agua

1. RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO
Programa de soporte técnico
Charlas técnicas
Análisis de resinas
Solución de problemas
de operación
Simulaciones de operación de plantas
por computadora (Optimización)
Apoyo en diseño de
nuevas plantas o expansiones
1
ROHM
HAAS
AND
gamma química
de venezuela c.a.

2. RESINAS DE INTERCAMBIO
IONICO
CONCEPTOS BASICOS
ROHM
HAAS
AND
gamma química
de venezuela c.a.
2

3. IMPUREZAS DELAGUA
 Sólidos suspendidos
 Materia orgánica
 Microorganismos
 Gases disueltos
 Sales minerales disueltas
3

4. IMPUREZAS DELAGUA
Sales minerales disueltas
CATIONES
 Dureza (Calcio y Magnesio)
Incrustaciones
Hierro, Manganeso
Depósitos, corrosión
 Sodio y Potasio
Sales muy solubles.
ANIONES
 ALCALINIDAD (Bicarbonatos)
Se degradan en calderas en NaOH
Afectan propiedades de productos
alimenticios, bebidas, licores etc
 Sulfatos, Cloruros, Nitratos
Solubilidad depende del catión
 Sílice
Incrustaciones vítreas
Depósitos en álabes de turbinas
4

5. EVAPORACION / DESTILACION
MEMBRANAS
Ultrafiltración, ósmosis inversa
PRECIPITACION QUIMICA
Cal en caliente, cal en frío
INTERCAMBIO IONICO
5
IMPUREZA DELAGUA
SALES MINERALES DISUELTAS

6. RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO
Reseña histórica
 1818 Intercambio Iónico en Silicatos de Aluminio
presentes en el suelo.
 1905 Primeros intentos de suavización con Silicatos de
Aluminio. (Zeolitas)
 1935 se observa fenómeno en resinas sintéticas.
 1944 se fabrica la primera resina sintética (Catiónica
con matriz estirénica).
 1948 aparecen las primeras resinas acrílicas.
 1958 resinas macroreticulares.
6

7. IONES (Sales disueltas)
CATIONES
(Carga positiva)
ANIONES
(Carga negativa)
H
+
Na+
Mg++
Ca+
+
Hidronio
Sodio
Potasio
Magnesio
Calcio
OH
-
Cl-
SO4=
HCO3
-
Hidroxilo
Cloruro
Sulfato
Bicarbonato
K+
7

8. RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO
Definición
Las resinas remueven iones (Cationes o aniones) de
una solución y los intercambian por cantidades
equivalentes de otros iones de la misma carga basados
en una escala de selectividad
2R (Na+) + Ca++ R2 (Ca+2) + 2Na+
R+ (OH ) + Cl R+ (Cl ) + OH
8

9. Catiónicas Aniónicas
Ca++
Mg++
Na+
H+
SO4
=
Cl-
HCO3
-
SiO2
OH-
+
RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO
Selectividad iónica de las resinas
9

10. G
Matriz polimérica
Agente de entrecruzamiento (Divinil Benceno)
G Grupo funcional (intercambiador de iones)
RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO
Estructura química
10
G
G
G
G
G
G G
G
G
G
G G

11. TIPOS DE RESINAS
Forma física
 AMORFAS:
Matriz fenólicas
 GEL:
Esferas 0.5 mm diámetro promedio
estructura continua. Retículo polimérico
 MACRORETICULARES:
Esferas 0.5 mm diámetro promedio
Estructura discontinua
11

12. GEL MACRORETICULAR
Fase continua, sin poros
Alta capacidad intercambio
Estructura rígida
Uso en condiciones normales
Menos costosas
Fase discontinua, porosa
Más Divinilbenceno
Mayor resistencia mecánica y química
Menor capacidad de intercambio
Pulimiento condensados, aguas agresivas
Más costosas
12
TIPOS DE RESINAS
Estructura físico-química

