專(zhuān)利名稱(chēng)：粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的空冷機(jī)組上凝結(jié)水精處理粉末覆蓋過(guò)濾器用粉末狀離子交換樹(shù)脂，主要用于電力行業(yè)空冷機(jī)組中粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器和核電站去除凝結(jié)水中的腐蝕產(chǎn)物和懸浮物的前置過(guò)濾器，并具有穩(wěn)定性極高、再生水平非常高、純度極高的粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝，屬粉末離子交換樹(shù)脂制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
加拿大佩比索PS2陽(yáng)離子交換粉末樹(shù)脂，是一類(lèi)優(yōu)級(jí)陽(yáng)離子交換粉末樹(shù)脂，它由強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，(8% DVB)樹(shù)脂制成，該樹(shù)脂經(jīng)再生為銨型。粉末樹(shù)脂顆粒很小(僅約 35微米)，所以粉末樹(shù)脂預(yù)涂層會(huì)具有更大比表面，可增強(qiáng)樹(shù)脂在使用當(dāng)中進(jìn)行離子交換的動(dòng)力學(xué)和過(guò)濾能力。樹(shù)脂在正常操作溫度49-78°C下運(yùn)行，有較好的離子交換能力。如果運(yùn)行溫度高達(dá)138°C (280 Τ)時(shí)，粉末樹(shù)脂也可耐受，但預(yù)涂層在失效后將廢棄不用。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一種具有穩(wěn)定性極高、再生水平非常高、純度極高的粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝。設(shè)計(jì)方案為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的。1、技術(shù)特點(diǎn)(1)樹(shù)脂必須具有極高的穩(wěn)定性。能承受包括機(jī)械、滲透、熱力、化學(xué)、抗氧化以及放射性等因素的影響，保證樹(shù)脂在核電站的使用過(guò)程中，樹(shù)脂骨架不發(fā)生斷裂，交換容量不發(fā)生較大降解，樹(shù)脂溶出物必須控制在極低水平。這一點(diǎn)控制主要體現(xiàn)在原材料的凈化工藝防止苯乙烯和二乙烯原材料自聚及微聚現(xiàn)象，采用可控低溫專(zhuān)用儲(chǔ)存裝置，如有原材料自聚及微聚現(xiàn)象，將會(huì)影響聚合骨架的穩(wěn)定性；將生產(chǎn)廠家為便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸在苯乙烯和二乙烯原材料中添加的阻聚劑進(jìn)行特殊工藝凈化，將阻聚劑去除為零，如有微量阻聚劑存在將會(huì)影響苯乙烯和二乙烯的線(xiàn)性聚合度，從而影響骨架的穩(wěn)定性和后續(xù)加工溶出物的產(chǎn)生。(2)樹(shù)脂必須達(dá)到非常高的再生水平。其中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的H型率必須> 99. 9%，陰離子交換樹(shù)脂的OH型率必須> 95. 0%。 陽(yáng)陰離子交換樹(shù)脂在后續(xù)的再生轉(zhuǎn)型過(guò)程中必須采用含雜質(zhì)低的分析純級(jí)別的鹽酸和氫氧化鈉以及特殊的純化工藝，如陽(yáng)離子交換樹(shù)脂必須在反復(fù)酸堿預(yù)處理后再高溫蒸汽中將其滲出物洗出，防止后續(xù)使用過(guò)程中釋放，陰離子交換樹(shù)脂必須在反復(fù)酸堿預(yù)處理后再經(jīng)過(guò)中間藥劑的處理，將樹(shù)脂上結(jié)合牢固的氯離子再生下來(lái)，然后用含雜質(zhì)低的分析純級(jí)別的氫氧化鈉將陰離子交換樹(shù)脂的OH型率轉(zhuǎn)到95.0%以上。(3)樹(shù)脂必須具有極高的純度。 只能含有極少量的雜質(zhì)，甚至是痕量的雜質(zhì)。在樹(shù)脂純化過(guò)程中對(duì)于再生劑的選擇和再生方式的選擇尤其重要，直接關(guān)系到雜質(zhì)的去除與否和雜質(zhì)的去除率。主要去除樹(shù)脂中的加工生產(chǎn)過(guò)程中帶進(jìn)的機(jī)械雜質(zhì)、低聚物、重金屬離子等雜質(zhì)。2、利用引進(jìn)德國(guó)先進(jìn)技術(shù)的粉末加工設(shè)備，保證在將核級(jí)離子交換樹(shù)脂由0. 315mnTl. 25mm粒度加工成30 μ πΓ 50 μ m粒度過(guò)程中，使粒度均勻、功能基團(tuán)基本不降解、高再生度陰離子交換樹(shù)脂不被空氣中的雜質(zhì)如CO2等污染、不帶進(jìn)新的機(jī)械雜質(zhì)和金屬離子。