離子交換改進

A. 改善油氣儲層性質的物理化學方法有哪些

一、離子交換 離子交換法是水質軟化和去除水中鹽的主要方法。在廢水處理中用來去除金屬離子和一些非金屬離子。例如，可去除廢水中的鈣、鎂、鉀、鈉離子以及氯離子、硫酸根離子等。這種方法的實質是利用不可溶解的離子化合物(稱為離子交換樹脂)

B. 原水水質不好對交換器樹脂有什麼影響

離子交換器的樹脂工作交換容量4.3mmol/g是定值,再生頻率高是運行周期短,如果不是原水硬度上升造成的.請考慮如下三個因素：
1、離子交換樹脂重金屬中毒
2、原水的有機物污染
3、再生劑量不夠

C. 離子交換的水處理中的應用

EDI(Electro-de-ionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術(電滲析技術)相結合的純水製造技術。該技術利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析極化而脫鹽不徹底,又利用電滲析極化而發生水電離產生H和OH離子實現樹脂自再生來克服樹脂失效後通過化學葯劑再生的缺陷,是20世紀80年代以來逐漸興起的新技術。經過十幾年的發展,EDI技術已經在北美及歐洲占據了相當部分的超純水市場。
EDI裝置包括陰/陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等設備。其中陰離子交換膜只允許陰離子透過,不允許陽離子通過,而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子通過。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個處理單元,並構成淡水室。單元與單元之間用網狀物隔開,形成濃水室。在單元組兩端的直流電源陰陽電極形成電場。來水水流流經淡水室,水中的陰陽離子在電場作用下通過陰陽離子交換膜被清除,進入濃水室。在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被清除的速度。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持最佳狀態。EDI裝置將給水分成三股獨立的水流:純水、濃水、和極水。純水(90%-95%)為最終得到水,濃水(5%-10%)可以再循環處理,極水(1%)排放掉。圖2表示了EDI的凈水基本過程。
EDI裝置屬於精處理水系統,一般多與反滲透(RO)配合使用,組成預處理、反滲透、EDI裝置的超純水處理系統,取代了傳統水處理工藝的混合離子交換設備。EDI裝置進水要求為電阻率為0.025-0.5MΩ·cm,反滲透裝置完全可以滿足要求。EDI裝置可生產電阻率高達15MΩ·cm以上的超純水。 EDI裝置不需要化學再生,可連續運行,進而不需要傳統水處理工藝的混合離子交換設備再生所需的酸鹼液,以及再生所排放的廢水。其主要特點如下:
EDI的凈水基本過程
·連續運行,產品水水質穩定
·容易實現全自動控制
·無須用酸鹼再生
·不會因再生而停機
·節省了再生用水及再生污水處理設施
·產水率高(可達95%)
·無須酸鹼儲備和酸鹼稀釋運送設施
·佔地面積小
·使用安全可靠,避免工人接觸酸鹼
·降低運行及維護成本
·設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施
·安裝簡單、費用低廉
·設備初投資大 EDI裝置與混床離子交換設備屬於水處理系統中的精處理設備,下面將兩種設備在產水水質、投資量及運行成本方面進行比較,來說明EDI裝置在水處理中應用的優越性。
(1)產品水水質比較
EDI裝置是一個連續凈水過程,因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm,最高可達18MΩ·cm,達到超純水的指標。混床離子交換設施的凈水過程是間斷式的,在剛剛被再生後,其產品水水質較高,而在下次再生之前,其產品水水質較差。
(2)投資量比較
與混床離子交換設施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸鹼儲存、酸鹼添加和廢水處理設施及後期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在10%左右。隨著技術的提高與批量生產,EDI裝置所需的投資量會大大的降低。另外,EDI裝置設備小巧,所需廠房遠遠小於混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、葯劑費及設備折舊等費用,省去了酸鹼消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
在電耗方面,EDI裝置約0.5kWh/t水,混床工藝約0.35kWh/t水,電耗的成本在電廠來說是比較經濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低於混床。
至於葯劑費和設備折舊費兩者相差不大。
總的來說,在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右,常規混床噸水運行成本在2.7元左右,高於EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費用在幾年內完全可以回收。 EDI裝置屬於水精處理設備, 具有連續產水、水質高、易控制、佔地少、不需酸鹼、利於環保等優點, 具有廣泛的應用前景。隨著設備改進與技術完善以及針對不同行業進行優化, 初投資費用會大大降低。可以相信在不久的將來會完全取代傳統的水處理工藝中的混合 。
控制氮含量的方法（4種）：生物硝化-反硝化（無機氮延時曝氣氧化成硝酸鹽，再厭氧反硝化轉化成氮氣）；折點氯化（二級出水投加氯，到殘余的全部溶解性氯達到最低點，水中氨氮全部氧化）；選擇性離子交換；氨的氣提（二級出水pH提高到11以上，使銨離子轉化為氨，對出水激烈曝氣，以氣體方式將氨從水中去除，再調節pH到合適值）。每種方法氮的去除率均可超過90%。

