تطبيق المحفزات في إنتاج BDO

BDO، المعروف أيضًا باسم 1،4-بوتانيديول، هو مادة خام كيميائية عضوية ودقيقة أساسية مهمة. يمكن تحضير BDO من خلال طريقة ألدهيد الأسيتيلين، وطريقة أنهيدريد المالئيك، وطريقة كحول البروبيلين، وطريقة البوتادين. تعد طريقة ألدهيد الأسيتيلين هي الطريقة الصناعية الرئيسية لتحضير BDO نظرًا لمزاياها من حيث التكلفة والعملية. يتم تكثيف الأسيتيلين والفورمالدهيد أولاً لإنتاج 1,4-بوتينيديول (BYD)، والذي يتم هدرجته بشكل إضافي للحصول على BDO.

تحت ضغط عالٍ (13.8~27.6 ميجاباسكال) وظروف تتراوح بين 250~350 درجة مئوية، يتفاعل الأسيتيلين مع الفورمالديهايد في وجود محفز (عادةً الأسيتيلين النحاسي والبزموت على دعامة السيليكا)، ثم يتم هدرجة الوسيط 1,4-بوتينيديول. إلى BDO باستخدام محفز النيكل راني. إن خاصية الطريقة الكلاسيكية هي أن المحفز والمنتج لا يحتاجان إلى الفصل، وأن تكلفة التشغيل منخفضة. ومع ذلك، فإن الأسيتيلين لديه ضغط جزئي مرتفع وخطر الانفجار. يصل عامل الأمان في تصميم المفاعل إلى 12-20 مرة، والمعدات كبيرة ومكلفة، مما يؤدي إلى ارتفاع الاستثمار؛ سوف يتبلمر الأسيتيلين لإنتاج البولي أسيتيلين، مما يؤدي إلى إلغاء تنشيط المحفز وإغلاق خط الأنابيب، مما يؤدي إلى تقصير دورة الإنتاج وانخفاض الإنتاج.

استجابةً لأوجه القصور والقصور في الطرق التقليدية، تم تحسين معدات التفاعل والمحفزات في نظام التفاعل لتقليل الضغط الجزئي للأسيتيلين في نظام التفاعل. وقد تم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع محليا ودوليا. في الوقت نفسه، يتم تصنيع BYD باستخدام سرير الحمأة أو السرير المعلق. تنتج طريقة ألدهيد الأسيتيلين BYD هدرجة BDO، وتعد عمليات ISP وINVISTA حاليًا هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الصين.

① تخليق البيوتينيديول من الأسيتيلين والفورمالدهيد باستخدام محفز كربونات النحاس

عند تطبيقه على القسم الكيميائي للأسيتيلين في عملية BDO في INVIDIA، يتفاعل الفورمالديهايد مع الأسيتيلين لإنتاج 1,4-بوتينيديول تحت تأثير محفز كربونات النحاس. درجة حرارة التفاعل هي 83-94 درجة مئوية، والضغط هو 25-40 كيلو باسكال. المحفز لديه مظهر مسحوق أخضر.

② محفز لهدرجة البيوتينيديول إلى BDO

يتكون قسم الهدرجة في العملية من مفاعلين ذو قاعدة ثابتة عالية الضغط متصلين على التوالي، مع اكتمال 99% من تفاعلات الهدرجة في المفاعل الأول. محفزات الهدرجة الأولى والثانية عبارة عن سبائك ألومنيوم نيكل منشطة.

الطبقة الثابتة نيكل Renee عبارة عن كتلة من سبائك الألومنيوم والنيكل بأحجام جسيمات تتراوح من 2 إلى 10 مم، وقوة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، ومساحة سطح محددة كبيرة، واستقرار أفضل للمحفز، وعمر خدمة طويل.

تكون جزيئات نيكل راني ذات الطبقة الثابتة غير النشطة ذات لون أبيض رمادي، وبعد تركيز معين من ترشيح القلويات السائلة، تصبح جزيئات رمادية سوداء أو سوداء، وتستخدم بشكل رئيسي في مفاعلات الطبقة الثابتة.

① محفز مدعوم بالنحاس لتخليق البيوتينيديول من الأسيتيلين والفورمالدهيد

تحت تأثير محفز البزموت النحاسي المدعوم، يتفاعل الفورمالديهايد مع الأسيتيلين لإنتاج 1,4-بوتينيديول، عند درجة حرارة تفاعل تتراوح بين 92-100 درجة مئوية وضغط يتراوح بين 85-106 كيلو باسكال. يظهر المحفز كمسحوق أسود.

