BDO ઉત્પાદનમાં ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ

BDO, જેને 1,4-બ્યુટેનેડિઓલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક મહત્વપૂર્ણ મૂળભૂત કાર્બનિક અને સૂક્ષ્મ રાસાયણિક કાચો માલ છે. BDO એસીટીલીન એલ્ડીહાઇડ પદ્ધતિ, મેલિક એનહાઇડ્રાઇડ પદ્ધતિ, પ્રોપીલીન આલ્કોહોલ પદ્ધતિ અને બ્યુટાડીન પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે. તેના ખર્ચ અને પ્રક્રિયાના ફાયદાઓને કારણે BDO તૈયાર કરવા માટે એસીટીલીન એલ્ડીહાઇડ પદ્ધતિ મુખ્ય ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ છે. એસીટીલીન અને ફોર્માલ્ડીહાઇડને સૌપ્રથમ 1,4-બ્યુટેનેડિઓલ (BYD) ઉત્પન્ન કરવા માટે ઘટ્ટ કરવામાં આવે છે, જે BDO મેળવવા માટે વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત થાય છે.

ઉચ્ચ દબાણ (૧૩.૮~૨૭.૬ MPa) અને ૨૫૦~૩૫૦ ℃ ની સ્થિતિમાં, ઉત્પ્રેરક (સામાન્ય રીતે સિલિકા સપોર્ટ પર કપરસ એસિટિલીન અને બિસ્મથ) ની હાજરીમાં એસિટિલીન ફોર્માલ્ડીહાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને પછી મધ્યવર્તી ૧,૪-બ્યુટીનેડીઓલને રાની નિકલ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને BDO માં હાઇડ્રોજનિત કરવામાં આવે છે. શાસ્ત્રીય પદ્ધતિની લાક્ષણિકતા એ છે કે ઉત્પ્રેરક અને ઉત્પાદનને અલગ કરવાની જરૂર નથી, અને સંચાલન ખર્ચ ઓછો છે. જો કે, એસિટિલીનમાં ઉચ્ચ આંશિક દબાણ અને વિસ્ફોટનું જોખમ હોય છે. રિએક્ટર ડિઝાઇનનું સલામતી પરિબળ ૧૨-૨૦ ગણું ઊંચું છે, અને સાધનો મોટા અને ખર્ચાળ છે, જેના પરિણામે ઉચ્ચ રોકાણ થાય છે; એસિટિલીન પોલિએસીટિલીન ઉત્પન્ન કરવા માટે પોલિમરાઇઝ થશે, જે ઉત્પ્રેરકને નિષ્ક્રિય કરે છે અને પાઇપલાઇનને અવરોધે છે, પરિણામે ઉત્પાદન ચક્ર ટૂંકું થાય છે અને આઉટપુટમાં ઘટાડો થાય છે.

પરંપરાગત પદ્ધતિઓની ખામીઓ અને ખામીઓના પ્રતિભાવમાં, પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીમાં એસિટિલિનના આંશિક દબાણને ઘટાડવા માટે પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીના પ્રતિક્રિયા ઉપકરણો અને ઉત્પ્રેરકોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યા હતા. આ પદ્ધતિનો સ્થાનિક અને આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. તે જ સમયે, BYD નું સંશ્લેષણ કાદવ પથારી અથવા સસ્પેન્ડેડ પથારીનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે. એસિટિલિન એલ્ડીહાઇડ પદ્ધતિ BYD હાઇડ્રોજનેશન BDO ઉત્પન્ન કરે છે, અને હાલમાં ISP અને INVISTA પ્રક્રિયાઓ ચીનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

① કોપર કાર્બોનેટ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને એસિટિલીન અને ફોર્માલ્ડીહાઇડમાંથી બ્યુટીનેડીઓલનું સંશ્લેષણ

INVIDIA માં BDO પ્રક્રિયાના એસિટિલિન રાસાયણિક વિભાગમાં લાગુ કરાયેલ, ફોર્માલ્ડીહાઇડ કોપર કાર્બોનેટ ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ 1,4-બ્યુટીનેડિઓલ ઉત્પન્ન કરવા માટે એસિટિલિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. પ્રતિક્રિયા તાપમાન 83-94 ℃ છે, અને દબાણ 25-40 kPa છે. ઉત્પ્રેરક લીલા પાવડરનો દેખાવ ધરાવે છે.

