方法、电解温度、电流密度、电解液初始组成及质量同实施例2，钛丸阴极的直径d= 10mm。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在(TC条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体34.42g，丁二酸纯度99.71 %，熔点184.6°C，电解电压2.7 - 3.1V,电流效率为64.4%，丁二酸还原收率为64.8%。
[0035]实施例4:
[0036]电解装置、电解方法、电解温度、电流密度、电解液初始组成及质量同实施例2，钛丸阴极的直径d = 6_。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体39.38g，丁二酸纯度99.57%，熔点184.7°C，电解电压2.6-3.0V,电流效率为73.6%，丁二酸还原收率为74.2%。
[0037]实施例5:
[0038]电解装置、电解方法、电解温度、钛丸阴极直径、电解液初始组成及质量同实施例2，电流密度Jw /? = 2:1。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体39.02g，丁二酸纯度99.60%，熔点184.7 V’电解电压2.6 -3.2V,电流效率为72.9%，丁二酸还原收率为73.5%。
[0039]实施例6:
[0040]电解装置、电解方法、电解温度、钛丸阴极直径、电解液初始组成及质量同实施例2，电流密度Jw /? = 3:1。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体38.08g，丁二酸纯度99.76%，熔点184.7 V’电解电压2.6 -3.1V，电流效率为71.3%，丁二酸还原收率为71.7%。
[0041]实施例7:
[0042]电解装置、电解方法、电解温度、钛丸阴极直径、电解液初始组成及质量同实施例2，电流密度Jw /? = 5:1。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体39.14g，丁二酸纯度99.61%，熔点184.7 V’电解电压2.6 -3.2V,电流效率为73.1%，丁二酸还原收率为73.7%。
[0043]实施例8:
[0044]电解装置、电解方法、电解温度、钛丸阴极直径、电解液初始组成及质量同实施例2，电流密度Jw /? = 6:1。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体35.09g，丁二酸纯度99.70%，熔点184.7 V’电解电压2.8 -3.3V,电流效率为65.6%，丁二酸还原收率为67.1%。
[0045]实施例8:
[0046]母液循环套用试验:
[0047](I)第一次母液套用电解:取实施例1中抽滤完丁二酸的滤液作为母液，补加顺丁烯二酸酐44.lg，硫酸3g，加去离子水定量至450g，由此配制完成电解液。电解装置、电解方法、钛丸阴极的直径、电流密度、电解温度同实施例1。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体48.12g，丁二酸纯度99.33%,熔点
184.6°C，电解电压2.7 - 3.1V，电流效率为89.7%，丁二酸还原收率为90.6%。
[0048](2)第二次母液套用电解:取第一次母液套用电解的滤液作为母液，补加顺丁烯二酸酐44.lg，硫酸3g，加去离子水定量至450g，由此配制完成电解液。电解装置、电解方法、钛丸阴极的直径、电流密度、电解温度同实施例2。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在O°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体49.32g，丁二酸纯度99.42%,熔点
185.1°C，电解电压2.6-3.1V，电流效率为92.0%，丁二酸还原收率为92.9%。
[0049](3)第三次母液套用电解:取第二次母液套用电解的滤液作为母液，补加顺丁烯二酸酐44.lg，硫酸3g，加去离子水定量至450g，由此配制完成电解液。电解装置、电解方法、钛丸阴极的直径、电流密度、电解温度同实施例2。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体49.49g，丁二酸纯度99.15%,熔点
184.8°C，电解电压2.7 - 3.2V,电流效率为92.1%，丁二酸还原收率为93.2%。
[0050](4)第四次母液套用电解:取第三次母液套用电解的滤液作为母液，补加顺丁烯二酸酐44.lg，硫酸3g，加去离子水定量至450g，由此配制完成电解液。电解装置、电解方法、钛丸阴极的直径、电流密度、电解温度同实施例2。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体51.35g，丁二酸纯度99.12%,熔点
185.5°C，电解电压2.7 - 3.0V,电流效率为95.5%，丁二酸还原收率为96.7%。