13. TIPOS DE RESINAS
Grupo funcional
CATIONICAS
 Grupo funcional aniónico. Ácido Sulfónico.
 Intercambian cationes
SO3-Na+
SUAVIZACION
SO3
-
H+
DESIONIZACION
SO3
-
13

14.  Grupo funcional catiónico. Aminas
 Intercambian aniones
CH2N(CH3)3
Tipo I
CH2N(CH3)2CH2OH
Tipo II
ANIONICAS
TIPOS DE RESINAS
Grupo funcional
NR3
+
OH-
DESIONIZACION
NR3
+
14
+
+

15. Fabricadas a partir de polimerización
de Estireno con Divinilbenceno.
Poliestireno
CH2 C CH2 C CH2 C
H H H
Divinilbenceno
HC=CH
HC=CH
TIPOS DE RESINAS
Matriz Polimérica
15
Matriz estirénica

16. CATIONICA FUERTE ( Amberlite IR-120)
SO3H
CH2 CH
SO3H
CH
CH2
SO3H
CH2
CH
SO3H
CH2 CH
SO3H
SO3H
SO3H
CH CH2 CH2 CH CH
TIPOS DE RESINAS
Matriz polimérica estirénica
CH
16

17.  Fabricadas a partir de polimerización de Acido
Acrílico con Divinilbenceno.
 Mayor estabilidad física, polímero menos rígido
 Estructura polimérica lineal (no aromática), con
mucho menor afinidad por materia orgánica.
Menor grado de envenenamiento (aniónicas).
 Mayor capacidad de intercambio
CH=CH2
CH=CH2
Divinilbenceno
CH2 = C COOCH3
Acrilato
CH3
TIPOS DE RESINAS
Matriz polimérica acrílica
17

18. CH2 CH2
ANIONICA FUERTE (Amberlite IRA-458)
CH2 CH
CH
CH2
CH2
CH2
+
N(CH3)3
C2H6
NH
C=O
CH
OH
- +
N(CH3)3
C2H6
NH
C=O
CH
OH
-
TIPOS DE RESINAS
Matriz polimérica acrílica
18

19.  CAPACIDAD DE INTERCAMBIO TOTAL:
Número total de grupos funcionales activos por unidad de peso
(Capacidad en base seca) o por unidad de volumen (Capacidad en base
húmeda).
 CAPACIDAD OPERATIVA:
Capacidad obtenida en la práctica en las plantas industriales.
Diferencia entre la capacidad al inicio del ciclo y remanente al final del
ciclo de producción.
Siempre menor que la Capacidad Total
 UNIDADES:
Equivalentes/litro
Miliequivalentes/litro
Gramos CaCO3/litro
Granos/p3
Kgrano/p3
PROPIEDADES DE LAS RESINAS DE
INTERCAMBIO IONICO.
19

20. PROPIEDADES DE LAS RESINAS DE
INTERCAMBIO IONICO.
FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD
DE INTERCAMBIO:
 Tipo, concentración y cantidad de regenerante.
 Tipo de regeneración (Co o contra-corriente)
 Naturaleza y contenido mineral del agua a tratar
 Velocidad de flujo a través de la resina.
 Temperatura del regenerante.
 Profundidad de lecho de resina.
20

21. PROPIEDADES DE LAS RESINAS DE
INTERCAMBIO IONICO
ESTABILIDAD FISICO-QUÍMICA:
 TERMICA:
Hidrólisis y pérdida de los grupos funcionales por altas
temperaturas.
 MECANICA:
Rompimiento físico de la perla.
 OSMOTICA:
Diferencia de concentraciones de iones interna y externa
causa presión interna. Rompimiento
 QUIMICA:
Agentes oxidantes atacan Divinilbenceno produciendo
hinchamiento y deformación.
21

22. PROPIEDADES DE LAS RESINAS DE
INTERCAMBIO IONICO
NIVEL DE ENTRECRUZAMIENTO:
Porcentaje de Divinilbenceno respecto a la cantidad
total de monómero presente en la polimerización
A mayor % de Divinilbenceno:
Mayor rigidez.
Mayor resistencia a agentes oxidantes.
Mayor resistencia mecánica. Golpes de ariete.
Menor resistencia al choque osmótico.
22

