[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，具体地，本发明涉及一种采用离子交换柱对固体物质中的可交换基团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。实际应用中发现，采用该方法将离子交换树脂装填在离子交换柱中与含分子筛的浆液进行离子交换时，易于出现离子交换柱堵塞的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的采用离子交换柱来对含分子筛的浆液进行离子交换时，易于出现离子交换柱堵塞，进而无法实现离子交换的连续化进行的问题。本发明提供了一种离子交换方法，采用该方法通过离子交换柱对含可交换基团的固体物质的浆液进行离子交换时，能够避免或基本避免离子交换柱堵塞的现象。

本发明提供了一种离子交换方法，该方法包括获取含具有可交换基团的固体物质的浆液，将所述含具有可交换基团的固体物质的浆液送入具有由离子交换树脂形成的离子交换树脂床层的离子交换柱中，使所述含具有可交换基团的固体物质的浆液流过所述离子交换树脂床层，与所述离子交换树脂中的离子交换基团进行离子交换，收集从所述离子交换柱中流出的含固体物质的浆液，其中，所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的粒径符合以下条件：

（1）体积平均粒径为15μm以下；

（2）D₉₀为30μm以下，D₉₀表示累计粒度分布百分数达到90体积%时所对应的粒径；以及

（3）所述离子交换树脂的平均粒径与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的体积平均粒径的比值为40～150。

根据本发明的离子交换方法，通过控制进行离子交换的浆液中的固体物质的粒径，能够避免或基本避免离子交换过程中离子交换柱堵塞的现象，离子交换过程能够顺利进行。因而根据本发明的方法适用于通过连续化的离子交换过程来对含具有可交换离子的固体物质进行离子交换的场合。

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；

图2用于说明本发明的离子交换方法的一种实施方式；

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；

图4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另一种方式；