Resina de intercambio de iones dowex

Resina de intercambio de iones dowex

Nantong hairuo Chemical co., Ltd.

La resina de grano fino dowex se produce mediante un control selectivo de la tecnología de polimerización en suspensión para la producción de resina industrial estándar de 16 - 50 mallas. La resina resultante está compuesta por cuentas esféricas completas, con excelentes propiedades cinéticas y de relleno en la separación cromatográfica, y evita los problemas causados por la molienda o rotura de la resina.

Dow ofrece una gran variedad de resina de grano fino, adecuada para la separación por cromatografía en las industrias química fina y farmacéutica. Se pueden proporcionar resina aniónica y catiónica que incluye tamaños de partícula de malla 50 - 100, 100 - 200 y 200 - 400. El grado de enlace cruzado (en porcentaje del contenido de divinilbenceno) incluye el 2%, 4% y 8%. Una gama de productos tan amplia le permite elegir resina con buena permeabilidad, capacidad de retención de agua y capacidad total para aplicaciones específicas.

La rica selección de resina de Dow no solo mejora su capacidad para optimizar la separación de laboratorio, sino que también simplifica los ajustes que suelen ser necesarios durante el proceso de amplificación. Esto ayuda a garantizar que su éxito en el laboratorio se convierta en una prueba piloto y el éxito de una planta de producción a gran escala.

La resina de grano fino dowex es un medio de separación duradero, resistente al ph, limpio y predecible, que puede mantener un rendimiento consistente y confiable en la separación por cromatografía en las industrias química fina y farmacéutica.

Estructura robusta e indisoluble: la resina de grano fino dowex se basa en polímeros microporosos de estireno y divinilbenceno (dvb) y tiene una fuerte capacidad de resistencia a la oxidación, reducción, desgaste mecánico y rotura. Además, esta estructura no se disuelve en disolventes comunes.

La resina de grano fino dowex se produce a través del proceso de fabricación de síntesis directa. Esto garantiza que las cuentas de resina estén completas y esféricas, más limpias, más confiables y estables que las resina molida. La resina molida está compuesta por partículas de forma irregular y contiene 'polvo fino' o partículas muy finas. El polvo fino es una causa común de dificultades de procesamiento: el polvo se produce al tratar la resina seca; Cuando se utiliza como medio cromatográfico o aditivo filtrante, se bloquea la placa sinterizada o el filtro; El tiempo de asentamiento se alargará en la aplicación de procesamiento por lotes; Y aumentará la pérdida de resina debido a la pérdida física.

Estricto control del tamaño de las partículas y la permeabilidad: al controlar el proceso de polimerización en suspensión, el tamaño de las partículas de la resina de grano fino dowex se controla estrictamente. Al mismo tiempo, el porcentaje de divinilbenceno (dvb) utilizado en el proceso también se controla para determinar el grado de entrecruzamiento (o permeabilidad) de la resina. Estos factores garantizan que tenemos una serie de productos con características de rendimiento específicas y confiables para elegir.

Reglas de nomenclatura de la resina Dow

Para identificar dowex ™ Las reglas de nomenclatura de las resina de grano fino están diseñadas para transmitir información específica sobre el tipo de resina y el grado de enlace cruzado. La resina se divide en tres tipos: resina de intercambio de iones positivos ácidos fuertes, con el nombre en clave '50w'; resina de intercambio de iones negativos alcalinos fuertes tipo i, con el nombre en clave '1'; Resina de intercambio aniónico de base fuerte tipo ii, nombre en clave '2'. De acuerdo con las reglas de nomenclatura dow, uno de estos tres códigos se utiliza en combinación con un número 'x' que describe el grado de enlace cruzado de la resina (el número x representa el porcentaje de divinilbenceno [dvb] en el polímero de resina). Por lo tanto:

Dowex 50wx8 es una resina catiónica de ácido fuerte que contiene un 8% de dvb.

Dowex 1X4 es una resina aniónica alcalina fuerte de tipo I que contiene un 4% de dvb.

Cómo evaluar y seleccionar la resina de grano fino dowex

La Tabla 1 contiene información básica sobre toda la gama de resina de grano fino dowex. Utilice esta tabla para elegir el candidato de resina más adecuado para su aplicación.

