[发明专利]电催化丙烯腈制己二腈的电解液及电解方法

说明书

本发明提供一种电催化丙烯腈制己二腈的电解液和电解方法。其中所述电解液包括丙烯腈、改性季鏻盐和水，所述改性季鏻盐的阳离子包括式(a)和/或式(b)所示结构：其中，R₁～R₁₀分别独立地为C1～C6的烷基。本发明的电解丙烯腈制己二腈的电解液包含改性季鏻盐，可以提高了丙烯腈的选择性，进而提高产率。

技术领域

本发明涉及电化学合成领域，具体涉及一种丙烯腈电化学合成己二腈的电解液及电解方法。

背景技术

己二腈(ADN)是一种重要的有机化工中间体，主要用于聚己二酰己二胺(尼龙66)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)及尼龙610等材料生产。据统计，全球每年约90％的己二腈用于生产尼龙66。其工艺过程为，己二腈加氢生产己二胺，己二胺与己二酸缩聚制得一种半透明或不透明的乳白色合成树脂(尼龙66)。

己二腈技术壁垒及投资门槛较高，行业集中度极高。己二腈工业化生产工艺技术包括己二酸催化氨化法(ADA)、丙烯腈电解二聚法(AN)、丁二烯氰化法(BD)。

丙烯腈电解二聚法使用丙烯腈为原料，使用电化学方法二聚合成己二腈。丙烯腈电解二聚制己二腈法具有流程短，产品质量高等特点。传统电解液中所用主要调节反应选择性的成分为季铵盐，季铵盐用量较大，且成本较高，因此导致丙烯腈电解二聚成本增加。因此，需要开发更加高效的合成方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种电解丙烯腈制己二腈的电解液及制备方法。

本发明一方面提供一种电催化丙烯腈制己二腈的电解液，包括丙烯腈、改性季鏻盐和水，所述改性季鏻盐的阳离子包括式(a)和/或式(b)所示结构：

其中，R₁～R₁₀分别独立地为C1～C6的烷基。

根据本发明的一实施方式，在所述电解液中所述改性季鏻盐的含量为0.05～5wt％，优选为0.1～1wt％。

根据本发明的另一实施方式，所述改性季鏻盐的阴离子为氢氧根、硫酸氢根、硫酸根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、醋酸根、硝酸根、双(三氟甲烷磺酰)亚胺阴离子中的一种或多种。

根据本发明的另一实施方式，所述电解液还含有0.1～10wt％的EDTA或其钠盐或钾盐，0.01～5wt％的硼砂。

根据本发明的另一实施方式，所述电解液还包含1～20wt％的磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的至少一种。

根据本发明的另一实施方式，所述电解液中所述丙烯腈的含量为4～7wt％。

本发明的另一方面提供一种电解丙烯腈制己二腈的方法，采用上述的电解液进行电解反应。

根据本发明的一实施方式，所述电解反应的阴极为Cd或Pb或其合金，阳极为碳钢或不锈钢或PbO₂。

根据本发明的另一实施方式，所述电解反应的反应温度为30～70℃，电流密度为200～5000A/m²。

本发明的电解丙烯腈制己二腈的电解液包含改性季鏻盐，可以提高了目标产物己二腈的选择性，进而提高产率。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。