保證空冷機(jī)組上凝結(jié)水精處理覆蓋過(guò)濾器出水水質(zhì)。粒度均勻采用氣流渦旋粉碎技術(shù)和逐級(jí)篩分；功能基團(tuán)基本不降解采用氣流渦旋粉碎技術(shù)和自身冷卻，防止機(jī)械粉碎加工帶來(lái)的高溫作用，使樹(shù)脂功能基團(tuán)發(fā)生降解; 高再生度陰離子交換樹(shù)脂不被空氣中的雜質(zhì)如(X)2等污染采用高純氮?dú)庾鳛榧庸饬骱头乐箍諝庵械碾s質(zhì)如CO2等與高再生度的OH型陰離子發(fā)生反應(yīng)，從而影響陰離子交換樹(shù)脂再生度。3、粉末樹(shù)脂中添加具有良好的架橋作用，以提高設(shè)備的處理效果，降低使用費(fèi)用的特定的纖維粉。采用特殊工藝加工同時(shí)具有極低雜質(zhì)含量的良好的架橋作用，以提高設(shè)備的處理效果纖維粉。4、主要技術(shù)參數(shù)粉末樹(shù)脂包括粉末陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和粉末陰離子交換樹(shù)脂，其中粉末陽(yáng)離子交換樹(shù)脂又包括氫型和銨型粉末陽(yáng)樹(shù)脂。根據(jù)使用情況不同，粉末陽(yáng)樹(shù)脂和粉末陰樹(shù)脂可按照不同的比例混合，也可添加一定比例的粉末纖維粉。當(dāng)粉末纖維粉與粉末陽(yáng)、陰樹(shù)脂混合使用時(shí)，粉末纖維可起到良好的架橋作用，提高設(shè)備的處理效果，降低使用費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝，以核級(jí)離子交換樹(shù)脂為加工原料，其中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的H型率必須> 99. 9%，陰離子交換樹(shù)脂的OH型率必須> 95.0%，其特征是將核級(jí)離子交換樹(shù)脂由0. 315mnTl. 25mm粒度加工成30 μ πΓ 50 μ m粒度，使粒度均勻、功能基團(tuán)基本不降解、高再生度陰離子交換樹(shù)脂不被空氣中的雜質(zhì)如(X)2污染、不帶進(jìn)新的機(jī)械雜質(zhì)和金屬離子，專(zhuān)用于空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理混床運(yùn)行在200m/h以上高流速交換，運(yùn)行在70°C 以上高溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝，其特征是粉末陽(yáng)離子交換樹(shù)脂包括氫型和銨型粉末陽(yáng)樹(shù)脂，根據(jù)使用情況不同，粉末陽(yáng)樹(shù)脂和粉末陰樹(shù)脂可按照不同的比例混合，也可添加一定比例的粉末纖維粉，當(dāng)粉末纖維粉與粉末陽(yáng)、陰樹(shù)脂混合使用時(shí)，粉末纖維起到的是架橋作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝，其特征是 ⑴白球聚合工藝陽(yáng)樹(shù)脂白球聚合工藝說(shuō)明白球聚合工藝是油相水相=1 :1. 5 ；油相中苯乙烯(St) 二乙烯苯(DVB) =92% 8%, 引發(fā)劑BPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 17%， 輔助交聯(lián)劑TBPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 11% ； 水相中高純水有機(jī)分散劑(PVA聚乙烯醇)無(wú)機(jī)分散劑(氯化鈉)=100% 0. 16% 2% ； 將精制的苯乙烯、二乙烯苯液狀單體混合均勻后，加入引發(fā)劑BPO攪拌并混合均勻；加到已溶解好無(wú)機(jī)分散劑和有機(jī)分散劑的高純水的水相中升溫懸浮聚合成為球狀顆粒，固化后經(jīng)95°C 士2°C熱水清洗至中性、烘干、篩分后得白球備用； 陰樹(shù)脂白球聚合工藝說(shuō)明白球聚合聚工藝是油相水相=1 1. 67 ； 油相中苯乙烯二乙烯苯=95. 5% 4. 5% ； 引發(fā)劑BPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 15% ； 輔助交聯(lián)劑TBPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 1% ； 水相中高純水有機(jī)分散劑(PVA聚乙烯醇)無(wú)機(jī)分散劑(氯化鈉)=100% 0. 