Cuadro 1. DOWEX ™ Gama completa de opciones de resina de grano fino, m2

Modelo de resinaNúmero de entradas (mesh)Morfología iónicaCapacidad de retención de agua (%)Capacidad total de conmutación (meq / ml)Densidad de apilamientoVolumen por barril (lbs / 5 pies cúbicos)

Resina catiónica

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

Resina aniónica

DOWEX 1X250 - 100Cl⁻65 - 750.744220

DOWEX 1X2100 - 200Cl⁻70 - 800.644220

DOWEX 1X2200 - 400Cl⁻70 - 800.644220

DOWEX 1X450 - 100Cl⁻50 minutos.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

Aunque las propiedades químicas y físicas de la resina de intercambio de iones se definen a través de mediciones específicas, las propiedades reales de la resina también dependen de la relación entre las características de la resina y sus condiciones de aplicación en funcionamiento.

La siguiente es una breve discusión de tres factores básicos que puede considerar a la hora de elegir la resina:

Influencia de las condiciones de aplicación en la capacidad de trabajo de la resina

Las resina con una mayor capacidad de intercambio de iones pueden no proporcionar una mayor capacidad de trabajo en aplicaciones específicas. De hecho, para soluciones específicas, el grado de enlace cruzado de la resina puede desempeñar un papel más importante en la determinación de la absorción de solutos que la capacidad de intercambio de iones.

La permeabilidad efectiva de la resina se ve afectada por las condiciones del disolvente, incluida la resistencia iónica, el pH y los modificadores orgánicos. Proporcionar una serie de resina dowex con diferentes grados de entrecruzamiento ayuda a evaluar el tamaño molecular en la solución, determinando así una buena resina para una aplicación específica.

Requisitos de absorción de solutos equilibrados y caída de presión

La absorción de solutos se ve afectada por el tamaño de las partículas y generalmente aumenta a medida que el tamaño de las partículas disminuye. En la prueba de adsorción por lotes, la absorción de ácido L - cromático por resina dowex 1X4 con diferentes tamaños de partícula. La resina estándar de malla 20 - 50 muestra una Isoterma de absorción más lenta que una resina de tamaño de partícula más fino.

Sin embargo, en algunas aplicaciones, la selección de resina solo en función del tamaño de las partículas pequeñas puede causar dificultades operativas. La figura 3 muestra que a medida que el tamaño de las partículas de resina en la columna disminuye, la pérdida de fricción (es decir, la caída de presión) del líquido que fluye a través de la columna aumenta. Aunque el uso de resina de menor tamaño de partícula puede mejorar las características dinámicas de un proceso específico, el aumento de la caída de presión debe tenerse en cuenta al seleccionar el equipo, determinar los parámetros de operación y evaluar el potencial de producción amplificado.

Algunos pasos experimentales pueden ser útiles al evaluar la capacidad de absorción de solutos y la caída de presión de la resina en un sistema específico. Para medir la absorción de solutos, se puede utilizar un experimento por lotes: con el tiempo, se mide la absorción de solutos en soluciones de concentración conocidas por un volumen específico de resina. Este tipo de experimentos por lotes son muy útiles para determinar los efectos del tamaño de las partículas y para identificar los efectos de diversos factores, incluidos el ph, la temperatura, la intensidad de los iones y los solutos competitivos, que influyen en la interacción química de los sitios activos de intercambio de iones, la dinámica general del proceso y la velocidad a la que se produce el intercambio de iones.

Al hacer la comparación de caída de presión, se debe estudiar la salida con la misma viscosidad que el fluido de proceso. Siempre que sea posible, trate de realizar experimentos con fluidos de proceso reales para asegurarse de que la caída de presión observada durante la comparación pueda reflejar posibles situaciones encontradas en la operación real.

Factores que afectan la estabilidad de la resina

La estabilidad operativa de la resina de intercambio de iones depende en gran medida del proceso específico. Por lo tanto, la prueba de estabilidad en condiciones reales del proceso es una parte importante del proceso de evaluación y selección de resina.

La resina de intercambio de iones es resistente a una amplia gama de condiciones químicas y se puede lavar en todo el rango de pH sin efectos adversos. Además, la resina de intercambio de iones es tolerante a la mayoría de las soluciones inorgánicas y orgánicas, excepto los oxidantes fuertes.

Se debe evitar el uso de soluciones de ácido nítrico o ácido crómico, lejía o soluciones que contengan cloro y peróxido. El contacto con oxidantes fuertes como el ácido nítrico puede causar una rápida oxidación de la resina. En condiciones específicas, esto puede desencadenar una posible respuesta explosiva.

La lenta degradación causada por el oxígeno puede verse afectada por la catálisis. Por lo tanto, en ambientes de oxidación, se debe minimizar el contacto de la resina con iones metálicos, incluidos hierro, manganeso y cobre.

