8868体育网页版登录一种双极膜电渗析法制备次磷酸的工艺的制作方法

　　[0001]本发明属于精细化学品生产领域，涉及一种双极膜电渗析法制备次磷酸的工艺，尤其涉及一种以次磷酸钠为原料，采用双极膜电渗析法制备次磷酸的工艺。

　　[0002]次磷酸是一种用途非常广泛的精细化工产品，主要作为还原剂用于化学镀、电镀以及有机合成工业，还可用作酯化反应的催化剂、制冷剂以及高纯次磷酸钠的生产。次磷酸的制备方法主要有化学法、离子交换法和电渗析法。化学法一般采用黄磷与氢氧化钡反应，反应后再加入硫酸去除钡，但化学法制得的次磷酸浓度不高，不能满足实际应用的要求，需要进行进一步的精制。离子交换法以次磷酸钠为原料，采用阳离子交换树脂去除钠，但该法树脂用量大，且需要频繁再生，不仅操作工艺复杂还会产生大量的高盐废水，对环境造成严重影响。电渗析法以次磷酸钠为原料，采用阴离子交换膜和阳离子交换膜将正极室和负极室隔开，通直流电后在阳极产生氧气和次磷酸，在阴极产生氢气和氢氧化钠，该工艺在生产次磷酸过程中无废水、废渣产生，但是，在电渗析过程中电极板上的水会被电解产生氧气和氢气，消耗了大量电能，导致整个工艺能耗较高，电流转化率低。

　　[0003]CN 1341779公开了一种电解法制备次磷酸的方法，电渗析槽为六室电渗析槽，为了防止阳极电解产生的新生态氧将次磷酸根离子氧化，在邻近阳极处加一个阳膜，将阳极室和产品室分开。在原料室和阴极之间加两个阳膜构成缓冲室，防止氢氧根离子进入到原料室。在原料室和产品室加两个阴膜构成缓冲室，防止氢离子进入到原料室和防止钠离子进入到产品室，对电解法制备次磷酸进行了改进8868体育网页版登录。但由于该工艺在电渗析过程中还是无法避免电极板上的水被电解产生氧气和氢气，消耗了大量电能，导致整个工艺能耗较高，电流转化率低。

　　[0004]CN 103318862 A公开了一种五室电渗析法制备次磷酸的工艺，以次磷酸盐和无机酸为原料，采用五室电渗析槽电场的作用进行离子交换。五室电渗析槽是由七个膜对构成的电渗析槽，电渗析器是用多个隔板、阴阳离子交换膜和电极组装而成，与传统四室、六室膜电解装置相比，五室电渗析法在电渗析运行的过程中，只是用电场来迀移溶液中的离子，而水不发生相变化，可降低生产过程中的能耗。但该法需要使用次磷酸盐和无机酸两种原料，在电解后除了得到次磷酸产品外还会产生无机盐副产品，且五室七个膜对的电渗析装置组装过程中每七个膜对就需要一对电极，工业化放大比较困难。

　　[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种采用双极膜电渗析法制备次磷酸的工艺，该工艺生产次磷酸过程中仅以次磷酸钠和去离子水为原料，无需添加酸或其他原料提供H+，还会副产碱，且不会使水电解出气体，所需能耗低，生产工艺简单，工艺条件温和，无二次污染。另外，一对电极之间可以有多组配组单元重复组装形成的膜堆，容易进行工业化放大。

　　[0007]—种制备次磷酸的工艺，其以次磷酸钠和去离子水为原料，采用双极膜电渗析法制备次磷酸。

　　[0008]本发明采用双极膜电渗析法制备次磷酸，与传统电渗析法相比增加了双极膜的使用，双极膜在外加反向直流电场力的作用下，双极膜中的阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和0Η—，Η+迀移通过双极膜的阳膜与从阴离子交换膜透过的次磷酸钠的阴离子结合形成次磷酸，0H—迀移通过双极膜的阴膜与从阳离子交换膜透过的钠离子结合形成氢氧化钠。本发明仅需次磷酸钠和水作为原料，无需其它原料、工艺流程简单、所需能耗低、不会产生二次污染、易于工业化放大，具有广阔的工业化应用前景。

　　[0010](I)向双极膜电渗析装置的盐室中加入次磷酸钠溶液，酸室和碱室中分别加入去呙子水；

　　[0011](2)将酸室、盐室和碱室中的液体栗入双极膜电渗析膜堆进行循环，所述膜堆由至少I组配组单元构成，所述配组单元由阴离子交换膜、阳离子交换膜和双极膜按顺序依次排列组成；

　　[0012](3)开启双极膜电渗析装置，进行双极膜电渗析，制备得到次磷酸和氢氧化钠溶液。

　　[0013]本发明所述双极膜电渗析装置中阳极、阴极和膜堆的排列方式依次为:阳极、膜堆和阴极，且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。

　　[0015]优选地，所述膜堆由1-200组配组单元构成，配组单元数量例如可为I组、2组、5组、7 组、10 组、15 组、20 组、25 组、30 组、40 组、50 组、60 组、70 组、80 组、90 组、100 组、120 组、130 组、140组、150组、175组、185组或200组等，优选为由50_150组配组单元构成。

　　[0016]当膜堆由2组以上配组单元构成时，配组单元内以阴离子交换膜、阳离子交换膜和双极膜的顺序排列，配组单元之间组装时双极膜两侧分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，配组单元重复组装形成膜堆。

　　[0017]优选地，所述阳极为板状电极，所述阳极的材料优选为钛涂钌铱、钛涂钽铱、钛涂铂或钛镀铂中的任意一种。

　　[0018]优选地，所述阴极为板状电极，所述阴极的材料优选为不锈钢或镀镍铁。

　　[0020]优选地，步骤(I)中所述次磷酸钠溶液与酸室中的去离子水和碱室中的去离子水的体积比为1: (I?3): (I?3)，优选为1:1:1ο

　　[0024]随着双极膜电渗析过程的进行，盐室内次磷酸钠的浓度逐渐降低，优选地，通过向盐室内添加次磷酸钠浓缩液使盐室内次磷酸钠的浓度保持在50-250g/L。

　　[0025]随着双极膜电渗析过程的进行，酸室内次磷酸的浓度逐渐增大，优选地，当酸室内的次磷酸浓度达到35-180g/L时，典型但非限制性的浓度数值例如可为35g/L、50g/L、60g/L、80g/L、100g/L、110g/L、120g/L、140g/L、160g/L或 180g/L等，取出次磷酸，加入相同体积的去离子水，取出的次磷酸的体积优选为酸室内步骤(I)加入的去离子水体积的65-80%，优选为75 %。

　　[0026]随着双极膜电渗析过程的进行，碱室内氢氧化钠的浓度逐渐增大，优选地，当碱室内氢氧化钠的浓度达到15-100g/L时，典型但非限制性的浓度数值例如可为15g/L、25g/L、35g/L、50g/L、60g/L、70g/L、85g/L或100g/L等，取出氢氧化钠溶液，加入相同体积的去离子水，取出的氢氧化钠的体积优选为碱室内步骤(I)加入的去离子水体积的50-60 %，优选为

　　[0027]优选地，步骤(3)所述双极膜电渗析的过程中，还包括采用换热器对盐室、酸室和碱室中的液体进行冷却的过程。

　　[0029]优选地，步骤(3)所述所述氢氧化钠溶液的浓度为15-100g/L，例如可为15g/L、258凡、3(^凡、4(^凡、558凡、658凡、7(^

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