離子交換方法以及氫型分子篩的制備方法技術

本發(fā)明專利技術提供了一種離子交換方法，包括獲取含至少一種分子篩的漿液，將其送入具有由離子交換樹脂形成的離子交換樹脂床層的離子交換柱中進行離子交換，所述漿液中的分子篩的體積平均粒徑為15μm以下，D90為30μm以下；且所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑的比值為40～150。本發(fā)明專利技術還提供了一種氫型分子篩的制備方法。本發(fā)明專利技術的方法通過控制進行離子交換的漿液中的分子篩的粒徑，能夠避免或基本避免離子交換過程中離子交換柱堵塞的現(xiàn)象，適用于通過連續(xù)化的離子交換過程來對分子篩進行離子交換的場合。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種離子交換方法，還涉及一種氫型分子篩的制備方法。
技術介紹
分子篩在石油化工領域應用極為廣泛，目前工業(yè)合成分子篩的方法均是在堿性溶液中合成，因此合成出來的分子篩均為鈉型。煉油工業(yè)中最大宗的催化劑是催化裂化催化齊U，它大多采用Y型分子篩作為活性組元，Y型分子篩人工合成時呈穩(wěn)定的NaY形態(tài)，鈉離子在沸石分子篩中完全中和了負電荷中心，導致鈉型分子篩沒有酸性中心。因此，鈉型分子篩在正碳離子型反應中幾乎沒有活性，若用作催化裂化催化劑，必須對其進行改性處理，即脫除NaY分子篩中的鈉離子。此外，應用較多的還有MFI結構的分子篩，如ZSM-5和Beta分子篩，這些分子篩也需要在使用前將鈉離子交換成氫離子才能作為催化劑使用。現(xiàn)有的分子篩脫鈉方法通常是先用銨鹽溶液將分子篩中的鈉離子交換為NH4+，再經(jīng)過高溫焙燒，將NH4+轉換為H+，當然這個過程不能一次完成，為了得到Na+含量低的分子篩，銨交換過程需要重復進行多次。現(xiàn)有的這種交換方法會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，并且在催化劑廠所有酸性含銨廢水中，氨氮濃度最高的是分子篩銨交換過程產(chǎn)生的交換液和初次洗滌水，其氨氮含量為其它含銨廢水(如二次洗滌水、三次洗滌水)的幾倍以上。這些廢水需要經(jīng)過處理后才能排放，否則會對環(huán)境造成污染。因此，尋求新的分子篩鈉離子交換方法，以減少分子篩生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量，對于催化劑廠節(jié)能減排具有重要意義。CN102020288A公開了一種分子篩的離子交換方法，該方法包括將分子篩漿液與陽離子交換樹脂接觸，回收與陽離子交換樹脂接觸后的分子篩衆(zhòng)液，所述分子篩衆(zhòng)液為含有分子篩和水的混合物，陽離子交換樹脂的陽離子位包括陽離子A，分子篩的陽離子位包括陽離子B，所述陽離子A與所述陽離子B各自為一種或多種陽離子，且所述陽離子A與所述陽離子B的種類不完全相同，分子篩漿液與離子交換樹脂接觸的條件使分子篩上陽離子位的陽離子B至少部分被陽離子A的另一種陽離子所取代。實際應用中發(fā)現(xiàn)，采用該方法將離子交換樹脂裝填在離子交換柱中與含分子篩的漿液進行離子交換時，易于出現(xiàn)離子交換柱堵塞的問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于克服現(xiàn)有的采用離子交換柱來對含分子篩的漿液進行離子交換時，易于出現(xiàn)離子交換柱堵塞，進而無法實現(xiàn)離子交換的連續(xù)化運行的問題。本專利技術提供了一種離子交換方法，該方法包括獲取含至少一種分子篩的漿液，將所述含至少一種分子篩的漿液送入具有由離子交換樹脂形成的離子交換樹脂床層的離子交換柱中，使所述含至少一種分子篩的漿液流過所述離子交換樹脂床層，所述分子篩中的可交換基團與所述離子交換樹脂中的離子交換基團進行離子交換，收集從所述離子交換柱中流出的含分子篩的漿液，其中，所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的粒徑符合以下條件:(I)體積平均粒徑為15 μ m以下；(2) D90為30 μ m以下，D90表示累計粒度分布百分數(shù)達到90體積％時所對應的粒徑；以及(3)所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑的比值為40?150。本專利技術還提供了一種氫型分子篩的制備方法，該方法包括將至少一種Na型分子篩與離子交換樹脂進行離子交換，并將經(jīng)離子交換的分子篩進行焙燒，所述離子交換樹脂中的離子交換基團為NH4+,其中，采用本專利技術提供的方法將Na型分子篩與離子交換樹脂進行離子交換。