La estabilidad física de la resina también se ve afectada por el método de tratamiento del producto. Las camas de resina profundas, las camas de pequeño diámetro, las altas velocidades de flujo y el bombeo o agitación frecuentes pueden causar la rotura y pérdida de resina.

Al comprender las condiciones físicas aplicadas por el sistema y el proceso, se puede reducir al mínimo la pérdida de rotura causada por factores mecánicos. Por ejemplo, si se cambia el entorno químico para ajustar la capacidad de retención del disolvente, la resina puede experimentar una rápida contracción - expansión. Si el impacto de penetración resultante debilita la estructura morfológica química de las cuentas de resina, puede conducir a la pérdida de rotura. En la mayoría de los casos, la rotura por contracción - expansión se debe a una combinación de impactos de penetración y efectos mecánicos de la columna, como se describe en la sección "consejos de instalación de laboratorio" de las páginas 7 y 8 de este boletín.

Para evaluar la estabilidad de la resina en un proceso específico, cree un modelo de sistema utilizando muestras de proceso reales. Las columnas pequeñas de cada resina candidata experimentan múltiples ciclos de carga, reciclaje y regeneración utilizando líquidos de producto reales y condiciones químicas posteriores. Se utilizó un microscopio para medir el rendimiento de estabilidad de la resina en condiciones simuladas.

Consejos de instalación de columnas

Las columnas de cromatografía a escala de laboratorio se pueden utilizar para obtener información valiosa sobre el desarrollo de procesos y la viabilidad de la resina.

Aunque los experimentos de columna de cromatografía de laboratorio pueden proporcionar datos comparativos valiosos para la selección de resina y la determinación de los parámetros de operación del proceso, sus resultados no se pueden ampliar directamente sin tener en cuenta los factores de diseño del sistema. Además, la investigación de columnas de laboratorio no debe reemplazar el desarrollo y funcionamiento del sistema piloto previo a la amplificación. Las siguientes son las pautas básicas para rellenar columnas de cromatografía de laboratorio:

La resina de grano fino se puede utilizar en columnas de vidrio ordinarias, pero es fácil de usar en columnas capaces de soportar aproximadamente 3 kg / CM 2 o más presión.

Advertencia: en algunas condiciones, la expansión de parte de la resina produce una fuerza suficiente para causar la ruptura de la columna de vidrio. Se recomienda utilizar columnas tomográficas equipadas con tubos de Seguridad de protección contra sobrecarga o columnas de vidrio con escudos de plástico para la evaluación de laboratorio. El diámetro interior de la columna tomográfica no debe ser inferior a 1,5 centímetros. Las columnas más pequeñas pueden producir efectos de pared que interfieren con la separación cromatográfica y afectan el punto de penetración de la resina.

Antes de instalar la columna, es necesario limpiar la resina con un flujo que pueda causar una gran hinchazón de la resina para hidratarla y activarla. Posteriormente, se utiliza el método de lechada para instalar la columna, prestando atención a la eliminación de burbujas. No dejes que los pilares se sequen. El lecho de la columna se asienta a una velocidad ligeramente superior a la velocidad normal de funcionamiento a través de la fase móvil (por ejemplo, si la velocidad de funcionamiento es de 2,0 ml / min, el lecho de la columna se asienta a una velocidad de 2,5 ml / min).

Después de rellenar la columna, es necesario circular el sistema entre la fase de elución y la fase de regeneración para determinar si se ha producido un fenómeno significativo de contracción e expansión. Antes de realizar la evaluación real de la muestra, se debe reponer la resina o ajustar el volumen de la cama de la columna en este momento. La columna de cromatografía de laboratorio equipada con un émbolo ajustable puede simplificar este proceso de ajuste fino.

Para determinar la tasa de alimentación y elución, primero se debe aplicar una muestra de aproximadamente el 10% del volumen de la columna (para la muestra concentrada) o una cantidad de muestra equivalente al 75% del volumen de la muestra de la capacidad teórica de intercambio del diluyente. La velocidad de flujo de la muestra anterior es de 0,5 veces el volumen de la cama / hora como punto de partida es más adecuado. Los requisitos específicos de ajuste fino dependerán de la concentración de los componentes en la alimentación, la pureza del producto requerida y la dificultad de separación.

Aplicaciones:

Separación de intercambio catiónico de plata de otros elementos mediante mezcla de disolventes en dowex 50w - x8

La resina dowex 50w - X absorbe estroncio en solución de ácido sulfúrico

Investigación sobre las condiciones preliminares para la separación de iterbio y lutecio con resina de intercambio catiónico dowex 50w × 8

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