专利摘要

本发明提供了一种离子交换方法，包括将含具有可交换基团的固体物质的浆液送入具有离子交换树脂床层的离子交换柱中，与离子交换柱中的离子交换树脂上的离子交换基团进行离子交换；收集从离子交换柱中流出的含固体物质的浆液；其中，在进行离子交换前，用至少一种非活性颗粒在离子交换树脂床层的上表面上形成非活性介质层，使含具有可交换基团的固体物质的浆液先后流过非活性介质层和离子交换树脂床层，非活性颗粒的平均粒径与离子交换树脂床层中的离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2-5：1。本发明的方法能够有效地避免或基本避免浆液中的固体物质沉积在离子交换树脂床层的上表面上，适用于进行连续化离子交换的场合。

权利要求

1.一种离子交换方法，该方法包括以下步骤：

（1）提供具有离子交换树脂床层的离子交换柱；

（2）将含具有可交换基团的固体物质的浆液送入所述离子交换柱中；

（3）使所述含具有可交换基团的固体物质的浆液流过所述离子交换树脂床层，与离子交换树脂上的离子交换基团进行离子交换；以及

（4）收集从所述离子交换柱中流出的含固体物质的浆液；

其特征在于，该方法还包括在进行步骤（2）前，用至少一种非活性颗粒在所述离子交换树脂床层的上表面上形成非活性介质层，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂床层中的离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2-5：1。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含具有可交换基团的固体物质的浆液在所述非活性介质层的上表面上形成浆液层，该方法还包括对所述浆液层进行扰动，以使所述浆液层中的浆液还具有非重力方向的运动。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，对所述浆液层进行扰动的方式包括：在所述浆液层中设置浸没于所述浆液中的管道，并向所述管道中通入非活性气体，所述管道的外壁与所述离子交换柱的内壁之间存在空间，且所述管道的下端面与所述非活性介质层的上表面之间存在空间。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述管道的下端面至所述非活性介质层的上表面的垂直距离与所述浆液层的高度的比值为1：3-10。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述管道的上端面至所述浆液层的表面的垂直距离与所述浆液层的高度的比值为1：3-5。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其中，所述管道的外径与所述离子交换柱的内径的比值为0.4-0.6：1。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述非活性气体的以体积/小时计的通入速度与所述浆液层中的浆液的体积的比值为40-100：1。

8.根据权利要求3或7所述的方法，其中，所述非活性气体选自空气、氮气和第零族元素气体。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂床层中的离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.3-3：1。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述非活性颗粒选自玻璃颗粒、石英颗粒和非活性树脂颗粒。

11.根据权利要求1-5和7中任意一项所述的方法，其中，所述含具有可交换基团的固体物质的浆液还含有至少一种离子交换引发剂，所述离子交换引发剂的量为所述浆液中固体物质的量的0.001-2重量%。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述离子交换引发剂为盐酸及其水溶性盐、硝酸及其水溶性盐、磷酸及其水溶性盐、以及硫酸及其水溶性盐。

13.根据权利要求1-5和7中任意一项所述的方法，其中，所述具有可交换基团的固体物质为分子筛。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述分子筛为Na型分子筛。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述离子交换树脂上的离子交换基团为氢离子、铵离子和稀土金属离子中的一种或多种。

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子交换方法，具体地，本发明涉及一种采用离子交换柱对固体物质中的可交换基团进行离子交换的方法。

背景技术

分子筛在石油化工领域应用极为广泛，目前工业合成分子筛的方法均是在碱性溶液中合成，因此合成出来的分子筛均为钠型。炼油工业中最大宗的催化剂是催化裂化催化剂，它大多采用Y型分子筛作为活性组元，Y型分子筛人工合成时呈稳定的NaY形态，钠离子在沸石分子筛中完全中和了负电荷中心，导致钠型分子筛没有酸性中心。因此，钠型分子筛在正碳离子型反应中几乎没有活性，若用作催化裂化催化剂，必须对其进行改性处理，即脱除NaY分子筛中的钠离子。此外，应用较多的还有MFI结构的分子筛，如ZSM-5和Beta分子筛，这些分子筛也需要在使用前将钠离子交换成氢离子才能作为催化剂使用。

现有的分子筛脱钠方法通常是先用铵盐溶液将分子筛中的钠离子交换为NH₄⁺，再经过高温焙烧，将NH₄⁺转换为H⁺，当然这个过程不能一次完成，为了得到Na⁺含量低的分子筛，铵交换过程需要重复进行多次。现有的这种交换方法会产生大量的工业废水，并且在催化剂厂所有酸性含铵废水中，氨氮浓度最高的是分子筛铵交换过程产生的交换液和初次洗涤水，其氨氮含量为其它含铵废水（如二次洗涤水、三次洗涤水）的几倍以上。这些废水需要经过处理后才能排放，否则会对环境造成污染。因此，寻求新的分子筛钠离子交换方法，以减少分子筛生产过程中产生的废水量，对于催化剂厂节能减排具有重要意义。