② محفز لهدرجة البيوتينيديول إلى BDO

تتبنى عملية ISP مرحلتين من الهدرجة. المرحلة الأولى هي استخدام مسحوق سبائك الألومنيوم والنيكل كمحفز، وتقوم الهدرجة ذات الضغط المنخفض بتحويل BYD إلى BED وBDO. بعد الانفصال، تكون المرحلة الثانية هي الهدرجة عالية الضغط باستخدام النيكل المحمل كمحفز لتحويل BED إلى BDO.

محفز الهدرجة الأولي: محفز نيكل راني المسحوق

محفز الهدرجة الأولي: محفز مسحوق النيكل راني. يُستخدم هذا المحفز بشكل رئيسي في قسم الهدرجة ذات الضغط المنخفض في عملية ISP، لتحضير منتجات BDO. يتميز بخصائص النشاط العالي والانتقائية الجيدة ومعدل التحويل وسرعة التثبيت السريعة. المكونات الرئيسية هي النيكل والألومنيوم والموليبدينوم.

محفز الهدرجة الأولي: محفز هدرجة سبائك الألومنيوم والنيكل المسحوق

يتطلب المحفز نشاطًا عاليًا، وقوة عالية، ومعدل تحويل مرتفع يبلغ 1.4-بوتينيديول، وعددًا أقل من المنتجات الثانوية.

محفز الهدرجة الثانوية

وهو عبارة عن محفز مدعوم مع الألومينا كحامل والنيكل والنحاس كمكونات نشطة. يتم تخزين الحالة المخفضة في الماء. يتمتع المحفز بقوة ميكانيكية عالية، وفقدان احتكاك منخفض، واستقرار كيميائي جيد، وسهل التنشيط. البرسيم الأسود على شكل جزيئات في المظهر.

حالات تطبيق المحفزات

يستخدم لـ BYD لتوليد BDO من خلال هدرجة المحفز، ويتم تطبيقه على وحدة BDO بقدرة 100000 طن. هناك مجموعتان من مفاعلات الطبقة الثابتة تعملان في وقت واحد، إحداهما JHG-20308، والأخرى عبارة عن محفز مستورد.

الغربلة: أثناء غربلة المسحوق الناعم، وجد أن المحفز ذو الطبقة الثابتة JHG-20308 أنتج مسحوقًا ناعمًا أقل من المحفز المستورد.

التنشيط: تنشيط المحفز الاستنتاج: شروط التنشيط للمحفزين هي نفسها. من البيانات، فإن معدل إزالة الألمنيوم، والفرق في درجة حرارة المدخل والمخرج، وإطلاق حرارة تفاعل التنشيط للسبائك في كل مرحلة من مراحل التنشيط متسقة للغاية.

درجة الحرارة: لا تختلف درجة حرارة تفاعل المحفز JHG-20308 بشكل كبير عن درجة حرارة المحفز المستورد، ولكن وفقًا لنقاط قياس درجة الحرارة، فإن المحفز JHG-20308 له نشاط أفضل من المحفز المستورد.

الشوائب: من بيانات الكشف عن محلول خام BDO في المرحلة المبكرة من التفاعل، يحتوي JHG-20308 على شوائب أقل قليلاً في المنتج النهائي مقارنة بالمحفزات المستوردة، وهو ما ينعكس بشكل أساسي في محتوى n-butanol وHBA.

بشكل عام، أداء المحفز JHG-20308 مستقر، مع عدم وجود منتجات ثانوية عالية واضحة، وأدائه هو في الأساس نفس أو حتى أفضل من أداء المحفزات المستوردة.

عملية إنتاج محفز ألومنيوم النيكل ذو الطبقة الثابتة

(1) الصهر: يتم صهر سبائك الألومنيوم والنيكل عند درجة حرارة عالية ثم يتم صبها في الشكل.

(2) التكسير: يتم سحق كتل السبائك إلى جزيئات صغيرة من خلال معدات التكسير.

(3) الفحص: فحص الجزيئات ذات حجم الجسيمات المؤهل.

(4) التنشيط: التحكم في تركيز معين ومعدل تدفق للقلويات السائلة لتنشيط الجزيئات في برج التفاعل.

(5) مؤشرات الفحص: المحتوى المعدني، توزيع حجم الجسيمات، قوة التكسير الضاغطة، الكثافة الظاهرية، إلخ.