本發(fā)明屬于分子篩催化材料制備

技術(shù)領(lǐng)域：

，具體涉及到一種分子篩離子交換的方法及其分子篩離子交換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

：沸石分子篩是一種多孔的硅鋁酸鹽礦物，其骨架具有含規(guī)則且有序排列與分子尺寸相近的孔道，分為天然和人造兩種，在實(shí)際應(yīng)用中以人造沸石為主。沸石分子篩在干燥凈化、吸附分離、工業(yè)催化、生物醫(yī)藥、食品工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。沸石分子篩的一個重要的性質(zhì)是其陽離子具有可交換的特性，從而使得離子交換后的分子篩在熱穩(wěn)定性、吸附性和催化活性等方面性能發(fā)生顯著改變。其中酸性沸石在催化裂化、烯烴聚合、烷基化、加氫裂解、催化重整、芳烴異構(gòu)化等催化反應(yīng)過程中展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。隨著合成方法和改性的手段的不斷進(jìn)步，分子篩的生產(chǎn)、應(yīng)用規(guī)模越來越大，生產(chǎn)中交換工藝和交換液后續(xù)處理的成本越來越大。工業(yè)上一般采用水熱合成法制備分子篩，分子篩陽離子為鈉離子。但在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況，將其中的鈉離子交換為其他陽離子，比如氫離子、稀土金屬離子、其他金屬離子等才能使其具有特定的催化功能。分子篩的離子交換通常在水溶液中進(jìn)行，工業(yè)生產(chǎn)時一般在真空帶式過濾機(jī)上交換或者在交換釜中以罐交方式進(jìn)行交換。為了提高離子交換度，降低分子篩中殘余鈉含量，一般采用多次交換和高溫焙燒交替進(jìn)行的方式來實(shí)現(xiàn)，這就導(dǎo)致存在現(xiàn)有離子交換工藝存在交換時間周期長、交換液利用率低、生產(chǎn)能耗成本高、過濾洗滌廢水處理困難等難題，大大提高了分子篩的生產(chǎn)成本。隨著國家和地方政府對企業(yè)外排廢水要求越來越嚴(yán)格，分子篩離子交換工藝所產(chǎn)生的廢液處理成本越來越高，使得企業(yè)面臨很大的環(huán)保壓力和經(jīng)濟(jì)壓力。因此新的環(huán)境友好的低成本的分子篩交換技術(shù)為發(fā)展方向。在usp4346067、usp3948760中，通過在銨鹽交換液中添加尿素以提高離子交換效率，縮短交換時間。交換后的分子篩經(jīng)干燥焙燒得到具有催化活性的氫型分子篩。但該方法需要消耗尿素進(jìn)行交換，同樣存在交換時間較長，交換次數(shù)較多，濾液較多，工藝設(shè)備復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，濾液排放環(huán)保處理高的問題。在cn1108586a中，讓流動的含有所需陽離子的溶液通過在先形成并具有足夠表面積的鈉型分子篩的濾膜，將鈉離子交換并形成所需陽離子的分子篩，該方法具有結(jié)構(gòu)簡單、交換面積大、分子篩流失少等特點(diǎn)。但含有所需陽離子的溶液用量大，交換次數(shù)較多，濾液較多、難以連續(xù)化生產(chǎn)的問題。在cn101518749a中，通過采用水平帶式多級真空濾機(jī)對沸石分子篩進(jìn)行離子交換，集離子交換、過濾和洗滌于一體，易于連續(xù)化生產(chǎn)，交換離子的利用率大大提高，排出的廢液中交換離子的含量大大減少。該方法中交換、水洗和過濾在同一設(shè)備中運(yùn)行，使用的單元設(shè)備少。各級物料均能通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，勞動強(qiáng)度低。但多級連續(xù)交換和水洗的分級效果不好，容易造成相鄰級數(shù)之間的返混，影響交換效果；工藝設(shè)備復(fù)雜，操作復(fù)雜；只能適用于na2o質(zhì)量指標(biāo)范圍比較廣的銨鹽交換。針對現(xiàn)有分子篩的離子交換工藝中交換周期長、生產(chǎn)工藝流程長、交換度低、生產(chǎn)能耗成本高、過濾洗滌廢水處理困難等問題，本發(fā)明亟需一種一次交換度高、交換周期短、連續(xù)化生產(chǎn)、能耗低、清潔環(huán)保的分子篩的離子交換工藝。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。鑒于上述和/或現(xiàn)有分子篩離子交換的方法中存在的問題，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明其中一個目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分子篩離子交換的方法。為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種分子篩離子交換的方法，包括，將鈉型分子篩與離子交換溶液混合，攪拌后形成漿料，其中，鈉型分子篩與離子交換溶液的固液比以g：ml計(jì)為1:1～100，離子交換溶液中離子質(zhì)量濃度為0.1～50％；將漿料預(yù)加熱處理，加熱時間為0.1～10h，加熱溫度至100℃～120℃，得預(yù)處理后漿料；將預(yù)處理后漿料進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，交換反應(yīng)時間為0.05～10h，交換反應(yīng)溫度為80～110℃，漿料流速為6～8ml/min；將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。