23. PROPIEDADES DE LAS RESINAS DE
INTERCAMBIO IONICO
TAMAÑO DE PARTICULA:
Compromiso entre la velocidad de la reacción de
intercambio iónico y los flujos de operación.
Partícula pequeña Partícula grande
Capacidad Alta Baja
Enjuague Corto Extenso
Caída presión Alta Baja
Flujo Bajo Alto
23

24. Resina catiónica fuerte
SO3
SO3
SO3
SO3
SO3
SO3
SO3
SO3
H
H
H
H
H
Ca
Mg
SO3
Mg
Mg
Ca
Ca
Ca
H
H
H
H
H
H
H
DIVINILBENCENO
AGUA DE HIDRATACION
POLIESTIRENO
SERVICIO
REGENERACION
Ca
H
3OS
Ca
SO3
Mg
SO3
K
K
SO3
H
SO3
H
Na
SO3
Na
Na
H
SO3
H
SO3 H
24

25. Resina aniónica fuerte
H
DIVINILBENCENO
AGUA DE HIDRATACION
POLIESTIRENO
Del catión OH
OH
SO4
H
H
Cl
H
SO4
H
H
H
H
CO3
Cl
H
Cl
H
Cl
H
Cl
SO4
CO3
OH
OH
OH
H
OH
H
H
H
OH
H
CO3
Cl
H
H
OH
H
SiO3
H
H
H
OH
OH
OH
OH OH
OH
OH
OH
Cl
OH
CO3
25
SO4
SiO3

26. PROCESOS TIPICOS DE
TRATAMIENTOS DE AGUA
INDUSTRIAL
 Suavización.
 Desalcalinización
 Desmineralización
26

27. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Diseño y operación de una unidad de intercambio iónico
Regeneración en co-corriente
Regenerante gastado
Agua cruda
Retrolavado
Regenerante
Agua tratada
Resina
27

28. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Suavización o ablandamiento
Remoción de la dureza (Ca y Mg)
Sólidos totales disueltos del agua no cambia
Se intercambia el Ca y Mg por Sodio
Regeneración con salmuera
 VENTAJAS:
Bajo costo de equipos
Bajo costo de operación
Alta capacidad de intercambio
 LIMITACIONES:
Agua para calderas de baja presión (< 250 psi)
No remueve Sílice
28

29. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Suavización
Na+
SiO2
R-Na+
Ca+2 Mg+2
Na+
HCO3
-
Cl-
NO3
-
SO4
=
SiO2
Agua cruda
NaCl
NaCl
Catión
fuerte
Agua tratada
Cl-
SO4
=
Regenerante
HCO3
-
NO3
-
29

30. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE
TRATAMIENTO DE AGUA INDUSTRIAL
Desalcalinización
Remoción de alcalinidad constituida principalmente
por bicarbonatos normalmente asociados con dureza.
Tratamiento de aguas de caldera, fabricación de bebidas,
licores, productos alimenticios, etc.
 VENTAJAS
Suaviza el agua
Bajo costo de operación
Equipo menos costoso
 LIMITACIONES
Solo apropiada para calderas de baja presión (< 250 psi)
No remueve Sílice
1

31. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Desalcalinización
R-H+
Catiónica
débil
Agua tratada
Agua cruda
Na+
Cl -
SO4
=
SiO2
HCO3-
H
+
CO3=
Ca+2 Mg+2
Ca+2 Mg+2
Na+
HCO3-
Cl-
NO3-
SO4
=
SiO2
Regenerante
NO3-
H2SO4
2

32. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Desalcalinización
R-H+
H2S04
Catiónica
débil
Cationica
fuerte
R-H+
Catiónica
fuerte
R-Na+
H2SO4 NaCl
Agua cruda Agua tratada
Na+
H2 CO3
Cl-
NO3
-
SO4
=
SiO2
HCO3-
H
+
Regenerantes
Ca+2 Mg+2
Na+
HCO3-
Cl-
NO3
-
SO4
=
SiO2
CO3
=
3

33. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Desalcalinización
R-Na+
Catiónica
débil
Cationica
fuerte
R-H+
Aniónica
fuerte
R-Cl-
NaCl
Agua cruda Agua tratada
Na+
Cl-
SiO2
NaCl
H
+
Regenerante
Ca+2 Mg+2
Na+
HCO3
-
Cl-
NO3
-
SO4
=
SiO2
CO3
=
4

34. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE
AGUAS INDUSTRIALES
0
120
300 600 900 1500
0
300 600 900 1500
0
20
40
60
80
100
140
160
300 600 900 1500
PRESION DE TRABAJO (Psi)
[SiO
2
]
ppm
MAXIMA CONCENTRACION DE SILICE
EN AGUAS DE CALDERAS
5

35. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Desmineralización
 Remoción completa de los minerales
disueltos
 Producción de agua para calderas de
presión mediana, alta y supercrítica
 Remoción de Sílice
6

36. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Desmineralización
R-H+
Catiónica
fuerte
Aniónica
fuerte
H2S04
- R-OH-
NaOH
HCO3-
Cl-
NO3-
SO4=
Org.
SiO2
CO2
H+
CO2
Na+ Cl-
OH-
SiO2
H+ OH-
Agua tratada
H2O
Agua cruda Regenerantes
Ca+2 Mg+2
Na+
HCO3
-
Cl-
NO3
-
SO4
=
SiO2
7

37. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE
AGUAS INDUSTRIALES
Torre descarbonatadora
Agua del catión
CO2
Soplador
Al anión
H2CO3 H2O + CO2
Eficiencia de remoción de CO2: 80 a 90%
H2CO3
8

38. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Medición de la calidad del agua desionizada
CONDUCTIVIDAD
Indica la concentración de sólidos disueltos en el agua
Unidades: Micromohos/cm o Microsiemens/cm
FUGA DE SILICE
Se mide a la salida del anión o lecho pulidor
Unidades: ppm o ppb
pH
Indica que elemento y cual unidad está fugando
9

39. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Desmineralización (Otras alternativas)
CALIDAD DELAGUA
Conduct. 5- 10 Micromohos/cm
pH 8 - 9
Sílice 50 - 200 ppb
ANION
DEBIL
IRA-96SB
CATION
FUERTE
IR-120
DG
DG
ANION
FUERTE
4200
CO2
CO2
ANION
FUERTE
IRA-402
CATION
DEBIL
IRC-86
CATION
FUERTE
IR-120
10

40. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Desmineralización (Otras alternativas)
CALIDAD DELAGUA
Conduct. 0.5 - 1 Micromoho/cm
pH 6.5-7.5
Sílice: 5 - 20 ppb
CO2
DG
CATION
DEBIL
IRC-86
CATION
FUERTE
1500
ANION
DEBIL
IRA-96
ANION
FUERTE
IRA-402
LECHO
MIXTO
11

41. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE
AGUAS INDUSTRIALES
CALIDADES DE AGUA OBTENIDA POR
DIFERENTES PROCESOS
Agua tratada
28 destilaciones en cuarzo
Lecho mixto
3 destilaciones en cuarzo
3 destilaciones en vidrio
1 destilación en vidrio
Agua destilada U.S.P.
Calidad
Micromoho/cm
0.04
0.50
0.50
1.00
2.00
2 a 10
Sólidos disueltos
ppm
Catión/anión separados 2 a 15 0.5 a 3.0
0.5 a 2.0
0.5
0.2
<0.2
<0.2
12

42. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE
AGUAS INDUSTRIALES
Ciclo de agotamiento
Co
C1 Co
C2
Co
C2
C1
H
F
Co Conductividad agua cruda
C1 Conductividad agua tratada
C2 Conductividad con resina
agotada
H Altura de intercambio
F Fuga
Regeneración
Horas
1 2 3
1
2
3
Resina
agotada
Resina
regenerada
Co Co Co
Co
C1 C2
13

43. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUA INDUSTRIAL
Desmineralización, Curvas de Agotamiento
Ciclo de servicio
EFLUENTE TIPICO DE UN
CATION FUERTE
Conductividad
Acidez mineral teórica, ppm
Fuga
Acidez mineral libre, ppm
Sodio, ppm
Dureza ppm
EFLUENTE TIPICO DE UN
ANION FUERTE ( Catión agotado)
Conductividad
pH
Alcalinidad ppm
Ciclo de servicio
Sodio, Na
Sílice, ppm
14

44. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
INDUSTRIALES
CONDUCTANCIAS IONICAS
(Omhs/cm a 25 C)
Catión Anión
Cond. Cond.
H+ 350 OH- 198
Na+ 50 Cl - 76
1/2 Mg++ 53 HCO3- 44
1/2 Ca++ 60 1/2 SO4= 80
15

45. PROCESOS TIPICOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
INDUSTRIALES
Tipos de resina por su grupo funcional
FUERTES
Grupo funcional: Sulfónico
CATIONICAS
DEBILES
Grupo funcional: carboxílico
ANIONICAS
FUERTES TIPO I
Grupo funcional: Aminas cuaternarias
FUERTES TIPO II
Grupo funcional: Aminas 2º y 3º
DEBILES
Grupo funcional: Aminas 3º
16

46. CATIONICAS FUERTES:
 Grupo funcional ácido fuerte. Sulfónico.
 Remueven todo catión disociado en solución.
 Regeneradas con NaCl producen agua suavizada.
 Regeneradas con ácido sirve como lecho primario en
desmineralización
 Transforma toda sal en cantidad equivalente del ácido
correspondiente.
 Baja eficiencia de regeneración: consumen de 2 a 3 veces la
cantidad estequiométrica
NaCl HCl CaSO4 H2SO4 MgHCO3 H2CO3
SO3
-
H+
Na+
TIPOS DE RESINA
17

47. TIPOS DE RESINA
CATIONICAS DEBILES:
 Grupo funcional ácido débil. Carboxílico.
 Solo remueven cationes asociados a la alcalinidad
 Usadas en desalcalinización
 Más capacidad y eficiencia en regeneración que las catiónicas
fuertes (una vez la cantidad estequiométrica)
 Usadas precediendo a las catiónicas fuertes para disminuir carga
iónica a éstas y ahorrar regenerantes.
COO- H+
CaHCO3 H2CO3 MgHCO3 H2CO3 NaOH H2O
18

48. TIPOS DE RESINA
ANIONICAS FUERTES:
 Grupos funcionales Aminas cuaternarias (muy alcalinas)
 Remueven todos los aniones disociados en solución
incluyendo Bicarbonatos y Sílice
 Baja eficiencia de regeneración: de 2 a 3 veces la cantidad
estequiométrica
 Se subdividen en dos categorías:
Tipo I: más alcalina, mejor remoción de Sílice.
Tipo II: menos alcalina, más capacidad, menor
estabilidad química y térmica. Menor remoción de Sílice
CH2N(CH3)
+
Tipo I
CH2N(CH3)2CH2OH
+
Tipo II
19

49. TIPOS DE RESINA
ANIONICAS DEBILES:
 Grupos funcionales son Aminas terciarias.
 Solo remueven ácidos fuertes como HCl y H2SO4
No remueven H2CO3 ni H2SiO4 (Sílice).
 Usadas en desionización precediendo a las fuertes para
ahorrar regenerantes
 Más resistentes al envenenamiento orgánico.
Protegen a las fuertes
CH2N(CH3)2 CH2NH2
20

50. Catión
débil
Catión
fuerte
Anión
débil
Anión
fuerte
H2SO4 (3V)
2V 2V
TIPOS DE RESINA
Remueve:
Ca HCO3
Mg HCO3
Na HCO3
Remueve:
Ca HCO3
Mg SO4
Na Cl
Remueve:
H Cl
H SO4
H CO3
H SiO2
Remueve:
H Cl
H SO4
NaOH (3V)
21

