Ионообменная смола DOWEX

Ионообменная смола DOWEX

Наньтунхай

Мелочисленные смолы DOWEX производятся путем выборочного контроля технологии взвешенной полимеризации для производства промышленных смол стандартной подклассы 16 - 50. Полученная смола состоит из полных сферических шариковых гранул, обладающих отличными динамическими свойствами и свойствами наполнения при хроматографическом разделении и избегающих проблем, связанных с измельчением или дроблением смолы.

Доу предлагает широкий ассортимент мелкозернистых смол, подходящих для тонкого химического и фармацевтического разделения. Могут поставляться анионные и катионные смолы с диаметром частиц 50 - 100, 100 - 200 и 200 - 400. Степень сцепления (выраженная в процентах от содержания диэтилена) включает 2%, 4% и 8%. Такой широкий ассортимент продуктов позволяет выбирать смолы с хорошей проницаемостью, водоудерживающей способностью и общей емкостью для конкретного применения.

Богатый выбор смолы по Dow не только повышает вашу способность оптимизировать разделение в лаборатории, но и упрощает настройки, которые обычно необходимы в процессе технологического усиления. Это гарантирует, что ваш успех в лаборатории может быть преобразован в успех испытаний и массового производства устройств.

Полимерная смола DOWEX представляет собой прочную, устойчивую к pH, чистую и предсказуемую разделительную среду, которая обеспечивает последовательную и надежную производительность при разделении слоя в тонкой химической и фармацевтической промышленности.

Твердая, нерастворимая конструкционная мелкозернистая смола DOWEX основана на микропористом сополимере стирола и диэтиленового бензола (DVB) и обладает сильной устойчивостью к окислению, восстановлению, механическому износу и дроблению. Кроме того, эта структура не растворяется в обычных растворителях.

Полимерные смолы DOWEX производятся с помощью процесса прямого синтеза. Это гарантирует, что смоляные шарики полны, сферические, по сравнению с измельченной смолой более чисты, производительность более надежна и стабильна. Абразивная смола состоит из частиц нерегулярной формы и содержит « тонкий порошк» или очень мелкие частицы. Мелкий порошок является общей причиной трудностей обработки: при обработке сухой смолы образуется пыль; При использовании в качестве хроматографической среды или усилителя фильтра блокируется агломерационная пластина или фильтр; При обработке партий время осаждения увеличивается; Это может усугубить потерю смолы из - за физических потерь.

Строгий контроль диаметра частиц и проницаемости контролируется методом взвешенной полимеризации, а диаметр частиц смолы DOWEX строго контролируется. В то же время процент диэтиленбензола (DVB), используемого в процессе, также контролируется для определения степени сцепления (или проницаемости) смолы. Эти факторы гарантируют, что у нас есть выбор продуктов с конкретными и надежными характеристиками производительности.

правило наименования смолы Доу

Для идентификации DOWEX ™ Правила именования мелкозернистых смол предназначены для передачи конкретной информации о типе смолы и степени сцепления. смолы делятся на три типа: сильные кислотно - катионообменные смолы, кодовое название « 50W»; сильные щелочные анионитовые смолы типа I, кодовое название « 1»; Мощные щелочные анионитовые смолы типа II под кодовым названием « 2». Согласно правилам присвоения наименований по Дау, один из этих трех кодов используется в сочетании с числом « X», которое описывает степень скрещивания смолы (число X представляет процент диэтиленбензола [DVB] в сополимере смолы). Поэтому:

DOWEX 50WX8 представляет собой сильную кислотную катионную смолу, содержащую 8% DVB.

DOWEX 1X4 представляет собой сильную щелочную анионовую смолу типа I, содержащую 4% DVB.

Как оценить и выбрать DOWEX

Таблица 1 содержит базовую информацию о мелкозернистых смолах всей серии DOWEX. Пожалуйста, используйте эту таблицу, чтобы выбрать наиболее подходящий кандидат смолы для вашего приложения.

