DOWEX Ionenaustauschharz

DOWEX Ionenaustauschharz

Nantong Haiyue Chemical Co., Ltd.

Die Herstellung von DOWEX-Feinkornharzen erfolgt durch selektive Kontrolle der Suspensions-Polymerisationstechnik für die Herstellung von Standard-Industrieharzen von 16 bis 50 Metern. Das erhaltene Harz besteht aus vollständigen kugelförmigen Perlen und weist hervorragende dynamische und füllbare Eigenschaften bei der chromatografischen Trennung auf und vermeidet Probleme, die durch das Schleifen oder Zerbrechen des Harzes verursacht werden.

Dow bietet eine große Auswahl an feinkörnigen Harzen für die Schichttrennung in der feinchemischen und pharmazeutischen Industrie. Anionen- und Cationienharze mit Partikelgrößen von 50-100, 100-200 und 200-400 Mesh sind verfügbar. Die Vernetzung (in Prozentsatz von Diethylenbenzengehalt) umfasst 2%, 4% und 8%. Diese breite Produktpalette ermöglicht es Ihnen, Harze mit guter Durchlässigkeit, Wasserbeständigkeit und Gesamtkapazität für eine spezifische Anwendung zu wählen.

Die reichhaltige Auswahl an Harzen von Dow verbessert nicht nur Ihre Fähigkeit, die Laborteilung zu optimieren, sondern vereinfacht auch die Anpassungen, die häufig während der Prozessvergrößerung erforderlich sind. Dies hilft sicherzustellen, dass Ihr Erfolg im Labor sich in Erfolge von Tests und Massenproduktionsanlagen übersetzt.

Das DOWEX-Feinkornharz ist ein langlebiges, pH-beständiges, sauberes und vorhersehbares Trennmedium, das eine konsistente und zuverlässige Leistung bei der Schichtungstrennung in der feinchemischen und pharmazeutischen Industrie gewährleistet.

Robuste, unlösliche Struktur Das DOWEX-Feinkornharz basiert auf mikroporösen Copolymeren aus Styrol und Diethylenbenzen (DVB), die eine starke Antioxidation, Reduktion, mechanischen Verschleiß und Zerbrechungsfähigkeit aufweisen. Darüber hinaus ist diese Struktur auch nicht in gängigen Lösungsmitteln gelöst.

Das DOWEX-Feinkornharz wird durch einen direkten synthetischen Herstellungsprozess hergestellt. Dies gewährleistet, dass die Harzperlen vollständig und kugelförmig sind, sauberer als das Mahlharz, zuverlässiger und stabiler sind. Das Mahlharz besteht aus unregelmäßig geformten Partikeln und enthält 'feines Pulver' oder sehr kleine Partikel. Feinpulver ist eine häufige Ursache für Bearbeitungsschwierigkeiten: Bei der Behandlung von trockenen Harzen wird Staub erzeugt; Verstopft Sinterplatten oder Filterelemente, wenn sie als Chromatografiemedium oder Filterhilfsmittel verwendet werden; Verlängerung der Ablagezeit bei Batch-Bearbeitungsanwendungen; Dies verschärft den Harzverlust durch physikalischen Verlust.

Strenge Partikelgröße- und Permeabilitätskontrolle Durch die Kontrolle des Suspensionsprozesses wird die Partikelgröße des DOWEX-Feinkornharzes streng kontrolliert. Gleichzeitig wird der Prozentsatz des im Prozess verwendeten Diethylbenzens (DVB) kontrolliert, um die Vernetzung (oder Durchdringbarkeit) des Harzes zu bestimmen. Diese Faktoren stellen sicher, dass wir eine Reihe von Produkten mit spezifischen und zuverlässigen Leistungsmerkmalen zur Auswahl haben.

Dow-Harz-Namensregeln

Für die Identifizierung von DOWEX ™ Die Benennungsregeln für feinkörnige Harze sollen spezifische Informationen über Harztypen und Vernetzung vermitteln. Das Harz ist in drei Arten unterteilt: starkes Säure-cation-Ionen-Austauschharz mit dem Codenamen '50W'; I-Typ starkes Alkali-Ionen-Austauschharz mit dem Codenamen '1'; Typ II starkes alkalisches Anionen-Austauschharz mit dem Codenamen "2". Nach der Dow-Namensregel wird einer dieser drei Codenamen in Kombination mit einer 'X'-Zahl verwendet, die die Vernetzung des Harzes beschreibt (die X-Zahl repräsentiert den Prozentsatz von Diethylbenzen [DVB] in einem Harzkopolymer). Daher:

DOWEX 50WX8 ist ein starkes Säure-Cationinharz mit 8% DVB.

