离子交换

Novasep Process (Applexion爱搏胜公司)离子交换和吸附工艺，是基于液相中各组分和固定相的竞争性交互作用而形成的。

在竞争性交互作用中，强作用的组分其交互作用的能量是最大的。正是由于这种交互作用的不同，离子交换和吸附工艺才可以从复杂体系中选择性分离和去除特定化合物

操作条件的选择，特别是固定相的选择是工艺中至关重要的一步。而 Novasep Process 对于固定相的选择已经有了近 40 年的专家经验，来确保提供最佳的工艺。

离交和吸附树脂的特性
 
这些材料都是由聚合物基体结合功能性基团组合而成的。基体的材料可能是聚苯乙烯，聚丙烯酸或酚醛树脂。功能性基团则有无数种选择，可以是阴离子阳离子或者是一些特殊的螯合离子，等等。基体材料的交联度影响着材料的选择性、机械性和渗透稳定性。对于离交树脂而言，其特性还由功能性基团产生影响。

离交和吸附技术的主要特点
 
以下几点是需要强调的

• 对于特定的应用可能有多种树脂可选，这样就有着多种组合模式
• 离交树脂生产规模越大，树脂的价格越经济
• 树脂可以在柱内进行再生，并且可以使用多个生产周期 (i.e.: 阳树脂 : 1,500 cycles – 阴树脂 : 500 - 1,000 cycles)
• 多个参数可以来优化运行费用和运行效果
• 无废液产生的再生工艺 ( 如 卤水回收工艺 , Applexion/LSU 残液再生工艺 , NRS/Gryllus 脱钙工艺 ).

爱搏胜的专家技术
 
凭借近 40 年的行业领先经验和 1000 多个工程实施，爱搏胜已经积累了大量的专家经验和知识。可以为您提供：

• 工艺开发
  树脂选择，优化工艺参数
   
• 设计和供应工业装置s
  顺流式系统，逆流式系统，混合床系统和分层床系统，间歇式和连续式工艺，无残液工艺，再生剂循环工艺，水循环系统等。
  

离子交换类型

最常见的离子交换树脂的结构有：

• 交联聚苯乙烯
• 交联聚甲基丙烯酸酯
• 酚甲醛型树脂

Strong acid cationic resin polystyrenic type	Strong base anionic resin polyacrylic type

聚苯乙烯型树脂是最为常用的，根据功能性基团的不同可以分为阳离子型和阴离子型树脂。

离交树脂通常都是以小球形式存在的，通常的分布直径为 0.3 – 1.2 mm (16 – 50 目 ) 。

离子交换反应
盐转化: 最常见的应用就是软化过程

2R-Na + Ca²⁺ -> 2R-Ca + 2 Na+

当穿过阳离子树脂时，有机酸可以被转化成相应的盐形式。

脱矿
利用一系列的 H 型的阳离子交换器和 OH 型的阴离子交换器就可以去除进料液中几乎所有的离子。如下图所示。

机制如下

• 生产周期:
  - 阳离子
  R-SO₃ H + NaCl  ->  RSO₃Na + HCl
  2 R-SO₃H + CaCl2  -> (R-SO₃)₂Ca + 2 HCl
  - 阴离子
  SBA type R-N(CH₃)₃OH + HCl  ->  R-N(CH₃)₃Cl + H₂O
  WBA type R-N(CH₃)₂ + HCl  ->  R-N+H(CH₃)₂ Cl^-
   
• 再生周期：阳离子树脂用酸性溶液来再生，而阴离子树脂则需要碱性溶液来进行再生。
   

脱酸:
酸性溶液可以通过 OH 型的树脂，来去掉所有的强酸物质

催化反应:
I 离交树脂也可以用作酸催化，或碱催化反应。例如，蔗糖溶液通过阳离子树脂时，由于水解作用，可以生产为葡萄糖和果糖两个组分。另外树脂还可以用于固定化酶的反应系统。

回收和浓缩:
高附加值或者毒性物质的回收利用。比如用于氢化生产多元醇的镍合金可以用 WAC 树脂进行回收利用。

Example of the removal of a metal with a chelating resin

在离交系统的设计上， Novasep Process / Applexion 爱搏胜已经拥有近 40 年的领先的专家经验，来为您提供最优化的解决方案。