一种除去无水氟化氢中金属离子的方法技术

本发明专利技术化工领域，具体关于一种除去无水氟化氢中金属离子的方法；包括：填料的清洗，吸附柱装填，吸附除离子和除水等步骤；本发明专利技术采用一种具有特殊支链结构的金属离子螯合树脂吸附螯合除去氟化氢原料溶液中的金属离子，该种金属离子螯合树脂中含有的杂环上的N或O原子中的孤电子对与金属离子形成高效强配位键，从而达到除去金属离子的目的，而且所采用的的吸附柱为一种耐氟化氢腐蚀的塑料加工而成，该塑料材料加工成型性好，适用于加工制成柱状型材，能耐受氟化氢的强酸性，在氟化氢过柱时不会出现腐蚀现象，且不会与氟化氢发生化学反应，从而保证过柱的氟化氢不会被柱材料污染，保证吸附的效果以及产品的质量和纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种除去无水氟化氢中金属离子的方法
本专利技术化工领域，尤其是一种除去无水氟化氢中金属离子的方法。
技术介绍
氟化氢是现代氟化工的基础，是制取元素氟、各种氟致冷剂、含氟新材料、无机氟化盐、各种有机氟化物等的最基本原料。工业无水氟化氢是一种用途广泛的化工产品，外观为无色发烟液体的99%以上的氢氟酸，在减压或高温下易气化。主要用作制取氟盐、氟卤烷烃、氟致冷剂、腐蚀玻璃、浸渍木材、电解元素氟等。CN110656344A公开了一种无水氟化氢除水的装置，包括电解槽槽体、电解槽上盖、阳极板、阴极板和隔板，电解槽槽体内设有电解腔，阳极板、阴极板和隔板均位于电解腔内，阳极板固定于电解槽槽体内并分隔电解腔的下部空间，阴极板固定于电解槽上盖并向电解腔的底部延伸，隔板固定于电解槽上盖并位于阳极板和阴极板之间，隔板将电解腔的上部空间分隔成阳极气室和阴极气室。通过对电极片、电解槽的创新设计，实现无水氟化氢连续除水处理，提高去除效率。该专利技术还公开了基于上述无水氟化氢除水的装置的无水氟化氢除水的方法，采用电解方法去除无水氟化氢中的微量水分，可以实现连续处理，并且不需使用氟气等氧化试剂或吸附剂，处理过程简洁、高效。CN106276801B公开一种无水氟化氢的生产设备，包括有铲车、输送设备、莹石贮仓、旋风分离器、袋式除尘器、回转反应炉、混酸槽、炉渣贮斗、除尘器、洗涤塔、初冷器、HF冷凝器、精馏塔和脱气塔，所述铲车、输送设备、莹石贮仓、旋风分离器、袋式除尘器、回转反应炉、混酸槽、除尘器、洗涤塔、初冷器、HF冷凝器、精馏塔和脱气塔依次连接，所述炉渣贮斗与混酸槽连接，所述HF冷凝器包括有HF一级冷凝器和HF二级冷凝器；该无水氟化氢的生产设备及工艺排放物少，能产生更高经济效益。CN106276801A公开一种无水氟化氢的生产设备，包括有铲车、输送设备、莹石贮仓、旋风分离器、袋式除尘器、回转反应炉、混酸槽、炉渣贮斗、除尘器、洗涤塔、初冷器、HF冷凝器、精馏塔和脱气塔，所述铲车、输送设备、莹石贮仓、旋风分离器、袋式除尘器、回转反应炉、混酸槽、除尘器、洗涤塔、初冷器、HF冷凝器、精馏塔和脱气塔依次连接，所述炉渣贮斗与混酸槽连接，所述HF冷凝器包括有HF一级冷凝器和HF二级冷凝器；该无水氟化氢的生产设备及工艺排放物少，能产生更高经济效益。现有技术对无水氟化氢中金属离子除去一般采用精馏方法，但该方法除杂效率低、能耗高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种除去无水氟化氢中金属离子的方法。