51. TECNOLOGIAS EN INTERCAMBIO IONICO
Regeneración en contra-corriente (Catión)
Ca+2
Mg+2
Na+
H+
H2SO4
Regeneración
Co-corriente
Regeneración
Contra-corriente
Agotamiento
Servicio
H+
22
H+
H+
H2SO4
H+

52. SO4
=
OH-
Regeneración
Co-corriente
Regeneración
Contra-corriente
Agotamiento
Servicio
NaOH
NaOH
Cl-
TECNOLOGIAS EN INTERCAMBIO IONICO
Regeneración en contra-corriente (Anión)
OH- OH-
23
SiO2
OH-
OH-
OH-

53. TECNOLOGIAS EN INTERCAMBIO IONICO
Modo de regeneración: efecto en fuga de Sodio
0.001
0 50 100
Fuga
de
Sodio
del
catión
(meq/l)
Ciclo de agotamiento (%)
Co-corriente
Contra-corriente
24
0.01
0.1

54. TECNOLOGIAS EN TRATAMIENTO DE AGUAS
INDUSTRIALES
Regeneración en contra-corriente
FUGA DE SODIO
ppm CaCO3
CO-CORRIENTE CONTRA-CORRIENTE
Muestra 1 Muestra 2
Na
Ca + Mg
Alcalinidad
Cl + SO4
FUGA Na
(ppm)
CONDUCT.
Anión (M/cm)
20 40
80 60
50 50
50 50
0.25 0.30
1.5 1.8
Dosis de H2SO4 : 3 lbs/p3 resina
20 40
80 60
50 50
50 50
2 3
11 16
Muestra 1 Muestra 2
25

55. TECNOLOGIAS EN TRATAMIENTO DE AGUA
INDUSTRIAL
Regeneración en contra-corriente
CAPACIDAD DE RESINAS ANIONICAS
NIVEL REGENERANTE
Lbs/p3 resina
Amberlite
IRA-458
Amberlite
IRA-910
Co-corriente
Contra-
corriente
35 34.5
35 34
(Gr. CaCO3/L resina)
6
3
26

56. TECNOLOGIAS EN INTERCAMBIO IONICO
Regeneración en Contra-corriente
SERVICIO
Entrada
Regenerante
Agua o aire (Contrapresión)
Salida
regenerante
REGENERACION
27

57. TECNOLOGIAS EN INTERCAMBIO IONICO
Regeneración con flujo dividido (Split flow)
Servicio
Regenerante
Regenerante
usado
Agua tratada
28

58. TECNOLOGIAS DE INTERCAMBIO IONICO
Stratabed
Agua tratada
 Resinas estratificadas, no se mezclan
Granulometría especial
 Regeneración en contracorriente
 Mejor calidad de agua
 Menor consumo de regenerantes
 La resina débil aniónica se regenera con
el exceso de regenerante de la débil
 Ahorro en inversión (Equipo)
 Resina aniónica débil protege a la fuerte
de envenenamiento con materia orgánica
Regenerante
Catión
débil
Catión
fuerte
Servicio
29

59. TECNOLOGIAS EN INTERCAMBIO IONICO
Lecho mixto (Regeneración)
Servicio
Acido
Acido
Resina
aniónica
Regeneración
resina catiónica
Agua
Resina
catiónica
NaOH
Regeneración
resina aniónica
NaOH
Agua Aire
30

60. TECNOLOGIAS EN INTERCAMBIO IONICO
Lecho mixto (Ambersep)
Servicio
Resina aniónica
Resina inerte
Disminuye contaminación
cruzada
Resina catiónica
31

61. TECNOLOGIAS DE INTERCAMBIO IONICO
Amberpack (Lecho empacado)
Regenerante
Agua cruda
COLUMNA DE
RETROLAVADO
Traspaso de
resina
Entrada
resina
Salida retrolavado
Entrada retrolavado
Salida
resina
limpia
Traspaso de
resina
Agua tratada
32

