Resina de troca iônica DOWEX

Resina de troca iônica DOWEX

Nantong Haiyue Química Co., Ltd.

As resinas finas DOWEX são produzidas através do controle seletivo da técnica de polimerização em suspensão para a produção de resinas industriais padrão 16-50 meshes. A resina resultante é composta de grânulos esféricos completos, com excelentes propriedades dinâmicas e de preenchimento na separação cromatográfica, evitando problemas causados ​​pela moagem ou quebra da resina.

A Dow oferece uma ampla gama de resinas de granulados finos para separação por estratificação nas indústrias química fina e farmacêutica. As resinas aniônicas e catiônicas estão disponíveis em tamanhos de partículas de 50-100, 100-200 e 200-400 mesos. As taxas de interconexão (em porcentagem de conteúdo de dietileno) incluem 2%, 4% e 8%. Esta ampla gama de produtos permite que você escolha resinas com boa permeabilidade, retenção à água e capacidade total para aplicações específicas.

A ampla seleção de resinas da Dow não só aumenta sua capacidade de otimizar a separação de laboratório, mas também simplifica os ajustes geralmente necessários durante a ampliação do processo. Isso ajuda a garantir que seu sucesso no laboratório se traduza em testes intermediários e sucesso em instalações de produção em massa.

A resina de partículas finas DOWEX é um meio de separação durável, resistente ao pH, limpo e de desempenho previsível que mantém um desempenho consistente e confiável na separação por estratificação nas indústrias química fina e farmacêutica.

Estrutura sólida e insolúvel - A resina de granulado fino DOWEX é um copolímero microporoso à base de estireno e diitilenbenzeno (DVB) com fortes capacidades antioxidantes, redutivas, de desgaste mecânico e de quebra. Além disso, essa estrutura também não se dissolve em solventes comuns.

A resina DOWEX é produzida através de um processo de fabricação sintético direto. Isso garante que as grânulas de resina sejam completas e esféricas, mais limpas, mais confiáveis e mais estáveis do que a resina de moagem. A resina de moagem é composta por partículas de forma irregular e contém "pó fino" ou partículas extremamente pequenas. O pó fino é uma causa comum de dificuldades de processamento: a poeira é gerada ao lidar com a resina seca; Bloque a placa de sinterização ou o elemento de filtro quando usado como meio cromatográfico ou auxiliar de filtração; Tempo de sedimentação prolongado em aplicações de processamento em lote; Isso aumenta a perda de resina devido à perda física.

Controle rigoroso do tamanho das partículas e da permeabilidade – o tamanho das partículas das resinas finas DOWEX é rigorosamente controlado ao controlar o processo de polimerização em suspensão. Ao mesmo tempo, a porcentagem de dietilenbenzeno (DVB) usado no processo também é controlada para determinar a interligação (ou permeabilidade) da resina. Estes fatores garantem que temos uma gama de produtos para escolher com características específicas e confiáveis de desempenho.

Regra do Nome da Resina Dow

Para identificação DOWEX ™ As regras de nomenclatura para resinas de granulado fino são projetadas para transmitir informações específicas sobre o tipo de resina e a interligação. A resina é dividida em três tipos: resina de troca de íons ácidos fortes com o nome de código "50W"; resina de troca de íons alcalinos fortes tipo I com o nome de código "1"; Resina de troca aniônica alcalina forte tipo II com o nome de código "2". De acordo com a regra de nomenclatura Dow, um desses três nomes de código é usado em combinação com um número "X" que descreve a interligação da resina (o número X representa a porcentagem de diitileno benzeno [DVB] no copolímero da resina). Por conseguinte:

DOWEX 50WX8 é uma resina catiônica ácida forte com 8% DVB.

DOWEX 1X4 é uma resina aniônica alcalina forte tipo I com 4% DVB.

Como avaliar e escolher a resina fina DOWEX

A Tabela 1 contém informações básicas sobre toda a gama de resinas finas DOWEX. Use este formulário para escolher o candidato de resina mais adequado para sua aplicação.

