[发明专利]苄基三甲基氢氧化铵的制备装置及制备方法

权利要求书

1.一种苄基三甲基氢氧化铵的制备装置，其特征在于，包括1个或多个依次串联或并联的双极膜电渗析组件；

所述双极膜电渗析组件包括位于两端的极液室，以及位于所述极液室中间的电渗析隔室；

位于两侧的所述极液室分别为阴极室和阳极室，所述阴极室和阳极室分别对应连接外接电源；

所述电渗析隔室包括1组或多组相互串联的膜单元；

所述膜单元为四隔室结构，包括依次排列的双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜，形成缓冲室、酸液室、料液室以及碱液室。

2.根据权利要求1所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备装置，其特征在于，所述双极膜电渗析组件的数量为1至50个，单个所述电渗析隔室包括1至500组相互串联的膜单元。

3.根据权利要求1所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备装置，其特征在于，所述双极膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜全部为均相膜。

4.根据权利要求1至3任一项所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备装置，其特征在于，还包括用于对所述酸液室中形成的氢卤酸溶液进行浓缩处理的膜蒸馏组件。

5.根据权利要求1至3任一项所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备装置，其特征在于，所述膜蒸馏组件的结构为平板式膜组件或中空纤维式膜组件。

6.根据权利要求1至3任一项所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备装置，其特征在于，所述膜蒸馏组件的材质为疏水性微孔膜、聚偏氟乙烯疏水性膜、聚丙烯疏水性膜、或经疏水性改性后的疏水性膜。

7.一种苄基三甲基氢氧化铵的制备方法，其特征在于，利用上述权利要求1至6任一项所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备装置制备苄基三甲基氢氧化铵，该方法包括以下步骤：

S100、将苄基三甲基铵卤代盐的水溶液通入所述料液室，向所述酸液室和碱液室分别通入去离子水，向所述极液室和缓冲室分别通入硫酸溶液；

S200、在所述阴极室和阳极室上施加直流电场，并控制所述电渗析膜组件中的温度保持在预设温度范围，进行双极膜电渗析工艺；

S300、待双极膜电渗析工艺结束后，从所述酸液室中回收氢卤酸，从所述碱液室中回收苄基三甲基氢氧化铵。

8.根据权利要求7所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备方法，其特征在于，在所述双极膜电渗析工艺过程中，所施加的直流电场的电流密度为150A/m²至600A/m²，所述电渗析膜组件中的温度保持在20℃至35℃，所述缓冲室、酸液室、料液室以及碱液室中的液体流速为200L/h至2000L/h。

9.根据权利要求7所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备方法，其特征在于，向所述极液室与缓冲室分别通入的硫酸溶液的质量分数为1％至3％。

10.根据权利要求7所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备方法，其特征在于，从所述碱液室中回收到的苄基三甲基氢氧化铵溶液的质量分数为10％至20％，回收率大于95％，溶液中的杂质卤素离子浓度低于70ppm。

11.根据权利要求7至10任一项所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备方法，其特征在于，在步骤S300之后，还包括以下步骤：

对从所述酸液室中回收到的氢卤酸溶液进行膜蒸馏处理，直至浓缩至质量分数为15％至20％时，收集浓缩液，回用于苄基三甲基氢氧化铵生产。

12.根据权利要求11所述的苄基三甲基氢氧化铵的制备方法，其特征在于，所述对从所述酸液室中回收到的氢卤酸溶液进行膜蒸馏处理，包括以下步骤：

将回收到的氢卤酸溶液加热至30℃至80℃；

待温度稳定后，将加热后的氢卤酸溶液输入疏水性质的膜蒸馏组件的原料侧，进行浓缩处理，使料液经不断循环浓缩至质量分数为15％至20％。