62. ANTES DESPUES
Transf.
resina
Agua
cruda
Agua
tratada
Entrada
regenerante
Salida
regenerante
Regenerante
Retrolav.
Agua cruda
Agua
tratada
Retrolav.
Regener.
Boca de registro
TECNOLOGIAS DE INTERCAMBIO IONICO
Conversión co-corriente a Amberpack
Resina inerte
33

63. Realización de Proyectos utilizando la tecnología
Amberpack de Rohm and Haas
 Resinas Amberjet
 Tecnología AmberPack
 Diseño/Ingeniería Básica
 Garantía/Soporte Tecnológico
 Supervisión de fabricación/puesta en marcha
 Ingeniería de detalle
 Logística/Procura de Materiales
 Construcción/ensamblado en sitio
 Puesta en marcha
 Garantía/Respaldo Operativo
Edospina
 Soporte Técnico Post-Instalación
 Capacitación técnica a Ingenieros y operadores
USUARIO
ROHM AND HAAS
EDOSPINA
GAMMA QUIMICA DE VENEZUELA
USUARIO

64. RESINAS DE INTERCAMBIO IONICO
PROGRAMA DE SOPORTE TECNICO
Charlas técnicas
Análisis de resinas
Solución de problemas
de operación
Simulaciones de operación de plantas
por computador (Optimización)
gamma química
de venezuela c.a.
ROHM
HAAS
AND
Apoyo en diseño de ampliaciones,
repotenciaciones y nuevas plantas

65. AMBERPACK
Lechos empacados

66. AMBERPACK
Revisión de algunos conceptos
Porque tanto espacio vacío
en las unidades?
Porque se debe retrolavar en cada
regeneración, para:
 Remover sólidos suspendidos
acumulados.
 Descompactar la resina antes
del paso de regenerante
 Remover perlas partidas
Regenerante
Resina
Entrada
agua cruda
Salida
retrolavado
Agua tratada
Unidad regenerada co-corriente

67. Sin embargo, si se contara con las siguientes condiciones:
Buen pretratamiento del agua cruda
Eliminación de sólidos en suspensión
Turbiedad de 1 a 2 NTU
Regeneración en contra-corriente
El flujo de regenerante descompacta la resina
Una manera de remover partículas partidas periódicamente
Una resina de partícula uniforme
No hay finos que produzcan caídas de presión
Ya no habría necesidad de retrolavar en cada regeneración
Ya no hay que tener la unidad medio vacía
LECHOS EMPACADOS AMBERPACK
AMBERPACK
Revisión de algunos conceptos

68. AMBERPACK
Revisión de algunos conceptos
Amberlite-120 Amberjet 1200

69. AMBERPACK
Principio de operación
Regenerante
Agua cruda
Agua tratada
SERVICIO REGENERACION

70. AMBERPACK
Retrolavado
Transferencia de resina
Eliminación
de finos e
impurezas
Entrada retrolavado
Resina limpia
Recomendación:
retrolavar cada 6 meses.
Perlas finas
o quebradas
Material en
suspensión
30-50% de la resina

71. AMBERPACK
Diseño de válvulas
P
Agua tratada Regenerante
Regenerante usado Agua cruda
Transferencia de
resinas
Transferencia de
resinas

72. AMBERPACK
Combinaciones de resinas
1 Cámara 2 Cámaras
3 Cámaras

73. AMBERPACK
Calidad del agua tratada
5
10
15
2 4 8
6 10 14
12 16
2
Amberpack
Co-corriente
Conductividad (Mmohos/cm)
Dosis de H2SO4 lbs/p3 resina.
20
40
80
60
100
120
140
160
2 4 8
6 10 14
12 16
Amberpack
Co-corriente
Fuga de Sílice (ppb)
Dosis de NaOH lbs/p3 resina.