[0051](5)第五次母液套用电解:取第四次母液套用电解的滤液作为母液，补加顺丁烯二酸酐44.lg，硫酸3g，加去离子水定量至450g，由此配制完成电解液。电解装置、电解方法、钛丸阴极的直径、电流密度、电解温度同实施例2。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在O°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体52.34g，丁二酸纯度99.21 %，熔点185.0°C，电解电压2.6 - 3.0V,电流效率为97.4%，丁二酸还原收率为98.6%。
[0052](6)第六次母液套用电解:取第五次母液套用电解的滤液作为母液，补加顺丁烯二酸酐44.lg，硫酸3g，加去离子水定量至450g，由此配制完成电解液。电解装置、电解方法、钛丸阴极的直径、电流密度、电解温度同实施例1。电解结束后，电解完成液置于冰箱中，在0°C条件下结晶75min，过滤，干燥可得丁二酸晶体49.72g, 丁二酸纯度99.17%,熔点185.8°C，电解电压2.6 - 3.0V,电流效率为92.5%，丁二酸还原收率为93.6%。
[0053]上述七次电解，六次循环套用电解的平均结果为:丁二酸纯度99.23%，熔点185.1°C，槽电压2.6-3.0V，电流效率为93.2%，丁二酸还原收率为94.3%。由以上数据分析不难得出:采用循环套用电解后，丁二酸的产品质量未有明显下降，电解电压仍可维持在2.6 - 3.0V左右，电流效率和电解还原收率均有很大提高，其中套用收率更是可以达到95%左右，非常具有工业应用前景。
[0054]本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
【主权项】
1.一种电解合成丁二酸的固定床电化学反应装置，其特征在于:包括电解槽、贮液槽、循环槽、热交换器、磁力循环泵，所述的贮液槽的出液口与所述的循环槽第一进液口管道连接，所述的循环槽的出液口与磁力循环泵的进液口管道连接；热交换器设置在循环槽外部；磁力循环泵的出液口与所述的电解槽的进液筒进液口管道连接，并且磁力循环泵出液口与电解槽进液口之间的管路上配有三通阀，三通阀的剩余的管口作为放液的出液口 ；所述电解槽包括阳极筒、阴极筒、进液筒、带有出气孔的出液筒，阳极筒套在阴极筒筒体外部，并在二者法兰接口处通过绝缘垫圈密封；阳极筒下部通过法兰与进液筒固接，阴极筒上部通过法兰与出液筒固接；所述的出液筒的出液口与循环槽的第二进液口管道连接，并在出液筒出液口与所述的循环槽之间的管路上设置转子流量计；所述电解槽的电解电流由阳极筒与阴极筒的法兰接口引入，导电电线通过法兰接口处的铜螺丝与外部电源连接。2.如权利要求1所述的固定床电化学反应装置，其特征在于:所述贮液槽与循环槽垂直放置，电解槽、循环槽平行放置且电解槽高度要高于循环槽高度，并且贮液槽、电解槽、循环槽之间的管路均采用耐强酸的橡皮管。3.如权利要求2所述的固定床电化学反应装置，其特征在于:所述阳极筒为圆柱形筒状结构或正多边形筒状结构，底部设置有筛孔分流板；所述的阴极筒为圆柱形筒状结构或正多边形筒状结构，筒体为网筒结构，且网孔大小根据填充物大小调节，阴极筒上方为敞口设置；进液口位于进液筒底部，方向与电解槽槽体平行且至少为一个；出液口开于出液筒上方，方向与电解槽槽体平行且至少为一个，出液筒顶部设置有出气孔和温度计。4.如权利要求3所述的固定床电化学反应装置，其特征在于:所述阳极为铅、铅合金、钛、钛基涂层材料之一，其中选用铅作为阳极时需要添加一个外部支撑框；铅合金可选用铅的三元、四元、五元耐强酸合金；钛基涂层材料选用钌铑涂层、铱钽涂层、二氧化锰涂层、二氧化锡涂层；所述阴极筒体为钛、铜耐强酸金属材料，内部填充材料为铅、钛、石墨之一，形状为面积可算的规则几何体；进液筒与出液筒均为绝缘耐酸材料。5.如权利要求4所述的固定床电化学反应装置，其特征在于:所述阴极采用网筒框架式丸填充体系。6.如权利要求5所述的固定床电化学反应装置，其特征在于:所述阳极筒与阴极筒的半径之差即极间距为l_3mm。7.如权利要求6所述的固定床电化学反应装置，其特征在于:所述的阳极筒的内径为20 - 2000mm,阴极筒的外径为20 - 2000mm,阳极筒的内径大于阴极筒外径，两者之差小于5_ ;阴极填充材料的外径为1- 20mm ;阳极筒下部筛孔分流板与阴极筒体网孔的孔径均小于阴极填充材料的外径。8.如权利要求7所述的固定床电化学反应装置，其特征在于:所述的阳极筒的内径为45mm，阴极筒的外径为42mm，两者之差为3mm，筒高为120mm，阳极材料选用DSA阳极，阴极筒选用纯钛材料，填充材料为直径8mm的钛球，填充方式为立体网筒式填充。
【专利摘要】一种电解合成丁二酸的固定床电化学反应装置，包括电解槽、贮液槽、循环槽、热交换器、磁力循环泵，贮液槽的出液口与所述的循环槽第一进液口管道连接，循环槽的出液口与磁力循环泵的进液口管道连接；热交换器设置在循环槽外部；磁力循环泵的出液口与电解槽的进液筒进液口管道连接，并且磁力循环泵出液口与电解槽进液口之间的管路上配有三通阀，三通阀的剩余的管口作为放液的出液口；电解槽包括阳极筒、阴极筒、进液筒、带有出气孔的出液筒；电解槽的电解电流由阳极筒与阴极筒的法兰接口引入，导电电线通过法兰接口处的铜螺丝与外部电源连接。本实用新型的有益效果是：提高产能，达到节能、高效。
【IPC分类】C25B3/00, C25B9/00
【公开号】CN204690124
【申请号】CN201520324713
【发明人】马淳安, 赵峰鸣, 侯庆龙
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月19日