[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)次磷酸的雙極膜裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811616679.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109589793A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦小君;葉志松;韋建東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江藍(lán)極膜技術(shù)有限公司;常熟新特化工有限公司
• 主分類號(hào): B01D61/42
• 分類號(hào): B01D61/42;B01D61/54;C01B25/165
• 代理公司: 浙江英普律師事務(wù)所 33238
• 代理人: 陳小良

本發(fā)明公開了精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)設(shè)備，具體涉及一種制備次磷酸的雙極膜裝置。本發(fā)明包括膜堆，其中每個(gè)膜堆中依次由陽膜、阻酸陰膜、雙極膜組成，形成三隔室；陽膜、阻酸陰膜、雙極膜之間分別形成磷酸二氫鈉溶液室、酸室、堿室；在陰極電極與膜堆之間放置有雙極膜，再依次放置膜堆，膜堆中最外側(cè)雙極膜再與陽極電極對(duì)應(yīng)放置；次磷酸二氫鈉溶液室與鹽箱循環(huán)連接；酸室與酸箱循環(huán)連接，并有一分支管路外接排出酸液；堿室與堿液極液共用箱循環(huán)連接，并有一分支管路外接排出堿液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)排出酸或堿，開發(fā)了耐次磷酸鈉還原性專用的阻酸陰膜與耐還原性的雙極膜；采用氫氧化鈉為極液，省去極液箱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種制備次磷酸的雙極膜裝置，尤其涉及一種以次磷酸鈉為原料，采用雙極膜制備次磷酸的裝置。

背景技術(shù)

次磷酸是一種用途非常廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品，主要作為還原劑用于化學(xué)鍍、電鍍以及有機(jī)合成工業(yè)，還可用作酯化反應(yīng)的催化劑、重氮鹽的還原(脫重氮基)、還原消去多硝基化合物芳環(huán)上的鹵素、制冷劑以及高純次磷酸鈉的生產(chǎn)。次磷酸的制備方法主要有化學(xué)法、離子交換法和電滲析法?；瘜W(xué)法一般采用黃磷與氫氧化鋇反應(yīng)，反應(yīng)后再加入硫酸去除鋇，但化學(xué)法制得的次磷酸濃度不高，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，需要進(jìn)行進(jìn)一步的精制。離子交換法以次磷酸鈉為原料，采用陽離子交換樹脂去除鈉，但該法樹脂用量大，且需要頻繁再生，不僅操作工藝復(fù)雜還會(huì)產(chǎn)生大量的高鹽廢水，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。電滲析法以次磷酸鈉為原料，采用陰離子交換膜和陽離子交換膜將正極室和負(fù)極室隔開，通直流電后在陽極產(chǎn)生氧氣和次磷酸，在陰極產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉，該工藝在生產(chǎn)次磷酸過程中無廢水、廢渣產(chǎn)生，但是，在電滲析過程中電極板上的水會(huì)被電解產(chǎn)生氧氣和氫氣，消耗了大量電能，導(dǎo)致整個(gè)工藝能耗較高，電流轉(zhuǎn)化率低。

CN 1341779公開了一種電解法制備次磷酸的方法，電滲析槽為六室電滲析槽，為了防止陽極電解產(chǎn)生的新生態(tài)氧將次磷酸根離子氧化，在鄰近陽極處加一個(gè)陽膜，將陽極室和產(chǎn)品室分開。在原料室和陰極之間加兩個(gè)陽膜構(gòu)成緩沖室，防止氫氧根離子進(jìn)入到原料室。在原料室和產(chǎn)品室加兩個(gè)陰膜構(gòu)成緩沖室，防止氫離子進(jìn)入到原料室和防止鈉離子進(jìn)入到產(chǎn)品室，對(duì)電解法制備次磷酸進(jìn)行了改進(jìn)。但由于該工藝在電滲析過程中還是無法避免電極板上的水被電解產(chǎn)生氧氣和氫氣，消耗了大量電能，導(dǎo)致整個(gè)工藝能耗較高，電流轉(zhuǎn)化率低。

CN 103318862 A公開了一種五室電滲析法制備次磷酸的工藝，以次磷酸鹽和無機(jī)酸為原料，采用五室電滲析槽電場的作用進(jìn)行離子交換。五室電滲析槽是由七個(gè)膜對(duì)構(gòu)成的電滲析槽，電滲析器是用多個(gè)隔板、陰陽離子交換膜和電極組裝而成，與傳統(tǒng)四室、六室膜電解裝置相比，五室電滲析法在電滲析運(yùn)行的過程中，只是用電場來迀移溶液中的離子，而水不發(fā)生相變化，可降低生產(chǎn)過程中的能耗。但該法需要使用次磷酸鹽和無機(jī)酸兩種原料，在電解后除了得到次磷酸產(chǎn)品外還會(huì)產(chǎn)生無機(jī)鹽副產(chǎn)品，且五室七個(gè)膜對(duì)的電滲析裝置組裝過程中每七個(gè)膜對(duì)就需要一對(duì)電極，工業(yè)化放大比較困難。

專利CN201610217703公開了一種采用雙極膜電滲析法制備次磷酸的工藝，該工藝生產(chǎn)次磷酸過程中僅以次磷酸鈉和去離子水為原料，無需添加酸或其他原料提供H+，還會(huì)副產(chǎn)堿，且不會(huì)使水電解出氣體，所需能耗低，生產(chǎn)工藝簡單，工藝條件溫和，無二次污染。另外，一對(duì)電極之間可以有多組配組單元重復(fù)組裝形成的膜堆，相對(duì)容易進(jìn)行工業(yè)化放大。

但該專利(CN201610217703)基本上是按2013年7月出版的《水處理技術(shù)》(Vol.39No.7P81)文章“BPM2型雙極膜裝置硫酸鈉制堿的工業(yè)化應(yīng)用研究”的方法進(jìn)行詳細(xì)化描述，并且只是把其中的硫酸鈉換成次磷酸鈉。其缺點(diǎn)有三：

1、采用的還是實(shí)驗(yàn)室過程的間歇式轉(zhuǎn)換法，按理論值，濃度到到某一值后排出酸或堿，再加水或料。其缺點(diǎn)是酸堿濃度很難做到在線快速地、準(zhǔn)確的檢測，無法排出穩(wěn)定濃度的酸或堿；

2、該專利完全按照硫酸鈉雙極膜制酸堿的過程進(jìn)行推理并詳細(xì)或描述，沒考慮到次磷酸的中強(qiáng)還原性，而應(yīng)采用專用耐還原性的阻酸陰膜與耐還原性的雙極膜；