碘水回收:醋酸脱碘技术分析研究
时间:2020-12-18 作者:91再生 来源:91再生网
脱碘技术为化学处理法、吸附法。化学处理法是将烷基碘转化为无机碘,结合对无机碘具有较强吸附作用的吸附剂。工序复杂,成本高,在实际工业中很少使用。吸附法是目前使用的主要方法,主要有载银分子筛、高分子碳小球、活性碳纤维、载银离子交换树脂等脱碘方法。
1.载银离子交换树脂
中国专利一种脱除醋酸中碘化物的吸附剂及其制备方法与应用。吸附剂为大孔交联型离子交换树脂通过负载一种或多种金属离子而制得。离子交换树脂含有强酸和弱酸两种官能团,分别为磺酸和羧酸。制备方法:丙烯酸甲酯和二乙烯苯悬浮共聚得到交联聚合物小球,通过溶剂抽提洗去造孔剂,经水解、磺化、交联金属离子而制得。该吸附剂对冰醋酸中的痕量碘化物具有较好的脱除效果。专利指出工业应用时,在载银离子交换树脂之前串联椰壳活性炭以吸附分子碘,在其之后串联不载银的树脂以吸附沥出的银离子,防止污染。实际应用结果表明在载银离子交换树脂之前可串联活性炭或更换下来的吸附未达到完全饱和的离子交换树脂,在其之后可串联不载银的空白树脂以吸附沥出的银离子,防止污染,这样树脂可得到完全充分的利用,羰基合成醋酸中的微量碘可得到稳定安全去除。
2.活性炭纤维
研究表明活性炭纤维对醋酸中的碘分子及碘化氢等碘化物有良好的脱除效果,与普通颗粒活性炭相比,活性炭纤维微孔含量大,纤维直径小,表面积大,具有吸附能力强、吸附容量大、吸附质扩散路径短、吸附脱附速度快等优点。1g活性炭纤维可以脱除醋酸中约250mg的碘分子,当活性炭纤维失效时只需在200℃时通入氢气即可再生,但对有机碘的脱除效果待验,可考虑发展高性能的活性炭纤维与载银离子树脂联用应该是一种较好的选择。
3.高分子碳小球
中科院与索普集团对醋酸中微量碘化物的脱除技术进行了广泛的实验和研究,针对传统载银脱碘吸附剂银离子易脱落造成对醋酸产品的二次污染,以及材料不能重复使用的缺点,首创性开发了不载银碳质醋酸脱碘技术,该技术可将醋酸中碘离子降到小于lppb,吸附材料具有较好的吸附容量,能以适当技术再生重复使用,吸附材料是对以偏氯乙烯为主要材料的球状高分子,经过几道碳化工序制备而成。表面积达到1000m2/g以上,堆密度700kg/m2左右,碳骨架主要为结晶碳,具有很好的机械强度和结构规整性,利于装填和液体传质的进行。
4.载银沸石/分子筛吸附脱碘法
沸石是一种骨架型硅铝酸盐,骨架中的微孔孔径均-规则。载银沸石脱碘吸附剂是通过含银的可溶性盐类溶液与沸石进行离子交换成阴离子型沸石制成的。脱碘的原理是载银沸石上的可交换的银离子与醋酸产品中碘相互作用,生成难溶的碘化银而达到除去微量碘的目的。部分有机碘可依据银分子筛上的银离子与其发生相互作用形成碘化银沉淀而除去,一些含水基团的有机碘化物可以通过分子筛骨架的疏水亲油性质将其吸附并固定于分子筛的空道中,从而实现对醋酸所含总碘的有效脱除。硅铝比越低分子筛中阳离子交换位越多,载银量也越高,而分子筛骨架的疏水亲油性、晶体结构的稳定性则相反。
一种高载银量ZSM-5沸石吸附剂,为硅铝比15~30的H-ZSM-5沸石粉通过粘结成型、转晶制成,再经银离子交换,载银量可高达20%,能有效去除醋酸中的有机碘化物无机碘化物和单质碘。
一种以不同结构的小孔、中孔与大孔沸石分子筛混合后用黏结剂成型,水热强化处理,离子交换脱钠、载银而制成。可使产品中总碘含量低于5ppb,适合于用作合成醋酸乙烯的原料。
此外,还有多级孔道结构的第二代复合脱碘吸附剂,吸附剂所用沸石分子筛的孔道范围宽,载银量高且可调变性好。该脱碘吸附剂已用于山东兖矿国泰化工醋酸脱碘装置,年处理能力达到20万吨,运行表明,该吸附剂脱碘性能良好,稳定性佳,可再生和使用寿命长,有高效脱除有机碘的能力。