يتم إنتاج N-Methylpyrrolidone (N-Methylpyrrolidone) في المقام الأول عن طريق مسار تخليق BDO. وينطوي ذلك أولاً على تخليق γ-butyrolactone (GBL) من 1،4-بيوتانيديول (BDO)، والذي يتفاعل بعد ذلك مع الميثيلامين لتكوين NMP. وتعد هذه الطريقة حاليًا أكثر طرق الإنتاج الصناعي موثوقية ونضجًا. وبفضل تاريخها الطويل من الاستخدام الصناعي، فإن هذه العملية محسّنة للغاية وتوفر إنتاجًا واسع النطاق وكفاءة عالية وتكاليف منخفضة.

الميزات الرئيسية لمسار BDO:

يستخدم المحفزات القائمة على النحاس المعززة بإضافات مثل الزنك والألومنيوم والكروم والمنجنيز لتعزيز التفاعل والانتقائية.

معدلات تحويل عالية: 98% لـ BDO، و95% انتقائية، وأكثر من 90% عائد.

عدم الاعتماد على مصادر الهيدروجين الخارجية (يتم توليد الهيدروجين المنتج الثانوي).

نطاق إنتاج مرن: يمكن تكييفه للعمليات الصغيرة أو الكبيرة باستخدام 1,4-بيوتانيديول المتاح بسهولة كمادة خام.

وتتوقف الجدوى الاقتصادية على تكلفة وتوافر 1,4-بيوتانيديول 1,4-بيوتانيديول.

عملية إنتاج γ-Butyrolactone (GBL)

1. تحضير المواد الأولية:

يُضخ 1,4-بيوتانيديول 1,4-بوتانيديول في سخان يتم تسخينه بالزيت الحراري ويخلط مع الهيدروجين المعاد تدويره في خلاط ثابت.

يتم تسخين الخليط كذلك لتبخير BDO بالكامل قبل دخول مفاعل نزع الهيدروجين.

2. التفاعل والفصل:

ويحدث تفاعل نزع الهيدروجين تحت درجة حرارة وضغط مضبوطين.

بعد التفاعل، تتبادل النواتج والهيدروجين الحرارة في مبادل حراري بين المنتج والهيدروجين، ثم تبرد عن طريق تدوير الماء.

يدخل الخليط المبرد إلى فاصل غاز-سائل:

يتدفق المنتج السائل (GBL الخام) إلى المخزن.

يتم إعادة تدوير الهيدروجين جزئياً (بعد الضغط وإعادة التسخين) أو تنقيته لاستخدامات أخرى.

3. التنقية:

يتم ضخ GBL الخام إلى عمود أزيوتروبيك لإزالة الشوائب الخفيفة.

يتم تكريره كذلك في عمود تقطير المنتج للحصول على GBL عالي النقاء، والذي يتم تخزينه بعد ذلك.

عملية تخليق NMP

1. إعداد التفاعل:

يتم قياس GBL النقي ومحلول مائي من الميثيلامين 40% في سخان بخار مسبق، ويخلط في خلاط ثابت، ثم يُغذّى في مفاعل الأمينة.

2. تفاعل الضغط العالي:

يحدث التفاعل عند درجة حرارة 230-260 درجة مئوية وضغط 7.0-8.0 ميجا باسكال.

يتم تبريد المنتجات وخفض ضغطها إلى الضغط الجوي في خزان ضغط ثابت، ثم تخزينها على هيئة مادة NMP الخام.

3. خطوات التنقية:

إزالة الأملاح: يُضخ NMP الخام إلى عمود نزع الأملاح لاستعادة محلول ميثيل أمين الميثيلامين ~30% (يعاد تدويره لإعادة استخدامه).

إزالة الجفاف: يذهب السائل المتبقي من عملية إزالة الأملاح إلى عمود إزالة الجفاف؛ ويتم إرسال الماء من الأعلى إلى معالجة مياه الصرف الصحي.

4. التقطير:

يدخل المنتج المجفف إلى عمود الجزء الأوسط للفصل الأولي.

ينتج عن التكرير النهائي في عمود تقطير المنتج مادة NMP النقية التي يتم تخزينها وتعبئتها.

5. مناولة النفايات: يتم جمع المخلفات السفلية الناتجة عن التقطير وإرسالها إلى جهات إعادة التدوير المرخصة أو حرقها.

تضمن هذه العملية إنتاج NMP بكفاءة وقابلية للتطوير مع الحد الأدنى من النفايات واستعادة عالية للمنتجات الثانوية مثل الهيدروجين والميثيلامين.