對(duì)于初次使用需要激活或者說完全再生的樹脂而言可以參考以下資料:
(1)新的離子交換樹脂常含有反應(yīng)溶劑、未參加反應(yīng)的物質(zhì)和少量低分子量的聚合物、鐵、鉛、銅等雜質(zhì)。當(dāng)樹脂與水、酸、堿或其它溶液相接觸時(shí),上述可溶性雜質(zhì)就會(huì)轉(zhuǎn)入溶液中,在使用初期污染出水水質(zhì)。因此,新樹脂在投運(yùn)前要進(jìn)行預(yù)處理,轉(zhuǎn)換為指定的離子型式。
(2)陽(yáng)離子交換樹脂(含堿性基團(tuán)的強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂)的預(yù)處理步驟:首先用清水對(duì)樹脂進(jìn)行沖洗(最好為反洗)洗至出水清澈無(wú)混濁、無(wú)雜質(zhì)為止。然后用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時(shí),在酸堿之間用大量清水淋洗(最好用混合床高純度去離子水進(jìn)行淋洗)至出水接近中性,如此重復(fù)2~3次,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應(yīng)用4~5%的HCl溶液進(jìn)行,用量加倍效果更好。放盡酸液,用清水淋洗至中性即可待用。
(3)陰離子交換樹脂(含酸性基團(tuán)的強(qiáng)堿陰樹脂)的預(yù)處理步驟:同上,只是酸堿的使用交換位置。
(4)應(yīng)用于醫(yī)藥、食品行業(yè)的樹脂,預(yù)處理最好先用乙醇浸泡,而后再用酸堿進(jìn)行交替處理,大量清水淋洗至中性待用。
(5)各種樹脂因品種、用途不一,預(yù)處理的方法也有區(qū)別,預(yù)處理時(shí)的酸堿濃度及接觸時(shí)間等,可具體參考各型號(hào)樹脂的介紹。
(6)預(yù)處理中最后一次通過交換柱的是酸還是堿,決定于使用時(shí)所要求的離子型式。
(7)為了保證所要求的離子型式的徹底轉(zhuǎn)換,所用的酸、堿應(yīng)是過量的。
有網(wǎng)友提出如何檢測(cè)樹脂失效的問題。整理答案:新樹脂必須先送到有關(guān)部門檢測(cè)合格后再使用。樹脂必須符合陰陽(yáng)樹脂的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),主要檢測(cè)指標(biāo):全交換容量、含水率、耐磨率、有效粒徑、濕真密度、濕視密度、不均勻系數(shù)等。
根據(jù)廠家提供的再生裝置及離子交換樹脂再生的需要可以得知,這次,我們采用的樹脂應(yīng)該是強(qiáng)酸性陽(yáng)離子(Na+)交換樹脂。因?yàn)樗脑偕b置只有一個(gè)鹽箱,用的是NaCl(當(dāng)然不是吃的那種),聽說是工業(yè)專用的粗鹽。弱酸性的陽(yáng)離子交換樹脂也用NaCl再生,但它需要在堿性條件下才能有較高的交換能力,而這套設(shè)備不提供堿性條件。
還有一些相關(guān)的問題,一并收集在此。
樹脂的儲(chǔ)存與運(yùn)輸:離子交換樹脂產(chǎn)品內(nèi)含有一定量的水份,在運(yùn)輸及儲(chǔ)存過程中應(yīng)盡量保持這部分水份。樹脂在儲(chǔ)存過程中,若出現(xiàn)脫水,應(yīng)先用10%左右的食鹽水浸泡1-2小時(shí),再逐漸稀釋,不能將脫水樹脂直接投入水(H2O)中,以防樹脂體積急劇膨脹而破碎。離子交換樹脂在貯存及運(yùn)輸過程中,應(yīng)盡量保持5~40℃的溫度環(huán)境,避免過冷或過熱造成樹脂被凍裂或加速微生物繁殖而影響產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品性能。離子交換樹脂暫不使用時(shí),應(yīng)以下述離子型式貯存:陽(yáng)離子交換樹脂為鈉(Na)型;陰離子交換樹脂為氯(Cl)型;弱堿陰離子交換樹脂為游離胺型。離子交換樹脂在貯存過程中應(yīng)防止鐵銹、油污、強(qiáng)氧化劑,有機(jī)物的污染,以免發(fā)生氧化降解、中毒等事故。冬季無(wú)保溫設(shè)備,亦可將樹脂儲(chǔ)存在食鹽水中,食鹽水濃度可根據(jù)氣溫而定,避免結(jié)冰。
