一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法技术方案

本发明专利技术提供一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法，包括：a、构建双极膜电渗析系统，双极膜电渗析系统包括膜堆；膜堆包括依次设置的阴极板、双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜和阳极板；且膜堆中从阴极板至阳极板方向上相邻组件之间依次形成阴极室、碱室、料液室、酸室和阳极室；b、将含有甲酸钠的新戊二醇溶液循环泵入料液室；将碱室溶液循环泵入碱室；将酸室溶液循环泵入酸室；将电解质溶液分别循环泵入阴极室和阳极室；c、开启电源进行电渗析，记录电压和电流，并检测酸室、碱室、阴极室、阳极室和料液室的电导率，直至料液室的电导率稳定后，切断电源，得到新戊二醇。该方法能够提纯新戊二醇，且新戊二醇的纯度较高。

Purification of neopentyl glycol by bipolar membrane electrodialysis system

The invention provides a method for purifying neopentyl glycol by using bipolar membrane electrodialysis system, which includes: A. constructing bipolar membrane electrodialysis system, bipolar membrane electrodialysis system including membrane stack; membrane stack includes cathode plate, bipolar membrane, cation exchange membrane, anion exchange membrane, bipolar membrane and anode plate arranged in sequence; and the adjacent components in the membrane stack depend on each other in the direction from cathode plate to anode plate. Secondly, the cathode chamber, alkali chamber, material chamber, acid chamber and anode chamber are formed; b, the neopentyl glycol solution containing sodium formate is circulated into the material chamber; the alkali chamber solution is circulated into the alkali chamber; the acid chamber solution is circulated into the acid chamber; the electrolyte solution is circulated into the cathode chamber and the anode chamber respectively; c, the power supply is opened for electrodialysis to record the voltage and current, and the acid chamber, alkali chamber and anode chamber are detected. The conductivity of cathode chamber, anode chamber and material-liquid chamber is cut off until the conductivity of material-liquid chamber is stable, and neopentyl glycol is obtained. The method can purify neopentyl glycol, and the purity of neopentyl glycol is high.

