बीडीओ, जिसे 1,4-ब्यूटेनडायल के नाम से भी जाना जाता है, एक महत्वपूर्ण बुनियादी कार्बनिक और सूक्ष्म रासायनिक कच्चा माल है। बीडीओ को एसिटिलीन एल्डिहाइड विधि, मैलिक एनहाइड्राइड विधि, प्रोपिलीन अल्कोहल विधि और ब्यूटाडाइन विधि द्वारा तैयार किया जा सकता है। एसिटिलीन एल्डिहाइड विधि, लागत और प्रक्रिया संबंधी लाभों के कारण, बीडीओ तैयार करने की मुख्य औद्योगिक विधि है। एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड को पहले संघनित करके 1,4-ब्यूटेनडायल (बीवाईडी) बनाया जाता है, जिसे आगे हाइड्रोजनीकरण करके बीडीओ प्राप्त किया जाता है।
उच्च दाब (13.8~27.6 MPa) और 250~350 ℃ के तापमान पर, उत्प्रेरक (आमतौर पर सिलिका सपोर्ट पर क्यूप्रस एसिटिलीन और बिस्मथ) की उपस्थिति में एसिटिलीन, फॉर्मेल्डिहाइड के साथ अभिक्रिया करता है, और फिर मध्यवर्ती 1,4-ब्यूटाइनडायल को रेनी निकेल उत्प्रेरक का उपयोग करके हाइड्रोजनीकरण द्वारा बीडीओ में परिवर्तित किया जाता है। इस पारंपरिक विधि की विशेषता यह है कि उत्प्रेरक और उत्पाद को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती है, और परिचालन लागत कम होती है। हालांकि, एसिटिलीन का आंशिक दाब अधिक होता है और विस्फोट का खतरा रहता है। रिएक्टर डिजाइन का सुरक्षा कारक 12-20 गुना तक अधिक होता है, और उपकरण बड़े और महंगे होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप निवेश अधिक होता है; एसिटिलीन बहुलकीकरण द्वारा पॉलीएसिटिलीन का उत्पादन करता है, जो उत्प्रेरक को निष्क्रिय कर देता है और पाइपलाइन को अवरुद्ध कर देता है, जिससे उत्पादन चक्र छोटा हो जाता है और उत्पादन कम हो जाता है।
परंपरागत विधियों की कमियों और खामियों को दूर करने के लिए, अभिक्रिया प्रणाली में एसिटिलीन के आंशिक दबाव को कम करने हेतु अभिक्रिया उपकरण और उत्प्रेरकों को अनुकूलित किया गया। यह विधि घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। साथ ही, स्लज बेड या सस्पेंडेड बेड का उपयोग करके बीवाईडी का संश्लेषण किया जाता है। एसिटिलीन एल्डिहाइड विधि द्वारा बीवाईडी हाइड्रोजनीकरण से बीडीओ का उत्पादन होता है, और वर्तमान में चीन में आईएसपी और इनविस्टा प्रक्रियाएं सबसे अधिक उपयोग में हैं।
① कॉपर कार्बोनेट उत्प्रेरक का उपयोग करके एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड से ब्यूटाइनडायल का संश्लेषण
INVIDIA में BDO प्रक्रिया के एसिटिलीन रासायनिक खंड में प्रयुक्त इस विधि में, कॉपर कार्बोनेट उत्प्रेरक की क्रिया के अंतर्गत फॉर्मेल्डिहाइड एसिटिलीन के साथ अभिक्रिया करके 1,4-ब्यूटाइनडायल उत्पन्न करता है। अभिक्रिया का तापमान 83-94 ℃ और दाब 25-40 kPa है। उत्प्रेरक हरे रंग के पाउडर के रूप में दिखाई देता है।
2. ब्यूटाइनडायल के हाइड्रोजनीकरण द्वारा बीडीओ का निर्माण करने वाला उत्प्रेरक
इस प्रक्रिया के हाइड्रोजनीकरण भाग में दो उच्च दाब वाले स्थिर बेड रिएक्टर श्रृंखला में जुड़े होते हैं, जिनमें से 99% हाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाएं पहले रिएक्टर में ही पूरी हो जाती हैं। पहले और दूसरे हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक सक्रिय निकल एल्युमीनियम मिश्र धातु हैं।
फिक्स्ड बेड रेनी निकल एक निकल एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्लॉक है जिसमें कणों का आकार 2-10 मिमी तक होता है, उच्च शक्ति, अच्छा घिसाव प्रतिरोध, बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र, बेहतर उत्प्रेरक स्थिरता और लंबी सेवा जीवन होता है।
अक्रियाशील स्थिर बेड रेनी निकेल कण भूरे-सफेद रंग के होते हैं, और तरल क्षार के एक निश्चित सांद्रण से लीचिंग के बाद, वे काले या काले-भूरे रंग के कण बन जाते हैं, जिनका मुख्य रूप से स्थिर बेड रिएक्टरों में उपयोग किया जाता है।
① एसिटिलीन और फॉर्मेल्डिहाइड से ब्यूटाइनडायल के संश्लेषण के लिए तांबे समर्थित उत्प्रेरक
कॉपर बिस्मथ उत्प्रेरक की उपस्थिति में, फॉर्मेल्डिहाइड एसिटिलीन के साथ अभिक्रिया करके 1,4-ब्यूटाइनडायल उत्पन्न करता है। यह अभिक्रिया 92-100 ℃ के तापमान और 85-106 kPa के दाब पर होती है। उत्प्रेरक काले पाउडर के रूप में दिखाई देता है।