離子交換樹脂運(yùn)轉(zhuǎn)中的暫停注意事項(xiàng):在通液或解吸的過程中,為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的穩(wěn)定,應(yīng)盡量避免中途停車。至于反洗、再生、淋洗等其它輔助性操作,則隨時(shí)都可以停車,但要注意管道閘門關(guān)閉,不讓液體流干,避免樹脂露出液面,否則,不但將氣泡引入樹脂層,影響后續(xù)工作,而且還會(huì)使樹脂氧化變質(zhì)。
離子交換樹脂在使用中的注意事項(xiàng):
(1)避免干燥、熱,避免以硝酸根的型式貯存;
(2)要檢驗(yàn)好酸濃度、樹脂量、溫度、通液時(shí)間、流速等情況;
(3)避免污染物引入;
(4)警報(bào)系統(tǒng)要經(jīng)常檢查,閥門管道要可靠;
(5)使用的再生劑等材料要穩(wěn)定;
(6)停車時(shí)設(shè)備要開口,樹脂按規(guī)定要求存放。
樹脂的污染、中毒與活化:離子交換樹脂在長(zhǎng)期使用中易受懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)菌和金屬的污染,使離子交換能力下降甚至失效。對(duì)此,須根據(jù)不同情況,對(duì)樹脂采用針對(duì)性的活化方法,一般金屬污染和膠體物質(zhì)污染,可采用烯酸液浸泡、淋洗的方法進(jìn)行活化。其他也可采用滅菌法、酸、堿液交替處理法進(jìn)行活化。
催化劑使用注意事項(xiàng)或中毒(失活原因分析) 原因之一:“陽(yáng)離子”中毒
1、陽(yáng)離子的組成:C4原料中的金屬離子和堿性氮化物、氨氣和有機(jī)胺。
2、陽(yáng)離子的來源:
①上游原料水洗不徹底而帶來的鈉離子、鈣離子;
②設(shè)備管道或閥門所產(chǎn)生的可溶性的鐵離子、鉻離子;
③FCC分子篩中的微量鋁離子和硅離子;
④C4中的氨、甲胺等堿性化合物也屬于陽(yáng)離子的范疇。
3、中毒原理和形式:這些陽(yáng)離子和催化劑中的SO3OH產(chǎn)生離子交換而使催化劑“中毒”。反應(yīng)式如下:SO3OH+M+(Na+、Ca2+、Fe3+、Cr4+、Al4+、NH4+、CH3NH2+……)中毒形式:“一層一層”地中毒,即:先接觸物料的先中毒,后接觸物料暫不中毒。 原因之二:可水解的腈類和酰胺類物質(zhì)中毒
1、其來源:
①在催化裂化中,C4、C5原料通常含有乙腈、丙腈。
②蒸氣裂解C4料原中,偶爾會(huì)帶有上游的丁二烯之抽提用的DMF.
2、中毒原理:如乙腈:CH3CH2CN+H2OCH3CH2C-NH2產(chǎn)物胺會(huì)使催化劑中毒。
3、中毒形式:擴(kuò)散型。此類物質(zhì)使催化劑的形式與以上不同,將中毒范圍擴(kuò)散到催化劑整體各個(gè)角落。
原因之三:催化劑孔道堵塞,使催化劑失活。
1、聚合物堵塞孔道:聚合物來源于丁二烯,在高溫下自聚。
2、控制丁二烯的含量指標(biāo):一般要求<0.2%。
原因之四:催化基團(tuán)脫落,使催化劑失活。
催化劑最高耐溫120℃,但長(zhǎng)時(shí)間在此溫度下運(yùn)行,催化劑的磺化基團(tuán)會(huì)從結(jié)構(gòu)骨架上脫落下來,而流入液相中,從而造成催化劑失活。 以后找到新的內(nèi)容再添加,這里就相當(dāng)于偶學(xué)習(xí)工作的筆記本吧!