DOWEX 1X4 ist ein starkes alkalisches Anionharz Typ I mit 4% DVB.

Bewertung und Auswahl von DOWEX-Feinkornharzen

Tabelle 1 enthält grundlegende Informationen zu der gesamten Palette von DOWEX-Feinkornharzen. Bitte wählen Sie in diesem Formular den am besten geeigneten Harzkandidaten für Ihre Anwendung aus.

Tabelle 1. DOWEX ™ Vollständige Auswahl an feinkörnigen Harzoptionen ¹,²

HarzmodellAnzahl (Mesh)IonenformWasserhaltefähigkeit (%)Gesamtkapazität (meq/mL)StapeldichteVolumen pro Fass (lbs/5 ft³)

Ionenharz

DOWEX 50WX250 - 100H⁺74 - 820.646230

DOWEX 50WX2100 - 200H⁺74 - 820.646230

DOWEX 50WX2200 - 400H⁺74 - 820.646230

DOWEX 50WX450 - 100H⁺64 - 721.148240

DOWEX 50WX4100 - 200H⁺64 - 721.148240

DOWEX 50WX4200 - 400H⁺64 - 721.148240

DOWEX 50WX850 - 100H⁺50 - 561.750250

DOWEX 50WX8100 - 200H⁺50 - 581.750250

DOWEX 50WX8200 - 400H⁺50 - 581.750250

Anionharz

DOWEX 1X250 - 100Cl⁻65 - 750.744220

DOWEX 1X2100 - 200Cl⁻70 - 800.644220

DOWEX 1X2200 - 400Cl⁻70 - 800.644220

DOWEX 1X450 - 100Cl⁻50 Minuten.1.044220

DOWEX 1X4100 - 200Cl⁻55 - 631.044220

DOWEX 1X4200 - 400Cl⁻55 - 631.044220

DOWEX 1X850 - 100Cl⁻43 - 481.244220

DOWEX 1X8100 - 200Cl⁻39 - 451.244220

DOWEX 1X8200 - 400Cl⁻39 - 451.244220

Obwohl die chemischen und physikalischen Eigenschaften eines Ionenaustauschharzes durch bestimmte Messwerte definiert werden, hängen die tatsächlichen Eigenschaften des Harzes auch von der Beziehung zwischen den Eigenschaften des Harzes und den Anwendungsbedingungen seiner Betriebszeit ab.

Hier ist eine kurze Diskussion über drei grundlegende Faktoren, die Sie bei der Auswahl eines Harzes berücksichtigen können:

Auswirkungen der Anwendungsbedingungen auf die Arbeitskapazität des Harzes

Harze mit einer höheren Ionenaustauschkapazität bieten nicht unbedingt eine große Arbeitskapazität in einer bestimmten Anwendung. Tatsächlich kann die Vernetzung des Harzes für eine bestimmte Lösung eine wichtigere Rolle bei der Bestimmung der Aufnahme von Lösungsmitteln spielen als die Ionenaustauschkapazität.

Die wirksame Porosität des Harzes wird von den Lösungsmittelbedingungen beeinflusst, einschließlich der Ionenstärke, pH-Werte und organischen Modifikatoren. Die Bereitstellung einer Reihe von DOWEX-Harzen mit unterschiedlichen Vernetzungsgraden hilft bei der Bewertung der Molekülgröße in der Lösung, um gute Harze für eine spezifische Anwendung zu ermitteln.

Gleichgewicht zwischen Lösungsmittelabsorptionsanforderungen und Druckabfall

Die Absorption von Lösungsmitteln wird von der Partikelgröße beeinflusst und erhöht sich in der Regel, wenn die Partikelgröße verringert wird. Die Absorption von L-Farbe AN-Säure durch DOWEX 1X4-Harz mit unterschiedlichen Partikelgrößen wurde in Batch-Adsorptionstests untersucht. Standard-20-50-Mesh-Harze zeigen eine langsamere Absorptionsisothermie als feinere Partikelgrößenharze.

