[发明专利]一种双极膜电渗析生产次磷酸的工艺

权利要求书

1.一种双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，包括如下制备方法：

（1）向双极膜电渗析装置的盐室中加入次磷酸钠溶液，极室中加入氢氧化钠溶液，酸室中加入纯水，碱室中加入纯水；

（2）分别启动极室、盐室、酸室和碱室的循环泵，将盐室、酸室和碱室的液体泵入双极膜电渗析膜堆进行循环；

（3）在极室、盐室、酸室和碱室的循环管线上都分别安装有流量计和流量调节阀，盐室、酸室和碱室的循环管线上还都安装有电导率仪，调节流量调节阀分别将极室、盐室、酸室或碱室的循环管线上物料流量控制在0.8～1.0m³/h；

（4）开启双极膜电渗析装置，在20-40℃下进行双极膜电渗析，制备得到次磷酸和氢氧化钠溶液。

2.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，次磷酸钠溶液的质量分数为10wt%～30wt%；氢氧化钠溶液的质量分数为4wt%～6wt%。

3.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，酸室中还加入有次磷酸，次磷酸的添加量为纯水的1-2%；碱室中还加入有氢氧化钠，氢氧化钠的添加量为纯水的1-2%。

4.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，所述极室由2-5个独立的极室单元串联而成；所述膜堆由100-200组配组单元构成，所述配组单元由1张阴离子交换膜、1张阴离子隔断止回膜、1张阳离子交换膜、1张阳离子隔断止回膜和1张双极膜按顺序依次排列组成。

5.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，在制备次磷酸的过程中，当盐室的电导率值小于20ms/cm时即加入步骤（1）中的次磷酸钠溶液。

6.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，所述的双极膜电渗析装置由阳极、膜堆、阴极按顺序排列组成，所述的膜堆四隔室双极膜电渗析膜堆，膜堆的最小配组单元以1张阴离子交换膜、1张阴离子隔断止回膜、1张双极膜、1张阳离子隔断止回膜和1张阳离子交换膜的顺序排列，配组单元重复组装形成膜堆。

7.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，所述膜堆由100-200组配组单元构成，阳极与膜堆中的阴离子交换膜一侧相邻排列，双极膜中的阳膜朝向阴极一侧，双极膜中的阴膜朝向阳极一侧，所述双极膜电渗析装置中的最小单元组为阳极、阴极和膜堆组成，由50-100组最小单元组并联形成双极膜电渗析装置。

8.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，所述阴离子交换膜为改性的聚苯异丁烯腈，所述的改性的聚苯异丁烯腈的制备方法如下：

（1）将聚苯异丁烯腈基膜置于等离子体室中进行等离子体活化，所述的等离子体活化过程中振动频率为90-100MC，活化时间为20-40min；

（2）将活化过的基膜浸泡在苯乙烯、苯丙烯、过氧苯乙酰的混合溶液中进行功能团接枝，苯乙烯、苯丙烯、过氧苯乙酰的质量比35-45 : 20-25 : 0.3-0.4；

（3）将功能团接枝后的基膜以BCl₃为催化剂，以二氯乙醚为氯乙基化试剂进行氯乙基化，得到氯乙基基膜，最后用三甲胺水溶液进行季氨化9-12h得到阴离子交换膜。

9.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，所述阳离子交换膜的制备方法如下：

（1）将HDPE膜通过等离子体活化处理，将活化过的基膜浸泡在含有丙烯酸、苯乙烯磺酸钠的溶液中进行功能团接枝；

（2）取出接枝膜置于去离子水中浸泡20-24min后取出接枝膜，经真空干燥后得到阳离子交换膜，去离子水的温度为70-80℃。

10.根据权利要求1所述的双极膜电渗析生产次磷酸的工艺，其特征在于，所述双极膜的制备方法包括如下步骤：

（1）将HDPE膜通过等离子体活化处理，将活化过的基膜再进行含浸苯异丁烯反应，含浸苯异丁烯反应过程中，苯异丁烯的含量达到4-6g/m²；所述的聚合反应温度为150-160℃，聚合反应2-3h，经反应后聚合形成基膜；

（2）用聚四氟板保护步骤（1）得到的基膜中的一面，基膜的另一面浸泡在硫酸中进行磺化反应，形成阳面，硫酸的质量浓度为97-98%，磺化反应温度为65-70℃，反应时间为10-12h；

（3）再用聚四氟板保护已反应好的阳膜，基膜的另一面浸泡入氯乙醚中进行反应，形成阴面，基膜的另一面浸泡入氯乙醚中，反应温度为70-75℃，反应时间为6-8h；

（4）把已经形成阴阳面的基膜以3-4张为一个反应单元，每个基膜之间采用HDPE网隔开，插入带有三丙胺的氯化钠溶液的电解槽，在温度为40-45℃进行通电，每对膜的电压为2-4V，通电3-4h后导入催化层，形成双极膜，三丙胺的氯化钠溶液中，三丙胺的质量浓度为1-2%，氯化钠的质量浓度为4-6%。