科海思（北京）科技有限公司湖北分公司

    在高压环境中，1，4－丁炔二醇（BYD）和氢气在雷尼镍催化剂的作用下反应生成1，4－丁二醇（BDO）产品。如果在生产工艺中只对1，4－丁炔二醇作精馏提纯，不作脱离子净化处理，将会致使1，4－丁炔二醇物料中含有大量铜离子、二氧化硅等杂质，并随工艺带到高压加氢系统中。


物料中的杂质会导致加氢反应过程中雷尼镍催化剂覆盖性中毒，活性、选择性降低、使用寿命缩短，1，4－丁二醇产品产量得不到有效提高，从而影响装置产能的发挥。因此，在1，4－丁炔二醇提纯净化的过程中必须有效去除高压加氢原料BYD中的杂质，才能充分发挥装置产能，实现“安、稳、长、满、优”运行。


科海思作为国内树脂解决方案供应商，积极借鉴国内外先进的离子交换和水处理净化技术，经过不断研究试验，建成了一套能够满足工艺要求的CH-90Na离子交换树脂BYD净化装置，充分发挥整套装置的生产能力。


技术众多，为何首选离子交换技术？


1，4－丁炔二醇提纯净化技术，概括起来主要有精馏法、吸附及离子交换树脂法、膜分离技术、超临界萃取和重结晶技术等。相较而言，由于离子交换树脂法具有工艺简单、生产条件温和、成本低等优点，常应用于水处理、食品工业、制药行业和化工生产过程中的物料净化环节。经过对离子交换技术的大量研究和实验，该技术已经较为成熟。


CH-90Na大孔离子交换树脂，是一种含有活性基团的合成功能高分子材料，是一类带有可交换离子（Na+或H+）的不溶性固体高分子化合物。它是由交联的高分子共聚物引入特殊的离子交换基团而成的。


CH-90Na大孔离子树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能，交换速度快，机械强度大、抗污染能力强和化学稳定性好，不仅树脂可以再生，而且操作简单，工艺条件成熟、流程短。它还具有一定的空间网络结构，在与水溶液接触时，不溶性固体骨架在交换过程中基本上不发生化学变化，它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。从而达到去除中间产物BYD中高铜离子(Cu2+)、二氧化硅(Si02)的含量。延长高压加氢催化剂使用寿命，提高BYD加氢转化率，保证BDO的产量及质量。


CH-90Na离子交换塔对中间产物BYD进行净化处理，达到提高BYD质量和回收率，保证了加氢催化剂的活性，并延长了催化剂的使用寿命，有效提高BD0产量和质量。降低脱离子废水中BYD含量，减少废水量和BYD物料的损耗，降低废水处理成本等目的。离子交换塔保障了1，4－丁二醇生产装置长周期稳定运行，使装置产能得到有效发挥。打破了制约1，4－丁二醇生产装置发展的技术瓶颈。


图1炔化工序BYD生产工艺流程及实测位置示意图






离子交换技术去除BYD中铜离子的原理


离子交换树脂是具有三维空间结构的不溶性高分子化合物，其功能基（亚氨基二乙酸）可以与中间产物BYD中的Cu2+离子起交换反应，中间产物BYD中的Cu2+采用CH-90Na弱酸性阳离子交换树脂吸附。当含Cu2+的中间产物BYD流经Na型弱酸性树脂层时，发生如下交换反应：






含BYD的废水中Cu2+被吸附在树脂上，而树脂上的Na+便进入水中。当全部树脂层与Cu2+交换达到平衡时，用一定浓度的HCl或H2S04进行再生。






此时树脂为H型，需用NaOH转为Na型：






通过上述的离子交换反应，第一精BYD贮槽的BYD通过脱离子系统除去物料中的铜离子，再送至第二精BYD贮槽，第二精BYD贮槽的BYD送去加氢反应工序（流程图见图1)。在进行再生之前，首先用氮气把失效床内的BYD物料吹至BYD回收罐里，然后再用清水浸泡再生前的离子交换系统，浸泡所产生的高浓度BYD废水排至BYD回收罐里。最后将回收罐里的高浓度BYD废水送至炔化工段104塔回收利用。浸泡结束后再进行树脂再生，再生过程分水洗、再生以及清洗三个步骤。


水洗


将浸泡以后的树脂罐用清水洗净，排出废水呈透明黄色，主要含BYD，盐含量低，COD浓度高，废水排入废水集水池；


再生


将盐酸和氢氧化钠注入树脂罐进行树脂再生，排出废水呈红棕色，主要含树脂吸附的有机物及酸碱废液，废水排人废水集水池；


清洗


以清水将再生后的树脂罐洗净后继续投入生产，清洗废水含少量有机物及酸碱，废水呈浅黄色，废水排入废水集水池。


树脂再生产生的废水送入污水处理站进行处理后排放。经过再生后的树脂可以重新投入使用。


离子交换技术，经济与社会效益双丰收


经济效益


1、废水中COD含量下降，污水处理量减少，节约了排污费用，为后续的污水处理创造了有利的条件，降低了污水的处理成本；同时，降低了污水中BYD含量，减少损失，节约生产成本；


2、加氢催化剂使用周期变长，使用量下降，减少催化剂用量，降低成本；


3、增加了BDO产量，提高了BDO产品的平均合格率和优级率，经济效益显着增加。


社会效益


大量减少废水产量，有效降低废水中COD含量，在降低废水处理成本的同时，还可实现清洁生产，这大大减轻了对环境的污染，以及对职工健康的伤害，社会效益显着。