氢氧化钠(烧碱)是最基本的化工原料,传统的电解食盐水制备烧碱工艺,有隔膜法及水银法。这两个方法的缺点是耗电量大、产品质量差、生产过程不安全、有石棉纤维和汞污染等问题。20世纪80年代国外开始使用离子膜法制烧碱,离子膜是全氟磺酸和全氟羧酸复合膜。离子膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过。因此在电解过程阴极产生的H2和阳极产生的Cl2不会因为相混合而引起爆炸,同时又能减少C12和NaOH溶液发生副反应而影响烧碱的质量。防止了石棉纤维和汞污染问题,还可以节省电能。当时我国从国外引进了离子膜法电解食盐水制烧碱新工艺的成套设备,该技术的核心是离子膜。由于离子膜非常昂贵,为保护膜,延长其使用寿命,要求二次盐水(所谓二次盐水是相对于一次盐水而言。含NaCL 300g/L精盐水,经在线加入NaOH和Na2CO3预处理后得到一次盐水,其中Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质可降至10 ppm,再经螯合树脂净化得二次盐水)中Ca2+、Mg2+浓度要低于50 ppb,为达此指标,国外进口的成套设备中配有胺基磷酸型螯合树脂(Duolite ES 467法国、太阳珠SC-401日本)。但那时该树脂为国内空白,而且树脂是消耗品,从外国公司单独采购价格很高。为此,化工部组织了《年2万吨离子膜法制烧碱国产化》“八五”攻关项目,其中该项目的子课题“胺基磷酸型螯合树脂国产化”,由南开大学承担。
张政朴教授(1947—),1969年毕业于南开大学化学系(本科);1981年研究生毕业于南开大学化学系高分子专业并获硕士学位;1982—1986年工作于南开大学元素有机化学研究所;1987—2013年工作于南开大学高分子化学研究所;1988年9月—1990年1月在英国兰卡斯特大学化学系做访问学者;1992年7月—1993年7月在英国曼彻斯特大学化学系做高级访问学者;2013年退休。
资料报道有关胺基磷酸型螯合树脂的化学结构式:
●-CH2NHCH2P(O)(OH)2(www.xing528.com)
80年代初,钱庭宝先生就开始了制备胺基磷酸型螯合树脂的研究,但是由于试剂污染等问题,该树脂一直没有能够实现工业化生产。张政朴运用在元素所做有机磷研究积累的知识和经验,改变了钱庭宝先生所使用的试剂,克服了污染问题,顺利地制备了该树脂样品,并实现了工业化生产。其团队把该树脂用于一次盐水的精制实验,也取得了很好的结果。该树脂在南开大学化工厂实现工业化生产后经天津大沽化工厂、上海石化总厂、广东江门电化厂及齐齐哈尔化工总厂进行生产性试验,结果完全符合要求,并通过了化工部组织的专家鉴定。在实际生产中二次盐水的pH值会大于11,李贺先等改变了白球致孔剂,使该树脂更适合于实际应用。该项目获天津市科技进步二等奖;杜邦科技创新奖;国家计委、科技部、财政部联合颁发的国家“八五”科技攻关重大科技成果奖。
成果完成人:张政朴、李贺先、张华、王瑛、陈洪彬
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