[发明专利]用于树脂晶片增强电去离子以选择性分离酸的方法和装置

说明书

本文提供了一种电去离子装置、包括反应器系统和电去离子系统的系统，以及纯化乙酸的方法。在一些实施方案中，电去离子装置包括阳极和位于阳极和阴极之间的三个间隔开的膜：第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜、第二阳离子交换膜，限定：在阳极和第一阳离子交换膜之间的第一电极漂洗通道、在第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜之间的第一浓缩物通道、位于第一阴离子交换膜和第二阳离子交换膜之间的进料流通道，以及在第二阳离子交换膜和阴极之间的第二电极漂洗通道。在一些实施方案中，电去离子装置还包括在进料流通道内的至少一个丙酸盐选择性离子交换树脂晶片。

相关申请的交叉引用

本申请根据专利合作条约提交，其要求于2018年3月2日提交的美国临时专利申请第62/637,841号的优先权权益，其通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及分离方法和装置，并且更具体地涉及液体流的电去离子。

背景技术

许多分离方法是本领域已知的。然而，许多分离方法，例如蒸馏和电渗析可能是非常昂贵的，特别是当它们需要待分离的材料的相变时，例如在蒸馏中。此外，可用的分离方法在很大程度上不适合于在酸性环境中分离组分，并且特别不适合于使有机酸彼此分离。

因此，需要用于在酸性环境中分离组分的改进的方法和装置。

发明内容

在一个方面，提供一种电去离子装置，其包括：阳极；间隔开的阴极；三个间隔开的膜，其位于所述阳极和所述阴极之间并且包括第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜和第二阳离子交换膜，在其间限定流体流通道，其包括：a)在所述阳极和所述第一阳离子交换膜之间的第一电极漂洗通道，b)在所述第一阳离子交换膜和所述第一阴离子交换膜之间的第一浓缩物通道，c)位于所述第一阴离子交换膜和所述第二阳离子交换膜之间的进料流通道，d)在所述第二阳离子交换膜和所述阴极之间的第二电极漂洗通道；以及至少一个丙酸盐选择性离子交换树脂晶片，其横向于所述进料流通道内的所述流体流定位并且包括大孔磺化或胺化芳香族树脂。

在另一方面，提供了一种系统，其包括：反应器系统，其配置为产生包括乙酸和丙酸的产物流；电去离子系统，其配置为将丙酸与乙酸分离，所述电去离子系统包括：阳极；间隔开的阴极；三个间隔开的膜，其位于所述阳极和所述阴极之间并且包括第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜和第二阳离子交换膜，在其间限定流体流通道，其包括：a)在所述阳极和所述第一阳离子交换膜之间的第一电极漂洗通道，b)在所述第一阳离子交换膜和所述第一阴离子交换膜之间的第一浓缩物通道，c)位于所述第一阴离子交换膜和所述第二阳离子交换膜之间的进料流通道，d)在所述第二阳离子交换膜和所述阴极之间的第二电极漂洗通道；以及至少一个丙酸盐选择性离子交换树脂晶片，其横向于所述进料流通道内的所述流体流定位并且包括大孔磺化或胺化芳香族树脂。

在另一方面，提供了一种方法，所述方法包括以下步骤：将至少一个包括乙酸和丙酸的进料流、至少两个电极漂洗流、至少一个稀释剂流提供至配置为将丙酸与乙酸分离的电去离子系统，所述电去离子系统包括：阳极；间隔开的阴极；三个间隔开的膜，其位于所述阳极和所述阴极之间并且包括第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜和第二阳离子交换膜，在其间限定流体流通道，其包括：a)在所述阳极和所述第一阳离子交换膜之间的第一电极漂洗通道，b)在所述第一阳离子交换膜和所述第一阴离子交换膜之间的第一浓缩物通道，c)位于所述第一阴离子交换膜和所述第二阳离子交换膜之间的进料流通道，d)在所述第二阳离子交换膜和所述阴极之间的第二电极漂洗通道；以及至少一个丙酸盐选择性离子交换树脂晶片，其横向于所述进料流通道内的所述流体流定位并且包括大孔磺化或胺化芳香族树脂；提供跨越所述阳极和所述阴极的电势；和从所述至少一个进料流通道收集纯化的乙酸流。

附图说明

以下附图示出了本文公开的主题的实施方案。通过结合附图参考以下描述可以理解所要求保护的主题，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：