16% 2% ； 將精制的苯乙烯、二乙烯苯液狀單體混合均勻后，加入引發(fā)劑BPO攪拌并混合均勻；加到已溶解好無(wú)機(jī)分散劑和有機(jī)分散劑的高純水的水相中升溫懸浮聚合成為球狀顆粒，固化后經(jīng)95°C 士2°C熱水清洗至中性、烘干、篩分后得白球備用； ⑵陽(yáng)樹(shù)脂磺化工藝流程 說(shuō)明陽(yáng)樹(shù)脂磺化工藝是以白球?yàn)榛鶞?zhǔn)白球硫酸溶脹劑=1 4. 5 0. 33陽(yáng)樹(shù)脂白球?yàn)?7. 15%與溶脹劑為5. 66%混合溶脹，與經(jīng)精制純化后的硫酸為77. 19% 進(jìn)行反應(yīng)，并在骨架上導(dǎo)入磺酸基團(tuán)，再經(jīng)不同比重的硫酸梯度稀釋、水洗、轉(zhuǎn)型得合成陽(yáng)樹(shù)脂；⑶陰樹(shù)脂氯甲基化和胺化工藝流程氯甲基化工藝白球氯甲醚催化劑=1 =2.7:0.5,陰樹(shù)脂白球?yàn)?3. 81%、氯甲醚為64.四％、付式催化劑為11. 90%經(jīng)氯甲基化得到氯球；胺化工藝氯球醛類(lèi)溶脹劑有機(jī)季胺類(lèi)=1 :1.4:1. 4，氯球?yàn)?6. 3 加入醛類(lèi)溶脹劑為36. 84%進(jìn)行溶脹，再加入有機(jī)季胺類(lèi)為36. 84%，進(jìn)行胺化功能基反應(yīng)，導(dǎo)入功能基團(tuán)，水洗、轉(zhuǎn)型成為強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂；⑷陽(yáng)樹(shù)脂純化精處理⑴陽(yáng)樹(shù)脂先用有機(jī)溶劑去除殘留的單體，再用精制的鹽酸和離子膜堿進(jìn)行預(yù)處理，去除溶于酸堿的雜質(zhì)，⑵用高溫高壓蒸汽在95°C 98°C的熱水環(huán)境中進(jìn)行蒸煮3次，每次2小時(shí)，以去除樹(shù)脂內(nèi)溶出物)，⑶經(jīng)特殊再生轉(zhuǎn)型處理用8 10%精制鹽酸并加溫到60°C 士2°C，再生劑用量為8倍樹(shù)脂體積，然后轉(zhuǎn)為所需型態(tài)后，采用超純水清洗后即得精制陽(yáng)樹(shù)脂；( 陰樹(shù)脂純化精處理⑴陰樹(shù)先用有機(jī)溶劑去除殘留的單體，再用精制的鹽酸和離子膜堿進(jìn)行預(yù)處理，去除溶于酸堿的雜質(zhì)，最后用60°C 70°C的熱水進(jìn)行清洗3次，每次2小時(shí)，⑵經(jīng)特殊再生轉(zhuǎn)型處理先轉(zhuǎn)為OH型，再轉(zhuǎn)為碳酸根型，最后轉(zhuǎn)為OH型后，采用超純水清洗后即得精制陰樹(shù)脂；(6)精制陽(yáng)、陰樹(shù)脂粉碎處理精制好的3(Γ80%陽(yáng)樹(shù)脂、2(Γ70%陰樹(shù)脂加入氣流渦旋粉碎設(shè)備進(jìn)行粉碎處理的同時(shí)，并由特殊氮?dú)獍l(fā)生裝置將空氣中的氮?dú)夥蛛x純化后將氮?dú)馔ㄈ?，粉碎后的?yáng)、陰樹(shù)脂經(jīng)離心篩分設(shè)備將小于30 μ m和大于150 μ m去除，篩分得粉末離子交換樹(shù)脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝，其特征是粉末陽(yáng)離子交換樹(shù)脂技術(shù)參數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝，其特征是粉末陰離子交換樹(shù)脂技術(shù)參數(shù)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉末離子交換樹(shù)脂合成工藝，以核級(jí)離子交換樹(shù)脂為加工原料，其中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的H型率必須≥99.9%，陰離子交換樹(shù)脂的OH型率必須≥95.0%，將核級(jí)離子交換樹(shù)脂由0.315mm~1.25mm粒度加工成30μm~150μm粒度，使粒度均勻、功能基團(tuán)基本不降解、高再生度陰離子交換樹(shù)脂不被空氣中的雜質(zhì)如CO2污染、不帶進(jìn)新的機(jī)械雜質(zhì)和金屬離子，專(zhuān)用于空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理混床運(yùn)行在200m/h以上高流速交換，運(yùn)行在70℃以上高溫度。優(yōu)點(diǎn)滿(mǎn)足工藝要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，隨著目前水資源的不斷污染和匱乏，水的回收和利用顯得更加重要，隨著空冷機(jī)組的發(fā)展，粉末離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。
文檔編號(hào)C02F1/42GK102557191SQ20121004200
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者沈建華 申請(qǐng)人:寧波爭(zhēng)光樹(shù)脂有限公司