[发明专利]一种连续制备四甲基氢氧化铵的装置和方法

权利要求书

1.一种连续制备四甲基氢氧化铵的装置，其特征在于，包括离子交换柱、电解槽、阳极原料罐（1）、阴极原料罐（2）、阴极储气罐（3）、阳极储气罐（24）、锅炉（23）、加热槽（4）、第一液体泵（5）、第二液体泵（6）、第三液体泵（7）、第一管道（19）、第二管道（20）、第三管道（22）、第四管道（25），所述电解槽由阳极室（8）、阳极电极（9）、阴极室（10）、阴极电极（11）、全氟离子交换膜（12）、阳极进液管（13）、阳极出液管（14）、阳极出气管（15）、阴极进液管（16）、阴极出液管（17）、阴极出气管（18）组成，所述阳极原料罐（1）通过第一管道（19）与阳极进液管（13）相连，所述离子交换柱、第一液体泵（5）分别设置在第一管道（19）上，所述阴极原料罐（2）通过第二管道（20）与阴极进液管（16）相连，所述第二液体泵（6）设置在第二管道（20）上，所述加热槽（4）内设置有水和若干个浓缩槽（21），所述浓缩槽（21）通过第三管道（22）与阴极出液管（17）相连，所述第三液体泵（7）设置在第三管道（22）上，所述阳极出气管（15）与阳极储气罐（24）相连，所述阴极出气管（18）与阴极储气罐（3）相连，所述阳极储气罐（24）、阴极储气罐（3）分别与锅炉（23）相连，所述锅炉(23)通过第四管道（25）与加热槽（4）相连。

2.根据权利要求1所述连续制备四甲基氢氧化铵的装置，其特征在于，所述离子交换柱为H型阳离子交换柱。

3.根据权利要求1-2任一项所述连续制备四甲基氢氧化铵的装置，其特征在于，所述加热槽（4）内还设置有加热装置。

4.根据权利要求1-3任一项所述装置连续制备四甲基氢氧化铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（a）初始化：阳极原料罐（1）中的原料阳极液经离子交换柱后加入阳极室（8）中，同时将阴极原料罐（2）中的原料阴极液加入阴极室（10）中，然后将阳极电极（9）、阴极电极（11）分别与直流电相连，进行恒电流电解，恒电流电解的电流密度为0.3-0.4KA/m²，电解1.5-2h，完成初始化过程，其中，阳极室（8）产生的阳极气体通过阳极出气管（15）进入阳极储气罐（24）中，阴极产生的氢气通过阴极出气管（18）进入阴极储气罐（3）中；

（b）稳定生产：初始化过程结束后，将阳极储气罐（24）中的阳极气体、阴极储气罐（3）中的氢气通入锅炉(23)内进行燃烧反应，燃烧反应产生的反应气体通过第四管道（25）进入加热槽（4）的水中，对浓缩槽（21）进行加热，同时将恒电流电解的电解密度调节至0.45-0.6KA/m²，并且通过第二液体泵（6）将阴极原料罐（2）中的原料阴极液泵入阴极室（10）中，第二液体泵（6）的加料速度为0.05-0.075L/h，通过第三液体泵（7）将阴极室（10）内的阴极液泵入浓缩槽（21）中，第三液体泵（7）的加料速度与第二液体泵（6）的加料速度相同；浓缩槽（21）内的阴极液加热4-6h后，取出浓缩槽（21）内的产品四甲基氢氧化铵；

（c）连续生产：当阳极室（8）中的阳极液质量浓度降低至10-15%时，通过第一液体泵（5）将原料阳极液泵入阳极室（8）中，控制电解密度为0.45-0.6KA/m²，第二液体泵（6）、第三液体泵（7）的加料速度为0.05-0.075L/h，保持锅炉(23)内燃烧反应的进行，重复步骤（c），即可实现四甲基氢氧化铵的连续生产。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤（a）中，原料阳极液为质量浓度28-35%的四甲基碳酸氢铵溶液，原料阴极液为质量浓度5-15%的四甲基氢氧化铵溶液。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述步骤（a）中，阳极原料罐（1）中的原料阳极液经离子交换柱后加入阳极室（8）中，同时将阴极原料罐（2）中的原料阴极液加入阴极室（10）中，然后将阳极电极（9）、阴极电极（11）分别与直流电相连，进行恒电流电解，恒电流电解的电流密度为0.35KA/m²，电解2h，完成初始化过程。