[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

说明书

本发明涉及乙醇酸产品的精制领域，具体涉及电渗析装置和电渗析系统以及乙醇酸原料的精制方法。该电渗析装置，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，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，原料室填充有离子交换树脂，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。本发明所述的精制方法能够显著降低乙醇产品中杂质含量，提升乙醇酸产品纯度，降低精制过程中乙醇酸的损失率。

技术领域

本发明涉及乙醇酸产品的精制领域，具体涉及电渗析装置和电渗析系统以及乙醇酸原料的精制方法。

背景技术

高品质乙醇酸广泛地应用于有机合成、化学清洗、电镀、纺织、皮革、灭菌等领域。目前乙醇酸的合成工艺主要有氯乙酸水解法及乙醇酸甲酯水解法。其中乙醇酸甲酯水解法受上游催化剂选择性与转化率的影响，水解得到的乙醇酸产品中含有少量的草酸、乙酸等杂质，同时由于乙醇酸自身腐蚀性，所得乙醇酸产品中存在部分金属离子等杂质。

由于该类有机酸杂质与乙醇酸化学性质相似，导致精制提纯较为困难，目前现有技术普遍采用结晶、精馏等传统的精制方法，这些工艺存在能耗大、杂质脱除率不高、乙醇酸损失率较大等问题。因此，亟需一种更为高效的乙醇酸精制方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的能耗大、杂质脱除率不高、乙醇酸损失率较大等问题，提供电渗析装置和电渗析系统以及乙醇酸原料的精制方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种电渗析装置，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。

本发明第二方面提供了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，所述电渗析装置为本发明第一方面所述的电渗析装置；

(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。

本发明第三方面提供了一种电渗析系统，包括：

至少一个电渗析装置，所述电渗析装置为本发明第一方面所述的电渗析装置；

至少一个中和单元，用于将从浓缩室排出的第一废水调节至中性以得到第二废水，通过浓缩室出口与浓缩室连通；

至少一个反渗透单元，用于提纯所述第二废水，与所述中和单元连通；和

至少一个纳滤单元，用于提纯第一流体，通过原料室出口与所述电渗析装置连通；

优选地，所述电渗析系统还包括至少一个第一流体存储装置，位于电渗析装置与纳滤单元之间。

本发明第四方面提供了使用本发明第三方面所述的系统精制乙醇酸原料的方法，包括：

(a)将乙醇酸原料、电极室溶液、去离子水供给至电渗析装置中的电渗析单元进行电渗析，并在其中循环；