技術領域

本發明涉及一種分子篩的離子交換方法。

背景技術

由于分子篩具有獨特的骨架結構，使其具有一定的酸性和穩定性，因而分子篩在石油煉制、石油化工以及有機合成等領域起到了非常重要的作用。其中，石油化工技術發展過程中的幾次重大的革命性突破都與新型分子篩的發現和應用有關，如Y型分子篩在流化催化裂化(FCC)過程中的應用曾經引起了一場煉油技術的革命，大大提高了輕質油產品的質量和收率，ZSM-5分子篩應用于擇形催化也引起了煉油技術的革命性進步。

通常，分子篩中都含有非骨架陽離子，如Na⁺(如NaY、ZSM-5、NaA、絲光沸石、β沸石等)，Na⁺以非骨架陽離子的形態存在，中和分子篩骨架上的負電荷。為了使分子篩適應不同場合的需要，如分子篩應用于催化裂化時需要其具有酸性，一般是將Na型分子篩轉換為氫型和/或多價金屬型分子篩，而使其具有酸性。

在現有技術的離子轉型過程中，以NaY分子篩為例，為了保護Y型分子篩的骨架結構，需要控制離子交換體系的pH值不低于3，以避免分子篩結構受到破壞。因此，目前普遍采用的NaY分子篩的離子交換方法為，采用銨鹽溶液與NaY分子篩進行離子交換，銨離子將NaY分子篩中的鈉離子交換下來，交換后的銨型分子篩經焙燒脫除NH₃后轉換為HY而具有酸性，交換體系的pH值通常在3-5之間。由于NaY分子篩特殊的籠形結構，一般需要用新鮮的銨鹽溶液進行多次離子交換并焙燒，才能使分子篩上的鈉含量降低到1％以下，而該離子交換的深度是由離子濃度差決定的，因此在每次交換過程中都需要加入過量的銨鹽，以確保溶液中銨離子對鈉離子的交換優勢，在達到離子交換平衡后，這部分過量的銨鹽與交換下來的鈉離子一起與分子篩分離并排放，而后還要對分子篩進行多次清洗和過濾，造成大量的高氨氮含量廢水的排放，給污水治理帶來了非常大的困難，并耗費大量的水資源。

CN1911513A公開了一種NaY分子篩的銨離子交換方法，該方法包括，按照NaY∶無機銨鹽∶H₂O＝1∶(0.5-2.0)∶(5-30)的重量比將NaY分子篩與無機銨鹽用水打漿均勻，用堿性溶液調節漿液的pH值為9.0-12.0，并在溫度為60-95℃的條件下交換0.5-2.0小時，交換后過濾漿液，濾餅用去離子水淋洗、烘干。該方法較簡單地使分子篩一次銨離子交換后的鈉含量降到5重％以下。該方法雖然可減少離子交換的次數，在一定程度上廢水排放量有所減少，但該方法仍然采用銨離子交換NaY分子篩中的鈉離子，無機銨鹽和水的消耗量仍然很大，而且在分子篩的離子交換過程中仍然存在含氨氮廢水的排放的問題。

CN101069863A公布了一種分子篩的離子交換方法，該方法包括使用N個串聯的交換柱，含有待交換的新鮮的交換溶液從第一級交換柱流入，順序流過串聯的各級裝有待交換分子篩的交換柱，控制溶液流速使得分子篩粉末能夠在柱內懸浮流化起來，在交換柱頂部形成的清液流出柱子頂部，進入下一級交換柱，交換溶液經多級串聯交換后，從最后一級作為廢液排出，第一級交換柱中的分子篩經過新鮮的交換溶液交換達到規定交換度后通過固液分離得到交換好的分子篩產品，如此各個交換柱按順序輪流切換，構成操作循環。在達到操作穩態時，每個交換柱中都充滿著交換溶液和懸浮著的不同交換度的分子篩。所述交換溶液為含有銨根離子、堿金屬離子、堿土金屬離子、稀土離子、過渡金屬離子和/或錒系元素離子的鹽溶液。該方法通過多級串聯，使得交換離子的利用率大為提高，流出的廢液中交換離子的含量相應地也大為減少。但是，如果采用該方法進行分子篩的銨交換，仍然存在含氨氮廢水的排放的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有分子篩離子交換方法中存在的水量消耗大以及離子交換廢液特別是氨氮污染物排放量大從而污染環境的缺陷，提供一種水量消耗很小、不存在離子交換廢液排放、對環境友好的分子篩的離子交換方法。

本發明提供了一種分子篩的離子交換方法，該方法包括，將分子篩漿液與陽離子離子交換樹脂接觸，回收與陽離子交換樹脂接觸后的分子篩漿液；所述分子篩漿液為含有分子篩和水的混合物，陽離子交換樹脂的陽離子位包括陽離子A，分子篩的陽離子位包括陽離子B，所述陽離子A與所述陽離子B各自為一種或多種陽離子，且所述陽離子A與所述陽離子B的種類不完全相同；分子篩漿液與離子交換樹脂接觸的條件使分子篩上陽離子位的陽離子B至少部分被陽離子A的另一種陽離子所取代。