制备氢型分子筛的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及分子筛技术领域，具体涉及一种制备氢型分子筛的系统，该系统包括：依次连接的打浆罐、装填有树脂的离子交换柱和双极膜电渗析装置，以及浆液储罐、废液储罐、酸液储罐；所述离子交换柱的上方设置有三通阀，且所述三通阀中第一入口、第一出口和第二入口分别连接所述打浆罐、离子交换柱和酸液储罐；所述离子交换柱的底部设置有双口阀，且所述双口阀中第二出口和第三出口分别连接所述浆液储罐和废液储罐，以及所述离子交换柱的底部和顶部分别设置有冲洗液入口和冲洗液出口，并能控制为在同一离子交换柱中进行交换过程、反冲洗过程和再生过程。该系统对再生过程产生的废液进行电渗析，实现了废液的零排放，还副产氢氧化钠溶液。钠溶液。钠溶液。

【技术实现步骤摘要】
制备氢型分子筛的系统


[0001]本技术涉及分子筛
，具体涉及一种制备氢型分子筛的系统。

技术介绍

[0002]分子筛作为固体酸催化剂，被广泛应用于石油化工过程。最重要的工业用分子筛有Y、ZSM
‑
5和Beta等。分子筛原粉通常为钠型，需制成氢型才能作为酸性催化剂的活性组分使用。以Y型分子筛生产过程为例，分子筛原粉NaY先经过铵交换制成铵型分子筛NH4Y，再经过焙烧才能转化为氢型的分子筛HY。其中铵交换过程是将分子筛与铵盐(如硫酸铵)溶液混合，分子筛中的Na
+
与溶液中的NH
4+
发生交换反应生成铵型分子筛。由于化学平衡和分子筛结构的限制，NH
4+
不可能一次完全取代Na
+
，为了得到Na2O含量低的分子筛，铵交换过程需要重复多次，产生大量铵氮超标的废水。目前催化剂厂每生产1t成品Y型分子筛，约产生20t NH
4+
质量浓度约5000
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6000mg/L的废水。为满足＜15mg/L的排放标准(GB8978
‑
1996)，需要对其进行处理，能耗大、成本高。因此为了满足日益严格的环保法规和工厂提高经济效益的要求，迫切需要开发清洁化、低成本的分子筛脱Na
+
技术。
[0003]现有技术均涉及离子交换树脂与分子筛直接接触或间接接触的离子交换过程，离子交换法用于脱盐具有水质好、生产成本较低、技术成熟等突出优点，但经过交换后失效的树脂的处理方法都是用无机酸或有机酸的水溶液再生，此过程会产生大量含盐和含酸的洗涤废水，不经济也不环保。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了克服现有制备氢型分子筛的系统由于离子交换树脂失效需要定期用酸碱再生树脂，以及产生大量需要处理的含盐、含酸废水等问题，提供一种新的制备氢型分子筛的系统，该系统实现分子筛高效离子交换的同时无废气无废水排放；同时，该系统将离子交换柱的再生过程和双极膜电渗析装置相结合，实现了再生液的循环利用，且副产氢氧化钠。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供一种制备氢型分子筛的系统，所述系统包括：依次连接的打浆罐、装填有树脂的离子交换柱和双极膜电渗析装置，以及浆液储罐、废液储罐、酸液储罐；
[0006]所述离子交换柱的上方设置有三通阀，且所述三通阀中第一入口、第一出口和第二入口分别连接所述打浆罐、离子交换柱和酸液储罐；所述离子交换柱的底部设置有双口阀，且所述双口阀中第二出口和第三出口分别连接所述浆液储罐和废液储罐，以及所述离子交换柱的底部和顶部分别设置有冲洗液入口和冲洗液出口，并能控制为在同一离子交换柱中进行交换过程、反冲洗过程和再生过程。
[0007]优选地，所述打浆罐用于将Na型分子筛、离子交换引发剂和水混合后并进行加热，得到混合浆液；所述离子交换柱用于将所述混合浆液和树脂进行交换，得到含氢型分子筛浆液，和由树脂转变成的失效树脂；或者，用于将所述失效树脂和水进行反冲洗，得到反冲
洗后树脂和冲洗液；或者，用于将所述反冲洗后树脂和酸液进行再生，得到再生树脂和废液；所述双极膜电渗析装置用于将所述废液进行电渗析，得到酸液和碱液；所述浆液储罐用于储存所述含氢型分子筛浆液；所述废液储罐设置在所述离子交换柱的底部和所述双极膜电渗析装置的连接管道上，用于储存所述废液；所述酸液储罐设置在所述三通阀中第二入口和所述双极膜电渗析装置的连接管道上，用于储存所述酸液。
[0008]优选地，所述第一入口、第二入口、第一出口、第二出口、第三出口、冲洗液入口和冲洗液出口各自独立地具有工作状态和关闭状态。
[0009]优选地，当所述第一入口、第一出口和第二出口处于工作状态时，所述第二入口、第三出口、冲洗液入口和冲洗液出口处于关闭状态时，所述离子交换柱进行所述交换过程；其中，在所述交换过程中，所述第二出口排出的含氢型分子筛浆液中Na2O含量≤3wt％；否则，所述离子交换柱进行所述反冲洗过程。
