在酸性PH下不稳定的物质的去离子的方法技术

本发明专利技术公开了用于在强酸性阳离子交换剂存在下不稳定的物质的去离子作用的以使用分离床的离子交换为基础的方法，其中要去离子的溶液与由碳酸氢盐型碱性阴离子交换剂组成的第一个床接触，并且接着与串联连接的由氢型弱酸性阳离子交换剂组成第二个床接触。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
很多水溶性非离子化合物是通过合成或发酵带有一定量盐或离子杂质而制备的。成功纯化所必需的条件之一是从盐或离子杂质分离产物的有效工具的获得。最近20年来，对于从合成时产生的或者在纯化过程中产生的盐或离子分离非离子化合物，下面的技术变得可行--微过滤或超滤(Bungay P.M.等，“合成膜”(SyntheticMembranes)，Science Engineering Application，D.Reidel，C181，1986；Applegate L.E.，“膜分离方法”(Membrane SeparationProcess)，化学工程(Chem.Eng.)，63-89，1984)；--电渗析(Bungay P.M.等，“合成膜”(Synthetic Membranes)，Science Engineering Application，D.Reidel，C181，1986)；--分离床或混合床中的离子交换(B.Coulter，超纯水(UltrapureWater)，87年11月，连续去离子作用(Continuous Deionization)，CM，Mag.，19，29，1993)；--连续去离子作用(CDI)(Acconazzo，Mauro A.，液体/部分分离(Fluid/Part.Sep.J.)，7，29M，1994)。头两种方法提供了从相对高分子量物质减少大量盐的非常实际和经济的工具，但是不适合达到盐浓度的非常高的降低比和非常低的最终盐浓度。事实上对于超滤和微过滤来说，定义为处理前和处理后盐浓度之间比例的降低比以负的指数函数取决于渗滤(diafiltration)体积和时间。从理论的角度出发，该事实证明高降低比就要处理的体积和工厂规模来说是非常昂贵的。在电渗析情况下，由于溶液的低导电性，达到非常低的盐浓度值是慢而无效的。此外，微-(或超-)滤作用或电渗析都不能去除相对大的有机离子，有机离子经常作为合成的副产物存在，并且经常是造成产物溶液的所不期望的褪色的原因。由于上面解释的原因，最后的脱盐，即脱盐至非常低的离子浓度，例如低于10-4，优选10-5或10-6mol/L，因此总是通过离子交换或者通过CDI进行。用于最后脱盐的现有技术离子交换装置由串联排列的2或3个塔组成，其中第一个塔一定含有H+型强酸性阳离子交换剂，任选地与弱酸性阳离子交换剂一起；第二个塔含有阴离子交换剂，其可以是游离碱型的弱碱性阴离子交换剂或者是OH-型强碱性交换剂。该装置可以包括串联排列的第三个塔，其也装有阳离子交换剂。在该类型装置中，第一个塔中含有的强酸性阳离子交换剂对于去除中性盐例如氯化钠或硫酸钠是必不可少的事实上，用弱酸性交换剂处理不影响这些盐，因为弱酸性交换剂不能从其盐中置换强酸，例如从氯化钠中置换HCl(其没有盐裂解能力)。因此，常规分离床-离子交换装置不能将当与强酸性离子交换剂本身接触时不稳定的化合物去离子化。混合床装置不能解决该问题，因为弱酸性阳离子交换剂对混合床不适用。事实上，仅仅当阴离子和阳离子交换剂的密度差异很大时，才能进行再生混合床必需的阴离子和阳离子交换剂之间的分离，但弱酸性阳离子交换剂具有非常近似于阴离子交换剂的密度。最后，CDI也是以其中阳离子成分是强酸性的混合床为基础的。结论是，现有技术中，对于最后脱盐可行的所有技术，即使得将中性盐浓度减小到低于10-4mol/L或者使得减小中性盐浓度系数到大于100的所有技术，都涉及使用强酸性阳离子交换剂。作为结果，与交换剂的强酸性中心接触不稳定或者可以被交换剂强酸性中心质子化和固定的化合物的最后脱盐是困难的，并且就残留盐含量和产率来说一般给出不好的结果。