一种基于流化床的离子交换树脂的再生方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于流化床离子交换树脂的再生方法，特别涉及一种己内酰胺生产过程中解析液、再生液及清洗液与离子交换树脂形成流化床以提高再生效率和降低成本的离子交换树脂的再生方法。与现有技术相比，可以延长离子交换树脂塔的切换周期，降低物耗、能耗，同时减少废水的排放量。实施该发明方法，无需对离子交换树脂塔进行改造，操作简便易行，经济、环保效益明显，具有很好的推广应用空间。
【专利说明】一种基于流化床的离子交换树脂的再生方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于流化床离子交换树脂的再生方法，特别涉及一种己内酰胺生产过程中解析液、再生液及清洗液与离子交换树脂形成流化床以提高再生效率和降低成本的离子交换树脂的再生方法。
【背景技术】
[0002]离子交换树脂在化工、医药、生化等生产过程中应用广泛，它可用于脱除混合溶液中的盐类杂质并吸附部分有机杂质。但是离子交换树脂在使用一段时间后，由于离子交换能力或吸附有机物达到饱和需要切出系统进行再生。
[0003]现行采用的离子交换树脂的再生方法中解析液、再生液以及清洗液主要都是由离子交换树脂塔顶部加入自上而下通过树脂床层的。离子交换树脂在正常投用状况下也是采用物料自上而下的加入方式。在这种加料方式下，由于流体的流动而对树脂床层产生持续的向下的作用力，在这个力的作用下，树脂颗粒间的空隙率越来越小，树脂床层也会越来越紧，从而在树脂床层内部形成板结、沟流现象，流体都会优先经过这些阻力较小的沟流缝隙而穿过床层，进而导致液体与树脂颗粒的接触时间变短，接触不充分，两者之间的传质过程作用减弱。这样会使得树脂在清洗过程中，盐类杂质及吸附的有机杂质清洗不充分，后续的再生过程中，也很容易导致离子交换树脂再生的不完全，从而使得离子交换树脂床层需要频繁切换进行再生，增大了物耗、能耗以及环保的投入，同时影响了产品质量的稳定。
[0004]CN 1329942(01121701.4)发明了一种再生离子交换树脂的方法，该方法将使用过的离子交换树脂装填在再生塔中，重复至少两次包括下列的步骤:再生剂水溶液从再生塔顶部向下通过再生塔，之后，超纯水从再生塔底部向上通过再生塔，该方法可以较均匀地再生离子交换树脂。CN 101224436(200710133332.7)公布了一种离子交换树脂的再生方法，该方法将解析液通入装有离子交换树脂的离子交换柱中以除去吸附或牢固结合在树脂上的杂质离子和将再生液逆流通入离子交换柱以恢复使离子交换树脂的离子交换能力。解析液和再生液分别采用顺流和逆流的方式先后通入离子交换柱中。该方法可使离子交换柱的柱效得到提高。但上述两种方法仅在超纯水加入或再生液加入这一步采用逆流加入方式而使树脂形成流化床，流化床中液体与树脂间的传质效果明显改善这一优点在杂质脱附这一重要环节没有得到充分挖掘。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的离子交换树脂在再生方法中杂质脱附不充分，再生效率较低，树脂床层需要频繁切换再生而导致的高物耗、能耗以及环保压力，本发明公开了一种基于流化床的离子交换树脂的再生方法，通过实施该再生方法，可以提高离子交换树脂的再生效率，使得离子交换树脂的切换周期延长了 25%以上，酸、碱以及工艺水的消耗降低了 20%以上，在降低物耗、能耗的同时减少了废水的排放，具有明显的经济、环保效益。
[0006]实现发明目的技术方案为: 一种基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:在再生过程中，将解析液、再生液及清洗液从塔的底部加入，并通过调节液体加入的流量使得离子交换树脂床层形成稳定的流化床。
[0007]本发明所述的离子交换树脂包括阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
[0008]本发明方法的具体实施步骤如下:
(a)用水自需要再生的离子交换塔的顶部加入，穿过树脂床层进行清洗，至出塔水中物料含量低于一定值；
(b)将水自塔底部加入以对(a)处理的离子交换树脂进行反冲洗，并调节水的流量在15-55m3/h使离子交换树脂形成稳定的流化床，清洗至出塔水中有机物含量及出塔水的电
导率低于一定值；
(C)将解析液自塔底部加入以对(b)处理的离子交换树脂进行解析，并调节解析液的流量在15-55m3/h使树脂形成稳定的流化床，解析l_5h后，由塔底部加入水并调节水的流量使离子交换树脂形成稳定的流化床，将离子交换树脂清洗干净；
(d)将再生液自塔底部加入以对(c)处理的离子交换树脂进行再生，并调节再生液的流量在15-55m3/h使离子交换树脂形成稳定的流化床，再生l_5h后，由塔底部加入水并调节水的流量使离子交换树脂形成稳定的流化床，将离子交换树脂清洗干净。
[0009]优选地，所述离子交换树脂是己内酰胺生产工艺中所使用的离子交换树脂。
[0010]优选地，所述物料是己内酰胺水溶液。
[0011]在本发明中使用的水是己内酰胺生产的工艺水。
[0012]在发明中所述的清洗液是水或工艺水。
[0013]本发明中步骤(a)用水清洗，出塔水中己内酰胺含量低于0.3(wt)%。
[0014]本发明步骤(b)用水反冲洗，出塔水中己内酰胺含量低于0.3 (wt)%，出塔水的电导率低于15 μ S/cm。
[0015]本发明的操作是在常温下进行。
[0016]本发明的解析液浓度为2-6 (wt) %。
[0017]本发明的再生液浓度为2-6 (wt) %。
[0018]优选地，所述的清洗液清洗后出塔液体PH控制范围为6-8。
[0019]当所述的离子交换树脂为阴离子交换树脂时，所述的解析液为硝酸溶液或盐酸溶液或硫酸溶液，再生液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液；当所述的离子交换树脂为阳离子交换树脂时，所述的解析液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，再生液为硝酸溶液或盐酸溶液或硫酸溶液。
[0020]发明的效果
