專利名稱：一種連續(xù)式電解合成丁二酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解合成丁二酸的方法，具體地說就是能實現(xiàn)連續(xù)式、循環(huán)電解
生產(chǎn)丁二酸的方法。
(二)
背景技術(shù)：
丁二酸是合成各種復(fù)雜有機(jī)化合物的中間體和原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng) 藥、染料和塑料等行業(yè)。近年來隨著生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的開發(fā)成功， 可以預(yù)計在未來幾年內(nèi)，作為PBS主要原料的丁二酸用量將急劇增大。 目前為止，工業(yè)上生產(chǎn)丁二酸最具競爭力的方法是以順丁二烯二酸為原料的電化 學(xué)加氫法，主要有間隙式和連續(xù)式兩種電解生產(chǎn)方式。隨著丁二酸產(chǎn)能需求的不斷增大，目 前主流的間隙式電解生產(chǎn)方式由于不利于大規(guī)模生產(chǎn)，將逐步被淘汰。但是，目前的連續(xù)式 電解生產(chǎn)丁二酸裝置(如中國實用新型專利ZL200320116622)需要由幾十甚至幾百只電解 槽構(gòu)成，電解液按順序依次流經(jīng)各個已通電的電解槽，至最后一只電解槽流出才能獲得粗 產(chǎn)品。在工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)丁二酸過程中，這樣的連續(xù)式電解生產(chǎn)線中只要有l(wèi)個環(huán)節(jié)出現(xiàn) 問題，則整條生產(chǎn)線都可能需要停運(yùn)檢修。同時，由于構(gòu)成這種連續(xù)式電解生產(chǎn)線的電解槽 數(shù)量多，生產(chǎn)設(shè)備投資高，運(yùn)營成本高，維修、操作困難，而且生產(chǎn)過程實現(xiàn)的是非循環(huán)連續(xù) 生產(chǎn)，電解反應(yīng)的有效容積小，要實現(xiàn)更大規(guī)模的生產(chǎn)還是有困難的。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要實現(xiàn)單個電解槽就具有連續(xù)電解合成丁二酸的功能，同時電解 單元采用模塊化設(shè)計以便于生產(chǎn)線的擴(kuò)容，提供一種節(jié)約投資、提高電解反應(yīng)有效容積、適 合不同規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、降低能耗的連續(xù)式、循環(huán)電解的生產(chǎn)方式。
為實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案 —種連續(xù)式電解合成丁二酸的方法，所述方法采用的電解裝置包括高位槽、設(shè)置 有加料口的循環(huán)槽、設(shè)有電解液進(jìn)口和電解液出口的電解槽、三通裝置和后處理裝置，所述 的循環(huán)槽內(nèi)設(shè)有混合器，所述的高位槽經(jīng)由流量控制裝置和熱交換器與循環(huán)槽的加料口連 接，所述的循環(huán)槽經(jīng)由循環(huán)泵、熱交換器和電解槽的電解液進(jìn)口連接，所述的三通裝置分別 與電解槽的電解液出口、循環(huán)槽和出料口連接，所述的出料口經(jīng)由流量控制裝置與后處理 裝置連接；所述的循環(huán)槽、循環(huán)泵、電解槽、三通裝置構(gòu)成內(nèi)循環(huán)；所述的方法如下
采用去離子水配制電解液，電解液的初始組成為順丁烯二酸濃度0. 5 2mol/L， 硫酸濃度0. 25 lmol/L ;關(guān)閉出料口，將電解液輸送至高位槽，由高位槽進(jìn)料至循環(huán)槽， 經(jīng)循環(huán)泵將電解液經(jīng)熱交換器后輸入電解槽進(jìn)行電解，通過熱交換器控制電解液輸入電解 槽前的溫度在30 45t:、電解槽中電流密度為100 1000A/m2，當(dāng)電解過程通入的電量 達(dá)到理論電解電量的50 85 %時，開啟出料口 ，調(diào)節(jié)加料口的進(jìn)料流速與出料口的出料 流速相等，從而實現(xiàn)連續(xù)電解；在連續(xù)電解過程中，控制下列條件進(jìn)料流速與出料流速在 0. 025 500L/min，內(nèi)循環(huán)流速為進(jìn)料流速的7 20倍，高位槽中的電解液中順丁烯二酸