一种除去无水氟化氢中金属离子的方法，其具体方案如下：步骤一、填料的清洗，用50-60℃的热水反复清洗金属离子螯合树脂，至浸洗过树脂的水清澈为止，然后用酸洗浸泡4-6h，再用碱液浸泡30-120min，完成后用纯水冲洗至出水pH值为7为止，完成后将树脂在40-80℃烘干；步骤二、吸附柱装填，在吸附柱中装填金属离子螯合树脂，柱子的长径比为300-800:8-12；其特征在于所述的吸附柱为一种耐腐蚀的塑料空心柱；步骤三、吸附除离子，控制氟化氢原料溶液温度为15-19℃，以5-10BV的流速通过吸附柱，即可完成金属离子脱除；所述的耐腐蚀的塑料空心柱由一种耐氟化氢腐蚀的塑料加工而成，其制备方法为：按照质量份数，将向6.4-16.8份的全氟丙基全氟乙烯基醚，75.2-96.8份的聚四氟乙烯中加入26.4-38.2份的聚对苯二甲酸乙二醇酯，升温至125-145℃保温混合10-30min，再加入10-28份的二氧化硅，继续保温混合5-10min，得到氟碳树脂混合料；然后取12-32份的聚酰胺树脂，加入5-12份的线性低密度聚乙烯和2-6份的六羟甲基三聚氰胺树脂，并以3-8℃/min的升温速度升温至120-140℃保温混合10-15min，然后加入2-8份的氮化碳微粉和0.1-0.8份的十六烷基三甲基氯化铵，继续保温混合5-10min后加入到氟碳树脂混合料中，充分混合5-10min后送入混炼机中，控温110-150℃下混炼3-5min，静置30-60min后继续混炼3-5min，即得一种耐氟化氢腐蚀的塑料。所述的金属离子螯合树脂的制备方法为：按照质量份数，将50-70份的聚苯乙烯亚胺二乙酸基螯合树脂使用电子加速器进行电子束辐射，使其产生可用于接枝反应的活性自由基，照射条件：辐照电压3-5MeV，照射剂量是15-30kGy，剂量率5-10kGy/pass；完成后立即将大孔吸附树脂分散到200-500份的甲苯中，加入0.3-0.6份的明胶和1.1-3.6份的1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐，5-15份丙烯酸六氟丁酯,1-4份2-乙烯基-4,6-二氨基-三嗪(CAS:3194-70-5)，2-4份的过氧化苯甲酰,控温70-85℃，搅拌接枝反应120-180min，完成后过滤出树脂，洗涤干净后用乙醇浸泡5-10h，过滤后即可得到所述的一种金属离子螯合树脂。所述酸洗用质量份数为3%-5%氢氟酸。所述碱洗用质量份数为5%-10%氨水溶液。所述的氟化氢原料溶液为无水氟化氢。所述聚苯乙烯亚胺二乙酸基螯合树脂为带有弱酸性亚胺二乙酸基[-CH2N-(CH2OOH)2]的螯合树脂,如DowexA-1、DiaionCR-10、KT-1、D751、D401、D402、D403等螯合树脂。反应机理为:所述金属离子螯合树脂通过聚苯乙烯亚胺二乙酸基螯合树脂电子束辐射的活性自由基,与1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐，丙烯酸六氟丁酯,2-乙烯基-4,6-二氨基-三嗪接枝或共聚,将四氟硼酸,六氟丁基,二氨基-三嗪等官能团接枝到螯合树脂的骨架上;其反应方程式示意为:本专利技术采用一种具有特殊支链结构的金属离子螯合树脂吸附螯合除去氟化氢原料溶液中的金属离子，所述金属离子螯合树脂通过聚苯乙烯亚胺二乙酸基螯合树脂电子束辐射的活性自由基,与1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐，丙烯酸六氟丁酯,2-乙烯基-4,6-二氨基-三嗪接枝或共聚,将四氟硼酸,六氟丁基,二氨基-三嗪等官能团接枝到螯合树脂的骨架上;该种金属离子螯合树脂中含有的杂环上的N或O原子中的孤电子对与金属离子形成高效强配位键，从而达到除去金属离子的目的，而且所采用的的吸附柱为一种耐氟化氢腐蚀的塑料加工而成，该种塑料以全氟丙基全氟乙烯基醚和聚四氟乙烯两种氟碳树脂为主要原料，辅以聚酰胺树脂和多种助剂制得耐氟化氢腐蚀的塑料材料，该塑料材料加工成型性好，适用于加工制成柱状型材，能耐受氟化氢的强酸性，在氟化氢过柱时不会出现腐蚀现象，且不会与氟化氢发生化学反应，从而保证过柱的氟化氢不会被柱材料污染，保证吸附的效果以及产品的质量和纯度。