作為本發(fā)明所述分子篩離子交換方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述鈉型分子篩與離子交換溶液的固液比以g：ml計(jì)為1:15～30。作為本發(fā)明所述分子篩離子交換方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述離子交換溶液中離子質(zhì)量濃度為0.5～10％。作為本發(fā)明所述分子篩離子交換方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述交換反應(yīng)時間為2～4h。作為本發(fā)明所述分子篩離子交換方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述交換反應(yīng)溫度為90～100℃。作為本發(fā)明所述分子篩離子交換方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述快速冷卻，冷卻溫度為10～20℃/min。作為本發(fā)明所述分子篩離子交換方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述鈉型分子篩包括na型y分子篩。作為本發(fā)明所述分子篩離子交換方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述離子交換溶液，包括硫酸銨水溶液、硝酸銨水溶液和氯化銨水溶液中的一種。本發(fā)明的再一個目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于分子篩離子交換的交換系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種應(yīng)用于分子篩離子交換的交換系統(tǒng)，包括，物料攪拌系統(tǒng)，包括電機(jī)、分子篩加料口、離子交換溶液加料口、混合容器、攪拌軸和卸料閥，其中，電機(jī)的傳動系統(tǒng)和攪拌軸連接，卸料閥設(shè)置在混合容器底端；漿料輸送系統(tǒng)；預(yù)熱系統(tǒng)；列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)，包括止回閥、電熱層和列管式反應(yīng)器，止回閥設(shè)置在列管式反應(yīng)器底端；熱交換系統(tǒng)；其中，漿料輸送系統(tǒng)一端與物料攪拌系統(tǒng)連接，一端與預(yù)熱系統(tǒng)連接，預(yù)熱系統(tǒng)另一端與列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)連接，熱交換系統(tǒng)與列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)終端連接。本發(fā)明有益效果：(1)本發(fā)明采用一種可以實(shí)行有效且簡單分子篩交換工藝，取得一次交換度高、交換周期短、連續(xù)化生產(chǎn)、能耗低、清潔環(huán)保的效果。(2)本發(fā)明提供一種分子篩離子交換方法，通過連續(xù)交換工藝，實(shí)現(xiàn)分子篩離子交換的連續(xù)化生產(chǎn)，縮短離子交換時間和生產(chǎn)制備周期，極大降低了生產(chǎn)的成本，本發(fā)明主要解決現(xiàn)有分子篩離子交換工藝中存在的交換時間長，交換度低的技術(shù)問題。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：圖1為本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用于分子篩離子交換的系統(tǒng)圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合說明書實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，此處所稱的“一個實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實(shí)施例中”并非均指同一個實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。本發(fā)明中氧化鈉交換度的計(jì)算方法：分子篩中殘余氧化鈉含量的測定方法為：將干燥后所得粉末樣品研磨均勻，進(jìn)行壓片成型后，在x射線熒光光譜儀上測定樣品中氧化鈉含量。氧化鈉交換度＝[(cna2o-ana2o)/cna2o]×100％式中，cna2o為分子篩原粉中的na2o質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％；ana2o為離子交換后所得分子篩中na2o質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％。本發(fā)明中相對結(jié)晶度的計(jì)算方法：相對結(jié)晶度測定方法：使用x射線衍射法，在規(guī)定的2θ角度范圍內(nèi)，分別對樣品和參照樣進(jìn)行掃描，并計(jì)算相對結(jié)晶度。實(shí)施例1：本發(fā)明應(yīng)用于分子篩離子交換的系統(tǒng)圖，見圖1。