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专利号: 2017107989494
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可用于降低电解合成丁二酸过程中副产物反丁烯二酸含量的方法,所述方法在n个通过连接管道依次串联的电解槽中进行,所述电解槽依次记为第一电解槽、第二电解槽、…、第n电解槽,n≥2,所述电解槽与电解槽之间均设有循环泵、流量计、三通阀,所述电解槽由出液筒、阴极筒、阳极筒和进液筒组成,其特征在于所述方法包括以下步骤:①将贮液槽中的原始电解液加热至25-50℃,并循环控温,其中所述的原始电解液的终浓度为质量分数10-16%的顺丁烯二酸溶液和质量分数1.5-5%的硫酸溶液的混合液;

②第1阶电解:将①中加热至25-50℃的原始电解液引入第一电解槽中进行电解,温度2

控制在40-50℃、阴阳极电流密度均为1000A/m ,电解通电量为理论电解电量的65%-90%,得到不完全电解液(1);

③第2阶电解:将②中第一电解槽流出的所述的不完全电解液(1)经由循环泵输入下一个电解槽,即第二电解槽,温度控制在25-50℃,阳极电流密度1000A/m2,阴极电流密度为2

100-800A/m,电解通电量为理论电解电量的10%~45%,得到电解液(2);两电解槽之间设有流量计用以控制电解液流量,三通阀用于实时取样、在线检测电解液中反丁烯二酸含量的变化;所述电解液流量遵循公式(1):VF为电解液流量(ml/min);V为电解槽有效电解体积(L);m为对应体积电解液的质量(g);ω为初始电解液中顺丁烯二酸的质量分数;α为该阶电解通电量与理论通电量的百分比;

所述阴、阳极电流密度遵循公式(2):

J阳/J阴=3d2η/2d1D    公式(2)

d为阴极筒外径(mm),D为阳极筒内径(mm),d1为填充球体的直径(mm),η为填充率,所述阴极筒填充有填充物,填充率为填充物的填充程度;J阳为阳极的电流密度(A/m2);J阴为阴极的电流密度(A/m2);

④第3,4,…,n阶电解:将③中电解槽流出的电解液(2)经由循环泵输入下一个电解槽,即第三电解槽,如此方法串联n个电解槽,从第一电解槽,第二电解槽,第三电解槽,…,第n电解槽,电解通电量依次减小,当第n电解槽电解结束液满足Y低于目标要求时,电解完成得到电解完成液:Y=8.04X+0.005      公式(3)

式中Y为丁二酸成品中反丁烯二酸的含量(%),X为高效液相色谱法测得电解结束液中反丁烯二酸的含量(%);

⑤将步骤④获得的电解完成液取出后经冷却结晶、过滤、干燥,得到丁二酸。

2.如权利要求1所述降低反丁烯二酸含量的方法,其特征在于:第1,2,3,4,…,n阶电解时阳极、阴极的电流密度各自独立。

3.如权利要求1所述降低反丁烯二酸含量的方法,其特征在于:所述X<0.012%。

4.一种用于如权利要求1所述的可用于降低电解合成丁二酸中反丁烯二酸含量的方法的电解反应装置,其特征在于:所述电解反应装置主要包括贮液槽、n个电解槽,所述的n个电解槽均设有出液筒和进液筒,所述的贮液槽与第一电解槽的进液筒通过管路连接并位于第一电解槽上方,所述第一电解槽的出液筒与第二电解槽的进液筒通过管路连接,第二电解槽的出液筒与第三电解槽的进液筒通过管路连接,依次类推,直至第n电解槽,所述的n个电解槽平行放置,所述电解槽与电解槽之间均设有相应循环泵、三通阀及流量计。

5.如权利要求4所述电解反应装置,其特征在于:所述连接管道为耐强酸的橡皮管。

6.如权利要求4所述电解反应装置,其特征在于:所述电解槽与贮液槽均设有温控装置。

7.如权利要求4所述电解反应装置,其特征在于:所述电解槽由出液筒、阴极筒、阳极筒和进液筒组成,所述出液筒顶部设置有出气孔和温度计,所述的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。

8.如权利要求4所述电解反应装置,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。

9.如权利要求4所述电解反应装置,其特征在于:所述阴极筒为圆柱形或正多边形的网筒结构,填充有填充物,所述网筒结构的网孔大小与填充物大小匹配,所述阴极筒上部为敞口设置。

10.如权利要求9所述电解反应装置,其特征在于:所述电解槽阴极筒填充填充物时,所述的填充物为同一直径球体或是两种直径球体的混合,所述的填充物为两种直径球体的混合时,填充规律有如下公式(4):M,N分别为d1,d2两种球状电极的填充个数;S1,V1,η1分别为d1填充球体的表面积、体积与填充率;S2,V2,η2分别为d2填充球体的表面积、体积与填充率;S,V分别为所需阴极的电极面积与填充腔体的实测体积。