Tabela 1. DOWEX ™ Gama completa de opções de resinas finas¹,²

Modelo de resinaNúmero de olhos (mesh)Forma iônicaCapacidade de retenção de água (%)Capacidade de troca total (meq/mL)DensidadeCapacidade por barril (lbs/5 ft³ barril)

resina catiônica

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 aniônica

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

Embora as propriedades químicas e físicas das resinas de troca iônica sejam definidas por medições específicas, as propriedades reais da resina também dependem da interação entre as propriedades da resina e as condições de aplicação durante sua execução.

Aqui está uma breve discussão de três fatores fundamentais que você pode considerar ao selecionar a resina:

Efeito das condições de aplicação na capacidade de trabalho da resina

As resinas com maior capacidade de troca iónica não fornecem necessariamente grandes capacidades de trabalho em aplicações específicas. De fato, para uma solução específica, a reticulação da resina pode desempenhar um papel mais importante na determinação da absorção do solúvel do que a capacidade de troca iónica.

A porosidade eficaz da resina é afetada pelas condições do solvente, incluindo a força iónica, o pH e os modificadores orgânicos. A disponibilidade de uma gama de resinas DOWEX com diferentes graus de entrelaçamento ajuda a avaliar o tamanho molecular na solução para identificar uma boa resina para uma aplicação específica.

Equilibrar os requisitos de absorção de solíduos e a queda de pressão

A absorção de solíduos é afetada pelo tamanho das partículas e geralmente aumenta à medida que o tamanho das partículas diminui. No teste de adsorção em lote, a resina DOWEX 1X4 de diferentes tamanhos de partículas absorveu o ácido AN de cor L. As resinas padrão de 20-50 meshes mostram uma linha isotérmica de absorção mais lenta do que as resinas de tamanho de partícula mais fino.

No entanto, em algumas aplicações, a escolha da resina com base apenas em pequenos tamanhos de partículas pode levar a dificuldades operacionais. A Figura 3 mostra que, à medida que o tamanho da resina dentro do tubo diminui, a perda de atrito (ou seja, a queda de pressão) do líquido que flui através do tubo aumenta. Embora o uso de resinas com tamanhos de partículas menores possa melhorar as propriedades dinâmicas de um processo específico, o aumento da queda de pressão deve ser levado em consideração ao escolher o equipamento, determinar os parâmetros operacionais e avaliar o potencial de produção de amplificação.

Algumas etapas experimentais podem ser úteis para avaliar a capacidade de absorção de solíduos e a queda de pressão da resina em um sistema específico. Para medir a absorção de solíduos, é possível usar um experimento em lote: ao longo do tempo, um volume específico de resina mede a absorção de solíduos em uma solução de concentração conhecida. Essas experiências em lotes são úteis para determinar os efeitos do tamanho das partículas e identificar os efeitos de vários fatores, incluindo pH, temperatura, intensidade iónica e solúveis competitivos, que afetam as interações químicas dos locais ativos de troca iónica, a dinâmica geral do processo e a velocidade com que a troca iónica ocorre.

Na comparação da queda de pressão, o fluxo de saída com a mesma viscosidade do fluido de processo deve ser estudado. Sempre que possível, experimente com fluidos de processo reais para garantir que a queda de pressão observada durante a comparação refleta o que pode ser encontrado na operação real.

Fatores que afetam a estabilidade da resina

A estabilidade operacional da resina de troca iónica depende em grande parte do processo específico. Portanto, o teste de estabilidade em condições reais de processo é uma parte importante do processo de avaliação e seleção de resinas.

As resinas de troca iónica suportam uma ampla gama de condições químicas e podem ser lavadas em toda a faixa de pH sem efeitos adversos. Além disso, além dos oxidantes fortes, a resina de troca iónica tolera a maioria das soluções inorgânicas e orgânicas.

O uso de soluções de ácido nítrico ou cromático, branqueadores ou soluções cloradas e peróxidos deve ser evitado. O contato com oxidantes fortes, como o ácido nítrico, pode levar à oxidação rápida da resina. Em determinadas condições, isso pode desencadear uma reação potencialmente explosiva.

A degradação lenta provocada pelo oxigênio pode ser afetada pela catálise. Portanto, em ambientes oxidantes, o contacto da resina com íons metálicos, incluindo ferro, manganês e cobre, deve ser minimizado.

A estabilidade física da resina também é afetada pela forma como o produto é tratado. Camas de resina profundas, camas de pequeno diâmetro, altas velocidades de fluxo e bombagem ou agitação frequentes podem levar à perda de quebra da resina.

