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合作经济与科技杂志社
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一、简介
离子交换系统是一种特殊的吸附过程，即溶液与离子交换树脂间交换离子的过程。被吸附的离子从溶液中分出而被吸附在离子交换树脂上，被交换的离子则从离子交换树脂中分出而进入溶液中。该系统被广泛地应用于抗生素的提取、有机化合物与无机化合物的精制与分离。
我公司的主要产品是维生素C，离子交换系统在提取车间的主要作用是将古龙酸钠溶液通过离子交换树脂转型为古龙酸溶液，然后通过盐酸再将树脂再生，再生的树脂可以进行重复使用，而盐酸消耗的高低以及再生过程中水的消耗决定了VC生产成本的高低。在VC行业竞争日益激烈，利润空间不断压缩的残酷市场面前，企业要想存活发展，只有不断通过在生产中进行创新，将生产过程最优化，降低成本。
通过4个月的时间，我们完成了从数据收集到实际生产应用的全过程，新的交换再生工艺的实施，将我部盐酸生产单耗从2.6降为2.07，盐酸利用率提高到99%，系统水耗下降了33%，树脂再生周期缩短了13%，树脂再生效果得到了明显改善，料液质量出现了质的变化。据统计，本次技改项目完成后，年创造效益500多万元，生产成本得到了大幅度降低，大大增强了公司竞争力。
二、技术原理
树脂交换以及再生原理：
该反应式是树脂吸附阳离子的可逆反应式，当树脂在进行交换时，反应式平衡向左边移动，当树脂再生时反应平衡向右边移动，而反应式向那个方向移动，取决于反应式两边哪边的推动力大。
三、技术改进措施
在上述理论的基础上，历时4个月的时间，我们进行了一系列的试验与实际生产验证，发现现行工艺不适合我部所使用的阳离子树脂的特性，导致盐酸的消耗与实际酸耗存在差距、系统水的消耗高于最优状态、生产周期长等不足。因此，对提取车间现行盐酸再生工艺流程进行改进，如图1所示。即将原来废酸通过废酸罐回收再利用的工艺改为交换柱串柱走酸，新工艺的实施保证主交换柱未利用完全的盐酸可以马上被副交换柱所吸附，同时副柱出口液的酸浓度小于0.15%，使盐酸的利用率从75%提高到99%。（图1）
为确保新工艺的最优化，我们又针对适合新工艺的进酸浓度、流速、进酸体积进行了最优化的正交实验，保证进酸量既可以完全再生主交换柱，同时副交换柱的排放酸浓度小于0.15%。通过实验最终确定进酸工艺为30%的盐酸使用量为5吨，浓度为7%，进酸速率为树脂体积的1.2倍速。
四、成效报告
（一）新旧工艺用酸量比较。在生产条件完全相同的前提下，对新旧工艺树脂交换进行了对比，具体数据如表1所示。（表1）可以看出，在树脂交换量基本一致的前提下，新工艺再生同样的树脂时平均每个交换柱节省盐酸2吨。
在保证产量、质量与原有工艺一致的前提条件下，盐酸消耗每季度的对比图如图2所示。可以看出，我部所使用的盐酸量出现了大幅度的下降趋势。（图2）
（二）生产效益。在交换能力没有变化的情况下，平均再生1m3的树脂节省30%的盐酸0.07m3。按我公司年产2万吨VC，再生树脂173，917m3，在新工艺实施的一年中，共节省31.5%的盐酸12，174m3，盐酸平均价格按450元/吨计算，共节省资金547万元。
新工艺实施后，树脂的清洗再生效果得到了大幅度的提高，料液质量出现了明显提升，交换系统的盐酸单耗在国内外Vc行业处于领先水准，同时，交换系统的水系统消耗量也得到了有效控制。
（作者单位：河北维尔康制药有限公司） |
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