Résine échangeuse d'ions dowex

Résine échangeuse d'ions dowex

Nantong Haiqiang Chemical Co., Ltd

Les résines dowex à grain fin sont produites par un contrôle sélectif de la technologie de polymérisation en suspension pour la production de résines industrielles standard 16 - 50 Mesh. La résine résultante est constituée de billes sphériques complètes présentant d'excellentes propriétés cinétiques et de remplissage en séparation chromatographique et évitant les problèmes posés par le broyage ou le broyage de la résine.

Dow propose une large gamme de résines à grains fins adaptées à la séparation par chromatographie dans les industries chimiques et pharmaceutiques fines. Des résines anioniques et cationiques comprenant des granulométries de 50 - 100, 100 - 200 et 200 - 400 Mesh sont disponibles. Le taux de réticulation (en pourcentage de la teneur en divinylbenzène) est compris entre 2%, 4% et 8%. Cette large gamme de produits vous permet de choisir des résines avec une bonne perméabilité, une capacité de rétention d'eau et une capacité totale pour des applications spécifiques.

La vaste sélection de résines de Dow améliore non seulement votre capacité à optimiser la séparation en laboratoire, mais simplifie également les réglages souvent nécessaires lors de l'amplification du processus. Cela vous permet de vous assurer que votre succès en laboratoire peut se traduire par des essais pilotes ainsi que par le succès des unités de production de masse.

La résine dowex à grain fin est un milieu de séparation durable, résistant au pH, propre et aux performances prévisibles, capable de maintenir des performances constantes et fiables dans la séparation chromatographique dans les industries de la chimie fine et de la pharmacie.

Solide et insoluble, la résine dowex fine grain est à base de copolymère microporeux de styrène et de divinylbenzène (DVB) et possède une forte résistance à l'oxydation, à la réduction, à l'abrasion mécanique et à l'écrasement. De plus, cette structure n'est pas soluble dans les solvants courants.

La résine dowex à grain fin est produite par un procédé de fabrication synthétique directe. Cela garantit que les billes de résine sont complètes et sphériques, plus propres que les résines Abrasives, plus fiables et plus stables. Les résines Abrasives sont constituées de particules de forme irrégulière et contiennent des « fines » ou des microparticules extrêmement fines. Les poudres fines sont une cause fréquente de difficultés de traitement: elles produisent de la poussière lors de la manipulation de résines sèches; Obstrue la plaque frittée ou la cartouche lorsqu'elle est utilisée comme milieu chromatographique ou comme auxiliaire de filtration; Le temps de décantation est prolongé dans les applications de traitement par lots; Et peut aggraver la perte de résine en raison des pertes physiques.

Contrôle strict de la taille des particules et de la perméabilité en contrôlant le processus de polymérisation en suspension, la taille des particules de la résine dowex à grain fin est strictement contrôlée. Dans le même temps, le pourcentage de divinylbenzène (DVB) utilisé dans le processus est également contrôlé pour déterminer le degré de réticulation (ou de perméabilité) de la résine. Ces facteurs garantissent que nous avons une gamme de produits avec des caractéristiques de performance spécifiques et fiables à choisir.

Règles de dénomination de la résine Dow

Pour identifier dowex ™ Les règles de dénomination des résines à grain fin visent à transmettre des informations spécifiques sur le type de résine et le degré de réticulation. Les résines sont divisées en trois types: résines échangeuses de cations acides forts, nom de code '50W'; résines échangeuses d'anions bases fortes de type I, nom de code '1'; Résine échangeuse d'anions alcalins forts de type II, nom de code '2'. Selon les règles de nomenclature Dow, l'un de ces trois noms de code est utilisé en combinaison avec un chiffre "X" décrivant le degré de réticulation de la résine (le chiffre x représente le pourcentage de divinylbenzène [DVB] dans le copolymère de résine). Par conséquent:

Dowex 50wx8 est une résine cationique acide forte contenant 8% de DVB.

Dowex 1X4 est une résine anionique base forte de type I contenant 4% de DVB.

Comment évaluer et choisir une résine dowex fine grain

Le tableau 1 contient des informations de base sur toute la gamme de résines dowex à grain fin. Veuillez utiliser ce formulaire pour sélectionner le produit candidat en résine le plus approprié pour votre application.