3濃度0. 4 2. 0mol/L、硫酸濃度0. 25 lmol/L，通過熱交換器控制電解液輸入電解槽前 的溫度在30 45°C，電解槽中電流密度為100 1000A/m2，電解過程中通入的電量為理論 電量的60 100% ;出料口流出的反應(yīng)液經(jīng)后處理得到目標(biāo)產(chǎn)物丁二酸和母液。所述后處 理通常是電解后的反應(yīng)液經(jīng)熱過濾，于0 5t:下結(jié)晶，分離后的固體丁二酸產(chǎn)品在75 85t:下干燥，分離后的母液儲存于母液槽中，采用離子色譜法取樣分析順丁烯二酸、丁二 酸的含量，補(bǔ)充定量的順丁烯二酸酐后使順丁烯二酸濃度為初始順丁烯二酸濃度的80 90%，用于套用配料。 通常經(jīng)本發(fā)明上述工藝處理所得母液的組成為順丁烯二酸0. 1 0. 45mol/L、丁 二酸O. 1 0. 35mol/L、硫酸0. 2 0. 95mol/L。故在講上述母液回收套用時，配制得到的電 解液中含有丁二酸。本發(fā)明一般在上述母液中添加順丁烯二酸酐使得配制完成的電解液的 組成為順丁烯二酸濃度0. 4 1. 7mol/L、丁二酸濃度0. 1 0. 35mol/L、硫酸濃度0. 25 lmol/L。 在連續(xù)電解過程中，若采用新配電解液，則按照電解液的組成為順丁烯二酸濃度 0. 5 2mol/L，硫酸濃度0. 25 lmol/L進(jìn)行配制。 本發(fā)明中新配電解液和利用母液回收配得的電解液可以混合使用，也可分開使 用，本發(fā)明對此沒有限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況和需要調(diào)整每批次連續(xù)電解 的處理量。 本發(fā)明所述方案，如果內(nèi)循環(huán)流速過低將導(dǎo)致混合不均勻；內(nèi)循環(huán)流速過低可能 使電解槽內(nèi)流體流動過慢；故本發(fā)明優(yōu)選在連續(xù)電解過程中，調(diào)節(jié)循環(huán)泵的流速，使得循 環(huán)槽、循環(huán)泵、電解槽、三通裝置構(gòu)成的內(nèi)循環(huán)流速為進(jìn)料流速的7 20倍，保證進(jìn)料的順 丁烯二酸保持一個小的濃度變化量，從而使進(jìn)料的新鮮順丁烯二酸具有足夠的累積停留時 間。 本發(fā)明具體推薦所述的電解槽包括電解槽槽體、設(shè)置于電解槽槽體下部的至少一
個的電解液進(jìn)口 、設(shè)置于電解槽槽體上部的至少一個的電解液出口 、設(shè)置于電解槽槽體頂
部的流體回流管、設(shè)置于電解槽槽體底部的排泥管以及安裝在電解槽體內(nèi)的至少一對的電
極；所述電極呈板狀、板狀菱形均布開孔、板狀正方形均布開孔或者網(wǎng)狀；所述電極的陰極
材質(zhì)為鉛或鉛合金(如Pb、Sb、Ag、Ca以及添加稀土元素的五元或六元合金)，所述電極的
陽極材質(zhì)為鉛、鉛合金、鈦基氧化銥或鈦基氧化鉭；所述電極為單極式或復(fù)極式，所述的電
解液進(jìn)口并聯(lián)后通過管道與熱交換器、循環(huán)泵和循環(huán)槽連接，所述的電解液出口并聯(lián)后通
過管道與三通裝置連接。電解槽內(nèi)的電連接方式可采用串聯(lián)、并聯(lián)或兩路并聯(lián)后串聯(lián)。所
述電解液進(jìn)口和電解液出口的數(shù)量取決于電解槽槽體大小和電解槽內(nèi)電極數(shù)量。 本發(fā)明所述的循環(huán)槽是連續(xù)電解合成丁二酸過程中的關(guān)鍵部件，其具有三大功
能一是循環(huán)槽和電解槽之間通過循環(huán)泵輸送構(gòu)成內(nèi)循環(huán)電解；二是循環(huán)槽上的加料口與
高位槽連接，通過連接在管道上的流量控制裝置來控制進(jìn)料的流速；三是循環(huán)槽內(nèi)部設(shè)有
混合器，用于經(jīng)三通裝置回流的反應(yīng)液和加料口加入的新鮮電解液的均勻混合。 本發(fā)明所述的后處理裝置包括過濾器、結(jié)晶器和干燥器，所述的過濾器可采用膜
過濾器或連續(xù)式膜過濾器；所述的結(jié)晶器可采用結(jié)晶釜或連續(xù)式結(jié)晶器；所述的干燥器可
采用烘房或氣流式干燥器。 本發(fā)明的優(yōu)點主要表現(xiàn)在(l)實現(xiàn)單個電解槽就能連續(xù)電解合成丁二酸的功能；(2)通過控制電解過程的電量和進(jìn)、出料的流速，既能實現(xiàn)連續(xù)式電解合成丁二酸，又 能構(gòu)成循環(huán)生產(chǎn)，達(dá)到提高電解反應(yīng)容積的目的；(3)選用特定組成的母液用于套用配料， 既有助于連續(xù)式、循環(huán)電解生產(chǎn)高質(zhì)量的丁二酸，又能避免大量廢液排放，實現(xiàn)丁二酸的清 潔生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的電解工藝示意圖。