具體的，所述應(yīng)用于分子篩離子交換的交換系統(tǒng)，包括，物料攪拌系統(tǒng)100，包括電機(jī)101、分子篩加料口102、離子交換溶液加料口103、混合容器104、攪拌軸105和卸料閥106，其中，電機(jī)101的傳動系統(tǒng)和攪拌軸105連接，卸料閥106設(shè)置在混合容器104底端；漿料輸送系統(tǒng)200；預(yù)熱系統(tǒng)300；列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)400，包括止回閥401、電熱層402和列管式反應(yīng)器403，止回閥401設(shè)置在列管式反應(yīng)器底端；熱交換系統(tǒng)500；其中，漿料輸送系統(tǒng)200一端與物料攪拌系統(tǒng)100連接，一端與預(yù)熱系統(tǒng)300連接，預(yù)熱系統(tǒng)300另一端與列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)400連接，熱交換系統(tǒng)500與列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)400終端連接。進(jìn)一步的，分子篩離子交換的過程具體為：將鈉型分子篩固體通過分子篩加料口102加入物料攪拌系統(tǒng)100，將離子交換溶液通過離子交換溶液加料口103加入物料攪拌系統(tǒng)100，然后通過電機(jī)101的傳動系統(tǒng)帶動攪拌軸105攪拌，攪拌均勻后形成漿料；形成的漿料通過輸送系統(tǒng)200輸送進(jìn)入預(yù)熱系統(tǒng)300進(jìn)行預(yù)熱處理；預(yù)熱處理后的漿料進(jìn)入列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)400，具體的，漿料從列管式反應(yīng)器下部進(jìn)入列管式反應(yīng)器403，止回閥401設(shè)置在列管式反應(yīng)器下部；為使?jié){料在反應(yīng)器內(nèi)均勻流動，不引起設(shè)備堵塞，操作流速應(yīng)大于最小流速；安裝止回閥401，可以防止已經(jīng)交換完成料液的返混，影響交換效果；同時，確保已經(jīng)交換完成料液順利出料，避免長時間的高溫高壓條件對分子篩的結(jié)果造成破壞；進(jìn)一步的，離子交換后的漿料從列管式反應(yīng)器403上部流出，經(jīng)熱交換系統(tǒng)500快速冷卻，以防止已交換的離子逆向移動和方便取樣；將快速冷卻后的漿料過濾洗滌干燥，得到所需的離子交換后的分子篩。實(shí)施例2：(1)在實(shí)施例1的制備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，na型y分子篩固體每小時添加25g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中硫酸銨的質(zhì)量濃度為15％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為0.067，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為0.5h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為100℃、5ml/min，交換時間3h；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻(冷卻溫度為10℃/min)，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。na型y分子篩中的氧化鈉交換度為73.0％，高于工業(yè)上67％的一次交換度。實(shí)施例3(1)在實(shí)施例1的制備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，na型sio2/al2o3為95的zsm-5分子篩固體每小時添加100g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中硝酸銨的質(zhì)量濃度為25％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為分別為1:1、1:15、1:30、1:50，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為4h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為120℃、25ml/min，交換時間4h；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻(冷卻溫度為10℃/min)，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。氧化鈉交換度見表1。