一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法.pdf

本发明公开了一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法，该方法包括以下步骤：首先以甲基磺酸钠盐水溶液为原料，微孔过滤器处理；然后，将其通入料液室进行双极膜电渗析处理；当料液电导率降至2000μs/cm以下时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液，碱室中的碱溶液回收利用。其中双极膜电渗析过程中，分别设计采用双极膜电渗析二隔室、三隔室和四隔室结构膜堆处理，均有效地提高了甲基磺酸收率。本发明设计的双极膜四隔室结构可在制备过程中有效阻挡钠离子的介入，获得高纯度的甲基磺酸。本发明原料成本低廉，对碱液回收利用，节约了制备成本。且避免了传统有机合成方法环境二次污染，提高了安全水平。

权利要求书
1.  一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法，其特征在于，所述方法按以下步骤进行：首先以甲基磺酸钠盐水溶液为原料，微孔过滤器处理；然后将其通入双极膜电渗析装置的盐室，所述双极膜电渗析装置包括两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室，所述的电渗析隔室为三隔室结构，由双极膜、阴离子交换膜和阳离子交换膜间隔排列构成的料液室、酸室、碱室单元组排列组成；酸室加入纯水，碱室加入自来水，极液室分别加入稀硫酸溶液，启动双极膜电渗析装置，运行过程中电渗析隔室通过循环盘管中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至5000 ~12000μs/ cm时，排出料液室中的全部料液，排出碱室和酸室中的溶液，同时碱室和酸室分别加入与排除的溶液等量的水，料液室加入与排出料液等体积的由排出料液配制的质量浓度30~70%甲基磺酸钠溶液，继续运行，重复上述操作，当料液室的电导率降至2000μs/ cm 以下时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；碱室中的碱溶液回收利用；所述原料进入双极膜电渗析装置的料液室的流速为20 ~ 1500L/h。

2.  根据权利要求1所述方法，其特征在于所用微孔过滤器孔径不大于0.45μm。

3.  根据权利要求1所述方法，其特征在于所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。

4.  一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法，其特征在于，所述方法按以下步骤进行：:以质量浓度30 ~ 70%的甲基磺酸钠盐水溶液作为原料，经微孔过滤器处理后，进入双极膜电渗析装置的料液室，所述双极膜电渗析装置包括两侧的极液室和夹在两侧极液室中间电渗析隔室，所述的电渗析隔室为四隔室结构，由双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜和阴离子交换膜间隔排列构成的酸室、料液室、中间室和碱室单元组排列组成，酸室加入纯水，碱室加入自来水，中间室加入中间液；极液室分别加入稀硫酸溶液，启动双极膜电渗析装置，运行过程中电渗析隔室通过循环盘管中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视酸室的溶液酸浓度，当酸室的浓度基本不变时，排出料液室中的全部料液，排出碱室和酸室中的溶液，同时碱室和酸室分别加入与排除的溶液等量的水，料液室加入与排出料液等体积的由排出料液配制的质量浓度30~70%甲基磺酸钠溶液，继续运行，酸室的酸液浓度达2~3mol/L时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；，中间液作为原料回收利用；碱室中的碱溶液回收利用；所述原料进入双极膜电渗析装置的料液室的流速为20~ 1500L/h。

5.  根据权利要求4所述方法，其特征在于所述中间液为有机季铵碱电解质。

6.  根据权利要求5所述方法，所述有机季铵碱电解质为四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等的一种或多种。

7.  根据权利要求4所述方法，其特征在于所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。

8.  一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法，其特征在于，所述方法按以下步骤进行：首先以甲基磺酸钠盐水溶液为原料，微孔过滤器处理；然后将其通入双极膜电渗析装置的盐室，所述双极膜电渗析装置包括两侧的极液室和夹在两侧极液室中间电渗析隔室构成，所述的电渗析隔室为二隔室，由双极膜、阴离子交换膜间隔排列构成的料液室、酸室单元组排列组成；酸室加入纯水，极液室分别加入稀硫酸溶液，启动双极膜电渗析装置，运行过程中电渗析隔室通过循环盘管中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至5000 ~12000μs/ cm时，排出料液室中的全部料液，排出酸室和碱室中的溶液，同时酸室和碱室分别加入与排除的溶液等量的水，料液室加入与排出料液等体积的由排出料液配制的质量浓度30~70%甲基磺酸钠溶液，继续运行，重复上述操作，当料液室的电导率降至2000μs/ cm 以下时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；所述原料进入双极膜电渗析装置的料液室的流速为20 ~ 1500L/h。

