कर्ष: दोन उत्प्रेरकांच्या सक्रियकरण परिस्थिती समान आहेत. डेटावरून, डील्युमिनेशन रेट, इनलेट आणि आउटलेट तापमान फरक आणि सक्रियतेच्या प्रत्येक टप्प्यावर मिश्रधातूची सक्रियता प्रतिक्रिया उष्णता सोडणे खूप सुसंगत आहे.

तापमान: JHG-20308 उत्प्रेरकाचे अभिक्रिया तापमान आयातित उत्प्रेरकापेक्षा लक्षणीय भिन्न नाही, परंतु तापमान मापन बिंदूंनुसार, JHG-20308 उत्प्रेरकाची क्रिया आयातित उत्प्रेरकापेक्षा चांगली आहे.

अशुद्धता: प्रतिक्रियेच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात BDO क्रूड सोल्यूशनच्या शोध डेटावरून, JHG-20308 मध्ये आयात केलेल्या उत्प्रेरकांच्या तुलनेत तयार उत्पादनामध्ये किंचित कमी अशुद्धता आहे, मुख्यतः n-butanol आणि HBA च्या सामग्रीमध्ये दिसून येते.

एकंदरीत, JHG-20308 उत्प्रेरकाची कामगिरी स्थिर आहे, कोणतेही स्पष्ट उच्च उपउत्पादने नाहीत आणि त्याची कार्यक्षमता आयातित उत्प्रेरकांपेक्षा सारखीच आहे किंवा त्याहूनही चांगली आहे.

फिक्स्ड बेड निकेल ॲल्युमिनियम उत्प्रेरक उत्पादन प्रक्रिया

(1) स्मेल्टिंग: निकेल ॲल्युमिनियम मिश्र धातु उच्च तापमानात वितळले जाते आणि नंतर आकारात टाकले जाते.

(२) क्रशिंग: मिश्रधातूचे ठोके क्रशिंग उपकरणाद्वारे लहान कणांमध्ये चिरडले जातात.

(३) स्क्रीनिंग: योग्य कण आकारासह कणांची तपासणी.

(4) सक्रियकरण: प्रतिक्रिया टॉवरमधील कण सक्रिय करण्यासाठी द्रव अल्कलीची विशिष्ट एकाग्रता आणि प्रवाह दर नियंत्रित करा.

(५) तपासणी निर्देशक: धातूची सामग्री, कण आकार वितरण, संकुचित क्रशिंग ताकद, मोठ्या प्रमाणात घनता इ.