表1分子篩和離子交換溶液固液比氧化鈉交換度1:138.1％1:1569.1％1:3074.1％1:5079.3％實(shí)施例4(1)在實(shí)施例1的制備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，na型y分子篩固體每小時添加25g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中氯化銨的質(zhì)量濃度為0.05％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為0.067，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為0.5h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為100℃、5ml/min，交換時間3h；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻(冷卻溫度為10℃/min)，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。na型y分子篩中的氧化鈉從13.7％降低至7.98％，氧化鈉交換度為41.8％，尚未達(dá)到工業(yè)上67％的一次交換度。實(shí)施例5按照實(shí)施例2中的方法進(jìn)行，交換液中含氯化銨和全部水為合計(jì)的溶液重量濃度提高至0.5％，na型y分子篩中的氧化鈉從13.7％降低至5.8％，氧化鈉交換度為57.66％。交換液中含氯化銨和全部水為合計(jì)的溶液重量濃度提高至10％，na型y分子篩中的氧化鈉從13.7％降低至4.1％，氧化鈉交換度為70.0％，高于工業(yè)上67％的一次交換度。交換液中含氯化銨和全部水為合計(jì)的溶液重量濃度提高至15％，氧化鈉交換度為73.0％，高于工業(yè)上67％的一次交換度。交換液中含氯化銨和全部水為合計(jì)的溶液重量濃度提高至20％，na型y分子篩中的氧化鈉從13.7％降低至3.65％，氧化鈉交換度為73.4％，高于工業(yè)上67％的一次交換度。交換液中含氯化銨和全部水為合計(jì)的溶液重量濃度提高至30％，na型y分子篩中的氧化鈉從13.7％降低至3.60％，氧化鈉交換度為73.7％，高于工業(yè)上67％的一次交換度。不同的是交換離子重量濃度，條件與結(jié)果見表2。表2交換溶液中氯化銨的質(zhì)量濃度氧化鈉交換度0.5％57.66％10％70.0％15％73.0％20％73.4％30％73.7％可以看出，發(fā)現(xiàn)交換離子重量濃度在10％～30％之間，對技術(shù)效果影響甚大，當(dāng)在0.5％～10％間交換，交換度顯著增加；在10％～15％之間交換，交換度緩慢增加；在15％～30％之間交換，交換度增加趨勢減緩?？赡苡捎诜肿雍Y的離子交換能力有限，隨著銨離子加入量的增加，鈉離子得到最大程度的交換。銨鹽利用率隨著銨鹽溶液濃度的增加而減小，銨鹽成本隨著銨鹽溶液濃度的增加而增加。實(shí)施例6(1)在實(shí)施例1的制備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，na型y分子篩固體每小時添加25g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中硫酸銨的質(zhì)量濃度為20％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為1:15，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為0.5h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為120℃、5ml/min，交換時間10min；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻(冷卻溫度為10℃/min)，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。氧化鈉交換度為64.5％，尚未達(dá)到工業(yè)上67％的一次交換度。在此基礎(chǔ)上，控制列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)時間，條件和結(jié)果見表3。分子篩氧化鈉交換都隨著交換時間的的增加而增大，但分子篩相對結(jié)晶度隨著交換時間的增加而減小。表3實(shí)施例7(1)在實(shí)施例1的制備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，na型y分子篩固體每小時添加35g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中硝酸銨的質(zhì)量濃度為24％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為1:15，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為0.5h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為60℃、8ml/min，交換時間4h；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻(冷卻溫度為10℃/min)，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。氧化鈉交換度為64.15％。在此基礎(chǔ)上，控制列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)溫度，條件和結(jié)果見表4。表4可以看出，溫度對分子篩離子交換結(jié)果影響顯著，升高溫度可促進(jìn)分子篩離子交換，發(fā)現(xiàn)溫度范圍在80～110℃對技術(shù)效果影響甚大，在70～90℃交換，交換度緩慢增加；在90～100℃交換，交換結(jié)果突變，交換度顯著增加；在100～120℃交換，交換度增加趨勢減緩。