[发明专利]电渗析装置和电渗析系统以及乙醇酸原料的精制方法

权利要求书

1.一种电渗析装置，包括至少一个电渗析单元，所述电渗析单元包括依次排列的阴极、阴极室、膜堆、阳极室、阳极，所述膜堆包括顺序排列的至少两组膜组，每组膜组由一个阳离子交换膜和一个阴离子交换膜构成，同一膜组的阳离子交换膜和阴离子交换膜之间形成原料室，相邻两组膜组之间形成浓缩室，其特征在于，所述原料室填充有离子交换树脂，所述阳离子交换膜和/或阴离子交换膜选自聚三氟氯乙烯均相离子交换膜、聚偏氟乙烯均相离子交换膜和合金膜中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的电渗析装置，其中，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜的膜孔径各自为0.03-0.08μm，膜电阻各自为1-10Ω/m²，酸碱耐受值各自为1-14。

3.根据权利要求1或2所述的电渗析装置，其中，所述离子交换树脂含有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，

优选地，所述阳离子交换树脂选自Na型苯乙烯大孔型阳离子交换树脂、H型苯乙烯大孔型阳离子交换树脂、Na型苯乙烯凝胶型阳离子交换树脂和H型苯乙烯凝胶型阳离子交换树脂中的至少一种；

优选地，所述阴离子交换树脂选自Cl型苯乙烯大孔型阴离子交换树脂、OH型苯乙烯大孔型阴离子交换树脂、Cl型苯乙烯凝胶型阴离子交换树脂和OH型苯乙烯凝胶型阴离子交换树脂中的至少一种。

优选地，在原料室中，所述离子交换树脂以混合填充和/或分层填充的方式填充；

优选地，在原料室中，所述离子交换树脂的填充比例为50％-95％，

优选地，填充的阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的重量比为1：1-3。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电渗析装置，其中，所述电渗析装置还包括原料供给单元、电极室溶液供给单元、去离子水供给单元，所述原料供给单元对原料室提供原料，所述去离子水供给单元对浓缩室提供去离子水，所述电极室溶液供给单元对阳极室和阴极室提供电极室溶液。

5.一种乙醇酸原料的精制方法，所述方法包括：

(i)将乙醇酸原料引入电渗析装置中的原料室，将电极室溶液引入电渗析装置中的阳极室和阴极室，并将去离子水引入电渗析装置中的浓缩室，所述电渗析装置为权利要求1-4中任意一项所述的电渗析装置；

(ii)进行电渗析，并设置乙醇酸原料在原料室中循环，电极室溶液分别在阳极室和阴极室中循环，去离子水在浓缩室中循环；

(iii)检测原料室出口处流出的第一流体的纯度，当原料室出口处流出的第一流体具有预定的纯度，停止乙醇酸原料在原料室中的循环，并收集所述第一流体。

6.根据权利要求5所述的精制方法，其中，在步骤(b)中，电渗析的条件包括：控制电渗析装置电压为10-40V，电流密度为100-400A/m²，控制原料室、阳极室与阴极室、浓缩室各自的循环量为300-1500L/h。

7.根据权利要求5或6所述的精制方法，其中，在步骤(c)中，所述预定的纯度包括有机酸杂质含量不大于40ppm。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的精制方法，所述方法还包括，将收集的第一流体使用纳滤膜过滤，优选地，所述纳滤膜的截留分子量为200-500，得到乙醇酸产品。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的精制方法，所述方法还包括，在步骤(b)的电渗析过程中，收集从浓缩室排出的第一废水，并调节第一废水的pH至中性，得到第二废水；

优选地，将所述第二废水进行反渗透处理，优选地，反渗透操作压力为1-5MPa，得到淡水；

优选地，将所述淡水循环至电渗析装置中的浓缩室。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的精制方法，其中，在所述乙醇酸原料中，乙醇酸的质量分数为10-70％，草酸的质量分数为0.5-2％，乙酸的质量分数为0.1-0.5％；金属离子的质量分数为100-500ppm。