附图说明图1为实施例3制备的金属离子螯合树脂样品所作的傅立叶红外光谱图:在1612/1500/1454cm-1附近存在苯环的苯环吸收峰，在2946cm-1附近存在碳氢的伸缩吸收峰，在1759cm-1附近存在羧羰基的伸缩吸收峰，说明聚苯乙烯亚胺二乙酸基螯合树脂参与了反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除去无水氟化氢中金属离子的方法，其具体方案如下：/n步骤一、填料的清洗，用50-60℃的热水反复清洗金属离子螯合树脂，至浸洗过树脂的水清澈为止，然后用酸洗浸泡4-6h，再用碱液浸泡30-120min，完成后用纯水冲洗至出水pH值为7为止，完成后将树脂在40-80℃烘干；/n步骤二、吸附柱装填，在吸附柱中装填金属离子螯合树脂，柱子的长径比为300-800:8-12；其特征在于所述的吸附柱为一种耐腐蚀的塑料空心柱；/n步骤三、吸附除离子，控制氟化氢原料溶液温度为15-19℃，以5-10BV的流速通过吸附柱，即可完成金属离子脱除。/n

【技术特征摘要】
1.一种除去无水氟化氢中金属离子的方法，其具体方案如下：
步骤一、填料的清洗，用50-60℃的热水反复清洗金属离子螯合树脂，至浸洗过树脂的水清澈为止，然后用酸洗浸泡4-6h，再用碱液浸泡30-120min，完成后用纯水冲洗至出水pH值为7为止，完成后将树脂在40-80℃烘干；
步骤二、吸附柱装填，在吸附柱中装填金属离子螯合树脂，柱子的长径比为300-800:8-12；其特征在于所述的吸附柱为一种耐腐蚀的塑料空心柱；
步骤三、吸附除离子，控制氟化氢原料溶液温度为15-19℃，以5-10BV的流速通过吸附柱，即可完成金属离子脱除。


2.根据权利要求1所述的一种除去无水氟化氢中金属离子的方法，其特征在于：所述的耐腐蚀的塑料空心柱由一种耐氟化氢腐蚀的塑料加工而成，其制备方法为：
按照质量份数，将向6.4-16.8份的全氟丙基全氟乙烯基醚，75.2-96.8份的聚四氟乙烯中加入26.4-38.2份的聚对苯二甲酸乙二醇酯，升温至125-145℃保温混合10-30min，再加入10-28份的二氧化硅，继续保温混合5-10min，得到氟碳树脂混合料；然后取12-32份的聚酰胺树脂，加入5-12份的线性低密度聚乙烯和2-6份的六羟甲基三聚氰胺树脂，并以3-8℃/min的升温速度升温至120-140℃保温混合10-15min，然后加入2-8份的氮化碳微粉和0.1-0.8份的十六烷基三甲基氯化铵，继续保温混合5-10min后加入到氟碳树脂混合料中，充分混合5-10min后送入混炼机中，控温110-150℃下混炼3-5min，静...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，周黎旸，童继红，陈刚，贺辉龙，张学良，程文海，周涛涛，卢振成，蒋梁疏，赵晓亚，
申请(专利权)人：浙江凯圣氟化学有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33