② બ્યુટીનેડીઓલના BDO માં હાઇડ્રોજનેશન માટે ઉત્પ્રેરક

પ્રક્રિયાના હાઇડ્રોજનેશન વિભાગમાં બે ઉચ્ચ-દબાણવાળા ફિક્સ્ડ બેડ રિએક્ટર શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે, જેમાં 99% હાઇડ્રોજનેશન પ્રતિક્રિયાઓ પ્રથમ રિએક્ટરમાં પૂર્ણ થાય છે. પ્રથમ અને બીજા હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક સક્રિય નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોય છે.

ફિક્સ્ડ બેડ રેની નિકલ એ નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોય બ્લોક છે જેમાં 2-10mm સુધીના કણોના કદ, ઉચ્ચ શક્તિ, સારી ઘસારો પ્રતિકાર, મોટો ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર, સારી ઉત્પ્રેરક સ્થિરતા અને લાંબી સેવા જીવન છે.

નિષ્ક્રિય ફિક્સ્ડ બેડ રાની નિકલ કણો ગ્રેશ વ્હાઇટ હોય છે, અને પ્રવાહી આલ્કલી લીચિંગની ચોક્કસ સાંદ્રતા પછી, તે કાળા અથવા કાળા ગ્રે કણો બની જાય છે, જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ફિક્સ્ડ બેડ રિએક્ટરમાં થાય છે.

① એસિટિલીન અને ફોર્માલ્ડીહાઇડમાંથી બ્યુટીનેડીઓલના સંશ્લેષણ માટે કોપર સપોર્ટેડ ઉત્પ્રેરક

સપોર્ટેડ કોપર બિસ્મથ ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ, ફોર્માલ્ડીહાઇડ એસીટીલીન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને 92-100 ℃ ના પ્રતિક્રિયા તાપમાન અને 85-106 kPa ના દબાણ પર 1,4-બ્યુટીનેડીઓલ ઉત્પન્ન કરે છે. ઉત્પ્રેરક કાળા પાવડર તરીકે દેખાય છે.

② બ્યુટીનેડીઓલના BDO માં હાઇડ્રોજનેશન માટે ઉત્પ્રેરક

ISP પ્રક્રિયા હાઇડ્રોજનેશનના બે તબક્કા અપનાવે છે. પ્રથમ તબક્કામાં ઉત્પ્રેરક તરીકે પાઉડર નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ થાય છે, અને ઓછા દબાણવાળા હાઇડ્રોજનેશન BYD ને BED અને BDO માં રૂપાંતરિત કરે છે. અલગ થયા પછી, બીજો તબક્કો ઉચ્ચ દબાણવાળા હાઇડ્રોજનેશન છે જેમાં BED ને BDO માં રૂપાંતરિત કરવા માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે લોડેડ નિકલનો ઉપયોગ થાય છે.

પ્રાથમિક હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક: પાવડર રાની નિકલ ઉત્પ્રેરક

પ્રાથમિક હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક: પાવડર રેની નિકલ ઉત્પ્રેરક. આ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે BDO ઉત્પાદનોની તૈયારી માટે ISP પ્રક્રિયાના ઓછા દબાણવાળા હાઇડ્રોજનેશન વિભાગમાં થાય છે. તેમાં ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ, સારી પસંદગી, રૂપાંતર દર અને ઝડપી સ્થિરતા ગતિની લાક્ષણિકતાઓ છે. મુખ્ય ઘટકો નિકલ, એલ્યુમિનિયમ અને મોલિબ્ડેનમ છે.

પ્રાથમિક હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક: પાવડર નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોય હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક

ઉત્પ્રેરકને ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ, ઉચ્ચ શક્તિ, 1,4-બ્યુટીનેડીઓલનો ઉચ્ચ રૂપાંતર દર અને ઓછા ઉપ-ઉત્પાદનોની જરૂર પડે છે.

