[发明专利]一种在电解合成丁二酸过程中降低副产物反丁烯二酸含量的方法

说明书

一种可用于降低电解合成丁二酸中反丁烯二酸含量的方法，包括以下步骤：以质量分数10‑16％的顺丁烯二酸溶液和质量分数1.5‑5％的硫酸溶液为电解液，电解液经由贮液槽引入第一电解槽进行第一阶电解，电解至理论电量的65％‑90％；然后经磁力循环泵依次将电解液输入到后续多阶梯电流电解的第二电解槽、第三电解槽……第n电解槽中，电解槽温度控制在25‑50℃、阳极电流密度1000A/m²、阴极电流密度100～800A/m²、电解槽的通电量为理论电量的10％～45％，实现连续多阶电流电解降低反丁烯二酸的含量；电解反应结束后，电解完成液由最后一个电解槽流出；电解液经冷却结晶、过滤、干燥，得到丁二酸。本发明的有益效果是：一步到位降低反丁烯二酸的含量，显著提升成品丁二酸的品质，降低电解电耗，且无需额外增加后处理装置。

技术领域

本发明涉及一种在电解合成丁二酸过程中副产物反丁烯二酸含量的抑制方法，可用于降低丁二酸产品中副产物反丁烯二酸的含量，可显著提高丁二酸产品的品质。

背景技术

丁二酸又名琥珀酸,分子式为C₄H₆O₄,是一种重要的有机合成原料和中间体,广泛用于医药、农药、合成高分子材料、感光材料、食品调味剂等。近年来，随着生物可降解塑料——聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的开发成功,可以预计在未来几年内,作为PBS主要原料的丁二酸需求量将急剧增大。反丁烯二酸又称富马酸或延胡索酸，分子式为C₄H₄O₄，反丁烯二酸的化学性质与顺丁烯二酸相似，它们是顺反异构体。反丁烯二酸的一个主要用途是用于工业生产不饱和聚酯树脂，这类树脂具有良好的耐化学腐蚀性能和耐热性能，应用十分广泛。

在合成丁二酸过程中，反丁烯二酸作为一种关键副产物，其含量时而超标，影响丁二酸产品的品质。尤其是以丁二酸作为原料生产PBS时，由于反丁烯二酸结构与丁二酸相似，可以与丁二醇反应产生不饱和聚酯，从而导致生物可降解塑料PBS的品质下降。传统的分离方法可以用来降低丁二酸产品中反丁烯二酸的含量，物理方法如多次重结晶法、活性炭吸附法等，化学方法如钙盐钡盐转化法、臭氧氧化法等。上述方法应用于降低反丁烯二酸的含量时，都要在获得产品丁二酸后，由于产品不合格而额外增加后处理装置，步骤繁琐、成本增加，通常一次处理不能获得合格产品，需要多次重复处理。

在丁二酸产品的经济指标中，许多产品质量标准对反丁烯二酸的含量缺乏明确的指示，大多只说明总不饱和酸的含量须小于0.1％。不饱和酸的组成主要是原料顺丁烯二酸和副产物反丁烯二酸。顺丁烯二酸在水中的溶解度很大，结晶时残留在成品中的含量为痕量，几乎不影响产品品质。然而，反丁烯二酸主要是原料顺丁烯二酸在生产过程中发生异构化形成的，其在水中的溶解度较低，容易与产品丁二酸共同结晶，而且一旦在固体成品中与丁二酸产品共存，难以去除。因此，若能在电解过程中抑制副产物反丁烯二酸的含量，一步到位将反丁烯二酸的含量减少至规定的标准以下，免除较为繁琐的后处理装置，将具有工业应用前景。

发明内容

为了解决目前工业生产丁二酸过程中关键副产物反丁烯二酸含量超标的实际问题，本发明提出一种在电解生产过程中抑制反丁烯二酸异构化生长，降低丁二酸产品中反丁烯二酸含量的方法。

1、一种可用于降低电解合成丁二酸中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，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；