D. 離子交換法、膜分離法製造純水技術有缺陷嗎,哪些方面需要改進設計。謝

目前來講是最好的方法,但是只能達到10us/cm電導,如果製造18兆歐姆的純水,需要電滲析處理

E. 混床離子交換樹脂再生的詳細操作過程

混合床：
在同一個交換器中,將陰陽離子交換樹脂按照一定的體積比例進行填裝,在均勻混合狀態下,進行陰陽離子交換,從而除去水中的鹽分.混合床的陰陽離子交換樹脂在交換過程中,由於是處於均勻混合狀態,交錯排列,互相接觸,可以看作是由許許多多的陰陽離子交換樹脂而組成的多級式復床,因為均勻混合,所以陰陽離子的交換反應幾乎是同時進行的,所產生的H+ 和OH- 隨即合成H2O,交換反應進行得很徹底,出水水質穩定.
混合床常見的工藝流程有：一級反滲透系統→混合床 陽床→陰床→混合床二級反滲透系統→EDI
設備出水量的大小根據客戶的要求設計，設備的工藝根據當地的水質狀況做相應的改進，設備材料的選型又可根據您的需求做相應的調整設備操作中常見的幾種疑問：
 設備使用周期短：系統設計不合理、進水水質某種成份偏高、陰樹脂未完全再生起來等
 設備出水PH值偏出正常范圍：罐體內某種樹脂未完全再生好、陰樹脂被污染再生不起等
 樹脂變色：樹脂受到重金屬（如Fe）等物質污染失效
 樹脂再生不起：葯劑投放量不夠、樹脂失效、再生液未清洗干凈、樹脂再生是未分好層、樹脂再生後未混合均勻等。

F. 常用的離子交換樹脂材料有哪些方面的應用

1）水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90%，用於水中的各種陰陽離子的去除。目前，離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。
2）食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如：高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。
3）制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。
4）合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。
5）環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。
6）濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

G. 離子交換樹脂哪家好

進口的離子交換樹脂品牌主要有以下幾個品牌，這些都是大品牌。哪家好這個沒有統一的說法的，這些品牌都有各自的優點。離子交換樹脂的話羅門哈斯的會更好一點，如果是軟化樹脂的話漂萊特的會更好一點。

1.陶氏：

陶氏是一家多元的化學公司，運用科學、技術以及「人元素」的力量不斷改進。2010年，陶氏年銷售額為537億美元，在全球擁有約50,000名員工，在35個國家運營188個生產基地，產品達5000多種。陶氏為全球160個國家和地區的客戶提供種類繁多的產品及服務，並將可持續發展的原則貫徹於化學和創新，為各消費市場提供更加優質的產品。

2.朗盛：

德國朗盛化學（前拜耳Bayer之特種化學品部）公司，是世界上最大的化學品公司之一，年銷售額近330億歐元。朗盛化學公司是世界上主要的離子交換樹脂供應商之一。在上世紀九十年代初朗盛化學公司推出了Lewatit超凝膠均粒樹脂，這種顆粒均勻、性能優秀的樹脂很快在全球得以廣泛應用。隨即朗盛化學公司又相繼研發出了大孔均粒樹脂（包括弱酸/鹼大孔均粒）和抗污染凝膠型均粒樹脂（即超超凝膠樹脂），為離子交換樹脂的發展做出了巨大貢獻，並樹立了新的標准。