Таблица 1. DOWEX ™ Полная серия мелкозернистых смол Вариант 1, ²

Модель смолыВид (Mesh)Ионная формаВодоудерживающая способность (%)Общая коммутационная емкость (meq / ml)Плотность реактораОбъем на баррель (lbs / 5 ft³ баррелей)

катионная смола

Доуэкс 50WX250 - 100H⁺74 - 820.646230

Доуэкс 50WX2100 - 200H⁺74 - 820.646230

Доуэкс 50WX2200 - 400H⁺74 - 820.646230

Доуэкс 50WX450 - 100H⁺64 - 721.148240

Доуэкс 50WX4100 - 200H⁺64 - 721.148240

Доуэкс 50WX4200 - 400H⁺64 - 721.148240

Доуэкс 50WX850 - 100H⁺50 - 561.750250

Доуэкс 50WX8100 - 200H⁺50 - 581.750250

Доуэкс 50WX8200 - 400H⁺50 - 581.750250

анионная смола

DOWEX 1X250 - 100Cl⁻65 - 750.744220

DOWEX 1X2100 - 200Cl⁻70 - 800.644220

DOWEX 1X2200 - 400Cl⁻70 - 800.644220

DOWEX 1X450 - 100Cl⁻50 минут.1.044220

DOWEX 1X4100 - 200Cl⁻55 - 631.044220

DOWEX 1X4200 - 400Cl⁻55 - 631.044220

DOWEX 1X850 - 100Cl⁻43 - 481.244220

DOWEX 1X8100 - 200Cl⁻39 - 451.244220

DOWEX 1X8200 - 400Cl⁻39 - 451.244220

Хотя химические и физические свойства ионообменных смол определяются конкретными измерениями, фактические свойства смолы также зависят от взаимосвязи между свойствами смолы и условиями ее применения во время работы.

Вот краткое обсуждение трех основных факторов, которые вы можете учитывать при выборе смолы:

Влияние условий применения на рабочую мощность смолы

Смолы с более высокой ионообменной емкостью не обязательно обеспечивают большую рабочую емкость для конкретного применения. На самом деле, для конкретного раствора сцепление смолы может играть более важную роль в определении поглощения раствора, чем емкость ионообмена.

Эффективная пористость смолы зависит от условий растворителя, включая ионную прочность, pH и органические модификаторы. Предлагается ряд смол DOWEX с различными степенями сцепления, которые помогают оценить молекулярные размеры в растворе и, следовательно, определить хорошие смолы для конкретного применения.

Равновесие требований к поглощению растворителя и перепада давления

Поглощение раствора зависит от размера частиц и обычно увеличивается по мере уменьшения размера частиц. В ходе испытаний на адсорбцию партий смола DOWEX 1X4 различного размера поглощала L - цветную кислоту AN. Стандартные смолы 20 - 50 видов показывают изотермы поглощения медленнее, чем более мелкозернистые смолы.

Тем не менее, в некоторых приложениях выбор смолы только на основе малого размера частиц может вызвать эксплуатационные трудности. На рисунке 3 показано, что потеря трения (т.е. падение давления) жидкости, протекающей через колонну, увеличивается по мере уменьшения диаметра частиц смолы в колонне. Хотя использование смолы меньшего размера может улучшить динамические характеристики конкретного процесса, увеличение падения давления должно учитываться при выборе оборудования, определении эксплуатационных параметров и оценке потенциала увеличения производства.

Некоторые экспериментальные этапы могут быть полезны при оценке поглощающей способности раствора смолы и падения давления в конкретной системе. Для измерения абсорбции раствора можно использовать пакетный эксперимент: с течением времени измеряется абсорбция конкретного объема смолы раствору в растворе известной концентрации. Такие пакетные эксперименты очень полезны для определения влияния диаметра частиц, а также для определения воздействия различных факторов (включая pH, температуру, ионную прочность и конкурирующие растворители), которые влияют на химическое взаимодействие активных ионообменных участков, общую технологическую динамику и скорость, с которой происходит ионообмен.

При сравнении перепадов давления следует изучать отток жидкости с той же вязкостью, что и технологическая жидкость. Насколько это возможно, эксперименты проводятся с использованием реальных технологических жидкостей для обеспечения того, чтобы наблюдаемые в ходе сравнения падения давления отражали то, что может произойти на практике.

Факторы, влияющие на стабильность смолы

Операционная стабильность ионообменных смол в значительной степени зависит от конкретного технологического процесса. Поэтому проверка стабильности в реальных технологических условиях является важной частью процесса оценки и отбора смолы.

Ионообменные смолы выдерживают широкий спектр химических условий и могут быть промыты в пределах всего диапазона pH без неблагоприятных последствий. Кроме того, за исключением сильных окислителей, ионообменные смолы выдерживают большинство неорганических и органических растворов.

Следует избегать использования растворов азотной или хромовой кислоты, отбеливателей или хлорсодержащих растворов, а также пероксидов. Воздействие сильных окислителей, таких как азотная кислота, может привести к быстрому окислению смолы. В определенных условиях это может вызвать потенциально взрывоопасную реакцию.

