除銅鎳螯合樹(shù)脂在銅鎳催化劑廢水中除重金屬

一、銅系催化劑主要應(yīng)用的行業(yè)

Cu系催化劑廣泛應(yīng)用在CO、CO2加氫合成甲烷、低溫變換選擇性加氫合成、以及一些氧化、脫氫等工業(yè)反應(yīng)中。除銅鎳螯合樹(shù)脂在銅鎳催化劑廢水中除重金屬

Cu系催化劑的脫氫機(jī)理

催化劑的脫氫反應(yīng)機(jī)理可隨反應(yīng)物種類(lèi)及催化劑的不同而不同，且有時(shí)隨反應(yīng)條件的不同而改變。Cu系催化劑的催化脫氫機(jī)理有兩類(lèi)：
1、游離基機(jī)理反應(yīng)物以均裂方式脫去氫原子。要求催化劑能提供具有未配對(duì)的活性中心，需要有較大的成鍵能力和較大的暴露，以便與C-H鍵上的氫原子接觸和作用。滿(mǎn)足這種機(jī)理要求的脫氫催化劑，可以是金屬，如Ni、Cu等，也可以是金屬氧化物、硫化物等。除銅鎳螯合樹(shù)脂在銅鎳催化劑廢水中除重金屬
2、離子機(jī)理反應(yīng)物分子先被催化劑上的金屬離子M作用而脫去H（發(fā)生C-H鍵異裂），隨后再脫去H而成不飽和鍵。要求反應(yīng)分子較易極化產(chǎn)生C8+H8，催化劑也需要有較強(qiáng)極化能力的金屬離子用來(lái)脫去H+，同時(shí)具有負(fù)電荷的O2-以接受H+。因此，這類(lèi)機(jī)理類(lèi)似于酸堿催化。

在甲醇脫氫反應(yīng)中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著甲醇工業(yè)的不斷發(fā)展，開(kāi)發(fā)甲醇下游產(chǎn)品、將甲醇轉(zhuǎn)化為其它有機(jī)化工產(chǎn)品已經(jīng)引起各國(guó)研究人員的關(guān)注，甲醇脫氫可生成甲酵、甲酸甲酯，也可能裂解為一氧化碳和氫氣。

Cu系催化劑在甲醇脫氫方面的研究，很多都應(yīng)用于甲醇脫氫制備：

甲酸甲酯和甲醛的反應(yīng)
甲醇脫氫制備甲醛
甲醇脫氫制備甲酸甲酯
在乙醇氨化制備乙腈反應(yīng)中應(yīng)用
在乙醇脫氫反應(yīng)中應(yīng)用
在仲丁醇脫氫反應(yīng)中應(yīng)用
在乙醇脫氫氨化制備乙腈中應(yīng)用
在環(huán)己醇脫氫反應(yīng)中應(yīng)用
在其他醇類(lèi)脫氫反應(yīng)中應(yīng)用

二、鎳系催化劑主要應(yīng)用的行業(yè)

雷尼鎳做催化劑主要應(yīng)用的行業(yè)及公司：

間苯二胺：混硝基苯加氫（龍盛）
聯(lián)苯二胺（RT培司）：硝基聯(lián)苯加氫（圣奧）
糖醇（山梨醇）：淀粉糖加氫（東北制藥）
1,4-丁二醇（BDO）：固定床加氫（天華）
脂肪胺：脂肪腈加氫（益海嘉里）
乙二醇：加氫精制固定床（金陵石化）
己內(nèi)酰胺：加氫精制（山東海力）
聚醚胺(PEA)：聚乙二醇胺化（正大）
H酸（c酸）：管式連續(xù)反應(yīng)（吉華）
CTL酸：環(huán)路反應(yīng)BUSH系統(tǒng)（秦燕）

三、對(duì)含重金屬離子廢水的回收、去除

大量工業(yè)過(guò)程，如含銅、鎳催化劑的使用過(guò)程中容易產(chǎn)生大量的含銅、鎳金屬離子的廢水，這種廢水排入水體中，會(huì)嚴(yán)重影響水的質(zhì)量，對(duì)環(huán)境造成污染，水中銅含量達(dá)0.01mg/L時(shí)，對(duì)水體自?xún)粲忻黠@的抑制作用；超過(guò)3.0mg/L，會(huì)產(chǎn)生異味；超過(guò)15mg/L，就無(wú)法飲用。重金屬元素在水體中以化合態(tài)或離子態(tài)存在，難以被生物降解，該種工業(yè)廢水常用的處理方法主要包括：化學(xué)沉淀法、電解法、化學(xué)置換法、吸附法、離子交換法、及生物處理技術(shù)等，但是在溶劑提純過(guò)程中對(duì)比上述處理方法，采用離子交換法處理，可以在保證產(chǎn)品純度的前提下除去溶液中多余銅鎳凈化產(chǎn)品，既不會(huì)產(chǎn)生含重金屬污泥、也不會(huì)導(dǎo)致溶劑損耗。
 

