BDO生产工艺中催化剂介绍，哪些仍被国外卡脖子？
BDO产业链新闻报道，现代工业生产追求高效节能，催化剂成为化工技术的核心，90%以上的化工工业过程都离不开催化剂。近两年BDO市场持续升温，生产所用的催化剂也受到格外关注。一个新建的BDO项目，从前期调研到项目预算，需要对催化剂的各个环节进行充分了解。
目前BDO生产工艺主要有四种，工业上应用最广泛的是乙炔醛工艺，其次是顺酐工艺、烯丙醇工艺、丁二烯工艺。本文将介绍各工艺路线催化剂的选择，重点介绍应用最为广泛的乙炔醛工艺及其配套催化剂。
1.炔醛法（Reppe法）
1930年德国公司W.Reppe等人研制成功；
1940年，德国巴斯夫公司率先实现工业化生产；
传统的Reppe法存在很多缺点，目前广泛应用的是改良的Reppe法。
目前改良Reppe法主要有以下三种生产工艺：
1.科技（原美国杜邦公司）
该工艺中的支持催化剂包括：
主要成分：氧化铁与氧化钼的混合物
操作条件：反应在管式固定床中进行，操作温度：250-350℃，反应压力0.1MPa，空气过量。
催化剂特点：该催化剂活性好，低温效果好，使用寿命长，可生产高浓度甲醛，但催化剂价格高，催化剂不能回收利用。
使用效果：催化剂正常寿命为1-2年。
全球主要供应商：瑞士科莱恩、英国庄信万丰。
主要成分：碳酸铜与铋的混合物
操作条件：反应在浆态床中进行，使用前需活化处理，操作温度为80-95℃，反应压力为0.1MPa，反应体系pH值为5-6。
催化剂特点：反应活性好，使用前需活化处理；催化剂无载体，强度差，颗粒易破碎，造成反应器内过滤压差增大，导致物料产量降低，生产能力下降，还得更换催化剂。
使用效果：正常运行时间3个月左右，全批次更换。
全球主要供应商：、、大连瑞克。
主要成分：镍铝合金
操作条件：第一、二段高压加氢均采用镍铝合金催化剂，反应温度90-140度，反应压力30MPa；
催化剂特点：催化剂强度好、活性高、运输方便。催化剂使用前需活化处理。一段加氢催化剂的使用寿命受前段原料中杂质的影响较大。
使用效果：10万吨BDO装置满负荷运行，一段加氢催化剂寿命约6个月，二段加氢催化剂寿命1.5年以上，可整炉更换。
全球主要供应商：美国格雷斯、上海迅凯新材料。
2.德国ISP技术/山西3D技术
ISP工艺催化剂：
主要成分：铜铋/硅酸镁载体。
操作条件：反应在浆态床中进行，首次使用需活化，后续添加无需活化，反应温度90-100℃，反应压力0.075-0.1MPa。
催化剂特点：催化剂强度好，但会有铜、铋及载体的损失，导致后期需增加分离系统。催化剂连续提取系统不需要装置停车更换催化剂，可实现长期连续运行。
使用效果：转化率高，定期抽提补充，一般情况下无须更换整炉催化剂。
全球主要供应商：德国巴斯夫、上海迅凯新材料。
第一段加氢操作条件：加氢在高压反应器中进行，反应温度为50～70℃，反应压力为1.4～2.5MPa。
催化剂特点：采用改性粉末状雷尼镍，催化活性高；90%以上的BYD在低压段加氢；BYD中的部分杂质在反应段也被催化剂吸附，降低了二段催化剂中毒的风险；催化剂在反应器内循环使用，要求催化剂具有良好的机械强度。
使用效果：催化剂定期取出、补充，一般情况下不需要更换整锅。
第二段高压加氢操作条件为：在高压固定床中进行，反应温度为120～140℃，反应压力为14～25MPa。
催化剂特点：采用颗粒负载型镍催化剂，本工艺中催化剂更换主要取决于反应器压差和催化剂的加氢效果，催化剂本身不仅要有良好的强度，还要有良好的活性。
使用效果：催化剂可正常使用1年以上，根据实际运行情况，可撇除催化剂或整炉更换。
全球主要供应商：德国巴斯夫、英国庄信万丰、上海迅凯新材料等。
3.美国FT/香港冠达科技
主要成分：铜铋/硅酸镁载体。
操作条件：反应在浆态床中进行，首次使用需活化，后续添加无需活化，反应温度90-100℃，反应压力0.075-0.1MPa。
催化剂特点：催化剂强度好，但会有铜、铋及载体的损失，导致后期需增加分离系统。催化剂连续提取系统不需要装置停车更换催化剂，可实现长期连续运行。
使用效果：转化率高，定期抽提补充，一般情况下无须更换整炉催化剂。
全球主要供应商：德国巴斯夫、香港冠达、上海迅凯新材料等。
主要成分：镍铝合金
操作条件：第一、二段高压加氢均采用镍铝合金催化剂，反应温度90-140度，反应压力30MPa；
催化剂特点：催化剂强度好、活性高、运输方便。催化剂使用前需活化处理。一段加氢催化剂的使用寿命受前段原料中杂质的影响较大。
使用效果：6万吨装置满负荷运行，一段加氢催化剂寿命12个月左右，二段加氢催化剂寿命12个月以上，可整炉更换。
全球主要供应商：香港冠达、美国GRACE、上海迅凯新材料。
“目前，除甲醇氧化制甲醛所用的铁钼类催化剂外，涉及乙酰化反应、加氢反应的催化剂均已成功实现国产化，这将为我国BDO产能快速扩张、生产成本降低提供有力支撑。”
2.马来酸酐法
在能耗双控、双碳政策背景下，乙炔醛工艺新增产能受限于电石产能能耗高，因此国内很多沿海企业开始关注顺酐法生产BDO，因为正丁烷来源便宜，目前顺酐工艺生产BDO的企业相对较少，但未来有很好的增长空间。
马来酸酐法主要采用马来酸酐酯化加氢法：
该工艺采用固定床先将马来酸二甲酯在固定床钯催化剂下加氢生成丁二酸二甲酯，再将丁二酸二甲酯在固定床反应器中采用耐酸铜催化剂加氢生成1,4-丁二醇、四氢呋喃和r-丁内酯的混合物，通过调整操作条件可得到不同的产品配比。
专利技术主要授权方：意大利、英国 。
催化剂：基本由专利权人提供，国内催化剂尚在研发中。
3.丁二烯法
丁二烯法主要以丁二烯、一氧化碳和空气为原料，得到1，4-二氧丁烯(DAB)，再经加氢、水解生成1，4-丁二醇或四氢呋喃。
该工艺采用固定床，丁二烯与乙酸采用Pd-Te型催化剂进行乙酰氧化反应；1,4-二氧丁烯加氢采用颗粒钯催化剂；该工艺目前应用较少。
4. 丙烯醇法
烯丙醇法主要是由环氧丙烷异构化生产烯丙醇，然后在催化剂存在下与一氧化碳和氢气甲酰化生成4-羟基丁醛，4-羟基丁醛经加氢得到BDO。
该工艺采用铑基均相催化剂进行氢甲酰化。
使用高活性镍催化剂将 4-羟基丁醛加氢为 BDO。
台湾大连化学采用此工艺生产BDO，催化剂供应商信息保密。
万华化学还自主研发了丙烯醇法生产BDO的工艺技术和核心催化剂，目前该装置尚未投产。
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