CN103601321A - 离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法：1）螯合树脂塔先采用A塔、B塔和C塔三塔串联的方式运行，运行2－5天后A塔下线再生，同时B、C两塔串联运行，再生结束后A塔作为第三塔串入系统继续运行；2）再次运行2－5天后B塔下线再生，同时C、A两塔串联运行，再生结束后B塔作为第三塔串入系统继续运行；3）继续运行2－5天后C塔下线再生，同时A、B两塔串联运行，再生结束后C塔作为第三塔串入系统继续运行；如此，完成由A→B→C、B→C，B→C→A、C→A，C→A→B、A→B的循环运行及再生过程。该方法延长了树脂塔的运行周期，减少了树脂的再生频次，降低了烧碱生产成本，且提升了二次盐水质量。

Description

离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法

技术领域    

本发明属于离子膜烧碱生产技术领域，具体涉及一种离子膜烧碱生产过程中二次盐水精制用螯合树脂塔的运行及再生工艺。

背景技术    

目前国内烧碱以离子膜法生产工艺为主。在离子膜法生产烧碱过程中，二次盐水精制配套设备为螯合树脂塔，树脂塔中装填螯合树脂。螯合树脂为具有活性离子交换基团的有机聚合物，并带有固定的负电荷，这些固定的负电荷与具有正电荷的离子有相对亲和力。当螯合树脂同含有Ca²⁺、Mg²⁺的盐水接触时，其中的Ca²⁺、Mg²⁺离子取代螯合树脂中不稳定的钠离子，从而起到精制盐水的目的。螯合树脂吸附钙、镁离子后，失去交换能力，为恢复其能力，必须进行再生。再生时，首先用盐酸将树脂吸附的钙、镁等金属阳离子溶离下来，再用NaOH溶液进行转型，使其转变成具有交换能力的钠型，再生后的树脂可重新使用。再生一般包括如下步骤：水洗Ⅰ、反洗、酸洗、水洗Ⅱ、碱洗、水洗Ⅲ、等待Ⅰ、盐水置换、等待Ⅱ(如:胡洪铭，螯合树脂塔的最佳再生周期，中国氯碱，2011,1(1)32-33)。

目前，国内氯碱行业二次盐水精制螯合树脂塔运行一般采用两塔串联、一塔线外再生的工艺，基本每天再生一台塔。如果树脂再生不彻底，将会影响二次盐水的质量，不能保证后序电解槽的稳定运行。即便如此二次盐水仍然会因各种原因偶然超标。提高螯合树脂再生质量的常用方法主要有：增加螯合树脂的再生流量或者增加螯合树脂倍量再生的频次，但这给烧碱生产系统水平衡及环保带来压力，且再生会产生大量的含盐、酸性、碱性废水。如：年产24万吨的装置产生再生酸性废水199m³/d，再生碱性废水215m³/d。这部分废水中氯化物含量较高，平均氯离子含量约在1200mg/L以上。国内同行普遍做法是将酸碱废水回收至废水槽送至污水处理站，该方法不仅增加了外排水量，还造成外排水氯离子超标。

发明内容    

本发明目的在于提供一种适用于离子膜烧碱生产过程中二次盐水精制用螯合树脂塔运行及再生方法，该工艺能提升二次盐水的质量，降低废水排放。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法，该方法包括如下步骤：

1）螯合树脂塔预先采用A塔、B塔和C塔三塔串联的方式运行，运行2－5天后A塔下线再生，同时B、C两塔串联运行，再生结束后A塔作为第三塔串入系统继续运行；

2）再次运行2－5天后B塔下线再生，同时C、A两塔串联运行，再生结束后B塔作为第三塔串入系统继续运行；

3）继续运行2－5天后C塔下线再生，同时A、B两塔串联运行，再生结束后C塔作为第三塔串入系统继续运行；

如此，螯合树脂塔完成由A→B→C、B→C（此时A塔下线再生），B→C→A、C→A（此时B塔下线再生），C→A→B、A→B（此时C塔下线再生）的循环运行及再生过程。

较好的，螯合树脂塔再生时，在酸洗和碱洗步骤后分别增加1－3h的浸泡等待步骤。

螯合树脂塔再生产生的废水分类回收，如：酸性废水回收作为生产盐酸的吸收水用；碱性废水回收至一次盐水化盐使用。

螯合树脂塔串联运行及再生采用DCS自动化系统操作控制。DCS自动化系统的结构和原理为本领域现有技术，故此不再赘述。

和现有技术相比，本发明方法具有以下优点：

（1）延长了螯合树脂塔的运行时间，再生周期由原来的一天/次调整为2～5天/次，减少了树脂的再生频次，节约了纯水、盐酸、烧碱的使用量，降低了烧碱的生产成本。

（2）树脂塔再生时在酸洗、碱洗后增加浸泡等待步骤，能有效解决因偏流造成的树脂再生不彻底问题，提升了树脂的吸附能力，为延长树脂塔运行时间提供了支持和保障。

（3）树脂塔再生废水分类回收，不仅实现了废水的综合利用，而且实现了树脂塔再生废水零排放，对烧碱系统水平衡具有积极作用。

（4）螯合树脂塔三塔串联运行，技术安全可靠，不仅解决了因延长树脂塔运行时间而需考虑的冬季防冻问题，而且提升了二次盐水质量（Ca²⁺+Mg²⁺≤20ppb），保证了电解槽的稳定运行。