根據(jù)本專利技術的離子交換方法和氫型分子篩的制備方法，通過控制進行離子交換的漿液中的分子篩的粒徑，能夠避免或基本避免離子交換過程中離子交換柱堵塞的現(xiàn)象，離子交換過程能夠順利進行。因而根據(jù)本專利技術的方法適用于通過連續(xù)化的離子交換過程來對分子篩進行離子交換的場合。【附圖說明】圖1用于說明獲取本專利技術的離子交換方法中的含分子篩的漿液的一種方式以及該方式使用的旋液分離器；圖2用于說明本專利技術的離子交換方法的一種實施方式；圖3用于說明根據(jù)本專利技術的離子交換方法對含分子篩的漿液在離子交換柱中形成的漿液層進行擾動的一種方式；圖4用于說明根據(jù)本專利技術的離子交換方法對含分子篩的漿液在離子交換柱中形成的漿液層進行擾動的另一種方式；圖5用于說明根據(jù)本專利技術的離子交換方法對含分子篩的漿液層進行擾動時，將管道穩(wěn)定地安置在衆(zhòng)液層中的一種實施方式；圖6用于說明本專利技術的離子交換方法中使用的離子交換柱的一種實施方式；以及圖7用于說明本專利技術的離子交換方法的一種實施方式。【具體實施方式】本專利技術提供了一種離子交換方法，該方法包括獲取含至少一種分子篩的漿液，將所述含至少一種分子篩的漿液送入具有由離子交換樹脂形成的離子交換樹脂床層的離子交換柱中，使所述含至少一種分子篩的漿液流過所述離子交換樹脂床層，所述分子篩中的可交換基團與所述離子交換樹脂中的離子交換基團進行離子交換，收集從所述離子交換柱中流出的含分子篩的衆(zhòng)液。根據(jù)本專利技術的方法，所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的粒徑符合以下條件:[0021 ] (I)體積平均粒徑為15 μ m以下；(2) D90為30 μ m以下，D90表示累計粒度分布百分數(shù)達到90體積％時所對應的粒徑；以及(3)所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑的比值為40~150。所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑優(yōu)選為5~15 μ m，更優(yōu)選為8~15 μ m ；D90優(yōu)選為10~30 μ m,更優(yōu)選為10~25 μ m。所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑的比值為優(yōu)選為40~125。在本專利技術的一種優(yōu)選的實施方式中，所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑為5~15 μ m，D90為10~30 μ m，所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑的比值為40~150。在本專利技術的一種更為優(yōu)選的實施方式中，所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑為8~15 μ m，D90為10~25 μ m，所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的平均粒徑的比值為40~125。本專利技術中，所述含分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑和D9tl是采用商購自英國馬爾文公司的Mastersizer 2000型激光粒度分布儀測定的；所述離子交換樹脂的平均粒徑是通過取100個離子交換樹脂顆粒用游標卡尺測定每個顆粒的直徑，并計算測定的直徑的平均值而得到的。計算所述離子交換樹脂的平均粒徑與分子篩的平均粒徑的比值時，兩者采用相同的量綱。可以采用常用的各種方法來獲得粒徑符合前文所述要求的含至少一種分子篩的漿液。例如:可以將分子篩進行篩分，得到粒徑符合前文所述要求的分子篩，并將該分子篩分散在水中，從而得到其中的分子篩的粒徑符合前文所述要求的含至少一種分子篩的漿液；還可以將分子篩分散在水中，將得到的分散液在均質(zhì)機中進行勻化，從而得到其中的分子篩的粒徑符合前 文所述要求的含至少一種分子篩的漿液。對均質(zhì)機的運行條件進行調(diào)整，以對含有分子篩的分散液進行勻化，從而使分散液中的分子篩的粒徑滿足預定要求的方法是本領域技術人員所公知的，本文不再贅述。本專利技術對于水的用量沒有特別限定，只要能夠形成均勻的分散液即可。