兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂的製作方法

2023-09-22 07:00:10 3

專利名稱：兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種不但在混床中能獨立使用，同時能與國外進口同類產品混用，具有很好的混合兼容性，具有均勻粒徑的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，主要用於凝結水精處理混床對凝結水中少量腐蝕產物的處理，屬凝結水精處理用混床樹脂製造領域。
背景技術：
進口凝結水專用樹脂羅門哈斯R&H 252H、900C1，或陶氏D0WEX650C、550A，或朗盛LEffATIT S100、M800，羅門哈斯 R&H 252H、900C1 是大孔型的樹脂，陶氏 D0WEX650C、550A 及朗盛LEWATIT S100、M800都是凝膠型的樹脂，主要用於溼冷機組的高塔分離與再生後高速精處理混床中，樹脂在正常操作溫度40°C左右運行，有較好的離子交換能力；空冷機組凝結水精處理上使用的是進口粉末離子交換樹脂，加拿大佩比索PS2陽離子交換粉末樹脂，是一類優級陽離子交換粉末樹脂，它由強酸陽離子交換樹脂，(8% DVB)樹脂製成，該樹脂經再生為銨型。粉末樹脂顆粒很小(僅約35微米)，所以粉末樹脂預塗層會具有更大比表面，可增強樹脂在使用當中進行離子交換的動力學和過濾能力。樹脂在正常操作溫度49 78°C下運行，有較好的離子交換能力。如果運行溫度高達138°C (280下)時，粉末樹脂也可耐受，但預塗層在失效後將廢棄不用。其不足之處不具有兼容性，無法與其它樹脂混合運行，來達到凝結水精處理混床使用要求。

發明內容
設計目的避免背景技術中的不足之處，設計一種既能在混床中能獨立使用，又能與國外進口同類產品混用，並且具有很好的混合兼容性，且具有均勻粒徑的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂。設計方案為了實現上述設計目的。1、採用粒徑範圍為900μπι 士 IOOm的ZGC900陽樹脂與粒徑範圍為600 μ m士 100 μ mZGA600陰樹脂組成的在600MW以上超臨界發電機組上使用的凝結水精處理混床用離子交換樹脂，並與國外產品具有兼容性，具體來說是再生反洗分層時良好的分離特性和再生好後良好的混合特性。2、本申請兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床專用樹脂和國內常用的進口凝結水專用樹脂(R&H 252H、900C1 ；D0WEX650C,550A ；LEWATIT S100、M800)進行了理化性能的對比檢測，同時進行了模擬運行、反洗分離小型試驗及再生系統中的反洗、混合兼容試驗，試驗結果表明本申請研發樹脂與進口樹脂的理化性能非常接近，兩者的出水水質和周期制水量無明顯差異，同時具有良好的混合兼容性和分離性能，兩者能夠進行混合運行。特別是在原先使用國外凝結水精處理混床樹脂需要添補少部分時更加方便快捷，本申請研發的凝結水精處理用混床樹脂既能單獨在超臨界機組凝結水精處理用混床系統上使用，同時能與國外進口同類產品混用，具有良好的混合兼容性。3、特定的孔徑(特定的孔徑是25 45 A)和比表面積(特定的比表面積是5 35m2/g)，以提高交換速度為了適應超臨界機組凝結水精處理混床運行特點高流速，120m/h以上；高交換速度；高溫度，在70°C左右，因為一般的樹脂都是在凝結水冷卻到40°C左右進行離子交換最佳；超臨界機組凝結水精處理混床用離子交換樹脂必須具有高交換速度，提高交換速度的途徑就是增加特定的孔徑和比表面積，防止離子洩漏，達到小於1 IOppb以下。同時再生時，特定的孔徑和比表面積有利於提高交換速度，從而提高再生度，防止離子洩漏。4、高強度超臨界機組凝結水精處理混床流速高，壓降大，要求樹脂的強度要高，同時超臨界機組凝結水精處理混床用樹脂是體外高塔分離和體外再生，樹脂要進行輸送出和輸回運行塔，機械磨損較大，也要求樹脂抗機械磨損，強度要高。目前這一點控制主要通過特定的致孔劑和特定的交聯劑(特定致孔劑是混合致孔劑包括正構油與異丁醇；特定交聯劑是混合交聯劑包括二乙烯苯與輔助交聯劑，二乙烯苯含量是80%以上)，來達到抗機械磨損和抗酸鹼滲透壓的物理和化學強度。5、耐高溫一般凝結水的溫度都較高，通過離子交換前需要進行熱交換器，以降低到可交換的合理溫度40°C左右。本產品通過特定的致孔劑和特定的交聯劑以及特定的含有滷素(苯環上帶有滷素如Br等可以提高樹脂的耐溫性)的功能基團，來提高耐高溫性能，耐受溫度可以達到70°C，這樣可以節省大量能源。