圖2a是本發(fā)明的電解槽槽體側(cè)面圖。
圖2b是本發(fā)明的電解槽槽體另一個側(cè)面圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但實施例中所涉及的技術(shù)參數(shù)不應(yīng)作為本
發(fā)明的限制，例如電解槽的數(shù)量可根據(jù)具體情況而定；電解槽內(nèi)電極連接方式可以是并聯(lián)、
串聯(lián)或并聯(lián)后串聯(lián)等；電解液輸送不限于高位槽，其他方式如計量泵直接計量打入循環(huán)槽
也可。以上改變應(yīng)以實現(xiàn)本發(fā)明的目的為度。 實施例1 : 參照圖1、2， —種用于連續(xù)式電解生產(chǎn)丁二酸的電解裝置，取一個電解槽作為電解槽槽體 1 (見圖2a)，在電解槽的頂部設(shè)有流體回流管4，在電解槽底部設(shè)有排泥管5，電解槽內(nèi)設(shè)有 板狀菱形均布開孔的鉛電極11 ，所述陰、陽極的電連接采用并聯(lián)方式。 電解裝置包括高位槽(8)、設(shè)置有加料口的循環(huán)槽(7)、電解槽、三通裝置(15)和 后處理裝置，所述的電解槽設(shè)置有位于下部的電解液進(jìn)口 (2)和位于上部的電解液出口 (3)，所述的循環(huán)槽內(nèi)設(shè)有混合器，所述的高位槽經(jīng)由流量控制裝置(13)和熱交換器(9)與 循環(huán)槽(7)的加料口 (12)連接，所述的循環(huán)槽經(jīng)由循環(huán)泵(14)、熱交換器(9)和電解槽的 電解液進(jìn)口連接，所述的三通裝置分別與電解槽的電解液出口 、循環(huán)槽和出料口連接，所述 的出料口經(jīng)由流量控制裝置與后處理裝置連接；所述的循環(huán)槽、循環(huán)泵、電解槽、三通裝置 構(gòu)成內(nèi)循環(huán)。 所述的電解槽包括電解槽槽體、設(shè)置于電解槽體下部的五個電解液進(jìn)口、設(shè)置于 電解槽體上部的五個的電解液出口、設(shè)置于電解槽體頂部的流體回流管、設(shè)置于電解槽體 底部的排泥管以及安裝在電解槽體內(nèi)的五對的電極；所述電極呈板狀；所述電極的陰極材 質(zhì)為鉛，所述電極的陽極材質(zhì)為鉛；所述電極為單極式，所述的電解液進(jìn)口并聯(lián)后通過管道 與熱交換器、循環(huán)泵和循環(huán)槽連接，所述的電解液出口并聯(lián)后通過管道與三通裝置連接。
首次電解時采用去離子水配制10L電解液，投入980g順丁烯二酸酐和270ml濃硫 酸，將電解液輸送至高位槽8，由高位槽8進(jìn)料至循環(huán)槽7，經(jīng)循環(huán)泵14將電解液輸入電解 槽，電解槽和循環(huán)槽之間構(gòu)成內(nèi)循環(huán)，電解液通過熱交換器9使得進(jìn)入電解槽前的溫度控 制在35 40°C ，在電解槽中以電流密度800A/m2下電解，槽電壓2. 7 3. 3V，當(dāng)電解過程的 電量達(dá)到理論電解電量的60%時，開啟出料口的流量計16以0. 03 0. 035L/min的流速連 續(xù)出料，同時調(diào)節(jié)進(jìn)料口的流量計13以相同的流速連續(xù)進(jìn)料。從出料口取電解后的反應(yīng)液 經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸的純度99. 5%，熔點184. 1 186. 1°C ;采用離子色譜法取樣分析母液組分為丁二酸濃度0. 25mol/L，順丁烯二酸濃度0. 35mol/L，硫 酸濃度0. 5mol/L。 第一次母液套用電解時，采用首次電解后的母液配料，投入順丁烯二酸酐300g， 電解液配制完成后，輸送至高位槽，以0. 05 0. 055L/min的流速由高位槽進(jìn)料至循環(huán)槽， 同時出料口的出料流速也調(diào)節(jié)至0. 05 0. 055L/min ;循環(huán)槽和電解槽之間的內(nèi)循環(huán)流速 通過循環(huán)泵調(diào)至1.0 1. 1L/min，在電解槽中以電流密度800A/m2下電解，槽電壓2. 7 3. 3V，電解時實際通入的電量為理論電量的85%，電解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得 丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體314g，純度99. 5%，還原收率86. 9%，電流效率95. 1% ;母 液組分為丁二酸濃度0. 25mol/L，順丁烯二酸濃度0. 35mol/L，硫酸濃度0. 5mol/L。
