□文/袁紅樓 劉 沖

（河北維爾康制藥有限公司 河北·石家莊）

一、簡介

離子交換系統(tǒng)是一種特殊的吸附過程，即溶液與離子交換樹脂間交換離子的過程。被吸附的離子從溶液中分出而被吸附在離子交換樹脂上，被交換的離子則從離子交換樹脂中分出而進(jìn)入溶液中。該系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于抗生素的提取、有機(jī)化合物與無機(jī)化合物的精制與分離。

我公司的主要產(chǎn)品是維生素C，離子交換系統(tǒng)在提取車間的主要作用是將古龍酸鈉溶液通過離子交換樹脂轉(zhuǎn)型為古龍酸溶液，然后通過鹽酸再將樹脂再生，再生的樹脂可以進(jìn)行重復(fù)使用，而鹽酸消耗的高低以及再生過程中水的消耗決定了VC生產(chǎn)成本的高低。在VC行業(yè)競爭日益激烈，利潤空間不斷壓縮的殘酷市場面前，企業(yè)要想存活發(fā)展，只有不斷通過在生產(chǎn)中進(jìn)行創(chuàng)新，將生產(chǎn)過程最優(yōu)化，降低成本。

通過4個(gè)月的時(shí)間，我們完成了從數(shù)據(jù)收集到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的全過程，新的交換再生工藝的實(shí)施，將我部鹽酸生產(chǎn)單耗從2.6降為2.07，鹽酸利用率提高到99%，系統(tǒng)水耗下降了33%，樹脂再生周期縮短了13%，樹脂再生效果得到了明顯改善，料液質(zhì)量出現(xiàn)了質(zhì)的變化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本次技改項(xiàng)目完成后，年創(chuàng)造效益500多萬元，生產(chǎn)成本得到了大幅度降低，大大增強(qiáng)了公司競爭力。

二、技術(shù)原理

樹脂交換以及再生原理：

該反應(yīng)式是樹脂吸附陽離子的可逆反應(yīng)式，當(dāng)樹脂在進(jìn)行交換時(shí)，反應(yīng)式平衡向左邊移動(dòng)，當(dāng)樹脂再生時(shí)反應(yīng)平衡向右邊移動(dòng)，而反應(yīng)式向那個(gè)方向移動(dòng)，取決于反應(yīng)式兩邊哪邊的推動(dòng)力大。

三、技術(shù)改進(jìn)措施

在上述理論的基礎(chǔ)上，歷時(shí)4個(gè)月的時(shí)間，我們進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)與實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行工藝不適合我部所使用的陽離子樹脂的特性，導(dǎo)致鹽酸的消耗與實(shí)際酸耗存在差距、系統(tǒng)水的消耗高于最優(yōu)狀態(tài)、生產(chǎn)周期長等不足。因此，對(duì)提取車間現(xiàn)行鹽酸再生工藝流程進(jìn)行改進(jìn)，如圖1所示。即將原來廢酸通過廢酸罐回收再利用的工藝改為交換柱串柱走酸，新工藝的實(shí)施保證主交換柱未利用完全的鹽酸可以馬上被副交換柱所吸附，同時(shí)副柱出口液的酸濃度小于0.15%，使鹽酸的利用率從75%提高到99%。（圖1）

圖1

為確保新工藝的最優(yōu)化，我們又針對(duì)適合新工藝的進(jìn)酸濃度、流速、進(jìn)酸體積進(jìn)行了最優(yōu)化的正交實(shí)驗(yàn)，保證進(jìn)酸量既可以完全再生主交換柱，同時(shí)副交換柱的排放酸濃度小于0.15%。通過實(shí)驗(yàn)最終確定進(jìn)酸工藝為30%的鹽酸使用量為5噸，濃度為7%，進(jìn)酸速率為樹脂體積的1.2倍速。

四、成效報(bào)告

（一）新舊工藝用酸量比較。在生產(chǎn)條件完全相同的前提下，對(duì)新舊工藝樹脂交換進(jìn)行了對(duì)比，具體數(shù)據(jù)如表1所示。（表1）可以看出，在樹脂交換量基本一致的前提下，新工藝再生同樣的樹脂時(shí)平均每個(gè)交換柱節(jié)省鹽酸2噸。

表1

在保證產(chǎn)量、質(zhì)量與原有工藝一致的前提條件下，鹽酸消耗每季度的對(duì)比圖如圖2所示?？梢钥闯?，我部所使用的鹽酸量出現(xiàn)了大幅度的下降趨勢。（圖2）

圖2 新舊工藝對(duì)比圖

（二）生產(chǎn)效益。在交換能力沒有變化的情況下，平均再生1m3的樹脂節(jié)省30%的鹽酸0.07m3。按我公司年產(chǎn)2萬噸VC，再生樹脂173，917m3，在新工藝實(shí)施的一年中，共節(jié)省31.5%的鹽酸12，174m3，鹽酸平均價(jià)格按450元/噸計(jì)算，共節(jié)省資金547萬元。

新工藝實(shí)施后，樹脂的清洗再生效果得到了大幅度的提高，料液質(zhì)量出現(xiàn)了明顯提升，交換系統(tǒng)的鹽酸單耗在國內(nèi)外Vc行業(yè)處于領(lǐng)先水準(zhǔn)，同時(shí)，交換系統(tǒng)的水系統(tǒng)消耗量也得到了有效控制?！?/p>