ગૌણ હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક

તે એક સપોર્ટેડ ઉત્પ્રેરક છે જેમાં એલ્યુમિના વાહક છે અને નિકલ અને તાંબુ સક્રિય ઘટકો છે. ઘટાડેલી સ્થિતિ પાણીમાં સંગ્રહિત થાય છે. ઉત્પ્રેરકમાં ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિ, ઘર્ષણનું ઓછું નુકસાન, સારી રાસાયણિક સ્થિરતા અને સક્રિય થવામાં સરળતા છે. કાળા ક્લોવર આકારના કણો દેખાય છે.

ઉત્પ્રેરકના ઉપયોગના કેસો

100000 ટન BDO યુનિટ પર લાગુ કરાયેલ ઉત્પ્રેરક હાઇડ્રોજનેશન દ્વારા BDO ઉત્પન્ન કરવા માટે BYD માટે વપરાય છે. ફિક્સ્ડ બેડ રિએક્ટરના બે સેટ એકસાથે કાર્યરત છે, એક JHG-20308 છે, અને બીજો આયાતી ઉત્પ્રેરક છે.

સ્ક્રીનીંગ: બારીક પાવડરના સ્ક્રીનીંગ દરમિયાન, એવું જાણવા મળ્યું કે JHG-20308 ફિક્સ્ડ બેડ ઉત્પ્રેરકે આયાતી ઉત્પ્રેરક કરતાં ઓછો બારીક પાવડર ઉત્પન્ન કર્યો.

સક્રિયકરણ: ઉત્પ્રેરક સક્રિયકરણ નિષ્કર્ષ: બે ઉત્પ્રેરકોની સક્રિયકરણ સ્થિતિઓ સમાન છે. ડેટા પરથી, સક્રિયકરણના દરેક તબક્કે એલોયનો ડીલ્યુમિનેશન દર, ઇનલેટ અને આઉટલેટ તાપમાન તફાવત અને સક્રિયકરણ પ્રતિક્રિયા ગરમી પ્રકાશન ખૂબ જ સુસંગત છે.

તાપમાન: JHG-20308 ઉત્પ્રેરકનું પ્રતિક્રિયા તાપમાન આયાતી ઉત્પ્રેરક કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ નથી, પરંતુ તાપમાન માપન બિંદુઓ અનુસાર, JHG-20308 ઉત્પ્રેરક આયાતી ઉત્પ્રેરક કરતા વધુ સારી પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે.

અશુદ્ધિઓ: પ્રતિક્રિયાના પ્રારંભિક તબક્કામાં BDO ક્રૂડ સોલ્યુશનના શોધ ડેટા પરથી, JHG-20308 માં આયાતી ઉત્પ્રેરકની તુલનામાં તૈયાર ઉત્પાદનમાં થોડી ઓછી અશુદ્ધિઓ છે, જે મુખ્યત્વે n-બ્યુટેનોલ અને HBA ની સામગ્રીમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે.

એકંદરે, JHG-20308 ઉત્પ્રેરકનું પ્રદર્શન સ્થિર છે, જેમાં કોઈ સ્પષ્ટ ઉચ્ચ ઉપ-ઉત્પાદનો નથી, અને તેનું પ્રદર્શન મૂળભૂત રીતે આયાતી ઉત્પ્રેરક જેટલું જ અથવા તેનાથી પણ સારું છે.

ફિક્સ્ડ બેડ નિકલ એલ્યુમિનિયમ ઉત્પ્રેરકની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

(૧) પીગળવું: નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોયને ઊંચા તાપમાને પીગળવામાં આવે છે અને પછી તેને આકાર આપવામાં આવે છે.

(2) ક્રશિંગ: ક્રશિંગ સાધનો દ્વારા એલોય બ્લોક્સને નાના કણોમાં કચડી નાખવામાં આવે છે.

(૩) સ્ક્રીનીંગ: યોગ્ય કણ કદ ધરાવતા કણોનું સ્ક્રીનીંગ.

(૪) સક્રિયકરણ: પ્રતિક્રિયા ટાવરમાં કણોને સક્રિય કરવા માટે પ્રવાહી આલ્કલીના ચોક્કસ સાંદ્રતા અને પ્રવાહ દરને નિયંત્રિત કરો.

(5) નિરીક્ષણ સૂચકાંકો: ધાતુની સામગ્રી, કણોના કદનું વિતરણ, સંકુચિત ક્રશિંગ શક્તિ, જથ્થાબંધ ઘનતા, વગેરે.