第二次母液套用電解時，采用第一次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第一次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體312g，純度99.5X， 還原收率86. 4% ，電流效率94. 5% 。 第三次母液套用電解時，采用第二次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第二次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體326g，純度99.5X， 還原收率90. 2%，電流效率98. 7% 。 第四次母液套用電解時，采用第三次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第三次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體302g，純度99. 5%， 還原收率83. 6%，電流效率91. 5% 。 第五次母液套用電解時，采用第四次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第四次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體304g，純度99.5X， 還原收率84. 2%，電流效率92. 1%。 第六次母液套用電解時，采用第五次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第五次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體313g，純度99.5X， 還原收率86. 7%，電流效率94. 8% 。 第七次母液套用電解時，采用第六次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第六次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體304g，純度99.5%， 還原收率84. 2%，電流效率92. 1%。 第八次母液套用電解時，采用第七次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第六次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體321g，純度99.5X， 還原收率88. 9%，電流效率97. 2% 。 第九次母液套用電解時，采用第八次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第八次母液套用電解，電
6解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體304g，純度99.5%， 還原收率84. 2%，電流效率92. 1%。 第十次母液套用電解時，采用第九次母液套用電解后的母液配料，投入順丁烯二 酸酐300g，電解液配制完成后，高位槽中電解液組成和電解工藝同第九次母液套用電解，電 解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥后得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體323g，純度99.5X， 還原收率89. 3%，電流效率97. 8% 。 上述十次循環(huán)、連續(xù)電解的平均結(jié)果為丁二酸純度99. 5%，熔點184. 1 186. rC，還原收率86. 5%，電流效率94. 6%，母液組分為丁二酸濃度0. 1 0. 25mol/L，順 丁烯二酸濃度0. 15 0. 35mol/L，硫酸濃度0. 3 0. 5mol/L。
