बीडीओ उत्पादन में उत्प्रेरकों का अनुप्रयोग

बीडीओ, जिसे 1,4-ब्यूटेनडिऑल के नाम से भी जाना जाता है, एक महत्वपूर्ण बुनियादी कार्बनिक और महीन रासायनिक कच्चा माल है। बीडीओ को एसिटिलीन एल्डिहाइड विधि, मैलिक एनहाइड्राइड विधि, प्रोपलीन अल्कोहल विधि और ब्यूटाडीन विधि के माध्यम से तैयार किया जा सकता है। एसिटिलीन एल्डिहाइड विधि अपनी लागत और प्रक्रिया लाभों के कारण बीडीओ तैयार करने की मुख्य औद्योगिक विधि है। एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड को पहले 1,4-ब्यूटीनडिऑल (बीवाईडी) बनाने के लिए संघनित किया जाता है, जिसे बीडीओ प्राप्त करने के लिए आगे हाइड्रोजनीकृत किया जाता है।

उच्च दबाव (13.8 ~ 27.6 एमपीए) और 250 ~ 350 डिग्री सेल्सियस की स्थितियों में, एसिटिलीन एक उत्प्रेरक (आमतौर पर सिलिका समर्थन पर कपरस एसिटिलीन और बिस्मथ) की उपस्थिति में फॉर्मलाडेहाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, और फिर मध्यवर्ती 1,4-ब्यूटिनडिओल को रेनी निकल उत्प्रेरक का उपयोग करके बीडीओ में हाइड्रोजनीकृत किया जाता है। शास्त्रीय विधि की विशेषता यह है कि उत्प्रेरक और उत्पाद को अलग करने की आवश्यकता नहीं है, और परिचालन लागत कम है। हालांकि, एसिटिलीन में उच्च आंशिक दबाव और विस्फोट का खतरा होता है। रिएक्टर डिज़ाइन का सुरक्षा कारक 12-20 गुना अधिक है, और उपकरण बड़े और महंगे हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च निवेश होता है; एसिटिलीन पॉलीएसिटिलीन का उत्पादन करने के लिए बहुलकीकरण करेगा, जो उत्प्रेरक को निष्क्रिय कर देता है और पाइपलाइन को अवरुद्ध कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन चक्र छोटा हो जाता है और उत्पादन कम हो जाता है।

पारंपरिक तरीकों की कमियों और कमियों के जवाब में, प्रतिक्रिया प्रणाली के प्रतिक्रिया उपकरण और उत्प्रेरक को प्रतिक्रिया प्रणाली में एसिटिलीन के आंशिक दबाव को कम करने के लिए अनुकूलित किया गया था। इस पद्धति का घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। इसी समय, BYD का संश्लेषण एक कीचड़ बिस्तर या एक निलंबित बिस्तर का उपयोग करके किया जाता है। एसिटिलीन एल्डिहाइड विधि BYD हाइड्रोजनीकरण BDO का उत्पादन करता है, और वर्तमान में ISP और INVISTA प्रक्रियाएँ चीन में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

① कॉपर कार्बोनेट उत्प्रेरक का उपयोग करके एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड से ब्यूटिनेडियोल का संश्लेषण

INVIDIA में BDO प्रक्रिया के एसिटिलीन रासायनिक खंड पर लागू, फॉर्मेल्डिहाइड कॉपर कार्बोनेट उत्प्रेरक की क्रिया के तहत 1,4-ब्यूटिनडिऑल का उत्पादन करने के लिए एसिटिलीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। प्रतिक्रिया तापमान 83-94 ℃ है, और दबाव 25-40 kPa है। उत्प्रेरक में हरे रंग का पाउडर दिखाई देता है।

② ब्यूटिनेडिओल को BDO में हाइड्रोजनीकरण करने के लिए उत्प्रेरक

प्रक्रिया के हाइड्रोजनीकरण खंड में दो उच्च दबाव वाले स्थिर बिस्तर रिएक्टर श्रृंखला में जुड़े होते हैं, जिसमें 99% हाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाएँ पहले रिएक्टर में पूरी होती हैं। पहले और दूसरे हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक सक्रिय निकेल एल्यूमीनियम मिश्र धातु हैं।

फिक्स्ड बेड रेनी निकल एक निकल एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्लॉक है जिसमें 2-10 मिमी तक के कण आकार, उच्च शक्ति, अच्छा पहनने का प्रतिरोध, बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र, बेहतर उत्प्रेरक स्थिरता और लंबी सेवा जीवन होता है।

असक्रियित स्थिर बेड रेनी निकल कण भूरे सफेद होते हैं, और तरल क्षार निक्षालन की एक निश्चित सांद्रता के बाद, वे काले या काले भूरे रंग के कण बन जाते हैं, जिनका उपयोग मुख्य रूप से स्थिर बेड रिएक्टरों में किया जाता है।

① एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड से ब्यूटिनेडियोल के संश्लेषण के लिए तांबा समर्थित उत्प्रेरक

समर्थित कॉपर बिस्मथ उत्प्रेरक की क्रिया के तहत, फॉर्मेल्डिहाइड एसिटिलीन के साथ प्रतिक्रिया करके 1,4-ब्यूटिनडिऑल उत्पन्न करता है, जिसका प्रतिक्रिया तापमान 92-100 ℃ और दबाव 85-106 kPa होता है। उत्प्रेरक काले पाउडर के रूप में दिखाई देता है।