【技术实现步骤摘要】
一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法
本专利技术属于电渗析提纯
，尤其涉及一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法。
技术介绍
新戊二醇(简称NPG))是一种典型的新戊基二元醇，白色晶体,易溶于水、芳香烃、卤代等。NPG被广泛应用于生产粉末涂料、光敏材聚酯树脂、聚氨树脂等化工材料，还可用于医学、农学、润滑油、增塑剂等。其中主要用于生产树脂，它所制备成的树脂具有良好的稳定性、耐热性和耐腐蚀等优点。目前世界上工业化制备NPG主要有歧化工艺和加氢工艺，在我国，绝大部分厂商均采用歧化工艺生产NPG，改法制备工艺简单，但是在生产NPG的同时会产生大量副产物甲酸钠。现有技术中采用纯苯来萃取出NPG，然后再使用蒸馏塔将苯和NPG分离，生产工艺复杂且能耗均非常高，导致NPG的生产成本居高不下；同时该工艺生产得到的副产物甲酸钠产品中含有一定浓度的NPG，导致产品品质不高，难以满足化工生产需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法，该方法能够提纯新戊二醇，且纯度较高。本专利技术提供了一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法，包括以下步骤：a)、构建双极膜电渗析系统，所述双极膜电渗析系统包括膜堆；所述膜堆包括依次设置的阴极板、双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜和阳极板；且所述膜堆中从阴极板至阳极板方向上相邻组件之间依次形成阴极室、碱室、料液室、酸室和阳极室；b)、将含有甲酸钠的新戊二醇溶液循环泵入料液室；将碱室溶液循环泵入碱室；将酸室溶液循环泵入酸室；将电解质溶液分别循环泵入阴极室和阳极室；c)、开启电源进行电渗析，记录电压和电流，并检测酸室、碱室、阴极室、阳极室和料液室的电导率，直至料液室的电导率稳定后，切断电源，得到新戊二醇。优选地，所述双极膜的型号为NeoseptaBP-1。优选地，所述阴离子交换膜的型号为FumasepFAS-PET-30。优选地，所述碱室溶液选自硫酸钠、硝酸钠、硫酸钾、硝酸钾、氢氧化钠溶液或自来水；所述酸室溶液选自硫酸钠、硝酸钠、硫酸钾、硝酸钾、甲酸溶液或自来水。优选地，所述电解质溶液选自硫酸铵、硫酸钠、硝酸钠、硫酸钾或硝酸钾。优选地，所述含有甲酸钠的新戊二醇溶液的流速不小于5mL/min。优选地，所述含有甲酸钠的新戊二醇溶液中甲酸钠的浓度不小于0.1mol/L。优选地，所述含有甲酸钠的新戊二醇溶液中甲酸钠的浓度为0.4mol/L。优选地，所述电渗析的电流密度为10～50mA/cm2。优选地，所述电渗析的电流密度为30mA/cm2。本专利技术提供了一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法，包括以下步骤：a)、构建双极膜电渗析系统，所述双极膜电渗析系统包括膜堆；所述膜堆包括依次设置的阴极板、双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜和阳极板；且所述膜堆中从阴极板至阳极板方向上相邻组件之间依次形成阴极室、碱室、料液室、酸室和阳极室；b)、将含有甲酸钠的新戊二醇溶液循环泵入料液室；将碱室溶液循环泵入碱室；将酸室溶液循环泵入酸室；将电解质溶液分别循环泵入阴极室和阳极室；c)、开启电源进行电渗析，记录电压和电流，并检测酸室、碱室、阴极室、阳极室和料液室的电导率，直至料液室的电导率稳定后，切断电源，得到新戊二醇。本专利技术采用双极膜电渗析系统能够提纯新戊二醇，且新戊二醇的纯度较高。与传统的苯萃取工艺，本专利技术提供的提纯方法绿色环保，不使用其他化学试剂即可完成提纯作业；能耗较低，可显著降低生产成本；在除去新戊二醇中的甲酸钠的同时，生成了不含杂质的甲酸和氢氧化钠，副产物品质较高，提高了产品附加值，另一方面，甲酸和氢氧化钠也是歧化工艺生产新戊二醇的所需的原料，可以实现工艺的循环链。实验结果表明：新戊二醇的纯度在99％以上；在较宽甲酸钠浓度以及较宽的电流密度范围内均得到84％以上的高电流效率；10～50mA/cm2下分解甲酸钠的能耗为6.1～27.2kWh/kg。附图说明图1为本专利技术采用的双极膜电渗析系统中膜堆的结构示意图；图2为本专利技术实施例1～3的电流效率和能耗柱状示意图；图3为本专利技术实施例4～6的电流效率和能耗柱状示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法，包括以下步骤：a)、构建双极膜电渗析系统，所述双极膜电渗析系统包括膜堆；所述膜堆包括依次设置的阴极板、双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜和阳极板；且所述膜堆中从阴极板至阳极板方向上相邻组件之间依次形成阴极室、碱室、料液室、酸室和阳极室；b)、将含有甲酸钠的新戊二醇溶液循环泵入料液室；将碱室溶液循环泵入碱室；将酸室溶液循环泵入酸室；将电解质溶液分别循环泵入阴极室和阳极室；c)、开启电源进行电渗析，记录电压和电流，并检测酸室、碱室、阴极室、阳极室和料液室的电导率，直至料液室的电导率稳定后，切断电源，得到新戊二醇。