[发明专利]一种用于酯类水解的电解方法

说明书

技术领域

本发明属于化工中的化学生产领域，具体涉及一种酯类水解的方法。

背景技术

酯类水解是一类重要的化学反应，在石化、制药、化纤、农药等许多行业 有着十分广泛的应用。目前酯类水解的方式多是通过催化剂进行的，常用的催 化剂有碱、胺、盐、酶、酸等。催化剂的使用、再生等过程给生产带来许多不 便，如设备腐蚀、流程复杂、大量的废弃物产生等，不符合清洁生产循环经济 的要求。

如维生素C的生产过程是将古龙酸与甲醇反应生成古龙酸甲酯，然后再水 解生成维生素C和甲醇。目前在生产实际中，古龙酸甲酯的水解可使用硫酸或 者碳酸氢钠做催化剂。使用硫酸做催化剂时，将古龙酸甲酯催化水解转化得到 维生素C，但硫酸对产品的品质和收率影响很大，设备腐蚀也非常严重，去除硫 酸的过程还要副产大量的硫酸盐；并且酸催化的生产过程中反应速度缓慢、必 须及时将反应产物分离出来，否则会导致产品收率更低。使用碳酸氢钠作为催 化剂时，其产品品质、收率、设备腐蚀状况都会得到很大改善，但水解产物只 能得到维生素C的钠盐，需要进一步用离子转换才能将钠盐转化成酸，整个过 程需要消耗大量的碳酸氢钠和酸，最终排出高盐废水。

目前乙酸甲酯的催化水解通常使用离子交换树脂做固体酸催化剂，可以直 接得到比较纯净的酸和醇，并且实现了催化剂的及时分离。但也存在催化剂的 装填、再生、老化等问题，仍会有一定量的废液排放，后续还需要再生处理。

随着科学技术的发展，不需要催化剂的洁净水解工艺已经人们研究的方向。 如浙江大学材料与化工学院制药工程研究所鹿骋等在《化学反应工程与工艺》 2004年9月出版的《高温高压水中乙酸苯酯无催化水解反应动力学》一文中提 到，水在高温高压下电离后可作为催化剂使用，此时水的电离常数显著增大， 氢离子和氢氧根离子数量也会增多，具有酸碱催化的功能；并且用水电离做催 化剂，不会对环境产生任何污染，因而是一种很有前途的绿色工艺。但其工艺 条件较高，压力必须在15Mpa以上、温度在152℃～216℃之间，对设备及安全 的要求都非常高，不易广泛应用于生产。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种不带入任何杂质、操作流程简单、并能 够广泛应用于生产的酯类水解的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于酯类水解的电解方法，该方法采用电解水解装置完成酯类的水解， 所述电解水解装置包括电极以及位于电极之间的交替设置的水解单元和极板， 水解单元包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，电解水解装置的工作区域包括阳 极室、阴极室和水解室，并按以下步骤进行：

a.将电解液分别泵入阳极室和阴极室，酯类溶液泵入水解室，分别进行循 环；

b.待循环稳定后，在阳极和阴极两个电极之间施加直流电源，进行水的电 解；此时可收集付产的氢气和氧气进行处理；

c.酯在水解室中被氢离子和氢氧根离子水解，生成相应的酸和醇，循环到 装置外进行分离，得到所需的酸。

本发明所述电解水解装置的改进在于：所述电解水解装置包括一组水解单 元和一对电极。设置在两个电极之间的水解单元还可以为两组或两组以上，相 邻水解单元之间均设置有一张极板。

本发明的另一种结构为：该方法采用电解水解装置完成酯类的水解，所述 电解水解装置包括电极以及位于电极之间的交替设置的阳离子交换膜和极板， 所述电解水解装置的工作区域包括阳极室和水解室，该方法按以下步骤进行：

a.将电解液泵入阳极室，酯类溶液泵入水解室，进行循环；

b.待循环稳定后，在阳极和阴极两个电极之间施加直流电源，进行水的电 解；

c.酯在水解室中被氢离子和氢氧根离子水解，生成相应的酸和醇。

本发明上述结构中所述电解水解装置的改进在于：所述电解水解装置包括 一张阳离子膜和一对电极。设置在两个电极之间的阳离子交换膜还可以为两张 或两张以上，相邻阳离子交换膜之间均设置有一张极板。

所述电解液的改进在于：所述电解液为水、酸、碱、盐溶液中的任意一种。

本发明的工作原理如下所述：