一种阳离子树脂的在线复苏方法与流程

1.本发明涉及水质软化处理技术领域，尤其涉及一种阳离子树脂的在线复苏方法。


背景技术：

2.目前大部分树脂软化系统的软化及再生流程为：
3.①
反洗环节：运行周期结束后反洗30min；
4.②
进盐环节：反洗结束后进工业盐溶液再生树脂2h至树脂罐出口溶液密度约1.13g/cm3；
5.③
置换环节：用清水置换罐内工业盐溶液2h；
6.④
一次正洗：用清水以上进下出方式压实一级树脂罐内树脂；
7.⑤
二次正洗：用清水以上进下出方式压实二级树脂罐内树脂。
8.油田污水净化水软化系统中阳离子树脂遇到的最常见的污染为树脂被油污污染以及金属离子中毒污染。因树脂的吸附作用，水中含油、悬浮物或金属离子在树脂表面形成一层覆盖层，污染较为严重的树脂通过系统内反洗阶段的清洗力度不能达到完全清洗的效果，阻止了水中离子与树脂的有效接触，从而导致交换容量下降，树脂再生频次增加。
9.目前，稠油油田锅炉回用污水软化系统针对污染较为严重，系统内反洗不彻底，交换容量达不到要求的树脂，大部分选择将树脂掏出树脂罐，以人工方式借助一些清洗设备对污染树脂进行清洗。这种清洗方法的主要问题在于：
10.①
费时费力，需要大量人工耗费大量时间清洗；
11.②
效率低下，由于人力的局限性，相同时间内清洗速度及清洗量较低；
12.③
成本较高，由于人工清洗过程较为繁琐，花费时间成本与经济成本较高。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于提供一种阳离子树脂的在线复苏方法，彻底解决了树脂清洗不彻底、费时费力、清洗后交换容量难以得到保证的问题。
14.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
15.本发明提供了一种阳离子树脂的在线复苏方法，包括以下步骤：采用树脂软化系统反洗流程向盛有阳离子树脂的树脂罐中通入清水，对阳离子树脂进行反洗，待反洗至出水ss＜5mg/l时，通入a剂继续进行反洗，待反洗至出水的ph值与a剂的ph值相差0.5以下时，停止反洗，通过树脂软化系统内现有进盐流程向树脂罐内进b剂，待进液至出水ph值与b剂的ph值差值在0.5以下时，用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗；
16.所述a剂为表面活性剂和碱性物质的水溶液；所述b剂为能够与fe
3+
形成络合物的盐、柠檬酸、盐酸和缓蚀剂的水溶液。
17.优选的，所述表面活性剂的类型为磺酸盐型、羟/羧酸盐型、硫酸脂盐型和磷酸脂盐型中的一种或多种。
18.优选的，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多
种。
19.优选的，所述能够与fe
3+
形成络合物的盐包括氟化钾、硫氰化钾、氟化铵和氟化氢铵中的一种或多种。
20.优选的，所述a剂中表面活性剂的质量含量为1～3％，碱性物质的质量含量为0.5～1％。
21.优选的，所述b剂中柠檬酸的质量含量优选为3～5％，盐酸的质量含量优选为2～4％，能够与fe
3+
形成络合物的盐的质量含量为5～10％，缓蚀剂的质量含量为0.5～1％。
22.优选的，所述清水的流速≥8m/h；所述a剂的流速≤5m/h。
23.优选的，所述b剂的流速≤5m/h。。
24.在a剂中碱性物质制造的碱性环境下，表面活性剂的表面活性除油作用得到加强，在反洗流程中，可以清除阳离子树脂孔隙间的悬浮物和油污胶体物质；在进盐流程，b剂中的柠檬酸和盐酸与阳离子树脂表面产生的caco3垢反应除垢，能够与fe
3+
形成络合物的盐与树脂在工作中吸附的fe
3+
反应达到除垢除铁及再生效果，同时b剂中缓蚀剂可以降低b剂对系统内罐体、管线、阀门等设备的腐蚀。
25.本发明的复苏药剂可与现场树脂罐及软化系统配合使用，停止了每月由人工将树脂掏出罐外利用设备清洗的方式恢复树脂交换容量。
26.实施例的结果表明，采用本发明复苏药剂配合现有软化系统清洗复苏过的树脂，树脂复苏率由传统再生方法再生后的55.85％升高至91.34％，完全达到树脂复苏率标准要求，彻底解决了树脂清洗不彻底、费时费力、清洗后交换容量难以得到保证的问题。