6、樹脂具有極高的穩定性能承受包括機械、滲透、熱力、化學、抗氧化以及放射性等因素的影響，保證樹脂在凝結水處理使用過程中，樹脂骨架不發生斷裂，交換容量不發生較大降解，樹脂溶出物控制在極低水平。這一點控制主要體現在原材料的淨化工藝防止苯乙烯和二乙烯原材料自聚及微聚現象，採用可控低溫專用儲存裝置，如有原材料自聚及微聚現象，將會影響聚合骨架的穩定性；將生產廠家為便於儲存和運輸在苯乙烯和二乙烯原材料中添加的阻聚劑進行特殊工藝淨化，將阻聚劑去除為零，如有微量阻聚劑存在將會影響苯乙烯和二乙烯的線性聚合度，從而影響骨架的穩定性和後續加工溶出物的產生。7、樹脂具有極高的純度，達到非常高的再生水平樹脂通過純化處理，只含有極少量的雜質，甚至是痕量的雜質，其中陽離子交換樹脂的H型率必須彡99. 9%，陰離子交換樹脂的OH型率必須彡95. 0%。爭光已經掌握和具有該方面的技術，陽陰離子交換樹脂在後續的再生轉型過程中必須採用含雜質低的分析純級別的鹽酸和氫氧化鈉以及特殊的純化工藝，如陽離子交換樹脂必須在反覆酸鹼預處理後再高溫蒸汽中將其滲出物洗出，防止後續使用過程中釋放，陰離子交換樹脂必須在反覆酸鹼預處理後再經過中間藥劑的處理，將樹脂上結合牢固的氯離子再生下來，然後用含雜質低的分析純級別的氫氧化鈉將陰離子交換樹脂的OH型率轉到95.0%以上。8、量身定做特性本申請研發的凝結水精處理用混床樹脂既能單獨在超臨界機組凝結水精處理用混床系統上使用，同時能與國外進口同類產品混用，具有良好的混合兼容性，可以根據客戶本身設備規格要求進行量身定做，改變陽陰樹脂粒度範圍，具有粒度可調特性。
9、主要技術參數
權利要求
1.一種兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是由H型率必須>99. 9%的陽離子交換樹脂和OH型率必須> 95. 0%的陰離子交換樹脂組成的混床離子交換樹脂與進口凝結水專用樹脂 R&H 252H、900C1，或 D0WEX650C、550A，或 LEWATIT S100, M800混合運行，其混合運行中超臨界機組凝結水精處理混床運行在120m/h以上高流速交換，運行溫度可以達到70°C左右。
2.根據權利要求1所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是所述兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂以苯乙烯、二乙烯苯為加工原料，其中將兼容性混床離子交換樹脂粒度加工成具有特定比重，特定的較窄範圍粒度，使粒度均勻、功能基團基本不易降解、高再生度陰離子交換樹脂不被空氣中的雜質如(X)2汙染、不帶進新的機械雜質和金屬離子，既能單獨在超臨界機組凝結水精處理用混床系統上使用，同時能與國外進口同類產品混用，具有良好的混合兼容性。
3.根據權利要求1所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是所述兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂中粒徑範圍為900 μ m士 IOOm的ZGC900陽樹脂與粒徑範圍為600 μ m士 100 μ mZGA600陰樹脂用在600MW以上超臨界發電機組上，其離子洩漏，達到小於1 IOppb以下。
4.根據權利要求3所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是所述ZGC900是指大孔強酸性陽離子交換樹脂，ZGA600是指大孔強鹼性陰離子交換樹脂。
5.根據權利要求1所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是所述兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂與進口凝結水專用樹脂混合比可以達到任意比例。
6.根據權利要求1或4所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是所述ZGC900陽樹脂和ZGA600陰樹脂的主要技術參數如下
7.根據權利要求1所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是所述兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂以苯乙烯、二乙烯苯為加工原料，其中將兼容性混床離子交換樹脂粒度加工成具有特定比重，特定的較窄範圍粒度，使粒度均勻、功能基團基本不易降解、高再生度陰離子交換樹脂不被空氣中的雜質如(X)2汙染、不帶進新的機械雜質和金屬離子，既能單獨在超臨界機組凝結水精處理用混床系統上使用，同時能與國外進口同類產品混用，具有良好的混合兼容性。