9.  根据权利要求8所述方法，其特征在于所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。

10.  如权利要求3，7或9所述的方法，其特征在于所述的电渗析隔室由2~40组单元组串联排列组成，所述的双极膜电渗析设备由2~5个双极膜电渗析装置串联或并联组成。

11.  如权利要求1，4或8所述的方法，其特征在于双极膜电渗析过程中，控制双极膜电渗析装置的电流密度为50 ~ 600A/m2，电压20 ~ 300V，温度5 ~ 45℃。

12.  根据权利要求3，7或9所述方法，其特征在于所述双极膜为单膜法或双膜法制备的双极膜。

13.  根据权利要求3，7或9所述的方法，其特征在于所述的阴离子交换膜为异相膜或均相膜，所述的阳离子交换膜为异相膜或均相膜。

说明书一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法
技术领域
本发明涉及一种甲基磺酸的制备方法，特别涉及一种利用双极膜电渗析制备甲基磺酸的方法。
背景技术
甲基磺酸盐作为主盐在电刷镀镀铜和镀镉时有独特的用途，如甲基磺酸铜在电刷镀镀铜溶液中就有两种类型，即酸性高速铜和高堆积碱铜，其性能优异，用途广泛，是其它铜盐无法与之相比的。随着社会的发展和技术的进步，无铅合金焊料在电子行业的应用更加促进了对新电解液的需求, 其中许多新电解液的的技术性能很大程度取决于所使用的甲基磺酸，同时对甲基磺酸的纯度也提出了更高的要求。
合成甲基磺酸主要有化学合成法和电解法。
化学合成法主要有甲基磺酰氯水解法、硫酸二甲酯法，甲基磺酰氯水解法为通过氯气来氧化甲基硫醇以制得甲基磺酸氯，然后通过同步水解来制得甲基磺酸。该方法使用的氯气和甲基硫醇都比较昂贵, 而且其高毒性和强烈气味也造成生产上的一系列问题。硫酸二甲酯法为通过亚硫酸钠与硫酸二甲酯反应，然后用强酸酸化，通过减压蒸馏制得甲磺酸。但该法产物中含有大量硫酸，甲磺酸与硫酸沸点又很接近，所以分离困难，且硫酸二甲酯作为甲基化试剂有剧毒。这些化学传统方法都有共同的缺点: 产品分离相对困难, 产生的硫酸较多；另外一方面是带有很大的环境污染。
电解法是在电解池中通过电解甲基磺酸盐水溶液来得到甲基磺酸水溶液。这种方法由于生成氯气，会溶解在溶液中发生一系列复杂的反应，使得甲基磺酸水溶液含有大量杂质，而且原料和产物混合在一起，难于进行分离，价格昂贵。
因此，为满足工厂提供经济效益要求和保护环境的目的，亟需开发一种无污染，高纯度的甲基磺酸制备方法。
发明内容
本发明正是为了弥补现有技术的不足，提供一种清洁化且低成本的双极膜电渗析制备甲基磺酸的新方法，该方法运用双极膜、阳离子交换膜和阴离子交换膜，通过不同顺序排列，组成双极膜电渗析二隔室、三隔室、四隔室装置，以甲基磺酸钠盐为原料制备甲基磺酸，可实现原料成本低廉和多选择性及产物的高纯度和高产率。
本发明采用的技术方案是：
本发明采用以下三种方法制备甲基磺酸：
一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法，所述方法为：所述甲基磺酸采用双极膜电渗析系统进行制备。所述双极膜电渗析系统包括一个或者多个双极膜电渗析装置，所述双极膜电渗析装置包括两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室，所述的电渗析隔室为三隔室结构，由双极膜和阴离子交换膜、阳离子交换膜依次间隔排列构成的酸室、料液室、碱室单元组排列组成；所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。所述的甲基磺酸按如下步骤制成:以质量浓度30 ~ 70% 的甲基磺酸钠盐水溶液作为原料，经孔径不大于0.45μm的微孔过滤器处理后，进入双极膜电渗析装置的料液室，酸室加入纯水，碱室加入自来水，极液室分别加入稀硫酸溶液，控制双极膜电渗析装置的电流密度为50 ~ 600A/m2，电压20 ~ 300V，温度5 ~ 45 ℃，运行过程中电渗析隔室通过循环盘中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至5000~12000μs/cm时，排出料液室中的全部料液，排出碱室、酸室中的溶液，同时碱室、酸室分别加入与排出的溶液等量的水，料液室加入与排出料液等体积的由排出料液配制的质量浓度30 ~ 70%的甲基磺酸钠溶液，继续运行，重复上述操作，当料液室的电导率降至2000μs/cm 以下时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；所得碱液进行回收利用；所述原料进入双极膜电渗析装置的料液室的流速为20 ~ 1500L/h。
