[发明专利]制备甘露醇的集成反应分离的方法及装置

权利要求书

1.制备甘露醇的集成反应分离的装置，包括用于电解葡萄糖产生甘露醇的电化学反应器；其特征在于，该装置中还包括用于提取甘露醇的色谱分离柱；所述电化学反应器的出口处设输送泵，并经管路连接至提纯分离区的进料槽；所述提纯分离区包括由色谱分离柱组成的模拟移动床，模拟移动床的进料通路通过管路与进料槽和洗脱剂储存槽相连，模拟移动床的出料通路分别通过管路与循环回收槽、废液回收槽和甘露醇提取槽相连；循环回收槽还通过管路连接至电化学反应器的进口处，该管路上设置循环泵； 

所述电化学反应器的数量为J个，J≥1；当J≥2时，各电化学反应器相互并联，且其出口处分别设输送泵；

所述模拟移动床的数量为K组，K≥1；当K≥2时，各模拟移动床之间由管道相连，并通过阀门的开关实现串并联模式的切换控制；各模拟移动床的进料通路分别通过管路与进料槽和洗脱剂储存槽相连，各模拟移动床的出料通路分别通过管路与循环回收槽、废液回收槽和甘露醇提取槽相连；

本装置中，各管路上均设置阀门。

2.根据权利要求1所述的制备甘露醇的集成反应分离的装置，其特征在于，所述电化学反应器包括电解槽、电解隔膜、氧化媒质和电极材料，该电化学反应器中的电化学反应条件为：浓度为1mol/L硫酸作为阳极溶液，浓度为0.45mol/L的硫酸钠和浓度为0.6mol/L为的葡萄糖作为阴极溶液，电流密度为5A/dm³，温度为30～60℃。

3.根据权利要求1所述的制备甘露醇的集成反应分离的装置，其特征在于，所述模拟移动床中色谱分离柱的填料为阳离子交换树脂，分离温度为室温。

4.根据权利要求1所述的制备甘露醇的集成反应分离的装置，其特征在于，所述洗脱剂储存槽中的洗脱剂为纯水。

5.根据权利要求1所述的制备甘露醇的集成反应分离的装置，其特征在于，所述洗脱剂储存槽有3个，分别通过管路与各模拟移动床的进料通路相连。

6.根据权利要求1至5任意一项中所述的制备甘露醇的集成反应分离的装置，其特征在于，所述模拟移动床由两根串联的色谱分离柱形成；两根色谱分离柱的进料通路均通过管路与进料槽和洗脱剂储存槽相连，两根色谱分离柱的出料通路均通过管路与循环回收槽、废液回收槽和甘露醇提取槽相连。

7.制备甘露醇的集成反应分离的方法，葡萄糖在电化学反应器中进行电化学反应产生甘露醇，并由模拟移动床中的色谱分离柱实现提纯分离；其特征在于，电化学反应与色谱分离柱分离的过程是相互耦合的：电化学反应的产物送入能够实现串并联模式切换控制的多个模拟移动床，实现提纯分离；提纯分离得到的废液和甘露醇产物分别送入废液回收槽和甘露醇提取槽，而未能分离的混合物接通到下一个区进行进一步的分离，分离优先得到的葡萄糖则再送入循环回收槽，然后由循环泵送至电化学反应器，实现回收再利用。

8.根据权利要求7所述的制备甘露醇的集成反应分离的方法，其特征在于，所述电化学反应器中，电化学反应条件为：浓度为1mol/L硫酸作为阳极溶液，浓度为0.45mol/L的硫酸钠和浓度为0.6mol/L为的葡萄糖作为阴极溶液；电流密度为5A/dm³，温度为30℃；所述进行色谱分离的模拟移动床中，色谱分离柱的填料为阳离子交换树脂，洗脱剂为纯水，分离温度为室温。

9.根据权利要求7所述的制备甘露醇的集成反应分离的方法，其特征在于，所述模拟移动床中包括8根色谱分离柱，色谱分离柱两两串联形成一个模拟移动床区，共形成4个区，这4个区通过串并联的模式由阀门进行切换控制。

10.根据权利要求7所述的制备甘露醇的集成反应分离的方法，其特征在于，在所述模拟移动床的分离过程中，在不同阶段切出分离的产物：在甘露醇的提取阶段时接通至甘露醇提取槽的阀门，在葡萄糖的提取阶段时接通至循环回收槽的阀门，在葡萄糖与甘露醇混合提取阶段时接通至下一个区进行进一步的分离。