JP63159218A公开了一种使用离子交换树脂降低NaY分子筛中钠离子含量的方法，其处理过程为将离子交换树脂与分子筛充分接触，在40-80℃温度下，交换一定时间，经两次交换过程后得到碱金属含量小于1wt%的氢型分子筛。但是，该方法中分子筛与离子交换树脂进行接触的方式为将分子筛与离子交换树脂混合，导致失效的树脂不能再与分子筛中的钠离子进行离子交换，因此脱钠效果和离子交换树脂的使用寿命还有待于进行一步提高。

CN101570334A公开了一种离子交换树脂改性NaY分子筛的方法，该方法将分子筛浆液及树脂分别置于用筛网隔开的两个反应室中，使NaY分子筛与离子交换树脂不产生直接接触，而H⁺和Na⁺可以通过筛网，在浓度差的推动下实现交换。该方法中，由于分子筛与离子交换树脂不直接接触，离子交换是由浓度差来驱动的，因此脱钠效果还有待于进一步提高。

CN101823727A公开的方法是首先对分子筛进行一次交换，出料，于500-650℃焙烧1-2h，然后自然冷却，焙烧产品进行二次交换后，继续于500-650℃焙烧1-2h，得到产品，其中一次交换和二次交换都采用阳离子树脂进行交换，其中，阳离子树脂交换步骤为：（1）首先将NaY分子筛在打浆容器中打浆，使得部分Na⁺游离于水中，经过陶瓷膜分离后，分成两部分：含有Na⁺的清水及浓稠的NaY浆液，其中含有Na⁺的清水进入树脂柱，实现Na⁺→H⁺交换，此时的树脂出水含有大量H⁺，进入打浆容器；（2）浓稠的NaY浆液重新进入打浆容器，与树脂出水在打浆容器中进行H⁺→Na⁺交换，如此往复，Na⁺被吸附在树脂上，而H⁺代替Na⁺在NaY上的位置，实现降钠改性的目的，直至NaY分子筛中Na₂O含量不大于1%，结晶度不小于80%时出料；（3）当树脂柱失效时，与另外一个备用树脂柱进行切换，树脂柱再生后备用，当产出的分子筛中Na₂O含量满足（2）中要求出料时，同时由进料口进料，继续改性的过程；（4）交换过程中，树脂的加入量为NaY等交换树脂量的2-4倍，树脂柱出水pH值控制在3-6之间，交换温度为20-70℃，交换时间为10-60分钟。该方法虽然能将分子筛中碱金属含量降到小于1wt%，但是该方法的操作较为繁琐。

CN102020288A公开了一种分子筛的离子交换方法，该方法包括将分子筛浆液与阳离子交换树脂接触，回收与阳离子交换树脂接触后的分子筛浆液，所述分子筛浆液为含有分子筛和水的混合物，阳离子交换树脂的阳离子位包括阳离子A，分子筛的阳离子位包括阳离子B，所述阳离子A与所述阳离子B各自为一种或多种阳离子，且所述阳离子A与所述阳离子B的种类不完全相同，分子筛浆液与离子交换树脂接触的条件使分子筛上阳离子位的阳离子B至少部分被阳离子A的另一种阳离子所取代。实际应用中发现，采用该方法将离子交换树脂装填在离子交换柱中与含分子筛的浆液进行离子交换时，易于出现含分子筛的浆液中的分子筛沉积在离子交换柱内的离子交换树脂床层表面，进而堵塞离子交换柱的现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的通过离子交换柱来对含分子筛的浆液进行离子交换时，易于出现含分子筛的浆液中的分子筛沉积在离子交换树脂床层的表面，堵塞离子交换柱，导致离子交换过程无法正常进行的问题，提供一种离子交换方法，采用本发明的方法通过离子交换柱来对含有固体物质的浆液进行离子交换时，即使将浆液大量加入离子交换柱中，在离子交换柱中形成浆液层，也不会或基本不会出现固体物质沉积在离子交换树脂床层的表面，堵塞离子交换柱的现象。

本发明的发明人在实践过程中发现，在采用离子交换柱来对含可交换基团的固体物质的浆液进行离子交换时，将所述浆液送入离子交换柱之前，先用非活性颗粒在离子交换柱中的离子交换树脂床层的上表面上形成非活性介质层，且用于形成所述非活性介质层的非活性颗粒的平均粒径与离子交换树脂的平均粒径的比值为1.2-5：1，然后将所述浆液送入离子交换柱中进行离子交换时，即使将所述浆液大量送入离子交换柱中，并在离子交换柱中形成浆液层，也能够或基本能够避免浆液中的固体物质发生沉降。由此完成了本发明。

本发明提供了一种离子交换方法，该方法包括以下步骤：

（1）提供具有离子交换树脂床层的离子交换柱；

（2）将含具有可交换基团的固体物质的浆液送入所述离子交换柱中；

（3）使所述含具有可交换基团的固体物质的浆液流过所述离子交换树脂床层，与离子交换树脂上的离子交换基团进行离子交换；以及

（4）收集从所述离子交换柱中流出的含固体物质的浆液；

其中，该方法还包括在进行步骤（2）前，用至少一种非活性颗粒在所述离子交换树脂床层的上表面上形成非活性介质层，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂床层中的离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2-5：1。