離子交換樹脂“鐵中毒”的處理
摘要:樹脂“中毒”以鐵“中毒”現(xiàn)象最為常見。筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐,認(rèn)為采用4%的鹽酸,4%的食鹽和0.08%的亞硫酸鈉混合液,處理“鐵中毒”的樹脂,具有藥劑耗量少,復(fù)蘇時(shí)間短,效果好,對(duì)交換器的腐蝕性較小的特點(diǎn)。
離子交換樹脂具有化學(xué)穩(wěn)定性好,機(jī)械強(qiáng)度高, 交換能力大等優(yōu)點(diǎn),因而在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐用水處理及除鹽水、純凈水的生產(chǎn)中,得到了廣泛應(yīng)用。但樹脂在使用過程中,由于受到有害雜質(zhì)(如鐵化物、有機(jī)物等)的污染,就會(huì)發(fā)生樹脂“中毒”事故。如果不及時(shí)采取合理措施使其復(fù)蘇,就有可能造成樹脂失效,甚至報(bào)廢。樹脂“中毒”以鐵“中毒”現(xiàn)象最為常見。下面,筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐,談?wù)剬?duì)這種樹脂鐵“中毒”事故的處理方法及預(yù)防措施。
離子交換樹脂表面被鐵化物覆蓋或樹脂內(nèi)部的交換孔道被鐵雜質(zhì)等堵塞,使樹脂的工作交換容量和再生交換容量明顯降低,但樹脂結(jié)構(gòu)無(wú)變化,這種現(xiàn)象叫樹脂的鐵“中毒”。
1 污染原因分析
造成樹脂鐵“中毒”的原因主要有4方面:①水源是含鐵量高的地下水或被鐵污染的地表水;②進(jìn)水管道或交換器內(nèi)部被腐蝕產(chǎn)生了鐵化物;③再生劑中含有鐵雜質(zhì);④水中含有大分子有機(jī)物。
陽(yáng)樹脂的鐵“中毒”一般只發(fā)生在以食鹽為再生劑的軟化水過程中,主要有兩種情況,一種是當(dāng)鐵以膠態(tài)或懸浮鐵化物的形式進(jìn)入鈉離子交換器后,被樹脂吸附,并在樹脂表面形成一層鐵化物的覆蓋層,阻止了水中的離子與樹脂進(jìn)行有效接觸;另一種是鐵以Fe2+形式進(jìn)入交換器,與樹脂進(jìn)行交換反應(yīng),使Fe2+占據(jù)在交換位置上,因Fe2+很容易被氧化成高價(jià)鐵化物,沉積在樹脂內(nèi)部,堵塞了交換孔道。
陰樹脂發(fā)生鐵“中毒” 的主要原因也有以下兩種:一是再生陰樹脂的堿純度達(dá)不到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),特別是液態(tài)堿中含有鐵的化合物較多時(shí),更容易使陰樹脂中毒;二是水中含有大分子有機(jī)物時(shí),容易與鐵形成螯合物(即有機(jī)鐵),它可以與強(qiáng)堿性陰樹脂進(jìn)行交換反應(yīng),集結(jié)在交換基團(tuán)的位置上,堵塞樹脂的交換孔道,使交換容量和再生容量下降,再生效率降低,再生劑與清洗水耗量增加,進(jìn)一步導(dǎo)致樹脂鐵“中毒”。
2 污染鑒別方法
2.1 外觀顏色鑒別
發(fā)生鐵“中毒”的樹脂,從外觀上看,顏色由透明的黃色(陽(yáng)樹脂)或乳白色(陰樹脂)明顯變深,嚴(yán)重者甚至呈黑色。
2.2 試驗(yàn)鑒別
通過測(cè)定水的含鐵量來判定樹脂鐵“中毒”的程度,這是一種較為準(zhǔn)確的方法[1]。方法如下:
將“中毒”樹脂用清水洗凈,浸泡在10%的食鹽水中再生約30min,傾去鹽水再用蒸餾水(或除鹽水)洗滌2~3次,從中取出一部分樹脂放入試管或玻璃瓶中,隨后加入6mol/L的鹽酸(體積約為樹脂的2倍),蓋嚴(yán)振蕩15min后,然后取出酸液注入另一潔凈試管中,滴入飽和的亞鐵氰化鉀溶液,從試液生成普魯士藍(lán)的顏色深淺(由淡藍(lán)色至棕黑色),可以判斷樹脂鐵“中毒”的程度。
需要說明的是,有的單位只用測(cè)定樹脂交換容量的方法來判斷樹脂是否鐵“中毒”,這是不準(zhǔn)確的。因?yàn)殍F“中毒”僅僅降低了樹脂的工作交換容量,而對(duì)全交換容量幾乎沒有影響。
