BDO ઉત્પાદનમાં ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ

BDO, જેને 1,4-butanediol તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક મહત્વપૂર્ણ મૂળભૂત કાર્બનિક અને સુંદર રાસાયણિક કાચો માલ છે. BDO એસીટીલીન એલ્ડીહાઇડ પદ્ધતિ, મેલીક એનહાઇડ્રાઇડ પદ્ધતિ, પ્રોપીલીન આલ્કોહોલ પદ્ધતિ અને બ્યુટાડીન પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે. એસીટીલીન એલ્ડીહાઈડ પદ્ધતિ તેની કિંમત અને પ્રક્રિયાના ફાયદાઓને કારણે BDO તૈયાર કરવા માટેની મુખ્ય ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ છે. 1,4-બ્યુટિનેડિઓલ (BYD) ઉત્પન્ન કરવા માટે એસીટીલીન અને ફોર્માલ્ડીહાઈડને સૌપ્રથમ કન્ડેન્સ કરવામાં આવે છે, જે BDO મેળવવા માટે વધુ હાઇડ્રોજનિત થાય છે.

ઉચ્ચ દબાણ (13.8~27.6 MPa) અને 250~350 ℃ ની સ્થિતિમાં, એસિટીલીન ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં ફોર્માલ્ડીહાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે (સામાન્ય રીતે સિલિકા સપોર્ટ પર કપરસ એસિટિલીન અને બિસ્મથ), અને પછી મધ્યવર્તી 1,4-બ્યુટિનેડિયોલ હાઇડ્રોજનયુક્ત થાય છે. Raney નિકલ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને BDO ને. શાસ્ત્રીય પદ્ધતિની લાક્ષણિકતા એ છે કે ઉત્પ્રેરક અને ઉત્પાદનને અલગ કરવાની જરૂર નથી, અને ઓપરેટિંગ ખર્ચ ઓછો છે. જો કે, એસીટીલીનનું આંશિક દબાણ વધારે છે અને વિસ્ફોટનું જોખમ છે. રિએક્ટર ડિઝાઇનનું સલામતી પરિબળ 12-20 ગણા જેટલું ઊંચું છે, અને સાધનો મોટા અને ખર્ચાળ છે, જેના પરિણામે ઉચ્ચ રોકાણ થાય છે; એસીટીલીન પોલિમરાઈઝ કરીને પોલિસીટીલીન ઉત્પન્ન કરશે, જે ઉત્પ્રેરકને નિષ્ક્રિય કરે છે અને પાઈપલાઈનને અવરોધે છે, પરિણામે ઉત્પાદન ચક્ર ટૂંકું થાય છે અને ઉત્પાદનમાં ઘટાડો થાય છે.

પરંપરાગત પદ્ધતિઓની ખામીઓ અને ખામીઓના પ્રતિભાવમાં, પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીમાં એસિટીલિનના આંશિક દબાણને ઘટાડવા માટે પ્રતિક્રિયાના સાધનો અને ઉત્પ્રેરકોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યા હતા. આ પદ્ધતિનો સ્થાનિક અને આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. તે જ સમયે, BYD નું સંશ્લેષણ સ્લજ બેડ અથવા સસ્પેન્ડેડ બેડનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે. એસીટીલીન 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 એસીટીલીન અને ફોર્માલ્ડીહાઈડમાંથી બ્યુટીનેડીઓલનું સંશ્લેષણ

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

② BDO માટે બ્યુટીનેડિઓલના હાઇડ્રોજનેશન માટે ઉત્પ્રેરક

પ્રક્રિયાના હાઇડ્રોજનેશન વિભાગમાં બે હાઇ-પ્રેશર ફિક્સ બેડ રિએક્ટરનો સમાવેશ થાય છે જે 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, ઉચ્ચ શક્તિ, સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર, વિશાળ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર, વધુ સારી ઉત્પ્રેરક સ્થિરતા અને લાંબી સેવા જીવન છે.

અનએક્ટિવેટેડ ફિક્સ બેડ રેની નિકલ કણો ગ્રેશ સફેદ હોય છે, અને લિક્વિડ આલ્કલી લીચિંગની ચોક્કસ સાંદ્રતા પછી, તેઓ કાળા અથવા કાળા ગ્રે કણો બની જાય છે, જે મુખ્યત્વે ફિક્સ બેડ રિએક્ટરમાં વપરાય છે.

① એસીટીલીન અને ફોર્માલ્ડીહાઈડમાંથી બ્યુટીનેડીયોલના સંશ્લેષણ માટે કોપર સપોર્ટેડ ઉત્પ્રેરક

સમર્થિત કોપર બિસ્મથ ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ, ફોર્માલ્ડિહાઇડ 92-100 ℃ ની પ્રતિક્રિયા તાપમાન અને 85-106 kPa ના દબાણ પર, 1,4-બ્યુટિનેડિઓલ ઉત્પન્ન કરવા માટે એસિટીલીન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ઉત્પ્રેરક કાળા પાવડર તરીકે દેખાય છે.