根据本发明的方法，在将含具有可交换基团的固体物质送入离子交换柱之前，先用与所述离子交换树脂床层中的离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2-5：1的非活性颗粒在所述离子交换树脂床层的上表面上形成非活性介质层，含具有可交换基团的固体物质的浆液通过所述非活性介质层而进入离子交换树脂床层中，能够有效地避免或基本避免含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质发生沉降，进而根据本发明的方法即使将所述含具有可交换基团的浆液大量送入离子交换柱中，也不会堵塞离子交换柱，适用于进行连续化离子交换的场合。

附图说明

图1用于说明对含具有可交换基团的固体物质的浆液层进行扰动的方式；

图2用于说明对含具有可交换基团的固体物质的浆液层进行扰动的另一种方式；

图3用于说明将管道稳定地安置在浆液层中的一种实施方式；以及

图4用于说明本发明的离子交换方法的一种优选的实施方式。

具体实施方式

本发明提供了一种离子交换方法，该方法包括以下步骤：

（1）提供具有离子交换树脂床层的离子交换柱；

（2）将含具有可交换基团的固体物质的浆液送入所述离子交换柱中；

（3）使所述含具有可交换基团的固体物质的浆液流过所述离子交换树脂床层，与离子交换树脂上的离子交换基团进行离子交换；以及

（4）收集从所述离子交换柱中流出的含固体物质的浆液；

其中，该方法还包括在进行步骤（2）前，用至少一种非活性颗粒在所述离子交换树脂床层的上表面上形成非活性介质层，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂床层中的离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值为1.2-5：1。

根据本发明，从进一步提高防止含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质发生沉降的角度出发，所述非活性颗粒的平均粒径与所述离子交换树脂床层中的离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值优选为1.3-3：1，进一步优选为1.3-2.5：1。

所述非活性颗粒的平均粒径和离子交换树脂的平均粒径各自是通过取100个颗粒并用游标卡尺测定每个颗粒的直径，计算测定的直径的平均值而得到的。计算非活性颗粒的平均粒径与离子交换树脂颗粒的平均粒径的比值时，二者采用相同的量纲。

本发明对于形成所述非活性颗粒的材料没有特别限定，只要该非活性颗粒不会与所述含具有可交换基团的固体物质的浆料以及离子交换树脂发生化学相互作用即可。一般地，所述非活性颗粒可以选自玻璃颗粒、石英颗粒和非活性树脂颗粒（如聚四氟乙烯颗粒）。

根据本发明的方法，所述含具有可交换基团的固体物质的浆液在被送入离子交换柱中后，首先流过所述非活性介质层，然后进入离子交换树脂床层中。以所述非活性介质层和离子交换树脂床层所能容纳的浆液的总体积V₁、以及离子交换树脂床层所能容纳的浆液的总体积V₃为基准，所述离子交换柱中的含至少一种分子筛的浆液的体积V₂可以保持为V₁≥V₂＞V₃，也可以保持为V₁＜V₂（即，在非活性介质层的上表面上形成浆液层）。在V₁＜V₂时，在所述非活性介质层的上表面上形成的浆液层的高度可以根据离子交换柱的实际运行条件进行适当的选择。一般地，所述非活性介质层的高度与所述浆液层的高度的比值可以为1：1.1-5，优选为1：1.5-2.5。所述浆液层的高度是指浆液层的上表面至非活性介质层的上表面的垂直距离，所述非活性介质层的高度是指非活性介质层的上表面至所述离子交换树脂床层的上表面的垂直距离。可以通过调节将所述含具有可交换基团的固体物质的浆液送入离子交换柱中的速度，来控制离子交换柱中含具有可交换基团的固体物质的浆液的量，本文不再详述。

根据本发明的方法，在所述非活性介质层的上表面上还形成有浆液层时，从进一步提高防止所述浆液层中固体物质发生沉降的效果的角度出发，根据本发明的方法还可以包括对所述浆液层进行扰动，以使所述浆液层中的浆液还具有非重力方向的运动。

可以采用常用的各种方法对所述浆液层进行扰动，以使所述浆液层中的浆液还具有非重力方向的运动。例如：如图1所示，在离子交换柱1中的离子交换树脂床层4的上表面上形成非活性介质层3，在浆液层2中设置搅拌桨9，驱动搅拌桨9以对浆液层2进行扰动。

在本发明的一种优选的实施方式中，如图2所示，对所述浆液层进行扰动的方式包括：在浆液层2中设置浸没于浆液中的管道5，并向管道5中通入非活性气体（例如：通过气体通道8向浆液层2中通入非活性气体），管道5的外壁与离子交换柱1的内壁之间存在空间，且管道5的下端面与非活性介质层3的上表面之间存在空间。在浆液层中设置管道，并向管道中通入非活性气体，通入的非活性气体在浆液中形成气泡，气泡的上升过程使得管道内形成负压，从而将该管道下方的浆液抽吸进入该管道中，推动管道内的浆液沿管道的外壁流出，进而能够获得更好的防止浆液层中的固体物质发生沉降的效果。并且，采用该方式对浆液层进行扰动在实际操作中更易于实施。