[0010]优选地，当所述冲洗液入口和冲洗液出口处于工作状态时，所述第一入口、第二入口、第一出口、第二出口和第三出口处于关闭状态时，所述离子交换柱进行所述反冲洗过程；其中，在所述反冲洗过程中，所述反冲洗出口排出的冲洗液含有分子筛颗粒；否则，所述离子交换柱进行所述再生过程。
[0011]优选地，当所述第二入口、第一出口和第三出口处于工作状态时，所述第一入口、第二出口、冲洗液入口和冲洗液出口处于关闭状态时，所述离子交换柱进行所述再生过程；其中，在所述再生过程中，所述第三出口排出的废液pH≥3；否则，所述离子交换柱进行所述交换过程。
[0012]优选地，所述双极膜电渗析装置包括：极框，所述极框内设置有对电极，以及设置在所述对电极之间的至少两个双极膜和至少一个阳离子交换膜，且所述双极膜和阳离子交换膜交替设置；其中，所述双极膜中阳离子交换层和阳离子交换膜之间形成酸室，用于将所述废液进行所述电渗析；所述双极膜中阴离子交换层和阳离子交换膜之间形成碱室，用于接收阳离子交换膜穿过来的Na离子；所述对电极和双极膜之间形成的电极室，在对所述对电极施加直流电时，用于将电解质水溶液进行电解传导电荷。
[0013]优选地，所述双极膜电渗析装置包括：极框，所述极框内设置有对电极，以及设置在所述对电极之间的至少两个双极膜和至少一个阴离子交换膜，且所述双极膜和阴离子交换膜交替设置；其中，所述双极膜中阳离子交换层和阴离子交换膜之间形成酸室，用于接收阴离子交换膜穿过来的硫酸根离子；所述双极膜中阴离子交换层和阴离子交换膜之间形成碱室，用于将所述废液进行所述电渗析；所述对电极和双极膜之间形成的电极室，在对所述对电极施加直流电时，用于将电解质水溶液进行电解传导电荷。
[0014]优选地，所述双极膜电渗析装置包括：极框，所述极框内设置有对电极，以及设置在所述对电极之间的至少两个双极膜、至少一组相邻设置的阳离子交换膜和阴离子交换膜，且所述阳离子交换膜和阴离子交换膜与双极膜交替设置；其中，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜之间形成盐室，用于将所述废液进行所述电渗析；所述双极膜中阳离子交换层和阴离子交换膜之间形成酸室和所述双极膜中阴离子交换层和阳离子交换膜之间形成碱室，各自独立地用于接收阴离子交换膜穿过来的硫酸根离子和接收阳离子交换膜穿过来的Na离子；所述对电极和双极膜形成的电极室，在对所述对电极施加直流电时，用于将电解质水溶液进行电解传导电荷。
[0015]优选地，所述冲洗液出口连接所述打浆罐，用于将所述冲洗液返回并混入所述混合浆液。
[0016]通过上述技术方案，本技术采用包含打浆罐、离子交换柱、双极膜电渗析装置、浆液储罐、废液储罐、酸液储罐、三通阀和双口阀的系统，具体通过调控三通阀和双口阀的状态，使得离子交换柱实现交换、反冲洗和再生三个过程；再结合双极膜电渗析装置，使得树脂再生过程产生的废液作为电渗析的原料制备酸液，并将酸液应用于失效树脂的再生；该系统还将冲洗液返回并混入打浆罐。因此，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备氢型分子筛的系统，其特征在于，所述系统包括：依次连接的打浆罐、装填有树脂的离子交换柱和双极膜电渗析装置，以及浆液储罐、废液储罐、酸液储罐；所述离子交换柱的上方设置有三通阀，且所述三通阀中第一入口、第一出口和第二入口分别连接所述打浆罐、离子交换柱和酸液储罐；所述离子交换柱的底部设置有双口阀，且所述双口阀中第二出口和第三出口分别连接所述浆液储罐和废液储罐，以及所述离子交换柱的底部和顶部分别设置有冲洗液入口和冲洗液出口，并能控制为在同一离子交换柱中进行交换过程、反冲洗过程和再生过程。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废液储罐设置在所述离子交换柱的底部和所述双极膜电渗析装置的连接管道上；所述酸液储罐设置在所述三通阀中第二入口和所述双极膜电渗析装置的连接管道上。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一入口、第二入口、第一出口、第二出口、第三出口、冲洗液入口和冲洗液出口各自独立地具有工作状态和关闭状态。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述双极膜电渗析装置包括：极框，所述极框内设置有对电极，以及设置在所述对电极之间的至少两个双极膜和至少一个阳离子交换膜，且所述双极膜和阳离子交换膜交替设置；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翊，田志鸿，何金龙，李学锋，刘亚林，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：