In einigen Anwendungen kann jedoch die Auswahl eines Harzes nur auf der Grundlage kleiner Partikelgrößen zu Bedienungsschwierigkeiten führen. Abbildung 3 zeigt, dass der Reibungsverlust (d. h. Druckabfall) der Flüssigkeit, die durch die Zylinder fließt, zunimmt, wenn die Harzpartikelgröße in der Zylinder verringert wird. Obwohl die Verwendung von Harzen mit kleineren Partikelgrößen die dynamischen Eigenschaften eines bestimmten Prozesses verbessern kann, müssen erhöhte Druckabfälle bei der Auswahl der Ausrüstung, der Bestimmung der Betriebsparameter und der Bewertung des erhöhten Produktionspotenzials berücksichtigt werden.

Bestimmte experimentelle Schritte können bei der Beurteilung der Lösungsaubsorptionsfähigkeit und des Druckabfalls eines Harzes in einem bestimmten System hilfreich sein. Um die Absorption von Lösungsmitteln zu messen, können Batch-Experimente durchgeführt werden: Im Laufe der Zeit wird die Absorption eines bestimmten Volumens von Harz in einer bekannten Konzentrationslösung gemessen. Solche Batch-Experimente sind nützlich, um die Auswirkungen der Partikelgröße zu bestimmen und die Auswirkungen verschiedener Faktoren zu identifizieren, einschließlich pH, Temperatur, Ionenstärke und wettbewerbsfähiges Lösungsmittel, die die chemischen Wechselwirkungen an aktiven Ionenaustauschstellen, die allgemeine Prozessdynamik und die Geschwindigkeit des Ionenaustauschs beeinflussen.

Bei einem Druckabfall-Vergleich sollte ein Abfluss mit der gleichen Viskosität wie die Prozessflüssigkeit untersucht werden. Versuchen Sie, soweit möglich mit der tatsächlichen Prozessflüssigkeit zu experimentieren, um sicherzustellen, dass der während des Vergleichsprozesses beobachtete Druckabfall die tatsächlichen Bedingungen widerspiegelt.

Faktoren, die die Stabilität des Harzes beeinflussen

Die Betriebsstabilität eines Ionenaustauschharzes hängt weitgehend vom spezifischen Prozessprozess ab. Daher ist die Stabilitätsprüfung unter den tatsächlichen Prozessbedingungen ein wichtiger Bestandteil des Harzbewertungs- und Auswahlprozesses.

Ionenaustauschharz hält eine breite Palette von chemischen Bedingungen und kann im gesamten pH-Bereich ohne nachteilige Auswirkungen gewaschen werden. Außerdem toleriert das Ionenaustauschharz neben starken Oxidationsmitteln die meisten anorganischen und organischen Lösungen.

Die Verwendung von Sticksäure- oder Chromsäureleisungen, Bleichmitteln oder Chlorlösungen sowie Peroxiden ist zu vermeiden. Der Kontakt mit starken Oxidationsmitteln wie Sticksäure führt zu einer schnellen Oxidation des Harzes. Unter bestimmten Bedingungen kann dies eine potenzielle explosive Reaktion auslösen.

Der langsame Abbau durch Sauerstoff kann von der Katalyse beeinflusst werden. Daher sollte der Kontakt des Harzes mit Metallionen (einschließlich Eisen, Mangan und Kupfer) in einer oxidierten Umgebung minimiert werden.

Auch die physikalische Stabilität des Harzes wird von der Art und Weise beeinflusst, wie das Produkt verarbeitet wird. Tiefe Harzbetten, kleine Durchmesserschichten, hohe Durchflussgeschwindigkeiten und häufiges Pumpen oder Rühren können zu einem Zerbrechungsverlust des Harzes führen.

Durch das Verständnis der physikalischen Bedingungen, die durch das System und den Prozess auferlegt werden, können Bruchverluste durch mechanische Faktoren minimiert werden. Wenn beispielsweise die chemische Umgebung geändert wird, um die Retentionsfähigkeit des Lösungsmittels anzupassen, kann das Harz eine schnelle Kontraktion-Ausdehnung erleben. Wenn der daraus resultierende Penetrationsstoß die chemische morphologische Struktur der Harzperlen schwächt, kann dies zu Zerbrechungsverlusten führen. In den meisten Fällen werden Schäden durch Kontraktion-Ausdehnung durch Penetrationsschläge und chromatografische Säulen-mechanische Effekte verursacht, die im Abschnitt "Labor-Säulen-Tipps" auf Seiten 7 und 8 dieser Briefing beschrieben werden.