在该优选的实施方式中，所述管道的下端面至所述非活性介质层的上表面的距离以及所述管道的上端面至所述浆液层的表面的距离可以根据具体的条件进行适当的选择。一般地，所述管道的下端面至所述非活性介质层的上表面的垂直距离与所述浆液层的高度的比值可以为1：3-10，优选为1：5-10。所述管道的上端面至所述浆液层的表面的垂直距离与所述浆液层的高度的比值可以为1：3-5。

在该优选的实施方式中，所述管道的外径可以根据离子交换柱的内径进行适当的选择。优选地，所述管道的外径与离子交换柱的内径的比值为0.4-0.6：1。

在该优选的实施方式中，可以采用常用的各种方法将所述管道安置在浆液层中，例如：如图3所示（为离子交换柱的俯视示意图），可以使用支架10将管道5稳定地安置在离子交换柱1内的浆液层中，用支架11将气体通道8稳定地安置在浆液层中，其中，支架10由离子交换柱1的内壁支撑，支架11由管道5的内壁支撑。

在该优选的实施方式中，向所述管道中通入的非活性气体可以为各种不与所述含具有可交换基团的固体物质的浆液以及离子交换树脂发生化学相互作用的气体，例如：所述非活性气体可以选自空气、氮气和第零族元素气体（如氩气）。

在该优选的实施方式中，所述非活性气体的通入量以能够有效防止所述含固体物质的浆液中的固体物质发生沉降为准。优选地，所述非活性气体的以体积/小时计的通入速度与所述浆液层中的浆液的体积的比值为40-100：1。

根据本发明的方法，所述具有可交换基团的固体物质可以为本领域技术人员熟知的各种类型的具有可交换基团的固体物质。所述固体物质的具体实例可以包括但不限于：分子筛、水滑石、以及具有可交换基团的溶胶。根据本发明的方法，所述具有可交换基团的固体物质优选为分子筛。

所述分子筛可以为本领域技术人员熟知的各种需要进行离子交换的分子筛，例如微孔硅铝分子筛、微孔磷铝分子筛和介孔硅铝分子筛。所述微孔硅铝分子筛和微孔磷铝分子筛分别指孔径为0.3-2nm的硅铝分子筛和孔径为0.3-2nm的磷铝分子筛，所述介孔硅铝分子筛是指孔径为2-100nm的硅铝分子筛。所述微孔硅铝分子筛的具体实例可以包括但不限于：Y型分子筛、X型分子筛、A型分子筛、L型分子筛、Beta型分子筛、FER型分子筛、MOR型分子筛、ZSM-5型分子筛、ZSM-22型分子筛、ZSM-11型分子筛、ZSM-23型分子筛、ZSM-35型分子筛、MCM-22型分子筛、MCM-49型分子筛、MCM-36型分子筛和MCM-56型分子筛。所述微孔磷铝分子筛的具体实例可以包括但不限于：SAPO-34型分子筛、SAPO-11型分子筛、SAPO-5型分子筛、SAPO-18型分子筛、APO-5型分子筛、APO-11型分子筛和MeAPO-11型分子筛。所述介孔硅铝分子筛的具体实例可以包括但不限于：MCM-41型分子筛、MCM-48型分子筛、MCM-50型分子筛、SBA-15型分子筛、SBA-16型分子筛、MSU-1型分子筛和MSU-2型分子筛。

根据本发明的方法特别适用于对各种Na型分子筛进行离子交换，得到例如氢型分子筛、铵型分子筛、稀土金属型分子筛、碱土金属型分子筛或混合型分子筛（即，具有两种或两种以上可交换基团的分子筛）。即，根据本发明的方法，所述具有可交换基团的固体物质更优选为Na型分子筛。

上述列举的固体物质仅为示例性的，本领域技术人员所公知的是：本发明并不限于上述列举的固体物质，任何具有可交换基团且能够配制成浆液的固体物质均可采用本发明的方法进行离子交换。

根据本发明的方法，所述具有可交换基团的固体物质的浆液可以通过将所述具有可交换基团的固体物质与水混合打浆，从而得到所述含具有可交换基团的固体物质的浆液。即，所述含具有可交换基团的固体的浆液含有水。所述水优选为去离子水。本发明对所述浆液中，固体物质与水的比例没有特别限制，只要水的量足以使所述固体物质形成浆液即可。一般地，所述固体物质与水的重量比可以为1：5-20，优选为1：7-15，更优选为1：7-12。本发明对于打浆的方法没有特别限定，可以为本领域的常规选择。

本发明对于提供具有离子交换树脂床层的离子交换柱的方法没有特别限定，可以采用本领域常用的各种方法将离子交换树脂填充在管状的容器中，形成离子交换树脂床层，从而得到离子交换柱。所述管状容器可以为本领域常用的各种用于容纳离子交换树脂以形成离子交换柱的管状容器。一般地，所述管状容器例如可以为玻璃管或不锈钢管。所述管状容器的内径、外径和长度可以依据具体应用场合，根据本领域的常规知识进行适当的选择，本文不再赘述。根据本发明的方法，离子交换柱沿重力方向放置。

