專利名稱：粉末離子交換樹脂合成工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的空冷機組上凝結(jié)水精處理粉末覆蓋過濾器用粉末狀離子交換樹脂，主要用于電力行業(yè)空冷機組中粉末樹脂覆蓋過濾器和核電站去除凝結(jié)水中的腐蝕產(chǎn)物和懸浮物的前置過濾器，并具有穩(wěn)定性極高、再生水平非常高、純度極高的粉末離子交換樹脂合成工藝，屬粉末離子交換樹脂制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
加拿大佩比索PS2陽離子交換粉末樹脂，是一類優(yōu)級陽離子交換粉末樹脂，它由強酸陽離子交換樹脂，(8% DVB)樹脂制成，該樹脂經(jīng)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(yù)涂層會具有更大比表面，可增強樹脂在使用當(dāng)中進行離子交換的動力學(xué)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 Τ)時，粉末樹脂也可耐受，但預(yù)涂層在失效后將廢棄不用。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計目的設(shè)計一種具有穩(wěn)定性極高、再生水平非常高、純度極高的粉末離子交換樹脂合成工藝。設(shè)計方案為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。1、技術(shù)特點(1)樹脂必須具有極高的穩(wěn)定性。能承受包括機械、滲透、熱力、化學(xué)、抗氧化以及放射性等因素的影響，保證樹脂在核電站的使用過程中，樹脂骨架不發(fā)生斷裂，交換容量不發(fā)生較大降解，樹脂溶出物必須控制在極低水平。這一點控制主要體現(xiàn)在原材料的凈化工藝防止苯乙烯和二乙烯原材料自聚及微聚現(xiàn)象，采用可控低溫專用儲存裝置，如有原材料自聚及微聚現(xiàn)象，將會影響聚合骨架的穩(wěn)定性；將生產(chǎn)廠家為便于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凈化，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(wěn)定性和后續(xù)加工溶出物的產(chǎn)生。(2)樹脂必須達到非常高的再生水平。其中陽離子交換樹脂的H型率必須> 99. 9%，陰離子交換樹脂的OH型率必須> 95. 0%。 陽陰離子交換樹脂在后續(xù)的再生轉(zhuǎn)型過程中必須采用含雜質(zhì)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復(fù)酸堿預(yù)處理后再高溫蒸汽中將其滲出物洗出，防止后續(xù)使用過程中釋放，陰離子交換樹脂必須在反復(fù)酸堿預(yù)處理后再經(jīng)過中間藥劑的處理，將樹脂上結(jié)合牢固的氯離子再生下來，然后用含雜質(zhì)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(zhuǎn)到95.0%以上。(3)樹脂必須具有極高的純度。 只能含有極少量的雜質(zhì)，甚至是痕量的雜質(zhì)。在樹脂純化過程中對于再生劑的選擇和再生方式的選擇尤其重要，直接關(guān)系到雜質(zhì)的去除與否和雜質(zhì)的去除率。主要去除樹脂中的加工生產(chǎn)過程中帶進的機械雜質(zhì)、低聚物、重金屬離子等雜質(zhì)。2、利用引進德國先進技術(shù)的粉末加工設(shè)備，保證在將核級離子交換樹脂由0. 315mnTl. 25mm粒度加工成30 μ πΓ 50 μ m粒度過程中，使粒度均勻、功能基團基本不降解、高再生度陰離子交換樹脂不被空氣中的雜質(zhì)如CO2等污染、不帶進新的機械雜質(zhì)和金屬離子。保證空冷機組上凝結(jié)水精處理覆蓋過濾器出水水質(zhì)。粒度均勻采用氣流渦旋粉碎技術(shù)和逐級篩分；功能基團基本不降解采用氣流渦旋粉碎技術(shù)和自身冷卻，防止機械粉碎加工帶來的高溫作用，使樹脂功能基團發(fā)生降解; 高再生度陰離子交換樹脂不被空氣中的雜質(zhì)如(X)2等污染采用高純氮氣作為加工氣流和防止空氣中的雜質(zhì)如CO2等與高再生度的OH型陰離子發(fā)生反應(yīng)，從而影響陰離子交換樹脂再生度。3、粉末樹脂中添加具有良好的架橋作用，以提高設(shè)備的處理效果，降低使用費用的特定的纖維粉。采用特殊工藝加工同時具有極低雜質(zhì)含量的良好的架橋作用，以提高設(shè)備的處理效果纖維粉。4、主要技術(shù)參數(shù)粉末樹脂包括粉末陽離子交換樹脂和粉末陰離子交換樹脂，其中粉末陽離子交換樹脂又包括氫型和銨型粉末陽樹脂。根據(jù)使用情況不同，粉末陽樹脂和粉末陰樹脂可按照不同的比例混合，也可添加一定比例的粉末纖維粉。當(dāng)粉末纖維粉與粉末陽、陰樹脂混合使用時，粉末纖維可起到良好的架橋作用，提高設(shè)備的處理效果，降低使用費用。
權(quán)利要求