所述的电渗析隔室由2 ~ 40 组单元组串联排列组成。
优选20 ~ 40 组单元组串联排列组成。
所述的双极膜电渗析系统由多个双极膜电渗析装置进行串联或并联的组合而成。
所述的双极膜电渗析系统由2~5个双极膜电渗析装置串联或并联组成。
一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法，所述方法为：所述甲基磺酸采用双极膜电渗析系统进行制备。所述双极膜电渗析系统包括双极膜电渗析装置，所述双极膜电渗析装置包括两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室，所述的电渗析隔室为四隔室结构，由双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜依次间隔排列构成的酸室、料液室、中间室、碱室单元组排列组成；所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。所述的甲基磺酸按如下步骤制成:以质量浓度30 ~ 70%的甲基磺酸钠盐水溶液作为原料，经孔径不大于0.45μm的微孔过滤器处理后，进入双极膜电渗析装置的料液室，酸室加入纯水，碱室加入自来水，中间室加入中间液；极液室分别加入稀硫酸溶液，控制双极膜电渗析装置的电流密度为50 ~ 600A/m2，电压20 ~ 300V，温度5 ~ 45℃，运行过程中电渗析隔室通过循环盘中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视酸室的溶液酸浓度，当酸室的浓度基本不变时，排出料液室中的全部料液即排出料液，排除碱室和酸室中的溶液，同时碱室和酸室分别加入与排除的溶液等量的水，料液室加入与排出料液等体积的由排出料液配制的质量浓度30~70%甲基磺酸钠溶液，继续运行，重复上述操作，当酸室的酸液浓度达2~3mol/L时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；中间液作为原料回收利用；碱室中的碱溶液回收利用。所述原料进入双极膜电渗析装置的料液室的流速为20~ 1500L/h。
所述中间液为有机季铵碱电解质，如四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵中的一种或多种。
所述的电渗析隔室由2 ~ 40 组单元组串联排列组成。
所述的电渗析隔室优选20~ 40组单元组串联排列组成。
所述的双极膜电渗析系统由多个双极膜电渗析装置进行串联或并联的组合。
所述的双极膜电渗析系统优选由2~5个双极膜电渗析装置串联或并联组成。
一种利用双极膜电渗析技术制备甲基磺酸的方法，所述方法为：所述甲基磺酸采用双极膜电渗析系统进行制备。所述双极膜电渗析系统包括一个或者多个双极膜电渗析装置，所述双极膜电渗析装置包括两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室，所述的电渗析隔室为二隔室结构，由双极膜、阴离子交换膜依次间隔排列构成的酸室、料液室单元组排列组成。所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管。所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。所述的甲基磺酸按如下步骤制成:以质量浓度30 ~ 70% 的甲基磺酸钠盐水溶液作为原料，经孔径不大于0.45μm的微孔过滤器处理后，进入双极膜电渗析装置的料液室，酸室加入纯水。