根据本发明的方法对于所述离子交换树脂上的离子交换基团的种类没有特别限定，可以根据进行离子交换的固体物质的具体要求进行适当的选择。例如：在进行离子交换的固体物质上的可交换基团为阳离子时，所述离子交换树脂上的离子交换基团为阳离子交换基团；在进行离子交换的固体物质上的可交换基团为阴离子时，所述离子交换树脂上的离子交换基团为阴离子交换基团。在本发明的一种优选的实施方式中，所述固体物质为分子筛（优选为Na型分子筛），所述离子交换树脂为阳离子型离子交换树脂。具体地，在所述具有可交换基团的固体物质为Na型分子筛时，所述离子交换树脂上的离子交换基团可以为氢离子、铵离子（即，NH₄⁺）、碱土金属离子和稀土金属离子中的一种或多种。具有上述离子交换基团的离子交换树脂可以商购得到，也可以采用本领域常用的方法通过转型而得到。将已有的离子交换树脂进行转型，从而得到具有预定的离子交换基团的离子交换树脂的方法是本领域所公知的，本文不再赘述。

根据本发明的方法，所述离子交换树脂的交换容量没有特别限定，可以为本领域的常规选择。一般地，所述离子交换树脂的全交换容量可以为0.5-5mmol/mL。所述全交换容量为单位体积的离子交换树脂所含有的离子交换基团的摩尔数，可以在GB/T8144-2008所规定的条件下测定，也可以从商购得到的离子交换树脂的产品信息中获得。本发明实施例中的全交换含量是从商购得到的离子交换树脂的产品信息中获得的。

根据本发明的方法，对于所述离子交换树脂的孔隙结构没有特别限定，可以为本领域的常规选择，例如：所述离子交换树脂可以为凝胶型离子交换树脂，也可以为大孔型离子交换树脂。根据本发明的方法对于所述离子交换树脂的基体树脂的种类也没有特别限定，可以为本领域常用的能够作为离子交换树脂的基体的树脂，例如：聚苯乙烯系树脂或丙烯酸系树脂。

根据本发明的方法，从所述离子交换柱中流出的含固体物质的浆液可以进行过滤，并将固相干燥后直接使用；也可以根据需要再次送入离子交换柱中进行离子交换，直至得到的固体物质上的可交换基团的含量满足要求；还可以采用其它离子交换方法继续进行离子交换。

根据本发明的方法，所述含具有可交换基团的固体物质的浆液还可以含有至少一种本领域常用的能够促进离子交换的离子交换引发剂。本发明对于所述离子交换引发剂的种类没有特别限定，可以为本领域的常规选择，例如：所述离子交换引发剂可以选自有机酸、无机酸、有机酸的水溶性盐和无机酸的水溶性盐。具体地，所述离子交换引发剂可以选自但不限于：盐酸及其水溶性盐（如碱金属盐、碱土金属盐和铵盐）、硝酸及其水溶性盐（如碱金属盐、碱土金属盐和铵盐）、磷酸及其水溶性盐（如碱金属盐、碱土金属盐和铵盐）、以及硫酸及其水溶性盐（如碱金属盐、碱土金属盐和铵盐）。所述离子交换引发剂的具体实例可以包括但不限于：盐酸、氯化钠、氯化铵、硝酸、硝酸钠、硝酸铵、磷酸、硫酸、硫酸钠和硫酸铵。本发明对于所述离子交换引发剂的用量没有特别限定，可以为本领域的常规选择。一般地，所述离子交换引发剂的量可以为所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的量的0.001-2重量%，优选为所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的量的0.01-1重量%，更优选为所述含具有可交换基团的固体物质的浆液中的固体物质的量的0.1-1重量%。

根据本发明的方法，所述离子交换的条件可以为本领域的常规选择，没有特别限定。例如：所述离子交换可以在20-100℃、优选在50-80℃的温度下进行。根据本发明的方法，可以采用本领域常用的各种方法使所述离子交换在上述温度下进行，本文不再赘述。

根据本发明的方法，离子交换树脂床层中的离子交换树脂可以在失效后进行再生以及任选的转型，然后循环使用。将失效的离子交换树脂进行再生和转型的方法是本领域所公知的。例如：可以用酸性溶液浸泡从离子交换柱中输出的离子交换树脂、或者用酸性溶液对从离子交换柱中输出的离子交换树脂进行淋洗（酸性溶液的流速优选为1-100mL/min）而进行再生，以得到氢型离子交换树脂；得到的氢型离子交换树脂可以根据需要进行转型成为如碱金属型离子交换树脂、碱土金属型离子交换树脂、铵型离子交换树脂、稀土金属型离子交换树脂或混合型离子交换树脂（即，含有两种或两种以上离子交换基团的离子交换树脂）；在再生过程中生成的盐（如钠盐）可以回收利用。所述酸性溶液可以为本领域常用的各种酸性溶液，例如可以为盐酸水溶液和/或硫酸水溶液。本发明对于所述酸性水溶液的浓度也没有特别限定，一般可以为1-20重量%。根据本发明，所述再生的温度和时间可以为本领域的常规选择。一般地，所述再生的温度可以为0-30℃，所述再生的时间可以为1-300分钟。