離子交換法的除銅效果很好，尤其是對(duì)低濃度廢水。離子螯合法，即利用重金屬螯合劑直接投加到廢水中，使重金屬螯合劑去捕集金屬離子，從而形成螯合物。該法形成的螯合物穩(wěn)定性高，污泥沉淀快，且捕集效果不受堿金屬和堿土金屬共存的影響，也不受pH值變化的影響。采用離子交換樹(shù)脂對(duì)含絡(luò)合銅廢水處理時(shí)，可做到濃縮回收Cu-EDTA和游離EDTA，凈化后水中銅離子濃度低于0.1mg/L。離子交換過(guò)程很簡(jiǎn)單，設(shè)備也不復(fù)雜，選擇性提取金屬離子有很好的效果，而且樹(shù)脂還可以再生，所以去除廢水中低濃度離子時(shí)，使用離子交換，且節(jié)約成本。
 

四、Tulsimer®CH-90Na樹(shù)脂的應(yīng)用舉例

離子交換樹(shù)脂除重金屬銅、鎳離子的應(yīng)用部分案例有：1、重慶某化工企業(yè)（在1,4丁炔二醇凈化中的應(yīng)用）2、河南某化工企業(yè)（在1,4丁炔二醇凈化中的應(yīng)用）下列為國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂與CH-90Na對(duì)比測(cè)試結(jié)果圖，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。

上圖是樹(shù)脂1＃和樹(shù)脂2＃在室溫下測(cè)定的吸附等溫線(xiàn)，其中進(jìn)口樹(shù)脂2＃因?yàn)檫h(yuǎn)好于我們預(yù)定的國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂1＃而進(jìn)行了多次測(cè)量。多次測(cè)量的結(jié)果一致（三條非黑曲線(xiàn)），樹(shù)脂2＃所反映的情況*符合用于描述化學(xué)吸附且具有飽和性的Langmuir吸附等溫方程，而樹(shù)脂1＃則在低濃度區(qū)域存在一定的下凹。吸附等溫線(xiàn)的結(jié)果表明在相同的平衡濃度（液態(tài)銅離子濃度）下，樹(shù)脂2＃的吸附容量遠(yuǎn)高于樹(shù)脂1#，如在20mg/L下，樹(shù)脂l＃的吸附容量為l.5mg/g，而樹(shù)脂2?？蛇_(dá)6mg/g，是樹(shù)脂1#的4倍。樹(shù)脂1＃下凹的吸附等溫線(xiàn)還表明其不適用于低濃度的銅離子處理。

為了模擬實(shí)際動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程，我們進(jìn)行了穿透曲線(xiàn)的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)在常溫下進(jìn)行，流速控制為2BV/h，這與實(shí)際生產(chǎn)的工況相近。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣表明了進(jìn)口樹(shù)脂2＃的*性。我們以不檢出銅離子為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)脂1#在5BV后穿透，而樹(shù)脂2＃的穿透體積則達(dá)到了40BV。因此，從操作周期和廢液等綜合考慮來(lái)看，選擇樹(shù)脂2＃作為吸附劑，具有運(yùn)行周期長(zhǎng)，廢液量小且濃度高等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)于我們：科海思（北京）科技有限公司成立于2010年，致力于環(huán)保技術(shù)革新，圍繞企業(yè)在廢水處理、資源回收、凈水處理、危廢處理、工藝缺陷等環(huán)境治理過(guò)程中成本高、難度大、穩(wěn)定性差的現(xiàn)狀，為企業(yè)提供更高效、可持續(xù)、解決方案。作為行業(yè)前沿技術(shù)推行者，2011年與美國(guó)Thermax集團(tuán)、德國(guó)Watch集團(tuán)合作成為其中國(guó)區(qū)總代理，將“特種離子交換樹(shù)脂”*引進(jìn)國(guó)內(nèi)，基于國(guó)情進(jìn)行工藝創(chuàng)新，添補(bǔ)行業(yè)空缺，完成技術(shù)升級(jí)。在推廣實(shí)踐中，倡導(dǎo) “環(huán)保治理價(jià)值化”新理念，運(yùn)用技術(shù)在治理的同時(shí)進(jìn)行廢物資源再生，將企業(yè)環(huán)保建設(shè)從單純投入轉(zhuǎn)為開(kāi)源投資。