3.羅門哈斯：

羅門哈斯是離子交換樹脂的發明者和技術領先者，是世界上最大的離子交換樹脂製造商，其Amberjet系列均粒樹脂，UP系列和MB拋光樹脂以及Amberlite系列品牌，已經成為全球在純水超純水應用產品的標志，其產品特點是交換速度快，交換容量高；使用壽命長，不需要預處理等。

4.漂萊特：

漂萊特集團是目前世界上規模最大的專門生產離子交換樹脂的跨國集團，包括總部設在美國的漂萊特有限公司和總部設在英國的漂萊特國際股份有限公司。集團現共有三個生產基地，分別設在美國、羅馬尼亞及中國，年生產離子交換樹脂6萬余噸。漂萊特集團生產的樹脂達400多種，能分別滿足電力、電子、化工等不同行業水處理的需求，此外還廣泛應用於冶金、醫葯、食品、催化等行業。

H. 鎢仲酸銨apt生產工藝離子交換法是我國專利嗎

鎢仲酸銨apt生產工藝離子交換法是我國專利嗎
乙二醇(ethylene glycol，EG)又稱甘醇，是最簡單也是最重要的脂肪族二醇。它是一種重要的有機化工原料，主要用來生產聚酯纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、非離子表面活性劑、乙醇胺以及炸葯等。

根據中國聚酯協會預測，2008年我國聚酯產量將達到約1730萬噸，對EG的需求量將達到約605萬噸；2010年聚酯產量將達到約1900萬噸，屆時對EG的需求量將達到約665萬噸。加上防凍劑以及其他方面的消費量，預計2008年我國EG的總需求量將達約636萬噸，2010年將達到約710萬噸。據預測，到2010年，中國EG消費量將佔世界EG消費量的26 %，占亞洲的46 %。預計到2008年我國EG總生產能力將達到約250萬噸，2010年生產能力將達到約400萬噸。但與需求量相比，即使裝置滿負荷生產，產量仍不能滿足國內實際需求，還需依靠大量進口。因此，EG在我國具有很好的發展前景[1, 2]。

大致上，EG的合成路線可以分為兩類：石油合成路線和非石油合成路線[3-16]。

1 石油合成路線

1.1 EO法

Wurtz於1859年首次用氫氧化鉀水解乙二醇二乙酸酯製得EG，次年又由環氧乙烷(EO)直接水合製得，至今，該法仍是世界上大規模生產EG的唯一方法。

1.1.1 EO非催化水合法

EO直接水合法是目前國內外工業化生產EG的主要方法，該生產技術基本上由英荷殼牌(Shell)、美國Halcon—SD以及美國聯碳(UCC)三家公司所壟斷。它們的工藝技術和工藝流程基本上相似，即採用乙烯、氧氣為原料，在銀催化劑、甲烷或氮氣致穩劑、氯化物抑制劑存在下，乙烯直接氧化生成EO，EO進一步與水以一定物質的量比在管式反應器內進行水合反應生成EG，EG溶液經蒸發提濃、脫水、分餾得到EG及其他副產品。以UCC的生產工藝為例，水和EO的物質的量之比為22：1，反應入口溫度155 oC，出口溫度193 oC，反應壓力2.1 MPa，EO轉化率100 %，水合收率91.3 %。Shell和SD工藝的反應條件類似，不同的是它們使用的催化劑和添加劑不同[14]。

該工藝中用到大量的水，能耗很大；EO的轉化率為100 %，但是產品中EG的選擇性只有90 %左右，另外還會產生9 %左右的二乙二醇(DEG)和1 %左右的三乙二醇(TEG)。增加投料中水的比例會提高EG的選擇性，但是同時會加大能耗，並增加分離困難。

雖然EO直接水合法制EG工藝成熟，是目前工業生產中廣泛採用的方法，但是其自身仍然存在一些缺陷，因此仍有必要對其生產工藝進行改進，或者尋求更加高效的替代方法。

1.1.2 EO催化水合法

為了降低能耗，提高EG的選擇性，世界各國的研究人員對EO水合法制EG的催化劑和添加劑等展開了廣泛的研究。

Shell公司[17-22]早期採用氟磺酸交換樹脂為催化劑，後來又開發了一系列具有正電中心的固體催化劑以及固載的大環螯合化合物作為非均相催化劑。樹脂型催化劑催化的反應， EG的選擇性超過94 %。但是，樹脂型催化劑具有一些缺點，例如壽命短、熱穩定性和機械強度不高等等，而固載的大環螯合化合物作為催化劑克服了這些缺點，並且具有較高的活性，在與樹脂相同的條件下反應5小時，EO的轉化率大於99 %，EG的選擇性可以達到95 %。最近，Shell公司成功地開發出了第一代水合催化劑S100，並完成了催化劑篩選和400 kt/a 環氧乙烷水合裝置的工藝設計。此工藝已經完成中試，有望用於工業化生產[13]。

