【摘 要】
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聚乙二醇(PEG)在医药、食品和化妆品等领域中应用广泛。当前,PEG主要是在碱性催化剂如Na OH的作用下由环氧乙烷与水(或乙二醇)加成聚合而成。医药等方面对PEG中Na+等金属离子的含量有着严格的要求(<5 ppm),因此,需要去除PEG中在聚合反应过程由催化剂带入的Na+。本文以广东省某企业的PEG 1000样品为原料,研究了离子交换法去除PEG 1000中Na+的静态交换性能和动态交换与再生
【基金项目】
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企业横向项目:PEG 1000钠(钾)离子脱除(D8211320);
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聚乙二醇(PEG)在医药、食品和化妆品等领域中应用广泛。当前,PEG主要是在碱性催化剂如Na OH的作用下由环氧乙烷与水(或乙二醇)加成聚合而成。医药等方面对PEG中Na+等金属离子的含量有着严格的要求(<5 ppm),因此,需要去除PEG中在聚合反应过程由催化剂带入的Na+。本文以广东省某企业的PEG 1000样品为原料,研究了离子交换法去除PEG 1000中Na+的静态交换性能和动态交换与再生性能,探讨了树脂的循环机理,并初步开发了经济可行的处理方案。本文筛选出了理论可行的树脂类型,设计探索性实验验证了离子交换法去除PEG1000中Na+的可行性,通过静态处理操作考察了水含量、树脂用量、操作温度和离子交换时间对树脂静态交换性能的影响。为兼顾处理能力和处理成本,可得优化的静态交换操作条件为:PEG 1000不加水稀释、15%的树脂用量、323 K的操作温度和5 h的离子交换时间。该操作条件下,四种树脂都具有良好的静态重复利用性能。四种树脂的处理效果普遍呈现出ATH>D 001≈001x7>D 113的特点,其中ATH树脂处理时间最短、处理能力最强。因此,优选树脂ATH,并将其作为动态实验用树脂。通过动态处理操作考察了床层高径比、进样流速、再生液的流速和浓度对优选树脂动态交换与再生性能的影响,并初步探讨了树脂的循环机理。通过实验研究与分析,可得优化的动态实验操作条件为:H/D=12的树脂床层高径比、1 BV/h的PEG 1000进样流速、2.4 BV/h的盐酸再生液流速和1.5 mol/L的盐酸再生液浓度。该条件下的穿透体积和再生液用量分别约为1.75 BV和3 BV。通过Donnan理论分析和三次动态重复利用实验,论述了优选树脂ATH具有良好的动态重复利用性能。获得连续运行的最优操作参数后,提出了静态处理方案,设计了更符合反应体系要求的静态反应器。静态反应器的金属离子溶出量低,搅拌更为充分,操作稳定,处理效率较高且处理效果好。静态处理方案的能耗较低,在当前的市场条件下,利润空间P为0.5万元/t,其总效益关系式为Y=0.365X-1.5,该方案固定资产投资少,一年可处理约600 t的PEG 1000样品,年均可增收约217.5万元,能很好地满足当前的市场需求。
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