极液室分别加入稀硫酸溶液，控制双极膜电渗析装置的电流密度为50 ~ 600A/m2，电压20 ~ 300V，温度5 ~ 45℃，运行过程中电渗析隔室通过循环盘中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至5000~12000μs/cm时，排出料液室中的全部料液，排出酸室中的溶液，同时酸室分别加入与排出的溶液等量的水，料液室加入与排出料液等体积的由排出料液配制的质量浓度30 ~ 70%的甲基磺酸钠溶液，继续运行，重复上述操作，当料液室的电导率降至2000μs/cm 以下时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；所述原料进入双极膜电渗析装置的料液室的流速为20 ~ 1500L/h。
所述的电渗析隔室由2 ~ 40组单元组串联排列组成。
所述的电渗析隔室优选20 ~ 40组单元组串联排列组成。
所述的双极膜电渗析系统包括多个双极膜电渗析装置进行串联或并联的组合。
所述的双极膜电渗析系统优选由2~4个双极膜电渗析装置串联或并联组成。
本发明三种制备甲基磺酸的方法中，电渗析隔室中料液及溶液加入的量根据膜尺寸的大小定，通常料液室，碱室和酸室中加入的体积相同，极液室和中间室中加入的体积相同且是料液室体积的1/4。
本发明所述中间室主要起到过渡作用及阻挡钠离子介入酸室，所得甲基磺酸含量较低，且杂质较多，通常回收用于后续原料使用。
本发明三种方法中，当料液的电导率降至5000 ~ 12000μs/cm或酸室酸浓度基本保持，如果不排出碱室的碱液继续运行的话，其浓度增加不明显，且酸液产品中的杂质钠离子浓度会增加，因此当料液的电导率降至5000 ~ 12000μs/ cm或酸室酸浓度基本保持不变，全部排出料液，去重新配制30 ~ 70%质量浓度的料液，而碱室、酸室和中间室的溶液以一定的流量排出，同时以一定的流量加入，加入和排出的量是相等的，由计量泵控制，这个做的目的是既可以实现半连续，又可以控制产品质量，为工业化连续化生产作准备。
本发明方法中当料液的电导率降为12000μs/ cm时或酸室酸浓度基本保持不变，排出料液室的3/5的料液，用该排出的料液配制质量30~70%的甲基磺酸钠溶液，并将与排出料液等量的新配制料液加入到料液室。同时排出酸室的甲基磺酸溶液，然后重新加入等量纯水；此外排出碱室中碱液，加入等量自来水，继续进行转化，如此循环3次。这样循环3次后，这时酸室得到的产品甲基磺酸水溶液的钠离子浓度很低，此时排出料液室的3/5的料液，用该料液加入纯水配制质量浓度30%的甲基磺酸钠至原始料液的5倍，同时排出酸室的甲基磺酸溶液，然后重新加入与新配制料液等量的纯水；此外排出碱室溶液，加入与新配制料液等量的自来水，继续进行转化，这时当酸室中酸液浓度为10~20%左右的时候，以一定的流量排放和添加相应隔室的液体，这样可以实现连续生产，提高甲基磺酸钠转化率和收率。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在: (1)设计采用双极膜电渗析技术二隔室、三隔室和四隔室结构膜堆处理，均有效地提高了甲基磺酸收率。可实现原料成本低廉和多选择性，避免了传统有机合成方法环境二次污染，提高了安全水平。（2）本发明设计的双极膜四隔室结构可在制备过程中有效阻挡钠离子的介入，获得高纯度的甲基磺酸。（3）采用电渗析技术脱盐，可实现能源消耗显著下降，同时不仅可以在不加入其它物料的情况下生产甲基磺酸，还可回收碱液，有效避免过程中污染物的产生。
附图说明
图1 为本发明双极膜电渗析法制备甲基磺酸的工艺流程；图2 为二隔室双极膜电渗析装置的结构示意图，图中AM为阴离子交换膜、BM为阳离子交换膜；图3 为三隔室双极膜电渗析装置的结构示意图，图中CM为双级膜；图4 为四隔室双极膜电渗析装置的结构示意图；图5 为甲基磺酸合成用甲基磺酸钠盐溶液质谱图；图6 为实施实例1所得的甲基磺酸质谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施实例1：
