Способ регенерации солевых форм катионитов,насыщенных аммиаком

 

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ СОЛЕВЫХ ФОРМ КАТИОНИТОВ, НАСЫЩЕННЫХ АММИАКОМ путем обработки их промывным раствором, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации , в качестве промывного раствора используют водный раствор формальдегида.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ъ(51) В 01 J 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3434222/23-26 (22) 11.05.82 (46) 15.10.83. Бюл. № 38 (72) В. В. Грошев, А. И. Вулих и А. А. Аловяйников (71) Государственный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт цветных металлов «Гинцветмет» (53) 661. 183. 12.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 334179, кл. С 01 С 1/12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 222340, кл. С 01 С 1/12, 1966.

„„SU„„1047509 А (54) (57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ СОЛЕВЫХ ФОРМ КАТИОНИТОВ, НАСЪ|ЩЕННЫХ АММИАКОМ путем обработки их промывным раствором, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации, в качестве промывного раствора используют водный раствор формальдегида.

О

° Р 3

Щ

CO О!

047509

Изобретение относится к способам регенерации катионитов, используемых при очистке газов или сточных вод от аммиака.

Известен способ регенерации соленых форм катионитов, насыщенных аммиаком, 5 путем десорбции последнего в вакууме или в токе сухого воздуха при 125 — 130 С в течение — 8 ч (1).

Недостатком этого способа является то, что аммиак переводят в газовую фазу, уда- )Î ление его из которой требует дополнительной сгадии. Кроме того, длительность процесса велика.

Наиболее близким к предлагаемому по гех.ой сущности и достигаемому результату является способ регенерации аммиаксодержаших солевых форм катионитов путем десорбции аммиака водой (2).

При использовании этого способа аммиак достаточно эффективно десорбируется из непрочных комплексов, например из Mgформы катионитов, но емкость таких форм по NH мала. Из прочных комплексов, образуемых )х)Нз с катионитами в формах тяжелых металлов (CEI, Ni, Zn и др.), десорбция аммиака водой неэффективна. Так, при водной десорбции (х)Нз из комплекса К Хп 25 ()Х)Н )) на катионите КУ-2 вымывается

70О/р аммиака при удельном расходе воды

100 мл/г смолы. При этом образуются весьма разбавленные растворы (1 г/л )Х)Нз), утилизация которых едва ли возможна. Кроме того, значительна потеря металла-комплек- ЗО сообразователя, частично переходящего в фильтрат (от 2 /р из Zn-формы катиоппта

КУ-2 до 10 /o из Zn-формы КБ-2).

Цель изобретения — повышение степени регенерации.

Поставленная цель достигается тем, чт<) согласно способу регенерации аммиаксодержаших солевых форм катионитов, основанному на обработке их промывным раствором, десорбцик) аммиака осушествляют водным раствором форм альдегида. 4С

Процесс осу)цествляется следующим of)разом.

Через фильтр, содержа)ций катионит в солевой форме, насышс)<ный поглощенным аммиаком, пропускают во Elff>II4 раствор формальдегида (o»ifeffT()afEIIOII д<) 15 мас. б) .

При этом протекает реакция образов;<ния уротропина (гексах)етилентетрамина)

4RzMe (М 1з) + Бп<- Н2Π— 4К2Ме

+ п(СН ) )х)4 ()OH20, где Ме — С и -, l и -", Образуюшийся уротропин llepexoдп< в раствор, который собирают на выходс пз фильтра.

Степень десорбции аммиака из катионитов превышает 90 /р при стехиометрическом расходе формальдегида, что позволяет ирак- 5 тически полностью восстановить сорбционную емкость катионита по аммиаку. Концентрация уротропина в полхчаемом ра<.творе зависит от концентрации применяемого раствора формальдегида и может достигать

10 мас. /o, а при рециркуляции получаемых растворов на регенерацию (с добавлением формальдегида) — 20 мас. /o, что позволяет утилизировать уротропин — нетоксичное соединение и ценный продукт, применяемый в производстве пластмасс и для других целей.

Образование уротропина в растворе при регенерации подавляет гидролиз солевых форм катионитов, что практически исключает переход в раствор катионов металлов из катионитов.