具体实施方式
27.本发明提供了一种阳离子树脂的在线复苏方法，包括以下步骤：采用树脂软化系统反洗流程向盛有阳离子树脂的树脂罐中通入清水，对阳离子树脂进行反洗，待反洗至出水ss＜5mg/l时，通入a剂继续进行反洗，待反洗至出水的ph值与a剂的ph值相差0.5以下时，停止反洗，通过树脂软化系统内现有进盐流程向树脂罐内进b剂，待进液至出水ph值与b剂的ph值差值在0.5以下时，用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗；
28.所述a剂为表面活性剂和碱性物质的水溶液；所述b剂为能够与fe
3+
形成络合物的盐、柠檬酸、盐酸和缓蚀剂的水溶液。
29.在本发明中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
30.下面先对a剂进行说明。
31.在本发明中，所述a剂为表面活性剂和碱性物质的水溶液。在本发明中，所述表面活性剂的类型优选为磺酸盐型、羟/羧酸盐型、硫酸脂盐型和磷酸脂盐型中的一种或多种，所述磺酸盐型的表面活性剂优选包括十二烷基苯磺酸钠、磺酸钠、琥珀酸二酯磺酸钠或十六醇琥珀酸单酯磺酸钠；所述羟/羧酸盐型的表面活性剂优选包括油酰氯多缩氨基酸钠或月桂醇羧酸盐；所述硫酸脂盐型的表面活性剂优选包括仲烷基硫酸酯盐或不饱和醇的硫酸酯盐；所述磷酸脂盐型的表面活性剂优选包括烷基磷酸酯盐或高分子聚磷酸酯盐。在本发明的实施例中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。本发明的表面活性剂具有清洗除油作用。
32.在本发明中，所述碱性物质优选包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一
种或多种，当所述碱性物质为上述物质中的多种时，本发明对各碱性物质的配比没有特殊要求，任意配比均可。在本发明中，所述碱性物质的作用是为表面活性剂的除油作用提供合适的碱性环境。
33.在本发明中，所述a剂中表面活性剂的质量含量优选为1～3％，更优选为1.5～2.5％；碱性物质的质量含量优选为0.5～1％，更优选为0.7～0.8％。
34.在本发明中，所述a剂优选由表面活性剂和碱性物质溶于水得到。
35.下面对b剂进行说明。
36.在本发明中，所述b剂为能够与fe
3+
形成络合物的盐、柠檬酸、盐酸和缓蚀剂的水溶液。
37.在本发明中，所述能够与fe
3+
形成络合物的盐优选包括氟化钾、硫氰化钾、氟化铵和氟化氢铵中的一种或多种，更优选为氟化钾。在本发明中，所述b剂中能够与fe
3+
形成络合物的盐的质量含量优选为5～10％，更优选为6～9％，进一步优选为7～8％。在本发明中，上述盐能够与阳离子树脂中的fe
3+
形成络合物，进而除去阳离子树脂中的fe
3+
。
38.在本发明中，所述b剂中柠檬酸的质量含量优选为3～5％，盐酸的质量含量优选为2～4％。在本发明中，柠檬酸和盐酸能够与树脂中的caco3垢反应达到除垢效果。
39.本发明对所述缓蚀剂的具体种类没有特殊要求，本领域熟知的缓蚀剂均可。在本发明的实施例中，所述缓蚀剂为咪唑啉类通用酸化缓蚀药剂。在本发明中，所述b剂中缓蚀剂的质量含量优选为0.5～1％，更优选为0.6～0.9％，进一步优选为0.7～0.8％。在本发明中，所述缓蚀剂可以降低b剂对系统内罐体、管线、阀门等设备的腐蚀。
40.本发明对所述b剂的配制过程没有特殊要求，直接将能够与fe
3+
形成络合物的盐、柠檬酸、盐酸和缓蚀剂溶于水即可。
41.下面对阳离子树脂的在线复苏方法进行说明。
42.本发明采用树脂软化系统反洗流程向盛有阳离子树脂的树脂罐中通入清水，对阳离子树脂进行反洗，待反洗至出水ss＜5mg/l时，通入a剂继续进行反洗。
43.本发明对所述阳离子树脂没有特殊要求，需要进行离子交换除硬的阳离子树脂均可。在本发明的实施例中，所述阳离子树脂为稠油油田锅炉回用水的树脂软化系统中被污染的阳离子树脂。
