丁二酸电化学合成清洁工艺

2009-04-15　　关键字：　　来源：中国石油石化工程信息网

[《信息周刊》2009年第14期] 浙江工业大学马淳安教授课题组和安徽安庆和兴化工有限责任公司合作完成的“3000吨/年丁二酸绿色电化学清洁生产工艺研究与工业化项目”已通过中国石油和化学工业协会组织的鉴定。这一工艺技术目前在国内外尚属首创。

采用该工艺生产丁二酸，节能效果突出，原料成本低，产品质量优，含量在99.5%以上，完全达到食品级质量指标。实践证明：采用无隔膜电解技术取代传统隔膜电解技术，每生产1吨丁二酸可节约直流电600千瓦时以上，节能效率达25%以上。此外，新工艺采用的电解母液循环套用和电解产生的氧酸雾水洗水处理工艺技术与传统路线相比，每吨丁二酸至少可减排15吨废水、174立方米酸性废气。

丁二酸（succinicacid，简称SA）俗名琥珀酸。工业上合成丁二酸主要有化学法、生物转化法和电解法。目前，大部分工业用丁二酸是通过化学法生产，主要分为氧化法、加氢法和催化加成法等。这些方法工艺比较成熟，但存在较多的问题。如副反应较难控制、产率低、纯度不高、操作条件难度高、使用催化剂价格昂贵等，而且在生产过程中会造成大量的污染。近年来，以淀粉、葡萄糖、牛乳或其它能够利用的微生物废料为原料，利用细菌或微生物发酵获得丁二酸，成为国内外研究的热点。生物发酵法产品提取效率低、产酸率和转化率低、生产成本昂贵、产生的废水量大（据估计每生产1吨丁二酸产生的废水将达到10吨以上）等，很难满足工业生产的需要。电解法以顺丁烯二酸酐为原料电解还原制备丁二酸。电解合成技术和工艺较成熟，电解收率、电流效率和转化率较高，能制得高纯的丁二酸产品，同时通过母液循环套用技术实现了废水的零排放，是一种真正的绿色化学合成技术。已开发出了隔膜法、无隔膜法和成对电合成等多种合成丁二酸的电化学技术。

丁二酸是一种二羧酸，能发生二元酸的大多数典型反应，由于分子中含有两个活泼的亚甲基，因此又具有许多其他的重要反应特性，如卤化、酯化、碘化等，是合成各种复杂有机物的中间体，也是制造药物的重要原料。丁二酸的主要应用领域大致可分为五类：最大的市场为表面活性剂、清洁剂、添加剂和起泡剂。第二个市场为离子鳌合剂，如电镀行业中的溶蚀和点蚀等。第三个市场是在食品行业中作为酸化剂、pH改良剂和抗菌剂。第四个市场是与健康有关的产品，包括医药、抗生素、氨基酸和维生素的生产。第五个市场也是最具发展前景的市场，即作为生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的主要原料。
目前，国内外已开发成功以丁二酸为原料合成PBS生物可降解塑料技术。PBS与其他生物可降解塑料相比，不仅力学性能十分优异，而且价格合理，市场需求量很大。专家分析认为，未来我国PBS的需求量将达到300万吨/年以上，需消耗丁二酸180万吨/年，而目前我国丁二酸生产能力尚不足5万吨/年，丁二酸的市场增长空间十分巨大。

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