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1，4－丁炔二醇作精餾提純，不作脫離子凈化處理，將會致使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)會導(dǎo)致加氫反應(yīng)過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，實現(xiàn)“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行。


科海思作為國內(nèi)樹脂解決方案供應(yīng)商，積極借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的離子交換和水處理凈化技術(shù)，經(jīng)過不斷研究試驗，建成了一套能夠滿足工藝要求的CH-90Na離子交換樹脂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，為何首選離子交換技術(shù)？


1，4－丁炔二醇提純凈化技術(shù)，概括起來主要有精餾法、吸附及離子交換樹脂法、膜分離技術(shù)、超臨界萃取和重結(jié)晶技術(shù)等。相較而言，由于離子交換樹脂法具有工藝簡單、生產(chǎn)條件溫和、成本低等優(yōu)點，常應(yīng)用于水處理、食品工業(yè)、制藥行業(yè)和化工生產(chǎn)過程中的物料凈化環(huán)節(jié)。經(jīng)過對離子交換技術(shù)的大量研究和實驗，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟。


CH-90Na大孔離子交換樹脂，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大孔離子樹脂具有交換、選擇、吸附和催化等功能，交換速度快，機械強度大、抗污染能力強和化學(xué)穩(wěn)定性好，不僅樹脂可以再生，而且操作簡單，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，不溶性固體骨架在交換過程中基本上不發(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，減少廢水量和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)裝置長周期穩(wěn)定運行，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)工藝流程及實測位置示意圖






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弱酸性陽離子交換樹脂吸附。當(dāng)含Cu2+的中間產(chǎn)物BYD流經(jīng)Na型弱酸性樹脂層時，發(fā)生如下交換反應(yīng)：






含BYD的廢水中Cu2+被吸附在樹脂上，而樹脂上的Na+便進(jìn)入水中。當(dāng)全部樹脂層與Cu2+交換達(dá)到平衡時，用一定濃度的HCl或H2S04進(jìn)行再生。






此時樹脂為H型，需用NaOH轉(zhuǎn)為Na型：






通過上述的離子交換反應(yīng)，第一精BYD貯槽的BYD通過脫離子系統(tǒng)除去物料中的銅離子，再送至第二精BYD貯槽，第二精BYD貯槽的BYD送去加氫反應(yīng)工序（流程圖見圖1)。在進(jìn)行再生之前，首先用氮氣把失效床內(nèi)的BYD物料吹至BYD回收罐里，然后再用清水浸泡再生前的離子交換系統(tǒng)，浸泡所產(chǎn)生的高濃度BYD廢水排至BYD回收罐里。最后將回收罐里的高濃度BYD廢水送至炔化工段104塔回收利用。浸泡結(jié)束后再進(jìn)行樹脂再生，再生過程分水洗、再生以及清洗三個步驟。


水洗


將浸泡以后的樹脂罐用清水洗凈，排出廢水呈透明黃色，主要含BYD，鹽含量低，COD濃度高，廢水排入廢水集水池；


再生


將鹽酸和氫氧化鈉注入樹脂罐進(jìn)行樹脂再生，排出廢水呈紅棕色，主要含樹脂吸附的有機物及酸堿廢液，廢水排人廢水集水池；


清洗


以清水將再生后的樹脂罐洗凈后繼續(xù)投入生產(chǎn)，清洗廢水含少量有機物及酸堿，廢水呈淺黃色，廢水排入廢水集水池。


樹脂再生產(chǎn)生的廢水送入污水處理站進(jìn)行處理后排放。經(jīng)過再生后的樹脂可以重新投入使用。


離子交換技術(shù)，經(jīng)濟(jì)與社會效益雙豐收


經(jīng)濟(jì)效益


1、廢水中COD含量下降，污水處理量減少，節(jié)約了排污費用，為后續(xù)的污水處理創(chuàng)造了有利的條件，降低了污水的處理成本；同時，降低了污水中BYD含量，減少損失，節(jié)約生產(chǎn)成本；


2、加氫催化劑使用周期變長，使用量下降，減少催化劑用量，降低成本；


3、增加了BDO產(chǎn)量，提高了BDO產(chǎn)品的平均合格率和優(yōu)級率，經(jīng)濟(jì)效益顯著增加。


社會效益


大量減少廢水產(chǎn)量，有效降低廢水中COD含量，在降低廢水處理成本的同時，還可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，這大大減輕了對環(huán)境的污染，以及對職工健康的傷害，社會效益顯著。