當(dāng)交換溫度為75℃，分子篩氧化鈉交換度較低，銨離子的水合陽離子的直徑較大，自由擴(kuò)散進(jìn)入分子篩超籠發(fā)生交換，卻難以進(jìn)入分子篩小籠進(jìn)行交換。隨著交換溫度的提高，有利于克服銨離子的水合陽離子的脫水勢壘，使部分飾的水合陽離子脫水得到裸露的銨離子而進(jìn)入小籠發(fā)生交換反應(yīng)。當(dāng)交換溫度達(dá)到之后，交換度增勢變緩，這可能是因?yàn)橄拗朴诜肿雍Y的離子交換能力。分子篩氧化鈉交換都隨著交換溫度的的增加而增大，分子篩產(chǎn)品質(zhì)量提高；分子篩相對結(jié)晶度隨著交換溫度的增加而減小，分子篩產(chǎn)品質(zhì)量下降。本發(fā)明優(yōu)選90～100℃，實(shí)現(xiàn)最佳的交換效果。實(shí)施例8按照實(shí)施例2中的方法進(jìn)行，不同的是冷卻方式：(1)na型y分子篩固體每小時添加25g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中硫酸銨的質(zhì)量濃度為15％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為1:15，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為0.5h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為100℃、6ml/min，交換時間2、4h；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料冷卻，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩，冷卻方式為：快速冷卻(冷卻溫度為10℃/min)與自然冷卻對比。交換時間為2h，采取經(jīng)列管式換熱器進(jìn)行快速冷卻，氧化鈉交換度為69.8％；采取自然冷卻，氧化鈉交換度為68.8％。交換時間為4h，采取經(jīng)列管式換熱器進(jìn)行快速冷卻，氧化鈉交換度為74.9％；采取自然冷卻，氧化鈉交換度為72.1％。實(shí)施例9按照實(shí)施例2中的方法進(jìn)行，不同在于：是否采用止回閥。(1)na型y分子篩固體每小時添加25g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中硫酸銨的質(zhì)量濃度為15％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為1:15，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為0.5h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為100℃、6ml/min，交換時間2、4h；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料冷卻，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。交換時間為2h，采用止回閥，氧化鈉交換度為69.8％，相對結(jié)晶度為82％；不采用止回閥，氧化鈉交換度為66.8％，相對結(jié)晶度為78％。交換時間為4h，采用止回閥，氧化鈉交換度為74.9％，相對結(jié)晶度為78％；不采用止回閥，氧化鈉交換度為70.8％，相對結(jié)晶度為74％。安裝止回閥401，可以防止已經(jīng)交換完成料液的返混，影響交換效果；同時，確保已經(jīng)交換完成料液順利出料，避免長時間的高溫高壓條件對分子篩晶型結(jié)構(gòu)的破壞，造成分子篩相對結(jié)晶度降低，產(chǎn)品質(zhì)量下降。實(shí)施例10(1)在實(shí)施例1的制備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，na型sio2/al2o3為380的mcm-22分子篩固體每小時添加125g，進(jìn)出料平衡，交換水溶液中碳酸銨的質(zhì)量濃度為30％，分子篩和離子交換溶液的固液比(g：ml計(jì))為1:12，攪拌后形成漿料。(2)攪拌后形成漿料采用電加熱，加熱時間為0.5h后，進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，進(jìn)料液溫度和流速分別為100℃、25ml/min，交換時間5h；(3)將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻(冷卻溫度為10℃/min)，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩，氧化鈉交換度為89.4％。本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有傳統(tǒng)分子篩離子交換方法中交換周期長、生產(chǎn)工藝流程長、交換度低等難題，提供一種交換周期短、高效地分子篩離子交換方法。該方法通過連續(xù)交換工藝，實(shí)現(xiàn)分子篩離子交換的連續(xù)化生產(chǎn)。應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁12