UCC公司[23-33]採用含Mo、W、V等多價態金屬含氧酸鹽作為EO水合催化劑，後來又開發了具有水滑石結構的混合金屬框架催化劑。但是這些催化劑都沒有實現工業應用。

DOW公司開發了一種高選擇性的EO水合催化劑DowexMSA-1。這種新催化劑是由陰離子交換樹脂與二氧化碳、氫氧化鈉相結合的體系。在水和EO的摩爾比為9:1，反應溫度99 oC，壓力1.2 MPa的條件下水合，EG的選擇性可以達到96.6 %[34]。日本三菱化學公司(MCC)和住友化學公司開發了鏻基催化劑催化EO水合的工藝，使EG的選擇性超過了99 %。據稱，使用該工藝建同等規模的生產廠，投資費用較傳統方法低10 %，操作費用低5 %[35, 36]。此外，國外還有多家公司和研究機構對催化EO水合過程進行研究，例如美國標准油公司採用銅促進磷酸鋁催化劑[37]；德國漢高公司採用脂肪族羧酸鹽催化劑；俄國「索維吉赫」科技生產企業使用苯乙烯和二乙烯基苯交聯的帶有季胺基的碳酸氫鹽型離子交換樹脂催化劑[38]；俄國門捷列夫化工大學[39]採用一種改進過的離子交換樹脂催化劑；Johnson等採用部分氨中和的磺酸催化劑。

我國國內多家企業和研究機構也對EO的催化水合進行了研究。例如，大連理工大學開發了一種銅催化的EO水合制備EG的方法，以微粒骨架銅、塊狀骨架銅或者負載型單質銅為催化劑，在水合比為5:1至20:1、常壓至幾個大氣壓、80 oC至150 oC的溫度和條件下，高效催化EO水合制備EG，EO的轉化率可達到100 %，EG的選擇性達到85-99 %，主要副產物為二乙二醇，三乙二醇的生成量很少。反應可在間歇式壓力釜中進行，也可在固定床連續式反應器中進行。催化劑制備方法簡單，重復性好，壽命長，易再生，具有一定的工業生產潛力[40]。中國石化公司上海石化研究院開發了一種催化體系，使用載體上負載鈮的氧化物、至少一種選白釩、鉬、鎢、錫、鉛的元素或化合物以及至少一種選白鑭、鐠、釹的元素或化合物作為催化劑。該催化體系解決了以往EO非催化水合反應水比偏高，能耗大，生產成本高，或催化水合使用的液體酸催化劑腐蝕設備，污染環境，固體酸催化劑穩定性差或穩定性和活性不能同時兼顧的問題[41,42]。

I. 強陰離子交換色譜怎樣改善分離度

原理抄： 離子交換色譜（ion exchange chromatography，IEC）以離子交換樹脂作為固定相，樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時，組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。

J. 離子交換色譜中，為何能夠利用pH梯度改善分離選擇性

呵呵，剛才加了AKTA的培訓，就獻丑了。
離子交換色譜中，PH的影響極大。要知道為何能夠內利用pH梯度改善容分離選擇性？就得知道其原理：
離子色譜是利用相反電荷之間的相互作用來分離的，當檢測物質帶負電荷時，要選擇陰離子色譜柱，陰離子色譜柱帶正電荷的配基，進行陰離子-陽離子交換，結合帶負電荷的分子，經過交換後檢測物質的帶負電荷的分子就會吸附色譜柱上，然後在用高鹽洗脫，洗脫的組分先後進入檢測器，就達到了檢測的目的。
當檢測物質帶正電荷時，道理類似，自己想吧。
pH梯度可以改變檢測物質電荷、偏離等電點的程度，從而影響帶正/負電荷的分子（或離子）與色譜柱的結合能力（可以認為是牢固程度），洗脫時的難易程度就改變，從而改變了分離選擇性。

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