Um die Stabilität des Harzes in einem bestimmten Prozess zu bewerten, erstellen Sie ein Systemmodell mit einer tatsächlichen Prozessprobe. Lasten Sie die kleinen Säulen jedes Kandidaten-Harzes durch mehrere Belastungs-, Recycling- und Regenerationszyklen unter Verwendung der tatsächlichen Produktflüssigkeit und anschließenden chemischen Bedingungen durchlaufen. Die Stabilitätsleistung des Harzes unter analogen Bedingungen wird durch eine Mikroskopie untersucht.

Säulentipp

Die Laborgröße der Schichtsäulen kann verwendet werden, um wertvolle Informationen über die Prozessentwicklung und die Machbarkeit des Harzes zu erhalten.

Obwohl Labor-Schichtkolonnen-Experimente wertvolle Kontrastdaten für die Harzauswahl und die Bestimmung der Prozessbetriebsparameter liefern können, können die Ergebnisse nicht direkt verstärkt werden, wenn Systemkonstruktionsfaktoren nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus sollte die Laborsäulenforschung nicht die Entwicklung und den Betrieb eines Verstärkungssystems ersetzen. Im Folgenden finden Sie die grundlegenden Anleitungen zur Befüllung der Labor-Schichtsäulen:

Feinkornelharze können für gewöhnliche Glassäulen verwendet werden, aber es ist gut, Säulen zu verwenden, die einem Druck von etwa 3 kg/cm² oder höher standhalten können.

Warnung: Unter bestimmten Bedingungen kann ein Teil des Harzes ausreichend stark ausdehnen, um die Glassäule zu brechen. Es wird empfohlen, bei der Laborbewertung eine Laminationssäule mit einem Überlastschutzrohr oder eine Glassäule mit einer Kunststoffschutzhülle zu verwenden. Der Innendurchmesser der Schichtsäule sollte nicht kleiner als 1,5 cm sein. Kleinere Säulen können einen Wandeffekt erzeugen, der die chromatografische Trennung stört und den Durchdringungspunkt des Harzes beeinflusst.

Vor der Einrichtung der Säule muss ein Strom verwendet werden, der eine große Aufblasung des Harzes verursachen kann, um das Harz zu hydratisieren und zu aktivieren. Anschließend verwenden Sie die Pulse-Methode-Säulen, achten Sie darauf, Blasen auszuschließen. Lassen Sie die Säulen nicht trocknen. Das Säulenbett wird durch die Strömungsphase mit einer Geschwindigkeit etwas höher als die normale Betriebsgeschwindigkeit abgesetzt (z. B. mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 2,5 mL/min, wenn die Betriebsgeschwindigkeit 2,0 mL/min beträgt).

Nach der Befüllung der Säulen muss das System zwischen der Spülphase und der Regenerationsphase umlaufen, um festzustellen, ob eine signifikante Kontraktion-Expansion auftritt. Bevor die tatsächliche Probenbewertung durchgeführt wird, sollte das Harz zu diesem Zeitpunkt ergänzt oder das Säulenbettvolumen angepasst werden. Die Labor-Schichtsäulen mit verstellbaren Kolben vereinfachen diesen Feinabstimmungsprozess.

Zur Bestimmung einer guten Aufprobungs- und Abwassergeschwindigkeit sollte zunächst eine Probe von etwa 10% des Säulenvolumens (für konzentrierte Proben) oder ein Aufprobungsvolumen von etwa 75% des theoretisch austauschbaren Probenvolumens der verdünnigten Flüssigkeit aufgenommen werden. Die oben genannte Durchflussgeschwindigkeit von 0,5 Mal das Bettschichtvolumen/Stunde ist als Ausgangspunkt geeignet. Die spezifischen Anforderungen an die Feinstellung hängen von der Konzentration der Bestandteile in der Zuführung, der gewünschten Produktreinheit und der Schwierigkeit der Trennung ab.

Anwendung:

Durch Mischlösungsmittel auf dem Dowex 50w-X8 wird Silber durch den Kationenaustausch von anderen Elementen getrennt

Dowex 50W-X-Harz adsorbiert Strontium in Schwefelsäureleisung

Vorbedingte Untersuchung der Separation von Dowex 50W×8 Cationienaustauschharz

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