Пример. В колонку диаметром 25 мм помещают 9 г (в расчете на сухую смолу) катионита КБ-4 в Zn-форме, содержащего

5 мг-ион Zn на 1 г сухой смолы. Через колонку пропускают увлажненную (80 отн. 4) смесь воздуха с аммиаком, содержащую

lO мг/л NH>, до проскока аммиака в очищенный воздух. Поглошено 2,45 г NH3 (144 ммоль) . Через колонку пропускают

lO /o-ный водный раствор формальдегида (3,4 М СН20) со скоростью 3 мл/мин.

Фильтрат, выходящий из колонки, анализируют на содержание (СН2)б N„, СН20 и NH . До появления в фильтрате СН О было собрано 50 мл фильтрата, содержащего в среднем 67 г/л (СН2)б )х)4 (048 М) и

8,4 г NH> (0,50 М). Следуюшая фракция фильтрата (до исчезновения (СН2) б в фильтрате) объемом 60 мл содержала в среднем 7 г/л (СН2) N (0,05 М) и 92 г/л

СН20 (3,1 М). Концентрация металла-комплексообразователя (Zn") в первой фракции фильтрата 0,5 г/л, что составляет lо/o от содержания Zn в ионите; во второй фракции Zn" не обнаружен.

Всего десорбировано аммиака (с пересчетом (СН2)б N4 íà NH3) 133 ммоль, что с<гответствует степени десорбции 93 /р.

К первой фракции фильтрата добавляют

13 мл второй фракции для превращения

Х11б в уротропин и получа<от 63 мл чистого раствора уротропнп;1, содержащего 70 i/л ((H2) б N4.

В остальную часf f) второй фракции вводят ф<) р мал ьдегид l<) пол уч If

С112 О и 0,05 M (C:112)б N ) используют и сI< .f 1ошех4 цикле регенерации, что поза<)ля< I Ilðn повторении циклов доьч fn коll.

)1) l,л.

В . Ii f;ic;ipoffeg«fnIEI де <)рбции более

foll<1< 1ïðèðîâ;1IIffûì (до 20 чc)с. "

Рс зультаты опытов, 1<р<)веденных в условиях, аналогичных из)1<).»< flfff>II

Катионит н ионная

Фильтрат до проскока CH О

Исходнмя ноннт

Фильтрат после проско ка CH 0

Десорбиро- Степень вано нн десорбцги

-ммоль КН,В

Форма

С К, С моль/л моль/л

Con="0- Леижание ж ívs: металлаа ноль/г мг — ион/ н -ион нх а

:, хо го летн нита, г

Колинестионите, ммоль

Объем, Объем С ii С мл моль/л моль/л

КБ-2 (2н

5,0

9,0

0,48

1:4 4

3,2

93

0,50

0,05

1ЭЭ

КБ-2(о

4,8

156

3,7

0,53

0,42

0,08

146

2,9

КБ-2! Ю!

3,5

135

0,45

0,38

0,06

3,0

123

8,5 2,2 4,8

0,48

30

0,28

0,10

2,8

95

КУ-2 i ii

2,3

73

0,30

0,46

40

0,10

2,8

КУ-2 Н" !

8,6

О, 45

2,2

4,6

30

0,26

О, 10

50

2,8

КУ-23 i ;

9,0

2,7

3,9

0,50 г,34

0,10

2,8

95

П р н и с н а н е. = 20-30 С.

Составите.!i,, !. Hмирова

Техред И. ЕЗС!КH Корректор О. Ьнла к

Тираж537 !î 3ii««ii<>e

ВНИИПИ Государственно1о комитета СССР по делам изооретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г1ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редан i

NH> из катионитов КУ-2 и КУ-23 переход металла-комплексообразовател я в раствор не превышал 0,10/ о.

Предлагаемый способ позволяет повысить степень регенерации катионитов с 70 до 90 — 95% соответственно на 20 — -25%i увеличивается активная емкость ионитов как сорбентов аммиака. Извлекаемый при pereнерации аммиак, как и расходуемый форм ильдегид. превра шается в ценный продукт — уротропин (нетоксичное соединение), который может быть выделен из получаемого

5 концентрированного раствора. Исключается образование сточных вод, содержащих токсичный аммиак. Резко сокращается (не менее чем в 10 раз) десорбция металла-комплексообразователя из ионитов.