在高壓環(huán)境中，1,4－丁炔二醇（BYD）和氫氣在雷尼鎳催化劑的作用下反應(yīng)生成1,4－丁二醇（BDO）產(chǎn)品。如果在生產(chǎn)工藝中只對(duì)1,4－丁炔二醇作精餾提純，不作脫離子凈化處理，將會(huì)致使1,4－丁炔二醇物料中含有大量銅離子、二氧化硅等雜質(zhì)，并隨工藝帶到高壓加氫系統(tǒng)中。
物料中的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致加氫反應(yīng)過(guò)程中雷尼鎳催化劑覆蓋性中毒，活性、選擇性降低、使用壽命縮短，1,4－丁二醇產(chǎn)品產(chǎn)量得不到有效提高，從而影響裝置產(chǎn)能的發(fā)揮。因此，在1,4－丁炔二醇提純凈化的過(guò)程中必須有效去除高壓加氫原料BYD中的雜質(zhì)，才能充分發(fā)揮裝置產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行。
科海思作為國(guó)內(nèi)樹(shù)脂解決方案供應(yīng)商，積極借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的離子交換和水處理凈化技術(shù)，經(jīng)過(guò)不斷研究試驗(yàn)，建成了一套能夠滿足工藝要求的CH-90Na離子交換樹(shù)脂BYD凈化裝置，充分發(fā)揮整套裝置的生產(chǎn)能力。
技術(shù)眾多，為何離子交換技術(shù)？
1,4－丁炔二醇提純凈化技術(shù)，概括起來(lái)主要有精餾法、吸附及離子交換樹(shù)脂法、膜分離技術(shù)、超臨界萃取和重結(jié)晶技術(shù)等。相較而言，由于離子交換樹(shù)脂法具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)條件溫和、成本低等優(yōu)點(diǎn)，常應(yīng)用于水處理、食品工業(yè)、制藥行業(yè)和化工生產(chǎn)過(guò)程中的物料凈化環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)對(duì)離子交換技術(shù)的大量研究和實(shí)驗(yàn)，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟。
CH-90Na大孔離子交換樹(shù)脂，是一種含有活性基團(tuán)的合成功能高分子材料，是一類帶有可交換離子（Na+或H+）的不溶性固體高分子化合物。它是由交聯(lián)的高分子共聚物引入特殊的離子交換基團(tuán)而成的。
CH-90Na大孔離子樹(shù)脂具有交換、選擇、吸附和催化等功能，交換速度快，機(jī)械強(qiáng)度大、抗污染能力強(qiáng)和化學(xué)穩(wěn)定性好，不僅樹(shù)脂可以再生，而且操作簡(jiǎn)單，工藝條件成熟、流程短。它還具有一定的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在與水溶液接觸時(shí)，不溶性固體骨架在交換過(guò)程中基本上不發(fā)生化學(xué)變化，它能將本身的離子與溶液中的同號(hào)離子進(jìn)行交換。從而達(dá)到去除中間產(chǎn)物BYD中高銅離子(Cu2+)、二氧化硅(Si02)的含量。延長(zhǎng)高壓加氫催化劑使用壽命，提高BYD加氫轉(zhuǎn)化率，保證BDO的產(chǎn)量及質(zhì)量。
CH-90Na離子交換塔對(duì)中間產(chǎn)物BYD進(jìn)行凈化處理，達(dá)到提高BYD質(zhì)量和回收率，保證了加氫催化劑的活性，并延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命，有效提高BD0產(chǎn)量和質(zhì)量。降低脫離子廢水中BYD含量，減少?gòu)U水量和BYD物料的損耗，降低廢水處理成本等目的。離子交換塔保障了1,4－丁二醇生產(chǎn)裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，使裝置產(chǎn)能得到有效發(fā)揮。打破了制約1,4－丁二醇生產(chǎn)裝置發(fā)展的技術(shù)瓶頸。
圖1炔化工序BYD生產(chǎn)工藝流程及實(shí)測(cè)位置示意圖
離子交換技術(shù)去除BYD中銅離子的原理
離子交換樹(shù)脂是具有三維空間結(jié)構(gòu)的不溶性高分子化合物，其功能基（亞氨基二乙酸）可以與中間產(chǎn)物BYD中的Cu2+離子起交換反應(yīng)，中間產(chǎn)物BYD中的Cu2+采用CH-90Na弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附。當(dāng)含Cu2+的中間產(chǎn)物BYD流經(jīng)Na型弱酸性樹(shù)脂層時(shí)，發(fā)生如下交換反應(yīng)：
含BYD的廢水中Cu2+被吸附在樹(shù)脂上，而樹(shù)脂上的Na+便進(jìn)入水中。當(dāng)全部樹(shù)脂層與Cu2+交換達(dá)到平衡時(shí)，用一定濃度的HCl或H2S04進(jìn)行再生。
此時(shí)樹(shù)脂為H型，需用NaOH轉(zhuǎn)為Na型：