Tableau 1. DOWEX ™ Gamme complète de résines à grain fin options ¹, ²

Modèle de résineNombre de personnes (Mesh)Forme ioniqueCapacité de rétention d'eau (%)Capacité totale d'échange (meq / ML)Densité de tasChargement par baril (LBS / fûts de 5 pi³)

Résine cationique

DOWEX 50WX250 à 100H⁺74 à 820.646230

DOWEX 50WX2100 à 200H⁺74 à 820.646230

DOWEX 50WX2200 à 400H⁺74 à 820.646230

DOWEX 50WX450 à 100H⁺64 à 721.148240

DOWEX 50WX4100 à 200H⁺64 à 721.148240

DOWEX 50WX4200 à 400H⁺64 à 721.148240

DOWEX 50WX850 à 100H⁺50 à 561.750250

DOWEX 50WX8100 à 200H⁺50 à 581.750250

DOWEX 50WX8200 à 400H⁺50 à 581.750250

Résine anionique

DOWEX 1X250 à 100Cl⁻65 à 750.744220

DOWEX 1X2100 à 200Cl⁻70 à 800.644220

DOWEX 1X2200 à 400Cl⁻70 à 800.644220

DOWEX 1X450 à 100Cl⁻50 minutes.1.044220

DOWEX 1X4100 à 200Cl⁻55 à 631.044220

DOWEX 1X4200 à 400Cl⁻55 à 631.044220

DOWEX 1X850 à 100Cl⁻43 à 481.244220

DOWEX 1X8100 à 200Cl⁻39 à 451.244220

DOWEX 1X8200 à 400Cl⁻39 à 451.244220

Alors que les propriétés chimiques et physiques des résines échangeuses d'ions sont définies par des mesures spécifiques, les propriétés réelles d'une résine dépendent également de l'interrelation entre les caractéristiques de la résine et les conditions d'application dans lesquelles elle fonctionne.

Voici une brève discussion de trois facteurs fondamentaux que vous pouvez prendre en compte lors du choix de la résine:

Effet des conditions d'application sur la capacité de travail de la résine

Les résines avec une capacité d'échange d'ions plus élevée ne fournissent pas nécessairement une grande capacité de travail dans une application spécifique. En effet, pour une solution particulière, le degré de réticulation de la résine peut jouer un rôle plus important dans la détermination de la quantité absorbée par le soluté que la capacité d'échange ionique.

La porosité effective de la résine peut être affectée par les conditions du solvant, y compris la Force ionique, le pH et les modificateurs organiques. Une gamme de résines dowex avec différents degrés de réticulation est disponible, ce qui facilite l'évaluation de la taille des molécules en solution et permet d'identifier les bonnes résines pour une application spécifique.

Équilibrer les exigences d'absorption des solutés avec la chute de pression

L'absorption du soluté est influencée par la taille des particules et augmente généralement à mesure qu'elle diminue. Cas d'absorption de l'acide L - chroman par des résines dowex 1X4 de différentes tailles de particules dans un test d'adsorption par lot. Les résines standard de 20 à 50 Mesh présentent des isothermes d'absorption plus lents que les résines de granulométrie plus fine.

Cependant, dans certaines applications, le choix de la résine uniquement sur la base de la petite taille des particules peut entraîner des difficultés de fonctionnement. La figure 3 montre que la perte de frottement (c'est - à - dire la perte de charge) du liquide circulant dans le tube colonne augmente à mesure que la taille des particules de résine diminue à l'intérieur du tube colonne. Bien que l'utilisation de résines de plus petite taille puisse améliorer les caractéristiques cinétiques d'un procédé particulier, l'augmentation de la chute de charge doit être prise en compte lors du choix de l'équipement, de la détermination des paramètres de fonctionnement et de l'évaluation du potentiel de production amplifié.

Certaines étapes expérimentales peuvent être utiles lors de l'évaluation de la capacité d'absorption des solutés et de la chute de pression d'une résine dans un système particulier. Pour mesurer l'absorption d'un soluté, une expérience par lots peut être utilisée: Au fil du temps, on mesure l'absorption d'un soluté dans une solution de concentration connue par un volume spécifique de résine. Ce type d'expérience par lots est utile pour déterminer l'influence de la taille des particules, ainsi que pour identifier l'influence de divers facteurs, y compris le pH, la température, la Force ionique et les solutés compétitifs, qui influent sur les interactions chimiques des sites actifs d'échange d'ions, la dynamique globale du processus et La vitesse à laquelle l'échange d'ions se produit.

Lors de la comparaison des pertes de charge, il convient d'étudier les effluents ayant la même viscosité que les fluides de procédé. Dans la mesure du possible, essayez d'expérimenter avec des fluides de procédé réels pour vous assurer que les pertes de charge observées au cours de la comparaison reflètent ce qui peut être rencontré en fonctionnement réel.

Facteurs influençant la stabilité de la résine

La stabilité opérationnelle des résines échangeuses d'ions dépend en grande partie du processus spécifique. Par conséquent, la réalisation d'essais de stabilité dans des conditions réelles de processus est un maillon important du processus d'évaluation et de sélection des résines.

Les résines échangeuses d'ions résistent à un large éventail de conditions chimiques et peuvent être lavées sans effets indésirables sur toute la gamme de ph. En outre, les résines échangeuses d'ions résistent à la plupart des solutions inorganiques et organiques, à l'exception des oxydants puissants.

Les solutions d'acide nitrique ou d'acide chromique, les agents de blanchiment ou les solutions chlorées et les peroxydes doivent être évités. Le contact avec des oxydants puissants tels que l'acide nitrique provoque une oxydation rapide de la résine. Dans certaines conditions, cela peut déclencher une réaction potentiellement explosive.