3 復(fù)蘇處理方法
由于鐵“中毒”樹脂經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?,可以恢?fù)其交換能力,所以樹脂發(fā)生鐵“中毒”后,應(yīng)及時(shí)正確處理,否則會(huì)增加樹脂破損的可能性,導(dǎo)致樹脂報(bào)廢。鐵“中毒”樹脂的復(fù)蘇方法主要有以下三種,現(xiàn)比較如下:
3.1 鹽酸復(fù)蘇法
機(jī)理:強(qiáng)酸性樹脂對(duì)陽(yáng)離子的選擇順序?yàn)椋?/span>
Fe3+>Fe2+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+
在鐵“中毒”樹脂中加入10%的鹽酸后,鹽酸將樹脂表面或凝膠孔內(nèi)的膠態(tài)Fe2O3·XH2O溶解成Fe3+,同時(shí)鹽酸中的H+與樹脂上的Fe3+、Ca2+、Mg2+發(fā)生交換,使樹脂逐步轉(zhuǎn)成氫型,投入運(yùn)行前再轉(zhuǎn)化成鈉型。
此法簡(jiǎn)單易行。但在實(shí)際應(yīng)用中,要想充分復(fù)蘇鐵“中毒” 樹脂,必須將鹽酸的濃度加大到10%以上,這樣既增加了處理費(fèi)用,也易損壞交換器的防腐層。
3.2 鹽酸-食鹽復(fù)蘇法
機(jī)理:將4%的鹽酸和4%的食鹽溶液加入“鐵中毒”樹脂中,充分浸泡。鹽酸的主要作用是溶解Fe2O3·XH2O。食鹽中的Na+連同鹽酸中的H+和樹脂上的Fe3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+進(jìn)行交換,使樹脂逐步轉(zhuǎn)變成氫鈉混合型,投入運(yùn)行前再生轉(zhuǎn)換成鈉型即可。
此法是一種較常用的方法。但也存在著鹽酸和食鹽用量大,耗時(shí)長(zhǎng),復(fù)蘇處理不徹底等缺點(diǎn)。
3.3 鹽酸-食鹽-亞硫酸鈉復(fù)蘇法
機(jī)理:將4%的鹽酸、4%的食鹽和0.08%的亞硫酸鈉混合液加入鐵“中毒”樹脂中充分浸泡。鹽酸和食鹽的作用同上。Na2SO3中的S把SO32-Fe3+還原成Fe2+從而減少樹脂對(duì)Fe3+的結(jié)合,且反應(yīng)生成的H+又能促進(jìn)Fe2O3•XH2O的溶解,
反應(yīng)式為:
SO32-+2Fe3++H2O≒SO42-+Fe2++2H+
最后再將氫鈉混合型樹脂轉(zhuǎn)化為鈉型樹脂即可投入使用。需要注意的是,Na2SO3濃度應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定,一般不應(yīng)大于0.1%,因?yàn)镹a2SO3濃度過高,易產(chǎn)生SO2氣體,再者產(chǎn)物SO42-濃度增大,會(huì)產(chǎn)生CaSO4沉淀。
實(shí)踐證明,用這種方法處理鐵“中毒”樹脂,復(fù)蘇劑耗量少,耗時(shí)短,且復(fù)蘇劑中鹽酸濃度低,對(duì)交換器腐蝕性較小,復(fù)蘇效果較好,是一種較理想的處理方法。
4 預(yù)防措施
①含鐵地下水必須進(jìn)行必要的除鐵處理后,方可進(jìn)入交換器。常用的除鐵方法有:曝氣除鐵法、錳砂過濾除鐵法等。
②直接以深井水或自來水為水源時(shí),應(yīng)在陽(yáng)床進(jìn)水泵前設(shè)置過濾器性產(chǎn)純凈水時(shí),進(jìn)水管道應(yīng)采用不銹鋼管道或其它不含鐵元素的管道,以防流水將一些鐵的腐蝕產(chǎn)物帶進(jìn)交換器。
③加強(qiáng)水處理設(shè)備及管道的防腐工作。定期檢查交換器內(nèi)部再生裝置及防腐層,發(fā)現(xiàn)損傷應(yīng)及時(shí)處理。鹽液輸送管道要采用不銹鋼管,防止管道腐蝕產(chǎn)生鐵化合物,污染樹脂。
④再生劑質(zhì)量要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,不能含有鐵雜質(zhì)。