BDO, etiam 1,4-butanediol appellatum, est materia rudis organica fundamentalis et chemica subtilis magni momenti. BDO per methodum acetyleni aldehydi, methodum anhydridi maleici, methodum alcoholis propylenici, et methodum butadieni praeparari potest. Methodus acetyleni aldehydi est praecipua methodus industrialis ad BDO praeparandum propter commoda sumptus et processus. Acetylenum et formaldehydum primum condensantur ad 1,4-butynediolum (BYD) producendum, quod ulterius hydrogenatur ad BDO obtinendum.
Sub pressione alta (13.8~27.6 MPa) et condicionibus 250~350°C, acetylenum cum formaldehydo in praesentia catalysatoris (plerumque acetyleni cuprosi et bismuthi in siliceo supporto) reagit, deinde intermedium 1,4-butynediolum ad BDO hydrogenatur utens catalysatore Raney niccoli. Proprietas methodi classicae est catalysatorem et productum separari non opus esse, et sumptus operandi humiles esse. Acetylenum autem pressionem partialem magnam et periculum explosionis habet. Factor securitatis designationis reactoris usque ad 12-20 vicibus altus est, et apparatus magnus et sumptuosus est, quod magnum investmentum efficit; acetylenum polymerizatur ad polyacetylenum producendum, quod catalysatorem deactivat et fistulam obstruit, unde cyclus productionis brevior et productio imminuta oritur.
Ob vitia et inopias methodorum traditarum, apparatus reactionis et catalysatores systematis reactionis ad pressionem partialem acetyleni in systemate reactionis minuendam optimizati sunt. Haec methodus late et domestice et internationaliter adhibita est. Simul, synthesis BYD per stratum faecum vel stratum suspensum perficitur. Methodus acetyleni aldehydi BYD hydrogenationis BDO producit, et nunc processus ISP et INVISTA in Sinis latissime adhibentur.
① Synthesis butynedioli ex acetyleno et formaldehydo utens catalysatore cupri carbonatis
Adhibitum sectioni chemicae acetyleni processus BDO in INVIDIA, formaldehydum cum acetyleno reagit ad 1,4-butynediol producendum sub actione catalysatoris cupri carbonatis. Temperatura reactionis est 83-94°C, et pressio est 25-40 kPa. Catalysator speciem pulveris viridis habet.
② Catalysator hydrogenationis butynedioli ad BDO
Pars hydrogenationis processus constat ex duobus reactoribus stratis fixis altae pressionis in serie connexis, cum 99% reactionum hydrogenationis in primo reactore perficiantur. Primus et secundus catalysatores hydrogenationis sunt mixturae niccoli et aluminii activatae.
Nickel Renee in strato fixo est frustum mixturae niccoli-aluminii, cuius particularum magnitudines inter 2 et 10 mm variant, magnae firmitatis, bonae resistentiae attritionis, magnae areae superficialis specificae, melioris stabilitatis catalysatoris, et longae vitae utilis.
Particulae niccoli Raney in strato fixo non activatae sunt albo-cinereo-albae, et post certam concentrationem lixiviationis alcalinae liquidi, fiunt particulae nigrae vel nigro-cinereo-nigrae, praesertim in reactoribus strati fixi adhibentur.
① Catalysator cupro sustentatus ad synthesim butynedioli ex acetyleno et formaldehydo
Sub actione catalysatoris cupri bismuthi sustentati, formaldehydum cum acetyleno reagit ad 1,4-butynediol generandum, temperatura reactionis 92-100°C et pressione 85-106 kPa. Catalysator apparet instar pulveris nigri.
② Catalysator hydrogenationis butynedioli ad BDO
Processus ISP duos gradus hydrogenationis adhibet. Primus gradus utitur pulvere mixturae niccoli aluminii ut catalysatore, et hydrogenatio pressionis humilis BYD in BED et BDO convertit. Post separationem, secundum gradum est hydrogenatio pressionis altae utens niccolo onusto ut catalysatore ad convertendum BED in BDO.
Catalysator hydrogenationis primarius: catalysator niccoli Raney pulverisatus
Catalysator hydrogenationis primarius: Catalysator niccoli Raney pulveris. Hic catalysator praecipue in sectione hydrogenationis pressionis humilis processus ISP, ad praeparationem productorum BDO adhibetur. Proprietates habet altae activitatis, bonae selectivitatis, celeritatis conversionis, et celeris sedimentationis. Componentes principales sunt nicculum, aluminium, et molybdenum.
Catalysator hydrogenationis primarius: catalysator hydrogenationis mixturae niccoli aluminii pulveris
Catalysator requirit magnam activitatem, magnam vim, magnam conversionis 1,4-butynedioli rationem, et pauciora producta secundaria.
Catalysator hydrogenationis secundarius
Est catalysator sustentatus cum alumina ut vectore et niccolo atque cupro ut componentibus activis. Status reductus in aqua conservatur. Catalysator habet magnam vim mechanicam, iacturam frictionis humilem, bonam stabilitatem chemicam, et facile activatur. Aspectus particulae trifolii nigri habet.
Casus Applicationis Catalystorum
Adhibitum pro BYD ad BDO generandum per hydrogenationem catalysatoris, applicatum machinae BDO 100 000 tonnarum. Duo series reactorum strato fixo simul operantur, unum est JHG-20308, alterum vero catalysator importatus.
Cribratio: Per cribrationem pulveris subtilis, inventum est catalysatorem strati fixi JHG-20308 minus pulveris subtilis quam catalysatorem importatum produxit.
Activatio: Conclusio Activationis Catalystis: Conditiones activationis duorum catalysatorum eaedem sunt. Ex datis, celeritas dealuminationis, differentia temperaturae ingressus et exitus, et emissio caloris reactionis activationis mixturae metallicae in singulis gradibus activationis valde congruunt.
Temperatura: Temperatura reactionis catalysatoris JHG-20308 non significanter differt a temperatura catalysatoris importati, sed secundum puncta mensurae temperaturae, catalysator JHG-20308 meliorem activitatem habet quam catalysator importatus.
Impuritates: Ex datis detectionis solutionis crudae BDO in primo stadio reactionis, JHG-20308 paulo pauciores impuritates in producto perfecto habet comparatus cum catalysatoribus importatis, quod maxime in contento n-butanoli et HBA reflectitur.
Summa summarum, effectus catalysatoris JHG-20308 stabilis est, nullis manifestis subproductis altis, et eius effectus fere idem vel etiam melior est quam catalysatorum importatorum.
Processus productionis catalysatoris niccoli aluminii in strato fixo
(1) Fusio: Mixtura niccoli et aluminii alta temperatura liquefiit, deinde in formam funditur.
(2) Contritio: Laminae metallorum e metallo in particulas minutas per apparatum contundentem contunduntur.
(3) Cribratio: Cribratio particularum magnitudine idonea excludendi.
(4) Activatio: Certam concentrationem et fluxum alcali liquidi moderare ut particulae in turri reactionis activentur.
(5) Indices inspectionis: contentum metalli, distributio magnitudinis particularum, vis compressionis ad compressionem, densitas massae, etc.
Tempus publicationis: XI Septembris, MMXXIII