8.根據權利要求7所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是 ⑴白球聚合工藝陽樹脂白球聚合工藝說明白球聚合工藝是油相水相=1 1. 62 ；油相中苯乙烯二乙烯苯=88% :1 ；引發劑BPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 92% ；水相中說明明膠、無機分散劑的添加量以高純水的百分數來計算； 高純水明膠無機分散劑=100% 0. 31% 5% ；將精製的苯乙烯、二乙烯苯液狀單體混合均勻後，加入引發劑BPO攪拌並混合均勻；加到已溶解好明膠和無機分散劑的高純水的水相中升溫懸浮聚合成為球狀顆粒，固化後經 950C 士2°C熱水清洗至中性、烘乾、篩分後得白球備用； 陰樹脂白球聚合工藝 說明白球聚合工藝是油相水相=1 1. 5 ； 油相中苯乙烯二乙烯苯=93. 1% 6. 9% ；引發劑BPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 92% ；水相中說明明膠、無機分散劑的添加量以高純水的百分數來計算； 高純水明膠無機分散劑=100% 0. 31% 4. 6% ；將精製的苯乙烯、二乙烯苯液狀單體混合均勻後，加入引發劑BPO攪拌並混合均勻；加到已溶解好明膠和無機分散劑的高純水的水相中升溫懸浮聚合成為球狀顆粒，固化後經 950C 士2°C熱水清洗至中性、烘乾、篩分後得白球備用； ⑵陽樹脂磺化工藝流程 說明陽樹脂磺化工藝是以白球為基準白球硫酸(92. 5%) =1 5陽樹脂白球為16. 67%與經精製純化後的硫酸為83. 33%進行混合溶脹，然後升溫反應， 並在骨架上導入磺酸基團，再經不同比重的硫酸梯度稀釋、水洗、轉型得合成陽樹脂； ⑶陰樹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 30.6陰樹脂白球為21. 74%、氯甲醚為65. 22%、付式催化劑為13. 04%經氯甲基化得到氯球； 胺化工藝氯球純水溶脹劑有機季胺類=1 :1. 5 :1. 6氯球為24. 39%加入純水溶脹劑為36. 59%進行溶脹，再加入有機季胺類為39. 02%,進行胺化功能基反應，導入功能基團，水洗、轉型成為強鹼陰離子交換樹脂；⑷陽樹脂純化精處理⑴陽樹脂先用有機溶劑去除殘留的單體，再用精製的鹽酸和離子膜鹼進行預處理，去除溶於酸鹼的雜質，⑵用高溫高壓蒸汽在95°C 98°C的熱水環境中進行蒸煮3次，每次2小時，以去除樹脂內溶出物)，⑶經特殊再處理用8 10%精製鹽酸並加溫到60°C 士2°C，再生劑用量為8倍樹脂體積後，採用超純水清洗後即得精製陽樹脂； ( 陰樹脂純化精處理⑴陰樹先用有機溶劑去除殘留的單體，再用精製的鹽酸和離子膜鹼進行預處理，去除溶於酸鹼的雜質，最後用60°C 70°C的熱水進行清洗3次，每次2小時，⑵經特殊再處理先轉為OH型，再轉為碳酸根型，最後轉為OH型後，採用超純水清洗後即得精製陰樹脂。
9.根據權利要求1所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是陽離子交換樹脂技術參數
10.根據權利要求7所述的兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，其特徵是陰離子交換樹脂技術參數
全文摘要
本發明涉及一種兼容性超臨界機組凝結水精處理用混床樹脂，由H型率必須≥99.9%的陽離子交換樹脂和OH型率必須≥95.0%的陰離子交換樹脂組成的混床離子交換樹脂與進口凝結水專用樹脂R&H252H、900Cl，或DOWEX650C、550A，或LEWATITS100、M800混合運行，其混合運行中超臨界機組凝結水精處理混床運行在120m/h以上高流速交換，運行溫度可以達到70℃左右。優點一是通過性能測試和現場應用試驗，其結果表明已達到和超過了進口凝結水精處理樹脂性能，並能滿足現場運行要求；二是不僅可以代替進口產品，而且與國外產品具有良好的兼容性；三是實現了600MW以上超臨界發電機組上的凝結水精處理混床樹脂的使用。
文檔編號C02F1/42GK102557190SQ20121004199
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者沈建華 申請人:寧波爭光樹脂有限公司