（5）本发明方法节能环保，且具有较好的经济效益。以年产24万吨的离子膜烧碱装置为例，年可因节约盐酸、烧碱、纯水等而增加经济效益160余万元，减少废水排放约4.6万m³。

附图说明    

图1为螯合树脂塔三塔串联示意图，图中1为过滤盐水储槽，2为树脂过滤器，3为精盐水高位槽，4、5、6和7为程控阀。

具体实施方式 

现结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

如图1所示，螯合树脂塔预先采用A塔、B塔和C塔三塔串联的方式运行（即A→B→C），一次盐水从过滤盐水储槽1经程控阀4进入A塔，通过程控阀5进入B塔，再通过程控阀6串联进入C塔，二次盐水从C塔底部程控阀7出来，通过树脂过滤器2进入精盐水高位槽3，三塔串联运行。

运行3天后，A塔下线再生，同时B、C两塔串联运行（即B→C，A再生）；再生结束后A塔作为第三塔串入系统继续运行（即B→C→A）。取二次精制盐水进行ICP检测分析，Ca²⁺为3.62ppb，Mg²⁺为1.47ppb，Ca²⁺+Mg²⁺为5.09ppb。

再次运行3天后B塔下线再生，同时C、A两塔串联运行（即C→A，B再生）；再生结束后B塔作为第三塔串入系统继续运行（即C→A→B）。取二次精制盐水进行ICP检测分析，Ca²⁺为4.66ppb，Mg²⁺为1.72ppb，Ca²⁺+Mg²⁺为6.38ppb。

继续运行3天后C塔下线再生，同时A、B两塔串联运行（即A→B，C再生）；再生结束后C塔作为第三塔串入系统继续运行（即A→B→C）。取二次精制盐水进行ICP检测分析，Ca²⁺为3.12ppb，Mg²⁺为0.09ppb，Ca²⁺+Mg²⁺为3.21ppb。

如此，螯合树脂塔完成由A→B→C、B→C（此时A塔下线再生），B→C→A、C→A（此时B塔下线再生），C→A→B、A→B（此时C塔下线再生）的循环运行及再生过程。在该循环过程中，采用DCS自动化系统操作控制，可设定运行时间和再生时间，到达设定时间自动将相应的塔下线再生，再生结束后自动作为第三塔串入系统，自动计时，自动切换，节省了人力。

螯合树脂塔再生包括如下步骤：水洗Ⅰ、反洗、酸洗、等待Ⅰ、水洗Ⅱ、碱洗、等待Ⅱ、水洗Ⅲ、等待Ⅲ、盐水置换、等待Ⅳ，增加了等待Ⅰ和等待Ⅱ两个步骤（浸泡等待时间为2h），保证了树脂的充分再生。再生过程耗时一般为16.3h。螯合树脂塔再生产生的酸性废水回收作为生产盐酸的吸收水用；碱性废水回收至一次盐水化盐使用。

采用本发明树脂塔运行及再生方法，二次盐水Ca²⁺+Mg²⁺≤10ppb的占有率达到95%，能满足Ca²⁺+Mg²⁺≤20ppb的生产指标要求，且节能环保，具有较好的经济效益。

Claims (4)

1.一种离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）螯合树脂塔预先采用A塔、B塔和C塔三塔串联的方式运行，运行2－5天后A塔下线再生，同时B、C两塔串联运行，再生结束后A塔作为第三塔串入系统继续运行；

2）再次运行2－5天后B塔下线再生，同时C、A两塔串联运行，再生结束后B塔作为第三塔串入系统继续运行；

3）继续运行2－5天后C塔下线再生，同时A、B两塔串联运行，再生结束后C塔作为第三塔串入系统继续运行；

如此，螯合树脂塔完成由A→B→C、B→C，B→C→A、C→A，C→A→B、A→B的循环运行及再生过程。

2.如权利要求1所述离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法，其特征在于，螯合树脂塔再生时，在酸洗和碱洗步骤后分别增加1－3h的浸泡等待步骤。

3.如权利要求2所述离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法，其特征在于，螯合树脂塔再生产生的酸性废水回收作为生产盐酸的吸收水用；碱性废水回收至一次盐水化盐使用。

4.如权利要求1所述离子膜烧碱生产中螯合树脂塔运行及再生方法，其特征在于，螯合树脂塔串联运行及再生采用DCS自动化系统操作控制。

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