一般地，所述最終得到的含分子篩的漿液中，所述分子篩與水的重量比可以為1:5~20，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種離子交換方法，該方法包括獲取含至少一種分子篩的漿液，將所述含至少一種分子篩的漿液送入具有由離子交換樹脂形成的離子交換樹脂床層的離子交換柱中，使所述含至少一種分子篩的漿液流過所述離子交換樹脂床層，所述分子篩中的可交換基團與所述離子交換樹脂中的離子交換基團進行離子交換，收集從所述離子交換柱中流出的含分子篩的漿液；所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的粒徑符合以下條件：（1）體積平均粒徑為15μm以下；（2）D90為30μm以下，D90表示累計粒度分布百分數(shù)達到90體積%時所對應的粒徑；以及（3）所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑的比值為40～150。

【技術特征摘要】
1.一種離子交換方法，該方法包括獲取含至少一種分子篩的漿液，將所述含至少一種分子篩的漿液送入具有由離子交換樹脂形成的離子交換樹脂床層的離子交換柱中，使所述含至少一種分子篩的漿液流過所述離子交換樹脂床層，所述分子篩中的可交換基團與所述離子交換樹脂中的離子交換基團進行離子交換，收集從所述離子交換柱中流出的含分子篩的漿液； 所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的粒徑符合以下條件: (1)體積平均粒徑為15μ m以下； (2)D90為30 μ m以下，D90表示累計粒度分布百分數(shù)達到90體積％時所對應的粒徑；以及 (3)所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的體積平均粒徑的比值為40~150。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的粒徑符合以下條件: (1)體積平均粒徑為5μ m~15 μ m ; (2)D90為 10“111~304 111;以及 (3)所述離子交換樹脂的平均粒徑與所述含至少一種分子篩的漿液中的分子篩的平均粒徑的比值為40~125。3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，獲取含至少一種分子篩的漿液的方法包括:將至少一種分子篩分散于水中形成分散液，將所述分散液送入旋液分離器中，進行旋液分離，從所述旋液分離器的溢流口獲取所述含分子篩的漿液。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，至少部分所述離子交換的過程通過使所述離子交換樹脂與所述含至少一種分子篩的漿液進行逆流接觸來實現(xiàn)，并向所述離子交換柱中補充離子交換樹脂，以填充離子交換柱中離子交換樹脂移走而留下的空間。5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，整個所述離子交換的過程在使所述離子交換樹脂與所述含至少一種分子篩的漿液進行逆流接觸的條件下進行；或者 所述離子交換的程度低于預定的離子交換的程度時，使所述離子交換樹脂與所述含具有可交換基團的固體物質(zhì)的漿液進行逆流接觸，所述離子交換的程度由式(I)定義: 6.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其中，所述離子交換樹脂的以體積/小時計的流動速度與所述含至少一種分子篩的漿液的以體積/小時計的流動速度之比為1:1~15。7.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其中，使所述離子交換樹脂與所述含至少一種分子篩的漿液進行逆流接觸的方式包括:在所述離子交換柱中設置傳輸螺桿，并驅(qū)動所述傳輸螺桿，以使所述離子交換樹脂相對于所述含至少一種分子篩的漿液進行逆向流動。8.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，該方法還包括:將通過所述逆流接觸而從所述離子交換柱中輸出的離子交換樹脂進行再生，并將再生后的離子交換樹脂補充到所述離子交換柱中；或者將通過所述逆流接觸而從所述離子交換柱中輸出的離...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張翊，劉中清，羅一斌，宗保寧，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：