制备甲基磺酸钠采用双极膜电渗析系统进行，所述的双极膜电渗析系统由2个双极膜电渗析装置串联组成。
采用四隔室结构的双极膜电渗析装置，每张膜的面积为110mm×270mm，由5对膜组对组成膜堆。所述的双极膜电渗析装置由两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室构成，所述极液室分为阴极室和阳极室，左侧为阴极室，右侧为阳极室，所述的电渗析隔室由双极膜和阴离子交换膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜依次间隔排列构成的酸室、料液室、中间室和碱室膜组对，并由5个膜组对串联间隔排列组成。所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。在双极膜电渗析过程中，各隔室通过循环盘管中的冷冻盐水控制温度，如图4所示。
将含有50％甲基磺酸钠溶液500ml经0.25μm微孔过滤器过滤后，滤液进入四隔室双极膜电渗析装置的料液室，酸室加入纯水500ml，中间室加入质量分数为3.1％四丁基氢氧化铵液400ml，碱室加入自来水500ml。极液室一次性加入质量分数为1％稀硫酸125ml。控制在600A/m2，电压20V。料液室流量60L/h，温度25℃。监测酸室酸浓度，当酸室浓度基本不变时，排出料液室的全部料液，用该料液配置成质量浓度30％的甲基磺酸钠溶液500ml，重新加入料液室。排出碱室、酸室和中间室中的溶液400ml，同时碱室、酸室和中间室分别加入400ml水，继续运行，重复上述操作，当酸室的酸液浓度达2~3mol/L时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；中间液作为中间液继续利用；碱室中的碱溶液回收利用。
将制得的甲基磺酸溶液进行质谱分析，质谱谱图如图6所示，可以看出制备用的质量分数为50％甲基磺酸钠盐废水溶液的质谱分析谱图如附图5所示。从图5可看离子碎片峰大小为94.5，为甲基磺酸阴离子碎片。证实所得酸液为甲基磺酸液。由图5、图6进行比较，可明显看出杂质明显减少，定性证实该方法可制备高纯度甲基磺酸。经化学酸碱滴定法分析，甲基磺酸质量浓度为19.48%，甲基磺酸转化率70.7%。经离子色谱等仪器分析，甲基磺酸溶液中卤素离子含量为79.8ppm，碱金属离子总含量7.52ppm，甲基磺酸纯度为99.1％。符合高品质甲基磺酸的要求。
实施实例2：
制备甲基磺酸钠采用双极膜电渗析系统进行，所述的双极膜电渗析系统由2个双极膜电渗析装置串联组成。
采用四隔室结构的双极膜电渗析装置，每张膜的面积为200mm×800mm，由40对膜组对组成膜堆。所述的双极膜电渗析装置由两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室构成，所述极液室分为阴极室和阳极室，左侧为阴极室，右侧为阳极室，所述的电渗析隔室由双极膜和阴离子交换膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜依次间隔排列构成的酸室、料液室、中间室和碱室膜组对，并由40个膜组对串联间隔排列组成。所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。在双极膜电渗析过程中，各隔室通过循环盘管中的冷冻盐水控制温度，如图4所示。
将含有60％甲基磺酸钠溶液20L经0.25μm微孔过滤器过滤后，滤液进入四隔室双极膜电渗析装置的料液室，酸室加入纯水20L，中间室加入质量分数为4％四丙基氢氧化铵液20L，碱室加入自来水20L。极液室一次性加入质量分数为1％稀硫酸5L。控制在700A/m2，电压180V。料液室流量400L/h，温度25℃。监测酸室酸浓度，当酸室浓度基本不变时，排出料液室的部分料液12L，用该料液配置成质量浓度40％的甲基磺酸钠溶液12L，重新加入料液室。排出碱室、酸室和中间室中的溶液12L，同时碱室、酸室和中间室分别加入12L水，继续运行，重复上述操作3次，当酸室的酸液浓度达2.5mol/L时，此时排出料液12L，用该料液加入纯水配制质量浓度50%的甲基磺酸钠100L，同时排出酸室的甲基磺酸溶液，然后重新加入与新配制料液等量的纯水100L；此外排出碱室碱溶液，加入与新配制料液等量的自来水100L，继续进行转化，这时当酸室中酸液浓度为2.5mol/L左右的时候，以80L/h流量排放和添加相应隔室的液体，进行连续化生产，酸室中甲基磺酸回收率平均为82.3％，纯度为98.7％。碱室中碱液回收利用，中间室中甲基磺酸含量低，作为下一批原料利用。
