[发明专利]利用甲基磺酸钠制备甲基磺酸和氢氧化钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工技术领域，具体涉及一种利用甲基磺酸钠制备甲基磺酸和氢氧化钠的方法。

背景技术

甲基磺酸是目前电镀行业使用的主要电镀原料，它还能代替硫酸、磷酸等作为环保型清洗剂的主要原料，同时甲基磺酸还是一种优良的酯化反应催化剂。

目前，甲基磺酸的制备方法主要有以下几种：

一是二甲基二硫的氯氧化法：利用氯气湿法氧化二甲基二硫，制备得到甲基磺酰氯，甲基磺酰氯水解后生成甲基磺酸。这是目前国内工业化生产甲基磺酸的主要方法，该方法原料易得，工艺简单。但是因为使用剧毒的氯气，同时副产大量盐酸，会产生水和大气污染，同时设备腐蚀严重，生产安全性也很难保证。

二是二甲基二硫的双氧水氧化法：利用双氧化水氧化二甲基二硫制备甲基磺酸。该方法生产出来的甲基磺酸中含有大量的硫酸，而硫酸与甲基磺酸的沸点接近，难以分离，产品质量不高，难以满足要求。

三是空气氧化法：有专利提到利用硝酸催化氧化硫醇或二甲基二硫醚制备甲基磺酸。但硝酸氧化过程中会产生氮氧化物等有毒气体，污染严重，原料运输和储存不便，而且产品中氮的含量高，难以得到合格的甲基磺酸。

四是氯甲烷与亚硫酸盐反应制备甲基磺酸，这种方法的原料要在较高压力下反应，对设备要求较高，同时存在氯甲烷尾气回收的难题，难以实现工业化生产。

五是甲基磺酸钠酸化置换制备甲基磺酸。这种方法需要用强酸进行酸化，比如硫酸、磷酸、盐酸等，置换后得到的甲基磺酸需要高温蒸馏才能得到甲基磺酸。但是由于硫酸、磷酸等的沸点与甲基磺酸接近，很难制备出合格的甲基磺酸。如果采用盐酸酸化，会产生大量的盐酸污染大气。同时这种方法还会产生大量的硫酸钠、磷酸钠、氯化钠等废弃物，难以有效处理。

可见目前制备甲基磺酸的方法都存在不足之处。同时甲基磺酸作为酯化催化剂使用后，反应的废水中存在大量的甲基磺酸。如在光固化单体丙烯酸酯类物质的合成中，需要用甲基磺酸作为催化剂，在反应的废水中残留大量的甲基磺酸，该废水需要中和呈中性后才能处理。因此，甲基磺酸最后将以甲基磺酸钠的形式存在于废水中。如何处理甲基磺酸钠废水，成为目前制约丙烯酸酯类生产的重要因素。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种利用甲基磺酸钠制备甲基磺酸和氢氧化钠的方法及其制作方法。

本发明提出的利用甲基磺酸钠制备甲基磺酸和氢氧化钠的方法，包括以下步骤：

步骤一、采用阴、阳离子交换膜，将电解槽隔离为阴极室、中间室和阳极室，其中阳极室与中间室采用阴离子交换膜隔离，阴极室与中间室采用阳离子交换膜隔离；在阳极室内放置与直流电源正极连接的惰性电极，在阴极室内放置与直流电源负极连接的惰性电极；

步骤二、向阳极室内加入10wt％-70wt％的甲基磺酸溶液作为导电液，阴极室内加入10wt％-40wt％的氢氧化钠溶液作为导电液。中间室内加入甲基磺酸钠饱和溶液；启动直流电源进行电解作业，电解完毕后将阳极室内的溶液减压脱水，浓缩得到甲基磺酸，将阴极室内的溶液蒸发脱水得到氢氧化钠。

上述技术方案中，所述步骤二中加入中间室的甲基磺酸钠饱和溶液的来源为，将酯化反应后含甲基磺酸的酸性废水用氢氧化钠处理得到甲基磺酸钠溶液，将该甲基磺酸钠溶液浓缩脱水，得到甲基磺酸钠固体，将该甲基磺酸钠固体用软化水配制成饱和溶液即为加入中间室的甲基磺酸钠饱和溶液。

上述技术方案中，所述步骤二中阳极室内加入的甲基磺酸溶液浓度为20wt％-45wt％。

上述技术方案中，所述步骤二中阴极室内加入的氢氧化钠溶液浓度为10wt％-25wt％。

上述技术方案中，所述阴、阳离子交换膜是均相膜或者非均相膜。

上述技术方案中，所述阴、阳离子交换膜是均相膜，所述均相膜的面积电阻≤4Ω·cm²，离子迁移数≥0.97。

上述技术方案中，所述惰性电极的制作材料为钛、铂或石墨。

上述技术方案中，所述中间室内设置有装着甲基磺酸钠固体的聚丙烯过滤袋，用于补充消耗的甲基磺酸钠。