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科海思CH-90Na树脂在铜、镍催化剂行业中的应用

2020-05-291257

    铜系催化剂主要应用的行业

    Cu系催化剂广泛应用在CO、CO2加氢合成甲烷、低温变换选择性加氢合成、以及一些氧化、脱氢等工业反应中。

    Cu系催化剂的脱氢机理

    催化剂的脱氢反应机理可随反应物种类及催化剂的不同而不同,且有时随反应条件的不同而改变。Cu系催化剂的催化脱氢机理有两类:

    1、游离基机理

    反应物以均裂方式脱去氢原子。要求催化剂能提供具有未配对的活性,需要有较大的成键能力和较大的暴露,以便与C-H键上的氢原子接触和作用。满足这种机理要求的脱氢催化剂,可以是金属,如Ni、Cu等,也可以是金属氧化物、硫化物等。

    2、离子机理

    反应物分子先被催化剂上的金属离子M作用而脱去H(发生C-H键异裂),随后再脱去H而成不饱和键。要求反应分子较易极化产生C8+H8,催化剂也需要有较强极化能力的金属离子用来脱去H+,同时具有负电荷的O2-以接受H+。因此,这类机理类似于酸碱催化。

    在甲醇脱氢反应中的应用

    近年来,随着甲醇工业的不断发展,开发甲醇下游产品、将甲醇转化为其它有机化工产品已经引起各国研究人员的关注,甲醇脱氢可生成甲酵、甲酸甲酯,也可能裂解为一氧化碳和氢气。

    Cu系催化剂在甲醇脱氢方面的研究,很多都应用于甲醇脱氢制备

    甲酸甲酯和甲醛的反应

    甲醇脱氢制备甲醛

    甲醇脱氢制备甲酸甲酯

    在乙醇氨化制备乙腈反应中应用

    在乙醇脱氢反应中应用

    在仲丁醇脱氢反应中应用

    在乙醇脱氢氨化制备乙腈中应用

    在环己醇脱氢反应中应用

    在其他醇类脱氢反应中应用

    镍系催化剂主要应用的行业

    雷尼镍做催化剂主要应用的行业及公司

    间苯二胺:混硝基苯加氢(龙盛)

    联苯二胺(RT培司):硝基联苯加氢(圣奥)

    糖醇(山梨醇):淀粉糖加氢(东北制药)

    1,4-丁二醇(BDO):固定床加氢(天华)

    脂肪胺:脂肪腈加氢(益海嘉里)

    乙二醇:加氢固定床(金陵石化)

    己内酰胺:加氢(山东海力)

    聚醚胺(PEA):聚乙二醇胺化(正大)

    H酸(c酸):管式连续反应(吉华)

    CTL酸:环路反应BUSH系统(秦燕)


    对含重金属离子废水的回收、去除

    大量工业过程,如含铜、镍催化剂的使用过程中容易产生大量的含铜、镍金属离子的废水,这种废水排入水体中,会严重影响水的质量,对环境造成污染,水中铜含量达0.01mg/L时,对水体自净有明显的抑制作用;超过3.0mg/L,会产生异味;超过15mg/L,就无法饮用。重金属元素在水体中以化合态或离子态存在,难以被生物降解,该种工业废水常用的处理方法主要包括:化学沉淀法、电解法、化学置换法、吸附法、离子交换法、及生物处理技术等,但是在溶剂提纯过程中对比上述处理方法,适合采用离子交换法处理,可以在保证产品纯度的前提下除去溶液中多余铜镍净化产品,既不会产生含重金属污泥、也不会导致溶剂损耗。

    离子交换法的除铜效果很好,尤其是对低浓度废水。离子螯合法,即利用重金属螯合剂直接投加到废水中,使重金属螯合剂去捕集金属离子,从而形成螯合物。该法形成的螯合物稳定性高,污泥沉淀快,且捕集效果不受碱金属和碱土金属共存的影响,也不受pH值变化的影响。采用离子交换树脂对含络合铜废水处理时,可做到浓缩回收Cu-EDTA和游离EDTA,净化后水中铜离子浓度低于0.1mg/L。离子交换过程很简单,设备也不复杂,选择性提取金属离子有很好的效果,而且树脂还可以再生,所以去除废水中低浓度离子时,使用离子交换法效果好,且节约成本。

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    Tulsimer®CH-90Na树脂的应用举例

    离子交换树脂除重金属铜、镍离子的应用部分案例有:

    1、重庆某化工企业(在1,4丁炔二醇净化中的应用)

    2、河南某化工企业(在1,4丁炔二醇净化中的应用)

    下列为国产树脂与CH-90Na对比测试结果图,并对结果进行总结。

    上图是树脂1#和树脂2#在室温下测定的吸附等温线,其中进口树脂2#因为远好于我们预定的国产树脂1#而进行了多次测量。多次测量的结果一致(三条非黑曲线),树脂2#所反映的情况符合用于描述化学吸附且具有饱和性的Langmuir吸附等温方程,而树脂1#则在低浓度区域存在一定的下凹。吸附等温线的结果表明在相同的平衡浓度(液态铜离子浓度)下,树脂2#的吸附容量远高于树脂1#,如在20mg/L下,树脂l#的吸附容量为l.5mg/g,而树脂2#可达6mg/g,是树脂1#的4倍。树脂1#下凹的吸附等温线还表明其不适用于低浓度的铜离子处理。

    为了模拟实际动态吸附过程,我们进行了穿透曲线的测定。实验在常温下进行,流速控制为2BV/h,这与实际生产的工况相近。实验结果同样表明了进口树脂2#的优越性。我们以不检出铜离子为评价标准,树脂1#在5BV后穿透,而树脂2#的穿透体积则达到了40BV。因此,从操作周期和废液等综合考虑来看,选择树脂2#作为吸附剂,具有运行周期长,废液量小且浓度高等优点。