实施实例3
制备甲基磺酸钠采用双极膜电渗析系统进行，所述的双极膜电渗析系统由2个双极膜电渗析装置串联组成。
采用三隔室结构的双极膜电渗析装置，每张膜的面积为110mm×270mm，由5对膜组对组成膜堆。所述的双极膜电渗析装置由两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室构成，所述极液室分为阴极室和阳极室，左侧为阴极室，右侧为阳极室，所述的电渗析隔室由双极膜和阴离子交换膜、阳离子交换膜依次间隔排列构成的酸室、料液室和碱室膜组对，并由5个膜组对串联间隔排列组成。所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。在双极膜电渗析过程中，各隔室通过循环盘管中的冷冻盐水控制温度，如图3所示。
将含有40％甲基磺酸钠溶液700ml经0.25μm微孔过滤器过滤后，滤液进入四隔室双极膜电渗析装置的料液室，酸室加入纯水700ml，碱室加入自来水700ml。极液室一次性加入质量分数为1％稀硫酸125ml。控制在500A/m2，电压20V。料液室流量60L/h，温度25℃。运行过程中电渗析隔室通过循环盘中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至12000μs/cm时，排出料液室中的全部料液500ml，排出碱室、酸室中的溶液各600ml，同时碱室、酸室分别加入600ml水，料液室加入500ml的由排出料液配制的质量浓度40%的甲基磺酸钠溶液，继续运行，重复上述操作，当料液室的电导率降至2000μs/cm 以下时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；所得碱液进行回收利用。得到甲基磺酸质量浓度为19.2％，纯度约为89.7％，收率约为85.75％。
实施实例4
制备甲基磺酸钠采用双极膜电渗析系统进行，所述的双极膜电渗析系统由2个双极膜电渗析装置串联组成。
采用二隔室结构的双极膜电渗析装置，每张膜的面积为110mm×270mm，由5对膜组对组成膜堆。所述的双极膜电渗析装置由两侧的极液室和夹在两侧极液室中间的电渗析隔室构成，所述极液室分为阴极室和阳极室，左侧为阴极室，右侧为阳极室，所述的电渗析隔室由双极膜和阴离子交换膜依次间隔排列构成的酸室和料液室组对，并由5个膜组对串联间隔排列组成。所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将稀硫酸溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源。在双极膜电渗析过程中，各隔室通过循环盘管中的冷冻盐水控制温度，如图2所示。
将含有45％甲基磺酸钠溶液500ml经0.25μm微孔过滤器过滤后，滤液进入四隔室双极膜电渗析装置的料液室，酸室加入纯水500ml。极液室一次性加入质量分数为1％稀硫酸125ml。控制在600A/m2，电压20V。料液室流量60L/h，温度25℃。运行过程中电渗析隔室通过循环盘中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至12000μs/cm时，排出料液室中的全部料液400ml，排出酸室中的溶液500ml，同时酸室加入500ml水，料液室加入400ml的由排出料液配制的质量浓度37%的甲基磺酸钠溶液，继续运行，当料液室的电导率降至2000μs/cm以下时，停止运行，酸室获得甲基磺酸溶液；再将获得的甲基磺酸溶液进行减压蒸馏获得甲基磺酸；得到甲基磺酸质量浓度为15.4％，纯度约为76.7％，收率约为78.5％。