② ब्यूटिनेडिओल को BDO में हाइड्रोजनीकरण करने के लिए उत्प्रेरक

ISP प्रक्रिया हाइड्रोजनीकरण के दो चरणों को अपनाती है। पहला चरण उत्प्रेरक के रूप में पाउडर निकेल एल्यूमीनियम मिश्र धातु का उपयोग कर रहा है, और कम दबाव हाइड्रोजनीकरण BYD को BED और BDO में परिवर्तित करता है। पृथक्करण के बाद, दूसरा चरण BED को BDO में बदलने के लिए उत्प्रेरक के रूप में लोडेड निकेल का उपयोग करके उच्च दबाव हाइड्रोजनीकरण है।

प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: चूर्णित रेनी निकल उत्प्रेरक

प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडर रेनी निकल उत्प्रेरक। इस उत्प्रेरक का उपयोग मुख्य रूप से ISP प्रक्रिया के निम्न-दबाव हाइड्रोजनीकरण अनुभाग में, BDO उत्पादों की तैयारी के लिए किया जाता है। इसमें उच्च गतिविधि, अच्छी चयनात्मकता, रूपांतरण दर और तेज़ निपटान गति की विशेषताएँ हैं। मुख्य घटक निकल, एल्यूमीनियम और मोलिब्डेनम हैं।

प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडर निकल एल्यूमीनियम मिश्र धातु हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक

उत्प्रेरक को उच्च सक्रियता, उच्च शक्ति, 1,4-ब्यूटीनडिऑल की उच्च रूपांतरण दर और कम उप-उत्पादों की आवश्यकता होती है।

द्वितीयक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक

यह एक समर्थित उत्प्रेरक है जिसमें एल्युमिना वाहक के रूप में और निकल तथा तांबा सक्रिय घटक के रूप में है। अपचयित अवस्था को पानी में संग्रहित किया जाता है। उत्प्रेरक में उच्च यांत्रिक शक्ति, कम घर्षण हानि, अच्छी रासायनिक स्थिरता है, और इसे सक्रिय करना आसान है। दिखने में काले तिपतिया घास के आकार के कण।

उत्प्रेरकों के अनुप्रयोग मामले

BYD द्वारा उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के माध्यम से BDO उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिसे 100000 टन BDO इकाई पर लागू किया जाता है। फिक्स्ड बेड रिएक्टरों के दो सेट एक साथ काम कर रहे हैं, एक JHG-20308 है, और दूसरा आयातित उत्प्रेरक है।

स्क्रीनिंग: बारीक पाउडर की स्क्रीनिंग के दौरान, यह पाया गया कि JHG-20308 फिक्स्ड बेड उत्प्रेरक ने आयातित उत्प्रेरक की तुलना में कम बारीक पाउडर का उत्पादन किया।

सक्रियण: उत्प्रेरक सक्रियण निष्कर्ष: दो उत्प्रेरकों की सक्रियण स्थितियाँ समान हैं। डेटा से, सक्रियण के प्रत्येक चरण में मिश्र धातु की डील्यूमिनेशन दर, इनलेट और आउटलेट तापमान अंतर और सक्रियण प्रतिक्रिया गर्मी रिलीज बहुत सुसंगत हैं।

तापमान: JHG-20308 उत्प्रेरक का प्रतिक्रिया तापमान आयातित उत्प्रेरक से काफी भिन्न नहीं है, लेकिन तापमान माप बिंदुओं के अनुसार, JHG-20308 उत्प्रेरक में आयातित उत्प्रेरक की तुलना में बेहतर गतिविधि है।

अशुद्धियाँ: प्रतिक्रिया के प्रारंभिक चरण में BDO कच्चे घोल के पता लगाने के आंकड़ों से, आयातित उत्प्रेरकों की तुलना में JHG-20308 में तैयार उत्पाद में थोड़ी कम अशुद्धियाँ हैं, जो मुख्य रूप से एन-ब्यूटेनॉल और एचबीए की सामग्री में परिलक्षित होती हैं।

कुल मिलाकर, JHG-20308 उत्प्रेरक का प्रदर्शन स्थिर है, इसमें कोई स्पष्ट उच्च उपोत्पाद नहीं है, और इसका प्रदर्शन मूलतः आयातित उत्प्रेरक के समान या उससे भी बेहतर है।

फिक्स्ड बेड निकल एल्यूमीनियम उत्प्रेरक की उत्पादन प्रक्रिया

(1) प्रगलन: निकल एल्यूमीनियम मिश्र धातु को उच्च तापमान पर पिघलाया जाता है और फिर आकार में ढाला जाता है।

(2) क्रशिंग: मिश्र धातु ब्लॉकों को क्रशिंग उपकरण के माध्यम से छोटे कणों में कुचल दिया जाता है।

(3) स्क्रीनिंग: योग्य कण आकार वाले कणों की स्क्रीनिंग।

(4) सक्रियण: प्रतिक्रिया टॉवर में कणों को सक्रिय करने के लिए तरल क्षार की एक निश्चित सांद्रता और प्रवाह दर को नियंत्रित करें।

(5) निरीक्षण संकेतक: धातु सामग्री, कण आकार वितरण, संपीड़ित पेराई शक्ति, थोक घनत्व, आदि।