實施例2 : 連續(xù)式電解裝置如實施例l，首次電解時采用去離子水配制10L電解液，投入980g 順丁烯二酸酐和270ml濃硫酸，將電解液輸送至高位槽，由高位槽進(jìn)料至循環(huán)槽，經(jīng)循環(huán)泵 將電解液輸入電解槽，電解槽和循環(huán)槽之間構(gòu)成內(nèi)循環(huán)，電解液進(jìn)入電解槽前的溫度控制 在35 40°C ，在電解槽中以電流密度700A/m2下電解，槽電壓2. 5 3. 3V，當(dāng)電解過程的電 量達(dá)到理論電解電量的65%時，開啟出料口的流量計以0. 03 0. 035L/min的流速連續(xù)出 料，同時調(diào)節(jié)進(jìn)料口的流量計以相同的流速連續(xù)進(jìn)料；母液套用電解時，電解過程實際通入 的電量為理論電量的80%，進(jìn)、出料的流速控制在0. 06 0. 065L/min，其他工藝條件同實 施例1，電解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶得丁二酸產(chǎn)品和母液，通過10次循環(huán)、連續(xù)電解的平 均結(jié)果為丁二酸純度99. 5%，熔點184. l 186. 1°C ，還原收率84. 2% ，電流效率91. 3% 。
實施例3 : 連續(xù)式電解裝置如實施例l，首次電解時采用去離子水配制10L電解液，投入980g 順丁烯二酸酐和270ml濃硫酸，將電解液輸送至高位槽，由高位槽進(jìn)料至循環(huán)槽，經(jīng)循環(huán)泵 將電解液輸入電解槽，電解槽和循環(huán)槽之間構(gòu)成內(nèi)循環(huán)，電解液進(jìn)入電解槽前的溫度控制 在35 40°C ，在電解槽中以電流密度1000A/m2下電解，槽電壓2. 8 3. 5V，當(dāng)電解過程的 電量達(dá)到理論電解電量的65%時，開啟出料口的流量計以0. 03 0. 035L/min的流速連續(xù) 出料，同時調(diào)節(jié)進(jìn)料口的流量計以相同的流速連續(xù)進(jìn)料；母液套用電解時電解過程實際通 入的電量為理論電量的100%，進(jìn)、出料的流速控制在0. 04 0. 045L/min，其他工藝條件 同實施例1，電解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶得丁二酸產(chǎn)品和母液，通過10次循環(huán)、連續(xù)式電 解的平均結(jié)果為丁二酸純度99. 5%，熔點184. 1 186. 1°C ，還原收率81. 2% ，電流效率 80. 5%。 實施例4: 參照圖1、2，本實施例中采用模塊化的電解單元，取十個電解槽進(jìn)行擴(kuò)容生產(chǎn)，每 個電解槽槽體1下側(cè)面的電解液進(jìn)口 2與模塊區(qū)6中的輸入連接點61連通，每個電解槽槽 體上側(cè)面的電解液出口 3與模塊區(qū)6中的輸出連接點62連通。首次電解時采用去離子水 配制100L電解液，投入9. 8Kg順丁烯二酸酐和2. 7L濃硫酸，將電解液輸送至高位槽，由高 位槽進(jìn)料至循環(huán)槽，經(jīng)循環(huán)泵將電解液輸入電解槽，電解槽和循環(huán)槽之間構(gòu)成內(nèi)循環(huán)，電解 液進(jìn)入電解槽前的溫度控制在35 4(TC，在電解槽中以電流密度800A/m2下電解，槽電壓 2. 7 3. 3V，電解過程實際通入的電量達(dá)到理論電量的60%時開始連續(xù)進(jìn)料和出料，進(jìn)、出 料的流速控制在0. 3 0. 35L/min，電解后的反應(yīng)液經(jīng)過濾、結(jié)晶、干燥得丁二酸產(chǎn)品和母液，丁二酸晶體的純度99. 5%，熔點184. 1 185. 5 ;母液組分為丁二酸濃度0. 25mol/L，順 丁烯二酸濃度0. 35mol/L，硫酸濃度0. 5mol/L。 母液套用電解時，采用首次電解后的母液配料，投入順丁烯二酸酐3Kg，電解液配 制完成后，輸送至高位槽，電流密度為800A/m2，槽電壓2. 7 3. 3V，電解過程實際通入的電 量為理論電量的85%，連續(xù)進(jìn)、出料的流量控制在0. 5 0. 55L/min，將連續(xù)式、母液套用電 解進(jìn)行10次后，平均結(jié)果為丁二酸純度99. 5%，熔點184. 1 186. 1°C，還原收率85. 4%， 電流效率93.1%。
權(quán)利要求
