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    离子交换技术去除BYD中铜离子的原理
    作者: 发布于:2020/5/21 16:21:37 点击量:

    在高压环境中,1,4-丁炔二醇(BYD)和氢气在雷尼镍催化剂的作用下反应生成1,4-丁二醇(BDO)产品。如果在生产工艺中只对1,4-丁炔二醇作精馏提纯,不作脱离子净化处理,将会致使1,4-丁炔二醇物料中含有大量铜离子、二氧化硅等杂质,并随工艺带到高压加氢系统中。


    物料中的杂质会导致加氢反应过程中雷尼镍催化剂覆盖性中毒,活性、选择性降低、使用寿命缩短,1,4-丁二醇产品产量得不到有效提高,从而影响装置产能的发挥。因此,在1,4-丁炔二醇提纯净化的过程中必须有效去除高压加氢原料BYD中的杂质,才能充分发挥装置产能,实现“安、稳、长、满、优”运行。


    科海思作为国内树脂解决方案供应商,积极借鉴国内外的离子交换和水处理净化技术,经过不断研究试验,建成了一套能够满足工艺要求的CH-90Na离子交换树脂BYD净化装置,充分发挥整套装置的生产能力。


    技术众多,为何选用离子交换技术?1,4-丁炔二醇提纯净化技术,概括起来主要有精馏法、吸附及离子交换树脂法、膜分离技术、超临界萃取和重结晶技术等。相较而言,由于离子交换树脂法具有工艺简单、生产条件温和、成本低等优点,常应用于水处理、食品工业、制药行业和化工生产过程中的物料净化环节。经过对离子交换技术的大量研究和实验,该技术已经较为成熟。


    CH-90Na大孔离子交换树脂,是一种含有活性基团的合成功能高分子材料,是一类带有可交换离子(Na+或H+)的不溶性固体高分子化合物。它是由交联的高分子共聚物引入特殊的离子交换基团而成的。


    CH-90Na大孔离子树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能,交换速度快,机械强度大、抗污染能力强和化学稳定性好,不仅树脂可以再生,而且操作简单,工艺条件成熟、流程短。它还具有一定的空间网络结构,在与水溶液接触时,不溶性固体骨架在交换过程中基本上不发生化学变化,它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。从而达到去除中间产物BYD中高铜离子、二氧化硅的含量。延长高压加氢催化剂使用寿命,提高BYD加氢转化率,保证BDO的产量及质量。


    CH-90Na离子交换塔对中间产物BYD进行净化处理,达到提高BYD质量和回收率,保证了加氢催化剂的活性,并延长了催化剂的使用寿命,有效提高BD0产量和质量。降低脱离子废水中BYD含量,减少废水量和BYD物料的损耗,降低废水处理成本等目的。离子交换塔保障了1,4-丁二醇生产装置长周期稳定运行,使装置产能得到有效发挥。打破了制约1,4-丁二醇生产装置发展的技术瓶颈。


    离子交换技术去除BYD中铜离子的原理

    离子交换树脂是具有三维空间结构的不溶性高分子化合物,其功能基(亚氨基二乙酸)可以与中间产物BYD中的Cu2+离子起交换反应,中间产物BYD中的Cu2+采用CH-90Na弱酸性阳离子交换树脂吸附。当含Cu2+的中间产物BYD流经Na型弱酸性树脂层时,发生如下交换反应:


    含BYD的废水中Cu2+ 被吸附在树脂上,而树脂上的Na+便进入水中。当全部树脂层与Cu2+交换达到平衡时,用一定浓度的HCl或H2S04进行再生。


    此时树脂为H型,需用NaOH转为Na型:


    通过上述的离子交换反应,第yi精BYD贮槽的BYD通过脱离子系统除去物料中的铜离子,再送至第二精BYD贮槽,第二精BYD贮槽的BYD送去加氢反应工序(流程图见图1)。在进行再生之前,用氮气把失效床内的BYD物料吹至BYD回收罐里,然后再用清水浸泡再生前的离子交换系统,浸泡所产生的高浓度BYD废水排至BYD回收罐里。再将回收罐里的高浓度BYD废水送至炔化工段104塔回收利用。浸泡结束后再进行树脂再生,再生过程分水洗、再生以及清洗三个步骤。


    水洗

    将浸泡以后的树脂罐用清水洗净,排出废水呈透明黄色,主要含BYD,盐含量低,COD浓度高,废水排入废水集水池;


    再生

    将盐酸和氢氧化钠注入树脂罐进行树脂再生,排出废水呈红棕色,主要含树脂吸附的有机物及酸碱废液,废水排人废水集水池;


    清洗

    以清水将再生后的树脂罐洗净后继续投入生产,清洗废水含少量有机物及酸碱,废水呈浅黄色,废水排入废水集水池。


    树脂再生产生的废水送入污水处理站进行处理后排放。经过再生后的树脂可以重新投入使用。


    离子交换技术,经济与社会效益双丰收


    经济效益

    1、废水中COD含量下降,污水处理量减少,节约了排污费用,为后续的污水处理创造了有利的条件,降低了污水的处理成本;同时,降低了污水中BYD含量,减少损失,节约生产成本;


    2、加氢催化剂使用周期变长,使用量下降,减少催化剂用量,降低成本;


    3、增加了BDO产量,提高了BDO产品的平均合格率和优级率,经济效益显著增加。


    社会效益

    大量减少废水产量,有效降低废水中COD含量,在降低废水处理成本的同时,还可实现清洁生产,这大大减轻了对环境的污染,以及对职工健康的伤害,社会效益显著。


    必赢国际网页版醇丁炔二醇1.4-丁炔二醇首选河南海源精细化工有限公司

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