[发明专利]一种连续电解制备高纯四丁基氢氧化铵的方法

摘要

本发明涉及一种连续电解制备四丁基氢氧化铵的方法，特指采用三隔室双极膜电渗析装置，以四丁基溴化铵为原料，制备高纯四丁基氢氧化铵的方法，属于有机化学领域。本发明的特点是采用三隔室双极膜电渗析装置，在反应温度30~60℃，电流密度200~600A/m²，原料流速500~2000L/h的条件下，以浓度为15%~35%的四丁基溴化铵水溶液为原料，连续制备浓度为5%~20%的四丁基氢氧化铵，制备的四丁基氢氧化铵中溴离子浓度小于100ppm；本方法所采用的隔室中各物料浓度相对恒定，温度相对恒定，离子膜不易发生溶胀或收缩，节约膜成本，提高了电流效率和产品转化率，降低了能耗，也进一步提高了产品品质；该方法适合于工业化规模安全生产；洁净生产工艺，无废水、固态废弃物排放。

主权项

一种连续电解制备高纯四丁基氢氧化铵的方法，其特征在于，采用一种三隔室双极膜电渗析装置，以四丁基溴化铵为原料，连续制备四丁基氢氧化铵，采用以下实施步骤： （1）用1个双极膜、1个阳离子交换膜以及1个阴离子交换膜组成三隔室型双极膜电渗析装置；其中所述的三隔室由两个极液室与一个中间电渗析隔室组成；所述的中间室由酸室、碱室以及盐室组成；所述三隔室型双极膜电渗析装置依次分成极液室(1)，酸室(2)，盐室(3)，碱室(4)，极液室(5)；极液室(1)与酸室(2)之间夹有双极膜(6)；酸室(2)与盐室(3)之间夹有阴离子膜(7)；盐室(3)与碱室(4)之间夹有阳离子膜(8)；碱室(4)与极液室(5)之间夹有双极膜(9)；在极液室(1)中插入阳极板(10)，极液室(5)中插入阴极板(11)；（2）原料循环罐(13)中为四丁基溴化铵水溶液，经泵(14)打入盐室(3)，控制原料流速；TBABr水解生产阳离子TBA^＋及阴离子Br^－；打开电源(12)，控制电流密度，在渗透作用与电场作用下，阳离子TBA^＋经过阳离子膜(8)进入碱室(4)，阴离子Br^－经过阴离子膜进入酸室(2)；未渗透的TBABr经循环泵(28)，与TBABr水溶液(21)混合，进入原料循环罐(13)再次使用；（3）超纯水（17）经泵（18）打入碱室（4）中，H₂O电解生成阳离子H^＋及阴离子OH^－；阳离子H^＋在电场作用下经双极膜（9）进入极液室（5）；阴离子OH^－保留于碱室（4）中，与从盐室（3）进入碱室（4）的TBA^＋形成TBAOH；经泵（24）从出料口（25）出料；（4）超纯水（15）经泵（16）打入酸室（2）中，水电解生成阳离子H^＋及阴离子OH^－；阴离子OH^－在电场作用下经双极膜（6）进入极液室（1）；阳离子H^＋保留于酸室（2）中，与从盐室（3）进入酸室（2）的Br^－形成HBr；经泵（22）从出料口（23）输出；（5）极液室（1）中的极液经循环泵（19）循环使用；从酸室（2）进入极液室（1）的阴离子OH^－与Br^－,在一定温度下，与阳极板作用，失去电子形成O₂和Br₂，经鼓风机（26）带入大量空气，将所生成的O₂和渗透过来的微量Br₂从排气口（27）排出，经碱液吸收；（6）极液室（5）中的极液经循环泵（20）循环使用；从碱室（4）进入极液室（5）的阳离子H^＋，与阴极板作用，得到电子形成H₂，随鼓风机（28）带入的大量空气，从排气口（29）排出。