图4示出了根据本发明的离子交换方法的一种优选的实施方式。在该优选的实施方式中，离子交换柱1中具有离子交换树脂床层4、形成于离子交换树脂床层4的上表面上的非活性介质层3、安置在非活性介质层3上方且其下端面与非活性介质层3的上表面存在空间的管道5、用于输送含具有可交换基团的固体物质的浆液的浆液输送管道7以及用于通入非活性气体的气体通道8。使用时，将含具有可交换基团的固体物质的浆液通过浆液输送管道7送入离子交换柱1中，在非活性介质层3的上表面上形成浆液层2，使浆液经过非活性介质层3而流过离子交换树脂床层4，以进行离子交换，同时通过气体通道8向管道5中通入非活性气体，以对浆液层2进行扰动。

根据本发明的方法能够有效地避免含具有可交换基团的固体物质的浆液在离子交换树脂床层的表面发生沉降，本发明的方法特别适用于采用离子交换柱通过连续化的方式来对含可交换基团的固体物质进行离子交换的场合。可以采用本领域常用的各种方法来实现离子交换的连续化进行。例如：可以设置两根或两根以上的离子交换柱，使无法获得令人满意的离子交换效果的离子交换柱停止离子交换，进行离子交换树脂的再生，使离子交换在剩余的离子交换柱中进行。

以下结合实施例和对比例详细说明本发明。

以下实施例和对比例中，采用商购自日本理学的D/MAX-IIIA型X射线荧光光谱分析仪通过X荧光光谱法测定固体物质中可交换基团的含量，其中，采用铑靶，激发电源为50kV，激发电流为50mA。

以下实施例和对比例中，所述非活性颗粒的平均粒径和离子交换树脂的平均粒径是通过取100个颗粒用游标卡尺测定每个颗粒的直径，并计算测定的直径的平均值而得到的。

以下实施例和对比例中，使用的NaY分子筛商购自中石化催化剂长岭分公司，其中，Na₂O含量为12重量%，结晶度为84.1%，晶胞常数为 颗粒直径为0.5-1.2μm；使用的ZSM-5分子筛商购自中石化催化剂长岭分公司，Na₂O含量为5重量%，结晶度为95%，硅铝比为60，颗粒直径为1-2μm。其中，分子筛的颗粒直径采用商购自英国马尔文公司的Mastersizer 2000型激光粒度分布仪测定。

以下实施例和对比例中，干基是通过将样品在800℃的温度下干燥2小时而测定的。

以下实施例中如未特别说明采用图4所示的方法进行离子交换。

实施例1-10用于说明本发明的离子交换方法。

实施例1

（1）在高为40cm、内径为3.1cm的玻璃柱中填充150mL铵型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂（商购自南开大学化工厂，牌号为001×7，凝胶型，平均粒径为0.65mm，全交换容量为1.8mmol/mL），形成离子交换树脂床层。用玻璃颗粒（商购自宁波利明玻璃有限公司，平均粒径为3mm）在离子交换树脂床层的上表面上形成厚度为20mm的非活性介质层，并在非活性介质层的上方安置一玻璃管（内径为12mm，长度为20mm，外径为13mm，该玻璃管的外壁与离子交换柱的内壁之间的距离为9mm，该玻璃管的下端面与非活性介质层的上表面之间的距离为5mm）。

（2）在烧杯中加入2000mL去离子水，并向其中加入200g NaY分子筛（以干基计），搅拌30分钟，得到含分子筛的浆液。

（3）将步骤（2）得到的含分子筛的浆液加热至70℃，然后以5mL/min的流速自上而下泵入步骤（1）得到的离子交换柱中，形成浆液层，使得离子交换柱中的浆液层的高度保持为35mm，在70℃进行离子交换。同时，通过气体通道向玻璃管中通入空气，进气速度为30mL/min。在离子交换柱的下方接收从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液，每间隔20min取样40mL，共取10次。

（4）将步骤（3）获得的从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液抽滤，并将得到的滤饼在120℃进行干燥，得到10份分子筛。

（5）实验进行200分钟后停止，在离子交换柱中没有观察到沉积的分子筛。用X荧光光谱法检测第1次、第3次、第5次、第7次和第10次得到的分子筛的氧化钠含量，结果在表1中列出。

对比例1

采用与实施例1相同的方法对含分子筛的浆液进行离子交换，不同的是，不在离子交换树脂床层的上表面上设置非活性介质层且不向玻璃管中通入空气，实验进行到90min时，离子交换柱被堵塞，无法进行离子交换，实验终止。在离子交换树脂床层的上表面上观察到沉积的分子筛的厚度为4mm。得到的分子筛的氧化钠含量在表1中列出。

对比例2

采用与实施例1相同的方法对含分子筛的浆液进行离子交换，不同的是，用于形成非活性介质层的非活性颗粒的平均粒径为4mm，且不向玻璃管中通入空气，实验进行到120min时，离子交换柱被堵塞，无法进行离子交换，实验终止。观察到在非活性介质层的上表面上沉积了厚度为4mm的分子筛。得到的分子筛的氧化钠含量在表1中列出。

