[发明专利]电解丙烯腈二聚制备己二腈的新型装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解丙烯腈二聚制备己二腈的新型装置，主要用于己二腈的工业化生产，也可应用于电子、轻工业及其它有机合成等领域。

背景技术

己二腈（ADN）是一种无色透明的油状液体，易燃，分子式为NC(CH₂)₄CN，有毒性和腐蚀性，主要用于生产乙二胺（尼龙66的原料）、己内酰胺；此外，在电子、轻工业及其它有机合成领域也有着广泛的应用。

随着我国乙二胺（尼龙66）产业的快速发展，中间体乙二胺对原料己二腈的需求量逐渐增大，目前，我国对己二腈的需求量已达20万吨/年。世界上己二腈工业化的工艺路线主要有丁二烯（BD）法、丙烯晴（AN）电解二聚法和己二酸（ADA）催化氨化法三种，主要被美国首诺公司、法国罗纳普朗克公司、美国孟山都公司、德国巴斯夫公司和日本旭化成公司垄断。而尼龙66生产成本中己二腈占45%左右，是制约我国尼龙66产业发展的主要因素。

丙烯腈（AN）二聚法生产工艺于20世纪60年代由美国孟山都公司率先开发成功，逐步从隔膜式电解法发展到无隔膜电解法。隔膜式电解法分为溶液法和乳液法，孟山都公司最早开发时采用溶液法，后日本旭化成公司在孟山都公司的基础上发展起来乳液法。

现在技术存在制备己二腈过程复杂、腐蚀严重和投资大的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种电解丙烯腈二聚制备己二腈的新型装置，以解决现有技术存在的制备己二腈过程复杂、腐蚀严重和投资大的问题。

本发明的技术方案是：一种电解丙烯腈二聚制备己二腈的新型装置，包括壳体和电极板，在该壳体靠近两端处设有进料口和出料口，壳体两端各通过密封垫连接盲法兰，其特征在于，在所述壳体内部设有一组以上的所述电极板，电极板采用Fe(+)-Pb(-)复合电极板，每组电极板通过中间连接件连接在一起，电极板通过固定挡板与壳体接触固定；壳体两端的盲法兰中间设有便于外部电流接入的导电杆，导电杆内端通过铜板与电极板连接；所述的壳体采用碳钢内侧衬胶材料制成。

所述的的进料口和出料口的设置方向与电极板的方向平行，使得进出水流的方向和电极板的方位平行，在保证电解液得到充分电解的同时，也降低了装置的沿程阻力。

所述的导电杆和连接件的材质为铜。

在所述的壳体与盲法兰之间设置的垫片的材质为EPDM材质。

所述的电极板的阴极材料采用铅,阳极材料选用铁，组成所述的Fe(+)-Pb(-)复合电极板，每组复合电极板由两块端电极板之间夹5～50块复合极板组成复式电极对电池。

采用含0.5%～10%丙烯腈的水溶液作为电解合成己二腈的主电解液，使用10%～15%的磷酸钾作为本底电解液，同时加入磷酸溶液使pH值保持在6.5～9.0的范围内，在温度为20℃～60℃、电流密度为500 A·m²～3000 A·m²的条件下连续电解，分离出有机相；经过蒸馏，从有机相中分离出产物己二腈和副产物丙腈，再经过进一步分离和提纯，得到己二腈。

本发明的优点是：结构紧凑、灵活性大（极板的数量和尺寸可以根据不同产量要求随意定制），且产物己二腈的产率可达到80%以上，电流效率在75%以上。

附图说明

图1是本发明的主视图（局部剖视）；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图。

具体实施方式

参见图1～图3，本发明一种电解丙烯腈二聚制备己二腈的新型装置，其壳体1采用碳钢内衬胶11材料，在保证为电极板提供一个密封电解环境的同时，确保装置的耐腐蚀型和安全性。在壳体1内部设有两组电极板2，电极板2采用Fe(+)-Pb(-)复合电极板，两组电极板2通过中间连接件3连接在一起，电极板2通过固定挡板4与壳体1接触固定，保证在水流的冲击下电极组不发生移动。所述壳体1两端各用沿圆周均布的数个螺栓10连接一块盲法兰5，盲法兰5采用碳钢衬胶材料，在保证结构强度的基础上使其具备耐腐蚀性。在壳体1与盲法兰5之间设有材质为EPDM材质的垫片6，增强装置的密封性，避免电解液的渗出。壳体1两端的盲法兰5中间设有便于外部电流接入的导电杆7，材质为铜（Cu）。接入的电流通过壳体1内部设有的铜板8，加载到电极板2上。在壳体1的靠近两端处设有进料口9和出料口10，进料口9和出料口10的设置方向和电极板2的方向平行，使得进出水流的方向和电极板2的方位平行，在保证电解液得到充分电解的同时，也降低了装置的沿程阻力。