② BDO માટે બ્યુટીનેડિઓલના હાઇડ્રોજનેશન માટે ઉત્પ્રેરક

ISP પ્રક્રિયા હાઇડ્રોજનેશનના બે તબક્કાઓને અપનાવે છે. પ્રથમ તબક્કામાં ઉત્પ્રેરક તરીકે પાઉડર નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોયનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને લો-પ્રેશર હાઇડ્રોજનેશન BYD ને BED અને BDO માં રૂપાંતરિત કરે છે. વિભાજન પછી, બીજો તબક્કો BED ને BDO માં રૂપાંતરિત કરવા માટે લોડ થયેલ નિકલનો ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ દબાણનું હાઇડ્રોજનેશન છે.

પ્રાથમિક હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક: પાવડર રેની નિકલ ઉત્પ્રેરક

પ્રાથમિક હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક: પાવડર રેની નિકલ ઉત્પ્રેરક. આ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે BDO ઉત્પાદનોની તૈયારી માટે ISP પ્રક્રિયાના લો-પ્રેશર હાઇડ્રોજનેશન વિભાગમાં થાય છે. તેમાં ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ, સારી પસંદગી, રૂપાંતરણ દર અને ઝડપી પતાવટની ઝડપની લાક્ષણિકતાઓ છે. મુખ્ય ઘટકો નિકલ, એલ્યુમિનિયમ અને મોલીબડેનમ છે.

પ્રાથમિક હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક: પાવડર નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોય હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક

ઉત્પ્રેરકને ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ, ઉચ્ચ શક્તિ, 1,4-બ્યુટિનેડિઓલના ઉચ્ચ રૂપાંતરણ દર અને ઓછા ઉપ-ઉત્પાદનોની જરૂર છે.

ગૌણ હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક

તે વાહક તરીકે એલ્યુમિના અને સક્રિય ઘટકો તરીકે નિકલ અને તાંબુ સાથે સમર્થિત ઉત્પ્રેરક છે. ઘટાડો અવસ્થા પાણીમાં સંગ્રહિત થાય છે. ઉત્પ્રેરકમાં ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિ, ઓછી ઘર્ષણ નુકશાન, સારી રાસાયણિક સ્થિરતા, અને સક્રિય કરવા માટે સરળ છે. દેખાવમાં કાળા ક્લોવર આકારના કણો.

ઉત્પ્રેરકની અરજીના કેસો

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

સ્ક્રિનિંગ: બારીક પાવડરની તપાસ દરમિયાન, એવું જાણવા મળ્યું કે JHG-20308 ફિક્સ બેડ ઉત્પ્રેરક આયાતી ઉત્પ્રેરક કરતાં ઓછા બારીક પાવડરનું ઉત્પાદન કરે છે.

સક્રિયકરણ: ઉત્પ્રેરક સક્રિયકરણ નિષ્કર્ષ: બે ઉત્પ્રેરકની સક્રિયકરણ સ્થિતિ સમાન છે. ડેટામાંથી, ડીલ્યુમિનેશન રેટ, ઇનલેટ અને આઉટલેટ તાપમાનનો તફાવત અને સક્રિયકરણના દરેક તબક્કે એલોયની સક્રિયકરણ પ્રતિક્રિયા ગરમી પ્રકાશન ખૂબ 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 કરતાં વધુ સારી પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે.

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

એકંદરે, JHG-20308 ઉત્પ્રેરકનું પ્રદર્શન સ્થિર છે, જેમાં કોઈ સ્પષ્ટ ઉચ્ચ આડપેદાશો નથી, અને તેનું પ્રદર્શન મૂળભૂત રીતે આયાતી ઉત્પ્રેરક કરતા સમાન અથવા વધુ સારું છે.

ફિક્સ બેડ નિકલ એલ્યુમિનિયમ ઉત્પ્રેરકની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

(1) સ્મેલ્ટિંગ: નિકલ એલ્યુમિનિયમ એલોય ઊંચા તાપમાને ઓગળે છે અને પછી આકારમાં નાખવામાં આવે છે.

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

(3) સ્ક્રિનિંગ: લાયક કણોના કદ સાથે કણોની તપાસ કરવી.

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

(5) નિરીક્ષણ સૂચકાંકો: ધાતુની સામગ્રી, કણોનું કદ વિતરણ, સંકુચિત ક્રશિંગ તાકાત, બલ્ક ઘનતા, વગેરે.