Медленное разложение, вызванное кислородом, может быть каталитическим. Поэтому в окислительной среде воздействие смолы на ионы металлов (включая железо, марганец и медь) должно быть сведено к минимуму.

Физическая стабильность смолы также зависит от способа обработки продукта. Глубокий слой смолы, слой слоя малого диаметра, высокая скорость потока и частые перекачки или перемешивания могут привести к потере смолы от разрушения.

Понимание физических условий, налагаемых системами и процессами, позволяет значительно уменьшить потери от разрушения, вызванные механическими факторами. Например, при изменении химической среды для регулировки удерживающей способности растворителя смола может испытывать быстрое сужение - расширение. Если в результате инфильтрационного удара ослабляется химическая морфологическая структура частиц смолы, это может привести к разрушению. В большинстве случаев повреждения, вызванные сужением - расширением, были вызваны как проникающим ударом, так и механическим эффектом хроматографической колонны, как описано в разделе « Подсказки по установке лабораторных столбов» на страницах 7 и 8 настоящего бюллетеня.

Чтобы оценить устойчивость смолы в конкретном процессе, используйте фактический технологический образец для создания системной модели. Таким образом, небольшие колонны каждой смолы - кандидата подвергаются многократному использованию фактических продуктов жидкости и последующих химических условий загрузки, рекуперации и регенерации циклов. Для измерения устойчивости смолы в аналоговых условиях используется микроскоп.

Подсказка

Слоистые колонны лабораторного размера могут использоваться для получения ценной информации о разработке процесса и осуществимости смолы.

Хотя лабораторные эксперименты с ламинированными колоннами дают ценные сравнительные данные для выбора смолы и определения параметров технологической работы, результаты не могут быть увеличены напрямую без учета факторов проектирования системы. Кроме того, исследования лабораторных столбов не должны заменять разработку и эксплуатацию системы испытаний до усиления. Ниже приведены основные рекомендации по заполнению лабораторных колонн:

Мелкие смолы можно использовать в обычных стеклянных колоннах, но хорошо использовать колонны, способные выдерживать давление около 3 кг / см² или выше.

Предупреждение: при определенных условиях, когда часть смолы расширяется, создается достаточно большая сила, чтобы вызвать разрыв стеклянной колонны. При проведении лабораторных оценок рекомендуется использовать слоистые колонны, оснащенные предохранительными трубами для защиты от перегрузки, или стеклянные колонны с пластиковыми защитными экранами. Внутренний диаметр колонны не должен быть меньше 1,5 см. Меньшие колонны могут создавать стенные эффекты, которые мешают хроматографическому разделению и влияют на точки проникновения смолы.

Перед установкой колонны необходимо очистить ее потоком, который может вызвать большое растворение смолы, чтобы смола была гидратирована и активирована. Затем используйте серозный метод для установки колонны, обратите внимание на удаление пузырьков. Не дайте столбам высохнуть. Столбчатый слой осаждается через фазу потока со скоростью, немного превышающей нормальную рабочую скорость потока (например, если рабочая скорость потока составляет 2,0 мл / мин, то столбовой слой осаждается со скоростью потока 2,5 мл / мин).

После того, как колонна заполнена, система должна циркулировать между фазой стирки и фазой регенерации, чтобы определить, происходит ли значительное сокращение - расширение. Перед фактической оценкой проб в это время следует добавить смолу или отрегулировать объем цилиндрического слоя. Лабораторные ламинарные колонны, оснащенные регулируемыми поршнями, упрощают этот процесс тонкой настройки.

Для того чтобы определить правильную скорость вытирания и верхнюю часть образца, сначала следует взять образец объемом около 10% колонны (для концентрированных образцов) или объем образца, эквивалентный примерно 75% теоретической коммутационной емкости разреженной жидкости. Вышеуказанная скорость потока в 0,5 раза больше, чем объем слоя в час, в качестве отправной точки лучше. Конкретные требования к тонкой настройке будут зависеть от концентрации компонентов в сырье, требуемой чистоты продукта и легкости разделения.

Применение:

Катионообменное разделение серебра с другими элементами путем смешивания растворителей на Dowex 50w - X8

Dowex 50W - X смола адсорбирует стронций в растворе серной кислоты

Dowex 50W × 8 катионообменная смола Изучение предварительных условий разделения иттербия

Ионообменная смола DOWEX