专利名称：一种基于双极膜电解槽的串联溢流法生产丁二酸方法
技术领域：
本发明涉及一种电化学合成领域，具体涉及一种基于双极膜电解槽的串联溢流法生产丁二酸方法。
背景技术：
无隔膜法因为在阴极生成的丁二酸会在阳极上发生聚合等副反应，当丁二酸商品作为医药卫生和食品添加剂使用时存在有潜在的产品安全风险，要严格控制阳极电位，给操作带来不便。以电化学方法生产丁二酸的主要反应是顺丁烯二酸酐在阴极室内水解为顺丁烯二酸，继而在阴极上电还原生成丁二酸，其反应方程式如下
权利要求
1.一种基于双极膜电解槽的串联溢流法生产丁二酸方法，其特征是 (1)串联溢流双极膜电解槽组的排布 串联溢流双极膜电解槽组由阴极室电解液原料槽、阳极室电解液水分补充槽、5 10个等大小的安装有双极膜的单体电解槽和收集槽组成，其中 等大小的双极膜的单体电解槽依次阶梯式排列，阶梯落差为100 300mm，阶梯式排列的双极膜单体电解槽阴极室之间通过倒“L”型的溢流管连接，溢流管中设置有开与关的控制阀；阴极室电解液原料槽与最上一级双极膜单体电解槽的阴极室之间通过输液管连接，在抽液泵的作用下输液管可不间断地对最上一级的双极膜单体电解槽的阴极室补充提供电解液； 阳极室电解液水分补充槽与每个双极膜单体电解槽的阳极室之间通过输水管连接，用于不断给阳极室补水； 收集槽位于最下一级的双极膜单体电解槽侧下方，通过最下一级的双极膜单体电解槽出液管将电解制备的丁二酸流入收集槽内； (2)丁二酸的连续制备 按照(I)所述的串联溢流膜电解槽组的排布方式，首先启动抽液泵将预先配制好的阴极室电解液原料槽中的电解液注入电解槽的阴极室，同时加满阳极室的电解液，阴阳极室的电解液达到设定高度后，关闭抽液泵和有隔膜单体电解槽阴极室之间溢流管控制阀，通电开始电解； 在电解时间达到各单槽的电解时间后，启动阴极室电解液原料槽和阳极室电解液水分补充槽中的抽液泵，打开溢流管控制阀，分别控制好抽液泵流量，让阴极室电解液以设定的速度流动，同时保证单离子交换膜单体电解槽的阳极室电解液保留恒定的液面高度，制备出的丁二酸成品经最后一级单体电解槽的出液管收集于收集槽中； (3)电解液 阴极室电解液酸性顺丁烯二酸的水溶液，其中含O. I 3. Omol · L-I顺丁烯二酸和O.I O. 5mol/L的硫酸溶液； 阳极室电解液lmol/L的硫酸溶液； (4)电解条件 电流密度10 IOOmA · cm_2 ； 电解槽电压2 4V ; 电解液温度20°C 65°C。
2.根据权利要求I所述的一种基于双极膜电解槽的串联溢流法生产丁二酸方法，其特征是所述的溢流管呈倒“L”型，分为上端进液口和下端出液口，上一级双极膜单体电解槽阴极室的电解液液面正好将溢流管上端进液口淹没，溢流管下端出液口插入下一级双极膜单体电解槽阴极室的近底部。
3.根据权利要求I所述的一种基于双极膜电解槽的串联溢流法生产丁二酸方法，其特征是所述的所述的双极膜单体电解槽，以双极膜作为电解槽的隔膜，将单体电解槽分割成阴极室和阳极室。
4.根据权利要求I所述的一种基于双极膜电解槽的串联溢流法生产丁二酸方法，其特征是所述的双极膜单体电解槽，是以石墨为阳极，铅为阴极，阳极、阴极和双极膜三者平行交错排列，极距2mm 20mm 。
全文摘要
本发明涉及一种基于双极膜电解槽的串联溢流法生产丁二酸方法。技术方案(1)串联溢流双极膜电解槽组由阴极室电解液原料槽、阳极室电解液水分补充槽、等大小单体电解槽和收集槽组成，其中单体电解槽依次阶梯式排列；收集槽位于最下一级的双极膜单体电解槽侧下方。(2)按照(1)所述的串联溢流膜电解槽组的排布方式，将预先配制好的阴极室电解液注入电解槽的阴极室，同时加满阳极室的电解液。通电开始电解；制备出的丁二酸成品。采用本发明方法，制备条件温和，在室温～65℃下生产，电流效率高于90%。
文档编号C25B3/04GK102899680SQ20121043649
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者郑曦, 陈震, 陈日耀, 陈晓 申请人:福建师范大学