本发明与现有技术相比，以前离子交换树脂的切换周期为55h，本发明的切换周期可以延长到70h以上，使得离子交换树脂塔的切换周期延长了 25%以上，酸、碱以及工艺水的消耗降低了 20%以上，降低了物耗、能耗，同时减少废水的排放量。实施该发明方法，无需对离子交换树脂塔进行改造，操作简便易行，经济、环保效益明显，具有很好的推广应用空间。
【具体实施方式】
[0021]以下通过实施例对本发明进一步说明，但不构成对本发明的限制。[0022]基于流化床己内酰胺离子交换树脂的再生方法:
实施例1:
(a)用工艺水自需要再生的离子交换塔的顶部加入，穿过离子交换树脂床层进行清洗，至出塔水中己内酰胺含量低于0.3 (wt) %。
[0023](b)将工艺水自塔底部加入以对(a)处理的离子交换树脂进行反冲洗，阳离子交换塔水量控制为35m3/h，阴离子交换塔水量控制为30m3/h，均形成稳定的流化床，冲洗3h后结束。
[0024](C)将解析液自塔底部加入以对(b)处理的离子交换树脂进行解析，阳离子交换塔中加入4 (wt) %的氢氧化钠水溶液，流量控制为35m3/h ;阴离子交换塔中加入4 % (wt)的硝酸溶液，流量控制为30m3/h。两个塔中的离子交换树脂床层均呈稳定的流化态，解析3h后，由塔底部加入工艺水，阳离子交换塔流量控制为35m3/h，阴离子交换塔流量控制为30m3/h,均形成稳定的流化床,清洗3h。
[0025](d)将再生液自塔底部加入以对(C)处理的离子交换树脂进行再生，阳离子交换塔中加入4 (wt) %的硝酸溶液，流量控制为35m3/h ;阴离子交换塔中加入4 (wt) %的氢氧化钠水溶液，流量控制为30m3/h。两个塔中的离子交换树脂床层均呈稳定的流化态，再生3h后，由塔底部加入工艺水，阳离子交换塔流量控制为35m3/h，阴离子交换塔流量控制为30m3/h,均形成稳定的流化床,清洗3h。
[0026]实施例2
本实施例与实施例1不同之处是不经过步骤(a)。
[0027]实施例3
本实施例与实施例1不同之处是将步骤(C)和(d)中的硝酸溶液替换为盐酸溶液。
[0028]实施例4
本实施例与实施例1不同之处是步骤(c)中氢氧化钠水溶液流量控制为40 m3/h，硝酸溶液流量控制为33 m3/h，解析时间为2h。
[0029]实施例5
本实施例与实施例1不同之处是步骤(C)和(d)中将底部进工艺水流量控制为:阳离子交换塔40 m3/h，阴离子交换塔33 m3/h，清洗时间为2h。
【权利要求】
1.一种基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:在再生过程中，将解析液、再生液及清洗液从塔的底部加入，并通过调节液体加入的流量使得离子交换树脂床层形成稳定的流化床，具体实施步骤如下: (a)用水自需要再生的离子交换塔的顶部加入，穿过离子交换树脂床层进行清洗，至出塔水中物料含量低于一定值； (b)将水自塔底部加入以对(a)处理的离子交换树脂进行反冲洗，并调节水的流量在15-55m3/h使离子交换树脂形成稳定的流化床，清洗至出塔水中有机物含量低于一定值及出塔水的电导率低于一定值； (c)将解析液自塔底部加入以对(b)处理的离子交换树脂进行解析，并调节解析液的流量在15-55m3/h使树脂形成稳定的流化床，解析l_5h后，由塔底部加入清洗液并调节水的流量使离子交换树脂形成稳定的流化床，将树脂清洗干净； (d)将再生液自塔底部加入以对(c)处理的离子交换树脂进行再生，并调节再生液的流量在15-55m3/h使树脂形成稳定的流化床，再生l_5h后，由塔底部加入清洗液并调节水的流量使树脂形成稳定的流化床，将树脂清洗干净。
2.根据权利要求1所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:所述的离子交换树脂是己内酰胺生产工艺中所使用的离子交换树脂。
3.根据权利要求1所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:所述的离子交换树脂是阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。
4.根据权利要求1所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:所述物料是己内酰胺水溶液。
5.根据权利要求1所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:当所述的离子交换树脂为阴离子交换树脂时，所述的解析液为硝酸溶液或盐酸溶液或硫酸溶液，再生液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液；当所述的离子交换树脂为阳离子交换树脂时，所述的解析液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，再生液为硝酸溶液或盐酸溶液或硫酸溶液。
6.根据权利要求1所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:所述的清洗液是水或工艺水。
7.根据权利要求1所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于:所述的清洗液清洗后出塔液体PH控制范围为6-8。
8.根据权利要求2所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于使用的水为己内酰胺生产的工艺水。
9.根据权利要求2所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于步骤(a)用水清洗，出塔水中己内酰胺含量低于0.3(wt)%。
10.根据权利要求2所述的基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其特征在于步骤(b)用水反冲洗，出塔水中己内酰胺含量低于0.3 (wt) %，出塔水的电导率低于15 μ S/cm。
【文档编号】B01J49/00GK103551210SQ201310540637
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】左华亮, 李兴栋, 严实, 王文彬, 范壮志 申请人:中国石油化工股份有限公司