2. ब्यूटाइनडायल के हाइड्रोजनीकरण द्वारा बीडीओ का निर्माण करने वाला उत्प्रेरक
आईएसपी प्रक्रिया में हाइड्रोजनीकरण के दो चरण अपनाए जाते हैं। पहले चरण में उत्प्रेरक के रूप में पाउडर निकल एल्युमीनियम मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है, और कम दबाव वाले हाइड्रोजनीकरण द्वारा बीवाईडी को बीईडी और बीडीओ में परिवर्तित किया जाता है। पृथक्करण के बाद, दूसरे चरण में उत्प्रेरक के रूप में लोडेड निकल का उपयोग करके उच्च दबाव वाले हाइड्रोजनीकरण द्वारा बीईडी को बीडीओ में परिवर्तित किया जाता है।
प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडरयुक्त रेनी निकेल उत्प्रेरक
प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडर रेनी निकेल उत्प्रेरक। यह उत्प्रेरक मुख्य रूप से आईएसपी प्रक्रिया के निम्न-दबाव हाइड्रोजनीकरण खंड में बीडीओ उत्पादों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। इसमें उच्च सक्रियता, अच्छी चयनात्मकता, रूपांतरण दर और तीव्र अवसादन गति जैसे गुण हैं। इसके मुख्य घटक निकेल, एल्युमीनियम और मोलिब्डेनम हैं।
प्राथमिक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक: पाउडर निकल एल्युमीनियम मिश्र धातु हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक
इस उत्प्रेरक के लिए उच्च सक्रियता, उच्च शक्ति, 1,4-ब्यूटाइनडायल की उच्च रूपांतरण दर और कम उप-उत्पादों की आवश्यकता होती है।
द्वितीयक हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक
यह एल्यूमिना को वाहक और निकेल तथा कॉपर को सक्रिय घटक के रूप में उपयोग करके बनाया गया एक समर्थित उत्प्रेरक है। इसकी अपचयित अवस्था को जल में संग्रहित किया जाता है। इस उत्प्रेरक में उच्च यांत्रिक शक्ति, कम घर्षण हानि, अच्छी रासायनिक स्थिरता होती है और इसे सक्रिय करना आसान होता है। यह देखने में काले तिपतिया घास के आकार के कणों से बना होता है।
उत्प्रेरकों के अनुप्रयोग के मामले
उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के माध्यम से बीडीओ उत्पन्न करने के लिए बीवाईडी द्वारा उपयोग किया जाता है, जिसे 100000 टन बीडीओ इकाई में लागू किया गया है। दो सेट फिक्स्ड बेड रिएक्टर एक साथ संचालित हो रहे हैं, एक जेएचजी-20308 है और दूसरा आयातित उत्प्रेरक है।
स्क्रीनिंग: महीन पाउडर की स्क्रीनिंग के दौरान यह पाया गया कि JHG-20308 फिक्स्ड बेड उत्प्रेरक आयातित उत्प्रेरक की तुलना में कम महीन पाउडर उत्पन्न करता है।
सक्रियण: उत्प्रेरक सक्रियण निष्कर्ष: दोनों उत्प्रेरकों की सक्रियण स्थितियाँ समान हैं। आंकड़ों से पता चलता है कि मिश्रधातु के डी-एल्यूमिनेशन की दर, प्रवेश और निकास तापमान का अंतर, और सक्रियण के प्रत्येक चरण में सक्रियण अभिक्रिया द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा बहुत सुसंगत हैं।
तापमान: JHG-20308 उत्प्रेरक का अभिक्रिया तापमान आयातित उत्प्रेरक के तापमान से काफी भिन्न नहीं है, लेकिन तापमान मापन बिंदुओं के अनुसार, JHG-20308 उत्प्रेरक की सक्रियता आयातित उत्प्रेरक से बेहतर है।
अशुद्धियाँ: अभिक्रिया के प्रारंभिक चरण में बीडीओ कच्चे घोल के पता लगाने के आंकड़ों से पता चलता है कि आयातित उत्प्रेरकों की तुलना में जेएचजी-20308 में तैयार उत्पाद में थोड़ी कम अशुद्धियाँ हैं, जो मुख्य रूप से एन-ब्यूटेनॉल और एचबीए की मात्रा में परिलक्षित होती हैं।
कुल मिलाकर, JHG-20308 उत्प्रेरक का प्रदर्शन स्थिर है, इसमें कोई स्पष्ट उच्च उप-उत्पाद नहीं हैं, और इसका प्रदर्शन आयातित उत्प्रेरकों के समान या उससे भी बेहतर है।
स्थिर बेड निकल एल्युमीनियम उत्प्रेरक की उत्पादन प्रक्रिया
(1) गलाने की प्रक्रिया: निकेल एल्युमिनियम मिश्र धातु को उच्च तापमान पर पिघलाया जाता है और फिर उसे आकार में ढाला जाता है।
(2) कुचलना: मिश्रधातु के ब्लॉकों को कुचलने वाले उपकरणों के माध्यम से छोटे कणों में कुचला जाता है।
(3) स्क्रीनिंग: योग्य कण आकार वाले कणों को छानना।
(4) सक्रियण: प्रतिक्रिया टावर 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, संपीडन कुचलने की शक्ति, थोक घनत्व, आदि।
पोस्ट करने का समय: 11 सितंबर 2023