实施例2

采用与实施例1相同的方法对含分子筛的浆液进行离子交换，不同的是，不向玻璃管中通入空气。离子交换结束后，在非活性介质层的上表面上沉积的分子筛的厚度为1.5mm。得到的分子筛的氧化钠含量，结果在表1中列出。

实施例3

（1）在高为40cm、内径为3.1cm的玻璃柱中填充150mL铵型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂（商购自南开大学化工厂，牌号为001×14.5，凝胶型，平均粒径为0.75mm，全交换容量为1.8mmol/mL）。用聚四氟乙烯树脂颗粒（商购自山东华氟化工有限责任公司，平均粒径为1mm）在离子交换树脂床层的上表面上形成厚度为20mm的非活性介质层，并在非活性介质层的上方安置一玻璃管（内径为12mm，长度为20mm，外径为13mm，该玻璃管的轴线与玻璃管的轴线重合，该玻璃管的下端面与非活性介质层的上表面之间的距离为5mm）。

（2）在烧杯中加入2000mL去离子水，并向其中加入200g NaY分子筛（以干基计）和1.2g NaCl，搅拌30分钟，得到含分子筛的浆液。

（3）将步骤（2）得到的含分子筛的浆液加热至70℃，然后以5mL/min的流速自上而下泵入步骤（1）的离子交换柱中，形成浆液层，使得离子交换柱中的浆液层的高度保持为35mm，在70℃进行离子交换。同时，通过气体通道向玻璃管中通入空气，进气速度为30mL/min。在离子交换柱的下方接收从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液，每间隔20min更换一次接收容器，共取10次。

（4）将步骤（3）获得的从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液样品抽滤，并将得到的滤饼在120℃进行干燥，得到10份分子筛。

（5）实验进行200分钟后停止，在非活性介质层的上表面上没有观察到沉积的分子筛。检测第1次、第3次、第5次、第7次和第10次得到的分子筛的氧化钠含量，结果在表1中列出。

对比例3

采用与实施例3相同的方法进行离子交换，不同的是，用于形成非活性介质层的非活性颗粒的平均粒径为0.8mm，且不向玻璃管中通入空气，实验进行到100min时，离子交换柱被堵塞，无法进行离子交换，实验终止。在非活性介质层的上表面上沉积的分子筛的厚度为4mm。得到的分子筛的氧化钠含量在表1中列出。

实施例4

采用与实施例3相同的方法进行离子交换，不同的是，不向玻璃管中通入空气。在非活性介质层的上表面上沉积的分子筛的厚度为1mm。得到的分子筛的氧化钠含量在表1中列出。

实施例5

（1）在高为40cm、内径为3.1cm的玻璃柱中填充150mL铵型丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂（商购自南开大学化工厂，牌号为D113，大孔型，平均粒径为0.75mm，全交换容量为4.2mmol/mL）。用石英砂（商购自河北省石家庄市灵寿县健石石英砂厂，平均粒径为1.3mm）在离子交换树脂床层的上表面上形成厚度为20mm的非活性介质层，并在非活性介质层的上方安置一玻璃管（内径为12mm，长度为20mm，外径为13mm，该玻璃管的轴线与玻璃管的轴线重合，该玻璃管的下端面与非活性介质层的上表面之间的距离为7mm）。

（2）在烧杯中加入2000mL去离子水，并向其中加入200g NaY分子筛（以干基计），搅拌30分钟，得到含分子筛的浆液。

（3）将步骤（2）得到的含分子筛的浆液加热至70℃，然后以5mL/min的流速自上而下泵入步骤（1）的离子交换柱中，形成浆液层，使得离子交换柱中的浆液层的高度保持为35mm，在70℃进行离子交换。同时，通过气体通道向玻璃管中通入空气，进气速度为20mL/min。在离子交换柱的下方接收从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液，每间隔20min更换一次接收容器，共取10次。

（4）将步骤（3）获得的从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液样品抽滤，并将得到的滤饼在120℃进行干燥，得到10份分子筛。

（5）实验进行200分钟后停止，在非活性介质层的上表面上没有观察到沉积的分子筛。检测第1次、第3次、第5次、第7次和第10次得到的分子筛的氧化钠含量，结果在表1中列出。

实施例6

（1）在高为40cm、内径为3.1cm的玻璃柱中填充150mL氢型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂（商购自南开大学化工厂，牌号为001×14.5，凝胶型，平均粒径为0.75mm，全交换容量为1.8mmol/mL）。用聚四氟乙烯颗粒（商购自山东华氟化工有限责任公司，平均粒径为1.5mm）在离子交换树脂床层的上表面上形成厚度为15mm的非活性介质层。如图1所示，用橡胶塞在离子交换树脂床层的上表面固定一个搅拌桨。