La dégradation lente induite par l'oxygène peut être affectée par la catalyse. Par conséquent, dans un environnement oxydant, le contact de la résine avec les ions métalliques, y compris le fer, le manganèse et le cuivre, doit être minimisé.

La stabilité physique de la résine est également influencée par la façon dont le produit est traité. Des couches profondes de lit de résine, des couches de lit de petit diamètre, des débits élevés et un pompage ou une agitation fréquents peuvent tous entraîner des pertes de résine par écrasement.

En comprenant les conditions physiques imposées par les systèmes et les processus, il est possible de minimiser les pertes dues aux facteurs mécaniques. Par exemple, si l'environnement chimique est modifié pour ajuster la capacité de rétention du solvant, la résine peut subir une contraction - expansion rapide. Si le choc osmotique qui en résulte affaiblit la structure morphologique chimique des billes de résine, il peut entraîner des pertes par fragmentation. Dans la plupart des cas, les bris dus à la contraction - dilatation sont causés par une combinaison de chocs osmotiques et d'effets mécaniques de la colonne de chromatographie, décrits dans la section « conseils de montage de colonne de laboratoire» aux pages 7 et 8 du présent mémoire.

Pour évaluer la stabilité de la résine dans un processus particulier, créez un modèle de système à l'aide d'échantillons de processus réels. Les petites colonnes de chaque résine candidate sont soumises à de multiples cycles de charge, de récupération et de régénération utilisant le liquide produit réel et les conditions chimiques ultérieures. L'Examen microscopique est utilisé pour mesurer les performances de stabilité de la résine dans des conditions simulées.

Conseils pour monter des colonnes

Des colonnes de chromatographie à l'échelle du laboratoire peuvent être utilisées pour obtenir des informations précieuses sur le développement de processus et la faisabilité des résines.

Bien que les expériences sur colonne de chromatographie en laboratoire fournissent des données comparatives précieuses pour la sélection des résines et la détermination des paramètres opérationnels du processus, les résultats ne peuvent pas être amplifiés directement sans tenir compte des facteurs de conception du système. De plus, les études sur colonne de laboratoire ne devraient pas remplacer le développement et l'exploitation d'un système pilote avant amplification. Voici un guide de base pour le remplissage des colonnes de chromatographie de laboratoire:

La résine à grain fin peut être utilisée sur des colonnes de verre ordinaires, mais il est bon d'utiliser des colonnes capables de résister à une pression d'environ 3 kg / cm² ou plus.

Avertissement: dans certaines conditions, une partie de la résine se dilate en produisant une force suffisante pour provoquer la rupture de la colonne de verre. Il est recommandé d'utiliser une colonne de chromatographie équipée d'un tube de protection contre les surcharges pour les évaluations en laboratoire, ou une colonne de verre avec un bouclier en plastique. Le diamètre intérieur de la colonne de chromatographie ne doit pas être inférieur à 1,5 cm. Des colonnes plus petites peuvent créer un effet de paroi qui perturbe la séparation chromatographique et affecte le point de pénétration de la résine.

Avant le montage de la colonne, il est nécessaire d'utiliser un flux qui peut provoquer un gonflement important de la résine pour le nettoyer, hydrater et activer la résine. Par la suite, la colonne est montée par la méthode de la boue, en prenant soin d'exclure les bulles. Ne laissez jamais les colonnes sécher. Décanter le lit de colonne à travers la phase mobile à un débit légèrement supérieur au débit de fonctionnement normal (par exemple, décanter le lit de colonne à un débit de 2,5 ml / min si le débit de fonctionnement est de 2,0 ml / min).

Après le remplissage de la colonne, il est nécessaire de faire circuler le système entre la phase éluée et la phase régénérée pour déterminer si un phénomène important de contraction - dilatation se produit. Avant de procéder à l'évaluation réelle de l'échantillon, la résine doit être ajoutée ou le volume du lit de la colonne doit être ajusté à ce stade. Une colonne de chromatographie de laboratoire équipée d'un piston réglable peut simplifier ce processus de réglage fin.

Pour déterminer un bon échantillon supérieur et une bonne vitesse d'élution, il faut d'abord prélever un échantillon d'environ 10% du volume de la colonne (pour les échantillons concentrés) ou un échantillon d'environ 75% de la capacité échangeable théorique de la solution diluée. Le débit ci - dessus de 0,5 fois le volume du lit / heure est plus approprié comme point de départ. Les exigences spécifiques de réglage fin dépendront de la concentration des composants dans la charge, de la pureté du produit requise et de la difficulté de séparation.

Application:

Séparation cationique de l'argent avec d'autres éléments par mélange de solvants sur dowex 50W - x8

La résine dowex 50W - X adsorbe le strontium dans une solution d'acide sulfurique

Etude préliminaire des conditions de séparation de l'ytterbium par une résine échangeuse de cations dowex 50W × 8

Résine échangeuse d'ions dowex