44.本发明对所述树脂软化系统没有特殊的要求，本领域熟知的树脂软化系统均可。
45.在本发明中，所述清水的流速优选≥8m/h，本发明先采用清水进行大排量反洗，反洗过程中，阳离子树脂上包裹的悬浮物被冲洗下来，使油污裸露，有利于充分发挥a剂的清洗效果。
46.在本发明中，所述a剂的流速优选≤5m/h。本发明通过控制a剂的流速在上述范围确保a剂与树脂充分接触。
47.本发明利用大排量反洗过程中对树脂的扰动充分发挥a剂的清洗效果，反洗过程中树脂层松动，让树脂达到最大膨胀性，同时在a剂中碱性物质制造的碱性环境下，表面活性剂的表面活性除油作用得到加强，在反洗流程中，可以清除阳离子树脂孔隙间的悬浮物和油污胶体物质。
48.待反洗至出水的ph值与a剂的ph值相差0.5以下时，本发明停止反洗，通过树脂软化系统内现有进盐流程向树脂罐内进b剂。
49.在本发明中，所述b剂的流速优选≤5m/h。
50.在进液流程，b剂中的柠檬酸和盐酸与阳离子树脂表面产生的caco3垢反应除垢，能够与fe
3+
形成络合物的盐与树脂在工作中吸附的fe
3+
反应达到除垢除铁及再生效果，同时b剂中缓蚀剂可以降低b剂对系统内罐体、管线、阀门等设备的腐蚀。
51.在本发明中，当进液至出水ph值与b剂的ph值差值在0.5以下时，完成进液流程，更优选出水ph值与b剂的ph值差值为0.3～0.5时停止进液。
52.完成所述进液(b剂)流程后，本发明用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗。本发明对所述置换和正洗的过程没有特殊要求，采用本领域熟知的置换和正洗过程即可。
53.下面结合实施例对本发明提供的阳离子树脂的在线复苏方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
54.实施例1
55.某油田1#稠油处理站内锅炉回用水由于前端水质波动、反洗不彻底等原因造成树脂罐内阳离子树脂被油污包裹以及水质原因造成的在树脂表面产生碳酸钙垢，对该阳离子树脂进行在线复苏。
56.具体的复苏方法如下：
57.向盛有阳离子树脂的树脂罐中通入清水进行反洗，反洗流速为8m/h，待反洗至出水ss＜5mg/l时，通入a剂(a剂组成为：1.5％的十二烷基苯磺酸钠+0.8％naoh)继续反洗，a剂的流速为0.4m/h，待反洗至出水的ph值与a剂的ph值相差0.5时，停止反洗，再通过树脂软化系统内现有进盐流程向树脂罐内进b剂(b剂组成为：3％柠檬酸+3％hcl+8％氟化钾+0.8％缓蚀剂)，进b剂时进液流速为3m/h，待出液ph值与b剂的ph值相差0.3时结束进液，用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗。
58.对比例1
59.采用传统的反洗-进盐-置换-正洗流程，与实施例3的不同之处仅在于采用清水反洗，进盐溶液为质量分数为20％的工业氯化钠盐溶液。
60.结果表明，采用了本发明的树脂复苏药剂a剂、b剂配合特定清洗方法后，停止了每月由人工将树脂掏出罐外利用设备清洗的方式恢复树脂交换容量，彻底解决了树脂清洗不彻底、费时费力、清洗后交换容量难以得到保证的问题。同时采用本发明中的复苏药剂a剂、b剂树脂交换容量明显上升；具体结果见表3：
61.表3实施例3和对比例1树脂交换容量测定及恢复实验数据
62.处理方式树脂交换容量，mmol/l复苏率，％新树脂4.565/对比例12.7660.46实施例14.11690.25
63.实施例2
64.某油田6#供热站软化器组内阳离子树脂污染严重，制水周期短，更换频率高，造成吨水综合处理成本大幅增高，针对该阳离子树脂进行复苏。
65.具体的复苏方法如下：
66.向盛有阳离子树脂的树脂罐中通入清水进行反洗，反洗流速为8m/h，待反洗至出水ss＜5mg/l时，通入a剂(a剂组成为：1.5％的十二烷基苯磺酸钠+1％koh)继续反洗，a剂的