74. AMBERPACK
Consumo de agua para regeneración
 No hay zonas muertas en los
recipientes
Desplazamiento más sencillo y eficiente
 Se retrolava cada 6 meses
 Resinas Amberjet se lavan más
fácilmente
 Recirculación del enjuague
 Se utiliza menos regenerante
Menos agua de enjuague
Menos excesos que neutralizar
Menos aguas de desecho
Sistema co-corriente
Amberpack
70 gal/p3 resina
20 gal/p3 resina

75. AMBERPACK
Consumo de regenerantes
100
80
60
40
20
0
HCl NaOH
Co-corriente
Contra-corriente
Amberpack
100
60
45
100
50
40
(%)

76. AMBERPACK
Inversión de equipo
Construcción tradicional
Amberpack

77. AMBERPACK
Conversión de equipo co-corriente
ANTES DESPUES
Transferencia
resina
Agua
cruda
Agua
tratada
Entrada
regenerante
Salida
regenerante
Regenerante
Retrolavado
Agua cruda
Agua
tratada
Retrolavado
Regenerante
Boca de registro
Resina inerte

78. AMBERPACK
Ejemplo de conversión
CONDICIONES DE OPERACIÓN:
Unidad: catiónica
STD 10 meq/L, diámetro tanque 1200 mm, altura cilíndrica 2500 mm
Flujo de servicio: 20 m3/hr.
Co-corriente Amberpack
Tipo de resina Amberlite IR-120 Amberjet 1200
Volumen de resina 1.400 L 2.700 L
Capacidad operativa 1.17 eq/L 1.22 eq/L
Dosis de HCl 95 gr./LR 55 gr./LR
Cap. de intercambio disponible 1.638 eq 3.294 eq
Ciclo neto de producción 140 m3 310 m3
Agua para regeneración 6.3 lechos resina 2.9 lechos resina
Conductividad 6 US/cm 0.8 US/cm

79. Refinería PEMEX (Tula, México)
Planta de desmineralización
Tecnología empleada: Amberpack

80. Datos Básicos
 Inicio de operación: Agosto de 1997
 Producción: 540 m3/h continuos
 Ciclo: 1.080 m3
 Agua de alimentación: Pozo
Análisis químico (mg/l como CaCO3)
Calcio 234 Cloruros 305
Magnesio 182 Sulfatos 186
Sodio/Potasio 535 Bicarbonatos 460
Total 951 951

81. Diseño del sistema
Dos módulos de cuatro trenes (catión/anión) cada uno
Amberlite
IRC 86 RF
(10.000 l)
Amberjet
1200 Na
(12.000 l)
Unidad
Catiónica
Unidad
Aniónica
Proceso UDA 3
Descarbonatador
Amberjet
4200 Cl
(10.600 l)
Amberlite
IRA 96 RF
(9.800 l)

82. Condiciones de regeneración
RESINAS CATIONICAS:
 Acido Sulfúrico: 1.300 Kg. (100%)
 Concentración: 2 etapas: 0.75 / 3%
 Nivel de regeneración: 5 lbs/pie3 resina
RESINAS ANIONICAS:
 Soda cáustica: 640 Kgs (100%) 30 C
 Concentración: 4%
 Nivel de regeneración: 3.8 lbs/pie3 resina

83. Rendimiento
 Ciclo bruto: 1.225 m3
 Capacidades de las resinas:
Amberjet 1200Na: 1.09 eq/l
Amberlite IRC-86RF: 1.42 eq/l
Amberjet 4200Cl: 0.95 eq/l
Amberlite IRA-96RF: 0.64 eq/l
 Calidad agua tratada:
Conductividad: 0.3 a 0.5 Micromohs/cm
Fuga de Sílice: 10 a 20 ppb

84. Otra información
 Relación de regenerantes:
Acido: 134% de la carga iónica
Soda: 124% de la carga iónica
 Consumo agua para desplazamiento:
Catión: 3.5 volúmenes lecho
Anión: 2.4 volúmenes lechos
Enjuagues rápidos: 13 minutos c/u
(0.5 volúmenes lecho)
 Tiempo total de
regeneración: 2 horas, 52 minutos