[發明專利]一種用于酯類水解的電解方法

有效

• 申請號: 201010152551.1
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101817714A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 李文曦;劉洪泉;檀文禮;趙立新;石亞靜
• 申請（專利權）人: 石家莊開發區德賽化工有限公司
• 主分類號: C07B41/08
• 分類號: C07B41/08;C07B41/02;C07D307/62;C07C27/00;C07C53/08;C07C31/04;C07C53/02;C25B1/10
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所 13113
• 代理人: 劉謨培

技術領域

本發明屬于化工中的化學生產領域，具體涉及一種酯類水解的方法。

背景技術

酯類水解是一類重要的化學反應，在石化、制藥、化纖、農藥等許多行業 有著十分廣泛的應用。目前酯類水解的方式多是通過催化劑進行的，常用的催 化劑有堿、胺、鹽、酶、酸等。催化劑的使用、再生等過程給生產帶來許多不 便，如設備腐蝕、流程復雜、大量的廢棄物產生等，不符合清潔生產循環經濟 的要求。

如維生素C的生產過程是將古龍酸與甲醇反應生成古龍酸甲酯，然后再水 解生成維生素C和甲醇。目前在生產實際中，古龍酸甲酯的水解可使用硫酸或 者碳酸氫鈉做催化劑。使用硫酸做催化劑時，將古龍酸甲酯催化水解轉化得到 維生素C，但硫酸對產品的品質和收率影響很大，設備腐蝕也非常嚴重，去除硫 酸的過程還要副產大量的硫酸鹽；并且酸催化的生產過程中反應速度緩慢、必 須及時將反應產物分離出來，否則會導致產品收率更低。使用碳酸氫鈉作為催 化劑時，其產品品質、收率、設備腐蝕狀況都會得到很大改善，但水解產物只 能得到維生素C的鈉鹽，需要進一步用離子轉換才能將鈉鹽轉化成酸，整個過 程需要消耗大量的碳酸氫鈉和酸，最終排出高鹽廢水。

目前乙酸甲酯的催化水解通常使用離子交換樹脂做固體酸催化劑，可以直 接得到比較純凈的酸和醇，并且實現了催化劑的及時分離。但也存在催化劑的 裝填、再生、老化等問題，仍會有一定量的廢液排放，后續還需要再生處理。

隨著科學技術的發展，不需要催化劑的潔凈水解工藝已經人們研究的方向。 如浙江大學材料與化工學院制藥工程研究所鹿騁等在《化學反應工程與工藝》 2004年9月出版的《高溫高壓水中乙酸苯酯無催化水解反應動力學》一文中提 到，水在高溫高壓下電離后可作為催化劑使用，此時水的電離常數顯著增大， 氫離子和氫氧根離子數量也會增多，具有酸堿催化的功能；并且用水電離做催 化劑，不會對環境產生任何污染，因而是一種很有前途的綠色工藝。但其工藝 條件較高，壓力必須在15Mpa以上、溫度在152℃～216℃之間，對設備及安全 的要求都非常高，不易廣泛應用于生產。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種不帶入任何雜質、操作流程簡單、并能 夠廣泛應用于生產的酯類水解的方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種用于酯類水解的電解方法，該方法采用電解水解裝置完成酯類的水解， 所述電解水解裝置包括電極以及位于電極之間的交替設置的水解單元和極板， 水解單元包括陽離子交換膜和陰離子交換膜，電解水解裝置的工作區域包括陽 極室、陰極室和水解室，并按以下步驟進行：

a.將電解液分別泵入陽極室和陰極室，酯類溶液泵入水解室，分別進行循 環；

b.待循環穩定后，在陽極和陰極兩個電極之間施加直流電源，進行水的電 解；此時可收集付產的氫氣和氧氣進行處理；

c.酯在水解室中被氫離子和氫氧根離子水解，生成相應的酸和醇，循環到 裝置外進行分離，得到所需的酸。

本發明所述電解水解裝置的改進在于：所述電解水解裝置包括一組水解單 元和一對電極。設置在兩個電極之間的水解單元還可以為兩組或兩組以上，相 鄰水解單元之間均設置有一張極板。

本發明的另一種結構為：該方法采用電解水解裝置完成酯類的水解，所述 電解水解裝置包括電極以及位于電極之間的交替設置的陽離子交換膜和極板， 所述電解水解裝置的工作區域包括陽極室和水解室，該方法按以下步驟進行：

a.將電解液泵入陽極室，酯類溶液泵入水解室，進行循環；

b.待循環穩定后，在陽極和陰極兩個電極之間施加直流電源，進行水的電 解；

c.酯在水解室中被氫離子和氫氧根離子水解，生成相應的酸和醇。

本發明上述結構中所述電解水解裝置的改進在于：所述電解水解裝置包括 一張陽離子膜和一對電極。設置在兩個電極之間的陽離子交換膜還可以為兩張 或兩張以上，相鄰陽離子交換膜之間均設置有一張極板。

所述電解液的改進在于：所述電解液為水、酸、堿、鹽溶液中的任意一種。

本發明的工作原理如下所述：