बीडीओ उत्पादन में उत्प्रेरक का अनुप्रयोग

बीडीओ, जिसे 1,4-ब्यूटेनडियोल के नाम से भी जाना जाता है, एक महत्वपूर्ण बुनियादी कार्बनिक और बढ़िया 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 लाभ के कारण बीडीओ तैयार करने की मुख्य औद्योगिक विधि है। एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड को पहले 1,4-ब्यूटिनेडिओल (बीवाईडी) का उत्पादन करने 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 ℃ की स्थितियों में, एसिटिलीन एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में फॉर्मेल्डिहाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है (आमतौर पर क्यूप्रस एसिटिलीन और सिलिका समर्थन पर बिस्मथ), और फिर मध्यवर्ती 1,4-ब्यूटिनेडियोल हाइड्रोजनीकृत होता है रैनी निकल उत्प्रेरक का उपयोग करके बीडीओ को। शास्त्रीय विधि की विशेषता यह है कि उत्प्रेरक और उत्पाद को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती है, और परिचालन लागत कम होती है। हालाँकि, एसिटिलीन में उच्च आंशिक दबाव और विस्फोट का खतरा होता है। रिएक्टर डिजाइन का सुरक्षा कारक 12-20 गुना तक ऊंचा है, और उपकरण बड़े और महंगे हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च निवेश होता है; एसिटिलीन पॉलिमराइज़ होकर पॉलीएसिटिलीन का उत्पादन करेगा, जो उत्प्रेरक को निष्क्रिय कर देता है और पाइपलाइन को अवरुद्ध कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन चक्र छोटा हो जाता है और आउटपुट 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। साथ ही, BYD का संश्लेषण कीचड़ बिस्तर या निलंबित बिस्तर का उपयोग करके किया जाता है। एसिटिलीन एल्डिहाइड विधि BYD हाइड्रोजनीकरण से बीडीओ उत्पन्न होता है, और वर्तमान में ISP और INVISTA प्रक्रियाएं चीन में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

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

इनविडिया में बीडीओ प्रक्रिया के एसिटिलीन रासायनिक अनुभाग पर लागू, फॉर्मेल्डिहाइड कॉपर कार्बोनेट उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत एसिटिलीन के साथ प्रतिक्रिया करके 1,4-ब्यूटिनेडिओल का उत्पादन करता है। प्रतिक्रिया तापमान 83-94 ℃ है, और दबाव 25-40 kPa है। उत्प्रेरक हरे पाउडर जैसा दिखता है।

② ब्यूटेनेडिओल से बीडीओ तक हाइड्रोजनीकरण के लिए उत्प्रेरक

प्रक्रिया के हाइड्रोजनीकरण अनुभाग में श्रृंखला में जुड़े दो उच्च दबाव वाले निश्चित बिस्तर रिएक्टर होते हैं, जिसमें 99% हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं पहले रिएक्टर में पूरी होती हैं। पहले और दूसरे हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक सक्रिय निकल एल्यूमीनियम मिश्र धातु हैं।

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

निष्क्रिय स्थिर बिस्तर रैनी निकल कण भूरे सफेद होते हैं, और तरल क्षार लीचिंग की एक निश्चित सांद्रता के बाद, वे काले या काले भूरे कण बन जाते हैं, जो मुख्य रूप से स्थिर बिस्तर रिएक्टरों में उपयोग किए जाते हैं।

① एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड से ब्यूटेनेडिओल के संश्लेषण के लिए कॉपर समर्थित उत्प्रेरक

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

② ब्यूटेनेडिओल से बीडीओ तक हाइड्रोजनीकरण के लिए उत्प्रेरक

आईएसपी प्रक्रिया हाइड्रोजनीकरण के दो चरणों को अपनाती है। पहला चरण उत्प्रेरक के रूप में पाउडर निकल एल्यूमीनियम मिश्र धातु का उपयोग कर रहा है, और कम दबाव हाइड्रोजनीकरण बीवाईडी को बीईडी और बीडीओ में परिवर्तित करता है। पृथक्करण के बाद, दूसरा चरण बीईडी को बीडीओ में परिवर्तित करने के लिए उत्प्रेरक के रूप में लोडेड निकल का उपयोग करके उच्च दबाव हाइड्रोजनीकरण है।

प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडर रैनी निकल उत्प्रेरक

प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडर रैनी निकल उत्प्रेरक। इस उत्प्रेरक का उपयोग मुख्य रूप से बीडीओ उत्पादों की तैयारी के लिए आईएसपी प्रक्रिया के कम दबाव वाले हाइड्रोजनीकरण अनुभाग में किया जाता है। इसमें उच्च गतिविधि, अच्छी चयनात्मकता, रूपांतरण दर और तेज़ निपटान गति की विशेषताएं हैं। मुख्य घटक निकल, एल्यूमीनियम और मोलिब्डेनम हैं।

प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडर निकल एल्यूमीनियम मिश्र धातु हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक

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

द्वितीयक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक

यह वाहक के रूप में एल्यूमिना और सक्रिय घटकों के रूप में निकल और तांबे के साथ एक समर्थित उत्प्रेरक है। कम 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

उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के माध्यम से बीडीओ उत्पन्न करने के लिए बीवाईडी के लिए उपयोग किया जाता है, जिसे 100000 टन बीडीओ 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: महीन पाउडर की स्क्रीनिंग के दौरान, यह पाया गया कि JHG-20308 फिक्स्ड बेड उत्प्रेरक ने आयातित उत्प्रेरक की तुलना में कम महीन पाउडर का उत्पादन किया।

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

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 बीडीओ क्रूड समाधान के पता लगाने के आंकड़ों से, JHG-20308 में आयातित उत्प्रेरक की तुलना 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, कोई स्पष्ट उच्च उपोत्पाद नहीं है, और इसका प्रदर्शन मूल रूप से 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 के साथ 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 क्रशिंग शक्ति, थोक घनत्व, आदि।