本专利技术采用双极膜电渗析系统能够提纯新戊二醇，且新戊二醇的纯度较高。与传统的苯萃取工艺，本专利技术提供的提纯方法绿色环保，不使用其他化学试剂即可完成提纯作业；能耗较低，可显著降低生产成本；在除去新戊二醇中的甲酸钠的同时，生成了不含杂质的甲酸和氢氧化钠，副产物品质较高，提高了产品附加值，另一方面，甲酸和氢氧化钠也是歧化工艺生产新戊二醇的所需的原料，可以实现工艺的循环链。参见图1，图1为本专利技术采用的双极膜电渗析系统中膜堆的结构示意图；其中，1为阴极板，2a为双极膜，3为阳离子交换膜，4为阴离子交换膜，2b为双极膜，5为阳极板。所述双极膜电渗析系统还包括电源(图1中未示出)和液体循环装置(图1中未示出)；所述液体循环装置包括电极室循环装置，碱室循环装置，料液室循环装置和酸室循环装置。所述膜堆包括依次设置的阴极板、双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜和阳极板；记作阴极板-双极膜-阳离子交换膜-阴离子交换膜-双极膜-阳极板；在本专利技术中，所述阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜还可以重复设置，即膜堆为阴极板-双极膜-[阳离子交换膜-阴离子交换膜-双极膜]n-阳极板，其中，n为大于1的自然数。双极膜电渗析系统工作的过程中，通过料液室循环装置将含有甲酸钠的新戊二醇溶液循环泵入料液室；通过碱室循环装置将碱室溶液循环泵入碱室；通过酸室循环装置将酸室溶液循环泵入酸室；通过电极室循环装置将电解质溶液分别循环泵入阴极室和阳极室。上述各循环装置包括管路、阀门、管接头和循环泵等原件，其为现有技术，在此不作赘述。在本专利技术中，所述双极膜的型号优选为NeoseptaBP-1。所述阴离子交换膜的型号优选为FumasepFAS-PET-30。在本专利技术中，所述阳极板的材料是钛涂钌；所述阴极板的材料是不锈钢。在本专利技术中，所述碱室溶液选自硫酸钠、硝酸钠、硫酸钾、硝酸钾、氢氧化钠溶液或自来水；所述酸室溶液选自硫酸钠、硝酸钠、硫酸钾、硝酸钾、甲酸溶液或自来水。所述电解质溶液选自硫酸铵、硫酸钠、硝酸钠、硫酸钾或硝酸钾。所述电解质溶液的浓度不小于0.1mol/L。在本专利技术中，所述含有甲酸钠的新戊二醇溶液的流速不小于5mL/min。所述含有甲酸钠的新戊二醇溶液中甲酸钠的浓度优选不小于0.1mol/L。所述含有甲酸钠的新戊二醇溶液中甲酸钠的浓度为0.4mol/L。含有甲酸钠的新戊二醇溶液中的甲酸钠的转化效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法，包括以下步骤：a)、构建双极膜电渗析系统，所述双极膜电渗析系统包括膜堆；所述膜堆包括依次设置的阴极板、双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜和阳极板；且所述膜堆中从阴极板至阳极板方向上相邻组件之间依次形成阴极室、碱室、料液室、酸室和阳极室；b)、将含有甲酸钠的新戊二醇溶液循环泵入料液室；将碱室溶液循环泵入碱室；将酸室溶液循环泵入酸室；将电解质溶液分别循环泵入阴极室和阳极室；c)、开启电源进行电渗析，记录电压和电流，并检测酸室、碱室、阴极室、阳极室和料液室的电导率，直至料液室的电导率稳定后，切断电源，得到新戊二醇。

【技术特征摘要】
1.一种采用双极膜电渗析系统提纯新戊二醇的方法，包括以下步骤：a)、构建双极膜电渗析系统，所述双极膜电渗析系统包括膜堆；所述膜堆包括依次设置的阴极板、双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极膜和阳极板；且所述膜堆中从阴极板至阳极板方向上相邻组件之间依次形成阴极室、碱室、料液室、酸室和阳极室；b)、将含有甲酸钠的新戊二醇溶液循环泵入料液室；将碱室溶液循环泵入碱室；将酸室溶液循环泵入酸室；将电解质溶液分别循环泵入阴极室和阳极室；c)、开启电源进行电渗析，记录电压和电流，并检测酸室、碱室、阴极室、阳极室和料液室的电导率，直至料液室的电导率稳定后，切断电源，得到新戊二醇。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双极膜的型号为NeoseptaBP-1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阴离子交换膜的型号为FumasepFAS-PET-30。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铜文，卫新来，汪耀明，颜海洋，蒋晨啸，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34