另一种用现行脱盐技术处理的困难情况是其中产物自身对于接触强酸性阳离子交换剂是稳定的，但是杂质中的一些与强酸性阳离子交换剂反应给出另外的杂质，而这些杂质不再能从离子交换剂中消除。在这种情况下，不需要要被脱盐的溶液与强酸性阳离子交换剂接触的最后脱盐技术的缺点使得这些反应性杂质的去除困难，如果不是不可能的话。本专利技术的描述本专利技术的目的是分离床-离子交换方法，其能将处理过的溶液中的盐浓度减小到低于10-4的浓度和系数大于100而不用使溶液接触H+型强酸性阳离子交换剂。因此本专利技术方法第一次提供了有效地将接触强酸性阳离子交换剂不稳定的物质脱盐的工具。此外因为使用OH-型强碱性阴离子交换剂对于本专利技术方法不是必不可少的，本方法还第一次提供了将同时与H+型强酸性阳离子交换剂和与OH-型强碱性阴离子交换剂不相容的物质的溶液脱盐的工具。在根据本专利技术的方法中，要脱盐的溶液与串联连接的两个离子交换剂的分离床接触第一个床由HCO3-型强碱性阴离子交换剂组成，第二个床由H+型弱酸性阳离子交换剂组成。第一个床用HCO3-取代了要处理的溶液中存在的大多数阴离子，第二个床用H+离子取代了大多数阳离子，从而从其盐中置换了弱的挥发性碳酸。该方法的最终结果是将溶液基本上脱盐并且从第二个床放出二氧化碳。根据本专利技术的另一个方面，要脱盐的溶液可以接触在第二个床后面串联连接的含有弱碱性阴离子交换剂或者OH-型强碱性阴离子交换剂的第三个小规格的床。该附加的塔减小处理过的溶液中的离子的残留浓度。最后，要脱盐的溶液可以继续接触含有H+型弱酸性阳离子交换剂的第四个小规格的床，以获得处理过的溶液中的离子的残留浓度的进一步减小。强碱性阴离子交换剂一般以Cl-形式从市场上获得。HCO3-型通过与低成本商售碳酸氢盐例如碳酸氢钠或碳酸氢铵的溶液的离子交换而从Cl-型容易获得。相同的碳酸氢盐溶液可以用来将用过的交换剂床在其用于该方法脱盐之后再生。如果用碳酸氢铵进行再生，则通过蒸馏可以几乎完全从用过的再生剂溶液回收，从而降低第一个床的操作成本。弱酸性阳离子交换剂通常以H+型销售，因此其在使用前不需要再生。用过的交换剂可以根据供应商技术数据说明书所指示的容易地用化学计量稍微过量的HCl或H2SO4再生。一旦离子交换剂成为所要求的离子型，则将其淋洗以去除再生剂的残余物，然后用于该方法溶液的脱盐。要脱盐的溶液加入到含有HCO3型强碱性阴离子交换剂的第一个塔中；从第一个塔中洗脱出的洗脱液进入含有H+型弱酸性阳离子交换剂的第二个塔，然后洗脱液可以任选地进入含有弱碱性阴离子交换剂或者游离碱或OH-型强碱性类型阴离子交换剂的第三个塔。该附加的塔减小处理过的溶液中的离子的残留浓度。最后，来自第三个塔的洗脱液可以进入含有H+型弱酸性阳离子交换剂的第四个小规格塔，获得处理过的溶液中的离子的残留浓度的进一步减小。然后将用来将该方法溶液脱盐的2个，3个或4个塔用水淋洗以从离子交换剂中置换脱过盐的产物然后该淋洗步骤中获得的洗脱液一般和脱过盐的产物溶液收集在一起。强碱性阴离子交换剂可以选自任何商售的I型(即带有三甲基铵官能团)或II型(即带有二甲基-2-羟基乙基铵官能团)，凝胶或大孔型，例如R&H Amberjet 4200或4400或IRA900，Diaion Relite 3A或3AS，Dow Chemical Monosphere AI500或AII500。当可获得时，小颗粒规格级别是优选的，因为它们使更快地交换例如对于Diaion3A或3AS，“fb”级是优选的级本文档来自技高网...

【技术保护点】
在酸性ｐＨ下不稳定的物质的去离子作用的分离床离子交换方法，其中要去离子的溶液与由碳酸氢盐型阴离子交换剂组成的第一个床接触并且接着与串联连接的由氢型弱酸性阳离子交换剂组成第二个床接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CF威斯卡第，M奥森尼欧，G狄昂尼斯奥，
申请(专利权)人：伯拉考公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]