流速为3.5m/h，待反洗至出水的ph值与a剂的ph值相差0.5时，停止反洗，再通过树脂软化系统内进盐流程向树脂罐内进b剂(b剂组成为3.5％柠檬酸+2.5％hcl+6％氟化钾+0.8％缓蚀剂)，进液流速为3m/h，待出液ph与b剂的ph值相差0.5时结束，完成进液流程后，用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗。
67.对比例2
68.采用传统的反洗-进盐-置换-正洗流程，与实施例2的不同之处仅在于采用清水反洗，进盐溶液为质量分数为20％的工业氯化钠盐溶液。
69.实施例2和对比例2的结果表明，采用了本发明中的树脂复苏药剂a剂、b剂配合特定清洗方法后，树脂复苏率至少升高20％，彻底解决了树脂清洗不彻底、费时费力、清洗后交换容量难以得到保证的问题。具体结果见表2。
70.表2实施例2和对比例2树脂交换容量测定及恢复实验数据
71.处理方式树脂交换容量，mmol/l复苏率，％新树脂4.565/对比例23.372.28实施例24.2793.53
72.实施例3
73.某油田1#稠油处理站内锅炉回用水由于前端水质波动、反洗不彻底等原因造成树脂罐内阳离子树脂被油污包裹以及水质原因造成的在树脂表面产生碳酸钙垢，对该阳离子树脂进行在线复苏。
74.具体的复苏方法如下：
75.向盛有阳离子树脂的树脂罐中通入清水进行反洗，反洗流速为8m/h，待反洗至出水ss＜5mg/l时，通入a剂(a剂组成为：1.7％的十二烷基苯磺酸钠+1％k2co3)继续反洗，a剂的流速为2.5m/h，待反洗至出水的ph值与a剂的ph值相差0.5时，停止反洗，再通过树脂软化系统内现有进盐流程向树脂罐内进b剂(b剂组成为：3％柠檬酸+3％hcl+8％氟化钾+0.8％缓蚀剂)，进b剂时进液流速为3m/h，待出液ph值与b剂的ph值相差0.5时结束进液，用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗。树脂复苏率为91.34％。
76.实施例4
77.某油田6#供热站软化器组内阳离子树脂污染严重，制水周期短，更换频率高，造成吨水综合处理成本大幅增高，针对该阳离子树脂进行复苏。
78.具体的复苏方法如下：
79.向盛有阳离子树脂的树脂罐中通入清水进行反洗，反洗流速为8m/h，待反洗至出水ss＜5mg/l时，通入a剂(a剂组成为：1.5％的十二烷基苯磺酸钠+0.8％naoh)继续反洗，a剂的流速为3.5m/h，待反洗至出水的ph值与a剂的ph值相差0.5时，停止反洗，再通过树脂软化系统内进盐流程向树脂罐内进b剂(b剂组成为3％柠檬酸+3％hcl+8％氟化钾+0.8％缓蚀剂)，进液流速为3m/h，待出液ph与b剂的ph值相差0.3时结束，完成进液流程后，用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗。树脂复苏率为92.2％。
80.对比例3
81.采用传统的反洗-进盐-置换-正洗流程，与实施例4的不同之处仅在于向盛有阳离子树脂的树脂罐通入清水进行反洗之后，先通入0.8％naoh溶液进行反洗20min，反洗流速
为3.5m/h，用清水置换罐内溶液后通入1.5％十二烷基苯磺酸钠溶液反洗20min，流速为3.5m/h，再通过进盐流程向树脂罐内进3％柠檬酸+3％hcl+0.8％缓蚀剂溶液，流速为3m/h，待出液ph与b剂的ph值相差0.3时结束，而后向阳离子树脂罐内通入8％氟化钾溶液20min，流速为3m/h，完成进液后用清水置换树脂罐内的水溶液，进行正洗。
82.实施例4和对比例3结果表明，相比较于本发明中的树脂复苏药剂a剂、b剂配合特定清洗方法，将a剂中十二烷基苯磺酸钠溶液、naoh溶液，b剂中柠檬酸+hcl+缓蚀剂溶液、氟化钾溶液分批依次通入阳离子树脂罐内的方式，其缺点在于产生废水量较大、树脂表面油污清洗不彻底(以测定实施例4中通入a剂时出水含油量与对比例3中通入十二烷基苯磺酸钠溶液时出水含油量表征树脂表面油污清洗效果)、树脂交换容量较低。
83.表3实施例4与对比例3树脂清洗效果对比实验数据
[0084][0085]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。