Compreendendo as condições físicas impostas pelo sistema e pelo processo, as perdas de ruptura causadas por fatores mecânicos podem ser minimizadas. Por exemplo, se o ambiente químico for alterado para ajustar a capacidade de retenção do solvente, a resina pode experimentar uma rápida contração-expansão. Se o impacto de penetração resultante enfraquecer a morfologia química das grânulas de resina, pode levar a perdas de quebra. Na maioria dos casos, a ruptura causada pela contração-expansão é causada conjuntamente por choques de penetração e efeitos mecânicos da coluna cromatográfica, como descrito nas seções "Dicas de montagem de coluna de laboratório" nas páginas 7 e 8 deste boletim.

Para avaliar a estabilidade da resina em um processo específico, crie um modelo do sistema usando uma amostra de processo real. Permite que as pequenas colunas de cada resina candidata passem por ciclos de carga, recuperação e regeneração com o uso de fluidos reais do produto e condições químicas subsequentes. Usando o microscópio para medir o desempenho de estabilidade da resina em condições analógicas.

Dicas de montagem

As colunas de estratificação em escala de laboratório podem ser usadas para obter informações valiosas sobre o desenvolvimento de processos e a viabilidade da resina.

Embora os experimentos de coluna de estratificação de laboratório possam fornecer valiosos dados comparativos para a seleção da resina e a determinação dos parâmetros operacionais do processo, os resultados não podem ser amplificados diretamente sem considerar os fatores de design do sistema. Além disso, estudos de coluna de laboratório não devem substituir o desenvolvimento e a operação de sistemas pré-ensaio amplificadores. Aqui estão as orientações básicas para preencher as colunas de estratificação de laboratório:

As resinas finas podem ser usadas em colunas de vidro comuns, mas é bom usar colunas capazes de suportar pressões de cerca de 3 kg/cm² ou mais.

ATENÇÃO: Em algumas condições, uma parte da resina se expande e produz força suficiente para que a coluna de vidro quebre. Recomenda-se a utilização de uma coluna de análise com tubos de proteção contra sobrecarga ou uma coluna de vidro com proteção de plástico para avaliações de laboratório. O diâmetro interno da coluna não deve ser inferior a 1,5 cm. As colunas menores podem produzir efeitos de parede, interferindo com a separação cromatográfica e afetando o ponto de penetração da resina.

Antes da instalação da coluna, é necessário usar um fluxo que pode causar um grande inchaço da resina para a limpeza relativa, para que a resina seja hidratada e ativada. Em seguida, a utilização de colunas de pasta, atenção à exclusão de bolhas. Não deixe a coluna secar. A coluna é depositada através da fase de fluxo a uma velocidade ligeiramente superior à velocidade de fluxo operacional normal (por exemplo, se a velocidade de fluxo operacional for de 2,0 mL/min, a coluna é depositada a uma velocidade de fluxo de 2,5 mL/min).

Após o enchimento da coluna, o sistema deve circular entre a fase de lavagem e regeneração para determinar se ocorre um fenômeno de contração-expansão significativo. Antes da avaliação da amostra real, a resina deve ser suplementada ou o volume do leito de coluna deve ser ajustado. As colunas de análise de laboratório equipadas com colunas ajustáveis simplificam este processo de ajuste fino.

Para determinar uma boa taxa de sobreamostragem e de lavagem, deve-se primeiro sobreamostrar uma amostra de cerca de 10% do volume da coluna (para amostras concentradas) ou um volume de sobreamostragem equivalente a cerca de 75% do volume da amostra com capacidade de troca teórica de líquido diluído. A velocidade de fluxo acima é de 0,5 vezes o volume da camada/hora como ponto de partida mais adequado. Os requisitos de ajuste específicos dependerão da concentração dos componentes na alimentação, da pureza do produto necessária e da dificuldade de separação.

Aplicação:

Separação de prata de outros elementos por troca catiônica com solventes misturados em Dowex 50w-X8

A resina Dowex 50W-X adsorbe estrôncio em solução de ácido sulfúrico

Investigação preliminar das condições da separação de titânio com resina de troca catiônica Dowex 50W×8

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