双极膜是一种由阴离子交换层,阳离子交换层及中间界面层复合而成的离子交换膜,在直流电场作用下,可直接将水解离成氢离子与氢氧根离子。利用双极膜的水解离特性,将其应用于电渗析技术中,无需其他试剂的添加,可直接实现盐的分离和转化。因此,双极膜电渗析技术可用于酸、碱的清洁生产,且无副产物的生成。本论文将双极膜电渗析用于氢氧化胆碱和D-2-氨基丁醇的生产,探究双极膜电渗析用于氢氧化胆碱与D-2-氨基丁醇制备的可行性,并对该过程进行优化。得出的主要结论如下:（1）对传统的三隔室构型的双极膜电渗析膜堆进行改进,使用电渗析单元组合为双极膜/阳离子交换膜/阴离子交换膜/阳离子交换膜/双极膜的膜堆进行氢氧化胆碱的制备,有效地将产品氢氧化胆碱中Cl^-含量由1175 ppm降为418.8 ppm（折算为45 wt.%氢氧化胆碱）,使其达到工业级标准。另外,以能耗、电流效率、转化率等为评估标准,以进料浓度、膜堆电压和阳离子交换膜为试验参数对双极膜电渗析制备氢氧化胆碱的过程进行优化。使用配备阳离子交换膜JCM-Ⅱ-05的双极膜电渗析膜堆,在恒压12.5 V,氯化胆碱初始浓度为0.4 M的条件下,双极膜电渗析制备氢氧化胆碱具有高转化率（86.84%）,低能耗(0.74k Wh·kg^-1)和高电流效率（84.60%）。此时,产品（折算为45 wt.%氢氧化胆碱）中Cl^-含量低至321.8 ppm。（2）将双极膜电渗析技术集成于化学拆分法制备D-2-氨基丁醇的合成路线中。实验中考察了不同膜堆构型、离子交换膜、料液初始浓度和膜堆电压对双极膜电渗析制备D-2-氨基丁醇的影响,对收率、能耗和电流效率等指标进行评估,确定实验的最佳条件,对该过程进行优化。优化结果为:料液室D-2-氨基丁醇-L-酒石酸溶液初始浓度为1.0 mol·L^-1,在恒压17.5 V下,使用配备阳离子交换膜CMX的两隔室构型膜堆进行双极膜电渗析过程,得到浓度为1.04 mol·L^-1的D-2-氨基丁醇,转化率为92.28%,能耗和电流效率分别为1.88 k Wh·kg^-1D-2-氨基丁醇和54.05%。后将双极膜电渗析用于另一手性化合物（L-2-氨基丁酰胺）的制备过程,实现了L-2-氨基丁酰胺与L-酒石酸的成功分离,证明了双极膜电渗析在化学拆分法制备手性化合物中的应用前景。