[发明专利]一种离子交换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子交换方法，更具体地，涉及一种采用离子交换柱对含可交换基团的固体物质进行离子交换的方法。

背景技术

分子筛在石油化工领域应用极为广泛，目前工业合成分子筛的方法均是在碱性溶液中合成，因此合成出来的分子筛均为钠型。炼油工业中最大宗的催化剂是催化裂化催化剂，它大多采用Y型分子筛作为活性组元，Y型分子筛人工合成时呈稳定的NaY形态，钠离子在沸石分子筛中完全中和了负电荷中心，导致钠型分子筛没有酸性中心。因此，钠型分子筛在正碳离子型反应中几乎没有活性，若用作催化裂化催化剂，必须对其进行改性处理，即脱除NaY分子筛中的钠离子。此外，应用较多的还有MFI结构的分子筛，如ZSM-5和Beta分子筛，这些分子筛也需要在使用前将钠离子交换成氢离子才能作为催化剂使用。

现有的分子筛脱钠方法通常是先用铵盐溶液将分子筛中的钠离子交换为NH₄⁺，再经过高温焙烧，将NH₄⁺转换为H⁺，当然这个过程不能一次完成，为了得到Na⁺含量低的分子筛，铵交换过程需要重复进行多次。现有的这种交换方法会产生大量的工业废水，并且在催化剂厂所有酸性含铵废水中，氨氮浓度最高的是分子筛铵交换过程产生的交换液和初次洗涤水，其氨氮含量为其它含铵废水（如二次洗涤水、三次洗涤水）的几倍以上。这些废水需要经过处理后才能排放，否则会对环境造成污染。因此，寻求新的分子筛钠离子交换方法，以减少分子筛生产过程中产生的废水量，对于催化剂厂节能减排具有重要意义。

CN102020288A公开了一种分子筛的离子交换方法，该方法包括将分子筛浆液与阳离子交换树脂接触，回收与阳离子交换树脂接触后的分子筛浆液，所述分子筛浆液为含有分子筛和水的混合物，阳离子交换树脂的阳离子位包括阳离子A，分子筛的阳离子位包括阳离子B，所述阳离子A与所述阳离子B各自为一种或多种阳离子，且所述阳离子A与所述阳离子B的种类不完全相同，分子筛浆液与离子交换树脂接触的条件使分子筛上阳离子位的阳离子B至少部分被阳离子A的另一种阳离子所取代。

发明内容

本发明的发明人在研究过程中发现，根据现有的方法，采用离子交换柱对钠型分子筛进行离子交换，在将失活的离子交换树脂进行洗涤、再生时，失活的离子交换树脂表面附着有很多离子交换过程中残留的分子筛，这些附着有分子筛的离子交换树脂很难清洗干净，一方面增加了洗涤工序的操作难度，另一方面如果再生后的离子交换树脂用于对其它种类的分子筛进行离子交换，再生离子交换树脂表面附着的分子筛会对后续的离子交换产生污染。

本发明的发明人经过研究发现，如果至少部分离子交换树脂采用磁性离子交换树脂，使离子交换在横向旋转磁场中进行，则离子交换后的离子交换树脂表面没有或基本没有附着的分子筛，既不会增加洗涤工序的操作难度，也不会对后续的离子交换产生污染。在此基础上完成了本发明。

本发明提供了一种离子交换方法，该方法包括使含具有可交换基团的固体物质的浆液流过填充有离子交换树脂床层的离子交换柱，使所述固体物质上的可交换基团与所述离子交换树脂床层中的离子交换树脂上的离子交换基团进行离子交换，并收集从所述离子交换柱中流出的含固体物质的浆液，其中，至少部分所述离子交换树脂为磁性离子交换树脂，该方法还包括在使所述浆液流过所述离子交换柱时，使所述离子交换柱处于横向旋转磁场中。

根据本发明的方法，至少部分离子交换树脂采用磁性离子交换树脂，使离子交换在横向旋转磁场存在下进行，离子交换后的离子交换树脂表面没有或基本没有附着的分子筛，既不会增加洗涤工序的操作难度，也不会对后续的离子交换产生污染。

并且，在同等条件下进行离子交换，根据本发明的方法还能够获得更高的离子交换效率。同时，根据现有的方法，离子交换柱易于堵塞，需要频繁进行洗涤和再生。与现有方法相比，本发明的方法还能够降低离子交换柱发生堵塞的频率。因而，本发明的方法能够有效延长离子交换柱的使用周期，降低洗涤和再生的频率。

附图说明

图1用于说明获取本发明的离子交换方法中的含具有可交换基团的固体物质的浆液的一种方式以及该方式使用的旋液分离器的示意图。

图2用于说明本发明的离子交换方法的一种优选的实施方式。

图3用于说明根据本发明的离子交换方法对含具有可交换基团的固体物质在离子交换柱中形成的浆液层进行扰动的一种方式。