（2）在烧杯中加入2000mL去离子水，并向其中加入200g NaY分子筛（以干基计）和2g NaCl，用机械搅拌搅拌均匀得到含分子筛的浆液。

（3）将步骤（2）得到的含分子筛的浆液加热至70℃，然后以5mL/min的流速自上而下泵入步骤（1）的离子交换柱中，形成浆液层，使得离子交换柱中的浆液层的高度保持为35mm，在70℃进行离子交换，在离子交换过程中，用电机驱动搅拌桨对浆液层进行搅拌。在离子交换柱的下方接收从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液，每间隔20min更换一次接收容器，共取10次。

（4）将步骤（3）获得的从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液样品抽滤，并将得到的滤饼在120℃进行干燥，得到10份分子筛。

（5）实验进行200分钟后停止，在非活性介质层的上表面上没有观察到沉积的分子筛。检测第1次、第3次、第5次、第7次和第10次得到的分子筛的氧化钠含量，结果在表1中列出。

实施例7

采用与实施例6相同的方法进行离子交换，不同的是，搅拌桨用实施例1中的玻璃管代替，气体的通入速度为30mL/min。实验进行200分钟后停止，在离子交换柱中没有观察到沉积的分子筛。得到分子筛中的氧化钠含量在表1中列出。

实施例8

（1）在高为40cm、内径为3.1cm的玻璃柱中填充150mL氢型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂（商购自南开大学化工厂，牌号为001×14.5，凝胶型，平均粒径为0.65mm，质量全交换容量为1.8mmol/mL）。用石英砂（商购自河北省石家庄市灵寿县健石石英砂厂，平均粒径为1.3mm）在离子交换树脂床层的上表面上形成厚度为15mm的非活性介质层，并在非活性介质层的上方安置一玻璃管（内径为12mm，长度为20mm，外径为13mm，该玻璃管的轴线与玻璃管的轴线重合，该玻璃管的下端面与非活性介质层的上表面之间的距离为5mm）。

（2）在烧杯中加入2000mL去离子水，并向其中加入200g ZSM-5分子筛（以干基计），用机械搅拌搅拌均匀得到含分子筛的浆液。

（3）将步骤（2）得到的含分子筛的浆液加热至70℃，然后以5mL/min的流速自上而下泵入步骤（1）的离子交换柱中，形成浆液层，使得离子交换柱中的浆液层的高度保持为35mm，在70℃进行离子交换。同时，通过气体通道向玻璃管中通入空气，进气速度为40mL/min。在离子交换柱的下方接收从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液，每间隔20min更换一次接收容器，共取9次。

（4）将步骤（3）获得的从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液样品抽滤，并将得到的滤饼在120℃进行干燥，得到9份分子筛。

（5）实验进行180分钟后停止，在非活性介质层的上表面上没有观察到沉积的分子筛。检测第1次、第3次、第5次、第7次和第9次得到的分子筛的氧化钠含量，结果在表1中列出。

实施例9

（1）在高为40cm、内径为3.1cm的玻璃柱中填充150mL氢型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂（商购自南开大学化工厂，牌号为001×14.5，凝胶型，平均粒径为0.65mm，全交换容量为1.8mmol/mL）。用玻璃颗粒（商购自宁波利明玻璃有限公司，平均粒径为1.5mm）在离子交换树脂床层的上表面上形成厚度为20mm的非活性介质层，并在非活性介质层的上方安置一玻璃管（内径为12mm，长度为20mmm，外径为13mm，该玻璃管的轴线与玻璃管的轴线重合，该玻璃管的下端面与非活性介质层的上表面之间的距离为5mm）。

（2）在烧杯中加入2000mL去离子水，并向其中加入200g NaX分子筛（以干基计），用机械搅拌搅拌均匀得到含分子筛的浆液。

（3）将步骤（2）得到的含分子筛的浆液加热至50℃，然后以5mL/min的流速自上而下泵入步骤（1）的离子交换柱中，形成浆液层，使得离子交换柱中的浆液层的高度保持为35mm，在50℃进行离子交换。同时，通过气体通道向玻璃管中通入空气，进气速度为30mL/min。在离子交换柱的下方接收从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液，每间隔15min更换一次接收容器，共取9次。

（4）将步骤（3）获得的从离子交换柱中流出的经离子交换的浆液样品抽滤，并将得到的滤饼在120℃进行干燥，得到9份分子筛。

（5）实验进行135分钟后停止，在非活性介质层的上表面上没有观察到沉积的分子筛。检测第1次、第3次、第5次、第7次和第9次得到的分子筛的氧化钠含量，结果在表1中列出。

实施例10

采用与实施例9相同的方法进行离子交换，不同的是，不在离子交换柱中设置玻璃管，且离子交换柱中含分子筛的浆液的量被保持为与非活性介质层和离子交换树脂床层的总容积相同（即，V₁=V₂）。实验进行200分钟后停止，在非活性介质层的上表面上沉积的分子筛的厚度为0.8mm。得到的分子筛的氧化钠含量在表1中列出。

表1

*：第9次得到的分子筛的氧化钠含量

从表1可以看出，本发明的离子交换方法能够有效地避免或基本避免含具有可交换基团的浆液在离子交换柱中发生沉降。

一种离子交换方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。