1.一種粉末離子交換樹脂合成工藝，以核級離子交換樹脂為加工原料，其中陽離子交換樹脂的H型率必須> 99. 9%，陰離子交換樹脂的OH型率必須> 95.0%，其特征是將核級離子交換樹脂由0. 315mnTl. 25mm粒度加工成30 μ πΓ 50 μ m粒度，使粒度均勻、功能基團基本不降解、高再生度陰離子交換樹脂不被空氣中的雜質(zhì)如(X)2污染、不帶進新的機械雜質(zhì)和金屬離子，專用于空冷機組凝結(jié)水精處理混床運行在200m/h以上高流速交換，運行在70°C 以上高溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹脂合成工藝，其特征是粉末陽離子交換樹脂包括氫型和銨型粉末陽樹脂，根據(jù)使用情況不同，粉末陽樹脂和粉末陰樹脂可按照不同的比例混合，也可添加一定比例的粉末纖維粉，當(dāng)粉末纖維粉與粉末陽、陰樹脂混合使用時，粉末纖維起到的是架橋作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹脂合成工藝，其特征是 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. 5 ；油相中苯乙烯(St) 二乙烯苯(DVB) =92% 8%, 引發(fā)劑BPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 17%， 輔助交聯(lián)劑TBPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 11% ； 水相中高純水有機分散劑(PVA聚乙烯醇)無機分散劑(氯化鈉)=100% 0. 16% 2% ； 將精制的苯乙烯、二乙烯苯液狀單體混合均勻后，加入引發(fā)劑BPO攪拌并混合均勻；加到已溶解好無機分散劑和有機分散劑的高純水的水相中升溫懸浮聚合成為球狀顆粒，固化后經(jīng)95°C 士2°C熱水清洗至中性、烘干、篩分后得白球備用； 陰樹脂白球聚合工藝說明白球聚合聚工藝是油相水相=1 1. 67 ； 油相中苯乙烯二乙烯苯=95. 5% 4. 5% ； 引發(fā)劑BPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 15% ； 輔助交聯(lián)劑TBPO 是總的單體重量(St+DVB) 0. 1% ； 水相中高純水有機分散劑(PVA聚乙烯醇)無機分散劑(氯化鈉)=100% 0. 16% 2% ； 將精制的苯乙烯、二乙烯苯液狀單體混合均勻后，加入引發(fā)劑BPO攪拌并混合均勻；加到已溶解好無機分散劑和有機分散劑的高純水的水相中升溫懸浮聚合成為球狀顆粒，固化后經(jīng)95°C 士2°C熱水清洗至中性、烘干、篩分后得白球備用； 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(zhǔn)白球硫酸溶脹劑=1 4. 5 0. 33陽樹脂白球為17. 15%與溶脹劑為5. 66%混合溶脹，與經(jīng)精制純化后的硫酸為77. 19% 進行反應(yīng)，并在骨架上導(dǎo)入磺酸基團，再經(jīng)不同比重的硫酸梯度稀釋、水洗、轉(zhuǎn)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 =2.7:0.5,陰樹脂白球為23. 81%、氯甲醚為64.四％、付式催化劑為11. 90%經(jīng)氯甲基化得到氯球；胺化工藝氯球醛類溶脹劑有機季胺類=1 :1.4:1. 4，氯球為26. 3 加入醛類溶脹劑為36. 84%進行溶脹，再加入有機季胺類為36. 84%，進行胺化功能基反應(yīng)，導(dǎo)入功能基團，水洗、轉(zhuǎn)型成為強堿陰離子交換樹脂；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，再用精制的鹽酸和離子膜堿進行預(yù)處理，去除溶于酸堿的雜質(zhì)，⑵用高溫高壓蒸汽在95°C 98°C的熱水環(huán)境中進行蒸煮3次，每次2小時，以去除樹脂內(nèi)溶出物)，⑶經(jīng)特殊再生轉(zhuǎn)型處理用8 10%精制鹽酸并加溫到60°C 士2°C，再生劑用量為8倍樹脂體積，然后轉(zhuǎn)為所需型態(tài)后，采用超純水清洗后即得精制陽樹脂；( 陰樹脂純化精處理⑴陰樹先用有機溶劑去除殘留的單體，再用精制的鹽酸和離子膜堿進行預(yù)處理，去除溶于酸堿的雜質(zhì)，最后用60°C 70°C的熱水進行清洗3次，每次2小時，⑵經(jīng)特殊再生轉(zhuǎn)型處理先轉(zhuǎn)為OH型，再轉(zhuǎn)為碳酸根型，最后轉(zhuǎn)為OH型后，采用超純水清洗后即得精制陰樹脂；(6)精制陽、陰樹脂粉碎處理精制好的3(Γ80%陽樹脂、2(Γ70%陰樹脂加入氣流渦旋粉碎設(shè)備進行粉碎處理的同時，并由特殊氮氣發(fā)生裝置將空氣中的氮氣分離純化后將氮氣通入，粉碎后的陽、陰樹脂經(jīng)離心篩分設(shè)備將小于30 μ m和大于150 μ m去除，篩分得粉末離子交換樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹脂合成工藝，其特征是粉末陽離子交換樹脂技術(shù)參數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末離子交換樹脂合成工藝，其特征是粉末陰離子交換樹脂技術(shù)參數(shù)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉末離子交換樹脂合成工藝，以核級離子交換樹脂為加工原料，其中陽離子交換樹脂的H型率必須≥99.9%，陰離子交換樹脂的OH型率必須≥95.0%，將核級離子交換樹脂由0.315mm~1.25mm粒度加工成30μm~150μm粒度，使粒度均勻、功能基團基本不降解、高再生度陰離子交換樹脂不被空氣中的雜質(zhì)如CO2污染、不帶進新的機械雜質(zhì)和金屬離子，專用于空冷機組凝結(jié)水精處理混床運行在200m/h以上高流速交換，運行在70℃以上高溫度。優(yōu)點滿足工藝要求，具有良好的經(jīng)濟效益，隨著目前水資源的不斷污染和匱乏，水的回收和利用顯得更加重要，隨著空冷機組的發(fā)展，粉末離子交換樹脂的應(yīng)用將會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的社會意義。
文檔編號C02F1/42GK102557191SQ20121004200
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者沈建華 申請人:寧波爭光樹脂有限公司