一種連續(xù)式電解合成丁二酸的方法，其特征在于所述方法采用的電解裝置包括高位槽、設(shè)置有加料口的循環(huán)槽、設(shè)有電解液進(jìn)口和電解液出口的電解槽、三通裝置和后處理裝置，所述的循環(huán)槽內(nèi)設(shè)有混合器，所述的高位槽經(jīng)由流量控制裝置和熱交換器與循環(huán)槽的加料口連接，所述的循環(huán)槽經(jīng)由循環(huán)泵、熱交換器和電解槽的電解液進(jìn)口連接，所述的三通裝置分別與電解槽的電解液出口、循環(huán)槽和出料口連接，所述的出料口經(jīng)由流量控制裝置與后處理裝置連接；所述的循環(huán)槽、循環(huán)泵、電解槽、三通裝置構(gòu)成內(nèi)循環(huán)；所述的方法包括如下步驟采用去離子水配制電解液，電解液的初始組成為順丁烯二酸濃度0.5～2mol/L，硫酸濃度0.25～1mol/L；關(guān)閉出料口，將電解液輸送至高位槽，由高位槽進(jìn)料至循環(huán)槽，經(jīng)循環(huán)泵將電解液經(jīng)熱交換器后輸入電解槽進(jìn)行電解，通過熱交換器控制電解液輸入電解槽前的溫度在30～45℃，電解槽中電流密度為100～1000A/m2，當(dāng)電解過程通入的電量達(dá)到理論電解電量的50～85％時，開啟出料口，調(diào)節(jié)加料口的進(jìn)料流速與出料口的出料流速相等，從而實現(xiàn)連續(xù)電解；在連續(xù)電解過程中，控制下列條件進(jìn)料流速與出料流速在0.025～500L/min，內(nèi)循環(huán)流速為進(jìn)料流速的7～20倍，高位槽中的電解液中順丁烯二酸濃度0.4～2.0mol/L、硫酸濃度0.25～1mol/L，電解液輸入電解槽前的溫度在30～45℃，電解槽中電流密度為100～1000A/m2，電解過程中通入的電量為理論電量的60～100％；出料口流出的反應(yīng)液經(jīng)后處理得到目標(biāo)產(chǎn)物丁二酸和母液，所得母液按照高位槽中電解液組成標(biāo)準(zhǔn)添加必要的組分后重新套用到連續(xù)電解過程中。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的電解槽包括電解槽槽體、設(shè)置于電解槽槽體下部的至少一個的電解液進(jìn)口、設(shè)置于電解槽槽體上部的至少一個的電解液出口、設(shè)置于電解槽槽體頂部的流體回流管、設(shè)置于電解槽槽體底部的排泥管以及安裝在電解槽槽體內(nèi)的至少一對的電極；所述電極呈板狀、板狀菱形均布開孔、板狀正方形均布開孔或者網(wǎng)狀；所述電極的陰極材質(zhì)為鉛或鉛合金，所述電極的陽極材質(zhì)為鉛、鉛合金、鈦基氧化銥或鈦基氧化鉭；所述電極為單極式或復(fù)極式，所述的電解液進(jìn)口并聯(lián)后通過管道與熱交換器、循環(huán)泵、與循環(huán)槽連接，所述的電解液出口并聯(lián)后通過管道與三通裝置連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的后處理裝置包括過濾器、結(jié)晶器和干燥器，所述的過濾器采用膜過濾器或連續(xù)式膜過濾器；所述的結(jié)晶器采用結(jié)晶釜或連續(xù)式結(jié)晶器；所述的干燥器采用烘房或氣流式干燥器。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述后處理為出料口流出的反應(yīng)液經(jīng)熱過濾，于0 5t:下結(jié)晶，分離后的固體在75 85t:下干燥得到丁二酸產(chǎn)品，分離后的母液回收套用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)式電解合成丁二酸的方法，所采用的電解裝置如圖所示，所述方法為將電解液輸送至高位槽，由高位槽進(jìn)料至循環(huán)槽，經(jīng)循環(huán)泵將電解液輸入電解槽進(jìn)行電解，電解后通過三通裝置一路通過出料口進(jìn)入后處理裝置，以得到丁二酸；另一路重新循環(huán)至循環(huán)槽繼續(xù)電解，調(diào)節(jié)循環(huán)槽上加料口的進(jìn)料流速與出料口的出料流速相等，從而實現(xiàn)連續(xù)電解。本發(fā)明既能實現(xiàn)連續(xù)式電解合成丁二酸，又能構(gòu)成循環(huán)生產(chǎn)，節(jié)約投資成本，提高電解反應(yīng)有效容積，避免大量三廢排放，實現(xiàn)丁二酸的清潔生產(chǎn)，是一種能適合于不同規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)丁二酸的電解方法。
文檔編號C07C55/00GK101736357SQ20091026662
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者徐穎華, 毛信表, 褚有群, 趙峰鳴, 馬淳安 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)