技術(shù)特征：

1.一種分子篩離子交換的方法，其特征在于：包括，

將鈉型分子篩與離子交換溶液混合，攪拌后形成漿料，其中，鈉型分子篩與離子交換溶液的固液比以g：ml計(jì)為1:1～100，離子交換溶液中離子質(zhì)量濃度為0.1～50％；

將漿料預(yù)加熱處理，加熱時間為0.1～10h，加熱溫度至100℃～120℃，得預(yù)處理后漿料；

將預(yù)處理后漿料進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，交換反應(yīng)時間為0.05～10h，交換反應(yīng)溫度為80～110℃，漿料流速為6～8ml/min；

將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。

2.如權(quán)利要求1所述分子篩離子交換的方法，其特征在于：所述鈉型分子篩與離子交換溶液的固液比以g：ml計(jì)為1:15～30。

3.如權(quán)利要求1所述分子篩離子交換的方法，其特征在于：所述離子交換溶液中離子質(zhì)量濃度為0.5～10％。

4.如權(quán)利要求1所述分子篩離子交換的方法，其特征在于：所述交換反應(yīng)時間為2～4h。

5.如權(quán)利要求1所述分子篩離子交換的方法，其特征在于：所述交換反應(yīng)溫度為90～100℃。

6.如權(quán)利要求1所述分子篩離子交換的方法，其特征在于：所述快速冷卻，冷卻溫度為10～20℃/min。

7.如權(quán)利要求1所述分子篩離子交換的方法，其特征在于：所述鈉型分子篩包括na型y分子篩。

8.如權(quán)利要求1所述分子篩離子交換的方法，其特征在于：所述離子交換溶液，包括硫酸銨水溶液、硝酸銨水溶液和氯化銨水溶液中的一種。

9.權(quán)利要求1～8中任一所述應(yīng)用于分子篩離子交換的交換系統(tǒng)，其特征在于：包括，

物料攪拌系統(tǒng)(100)，包括電機(jī)(101)、分子篩加料口(102)、離子交換溶液加料口(103)、混合容器(104)、攪拌軸(105)和卸料閥(106)，其中，電機(jī)(101)的傳動系統(tǒng)和攪拌軸(105)連接，卸料閥(106)設(shè)置在混合容器(104)底端；

漿料輸送系統(tǒng)(200)；

預(yù)熱系統(tǒng)(300)；

列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)(400)，包括止回閥(401)、電熱層(402)和列管式反應(yīng)器(403)，止回閥(401)設(shè)置在列管式反應(yīng)器底端；

熱交換系統(tǒng)(500)；其中，

漿料輸送系統(tǒng)(200)一端與物料攪拌系統(tǒng)(100)連接，一端與預(yù)熱系統(tǒng)(300)連接，預(yù)熱系統(tǒng)(300)另一端與列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)(400)連接，熱交換系統(tǒng)(500)與列管式反應(yīng)交換系統(tǒng)(400)終端連接。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種分子篩離子交換的方法及其分子篩離子交換系統(tǒng)，包括，將鈉型分子篩與離子交換溶液混合，攪拌后形成漿料，其中，鈉型分子篩與離子交換溶液的固液比以g：mL計(jì)為1:1～100，離子交換溶液中離子質(zhì)量濃度為0.1～50％；將漿料預(yù)加熱處理，加熱時間為0.1～10h，加熱溫度至100℃～120℃，得預(yù)處理后漿料；將預(yù)處理后漿料進(jìn)入列管式反應(yīng)器中交換反應(yīng)，交換反應(yīng)時間為0.05～10h，交換反應(yīng)溫度為80～110℃，漿料流速為6～8mL/min；將經(jīng)列管式換熱器反應(yīng)后的漿料快速冷卻，將冷卻后漿料過濾、洗滌、干燥，得到離子交換后的分子篩。本發(fā)明采用一種可以實(shí)行有效且簡單分子篩交換工藝，取得一次交換度高、交換周期短、連續(xù)化生產(chǎn)、能耗低、清潔環(huán)保的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：繆赟;王嵐;張燁;王鵬;趙宇培;王龍耀

受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.15

技術(shù)公布日：2021.06.15