[发明专利]一种多阴极连续电渗析法制备多品质季铵碱的方法

权利要求书

1.一种多阴极连续电渗析法制备多品质季铵碱的方法，其特征在于以季铵盐原料，采用一种多阴极多膜连续制备的电渗析装置，其操作步骤如下：

A、三张阳离子交换膜与一张阴离子交换膜将电化学膜反应器分为五个部分，（1）室与（2）室之间用阳离子交换膜隔开，（2）室与（3）室之间用阴离子交换膜隔开，（3）室与（4）室之间用阳离子交换膜隔开，（4）室与（5）室之间用阳离子交换膜隔开；每个室与储槽连接，通过磁力循环泵强制循环；储槽A与B为碱性溶液，储槽C为季铵盐，储槽D与F为超纯水；电渗析过程中，电极a为阳极板，电极b为阴极板，电极c为阴极板，通过直流稳压器提供电源；

B、通过磁力循环泵将氨水溶液在电渗析（1）室与储槽A中循环；在一定的电流密度下，（1）室中的A⁺穿过阳离子交换膜迁移到（2）室中，OH^-迁移到氧极板表面发生氧化反应生成O₂与H₂O，气体通过选择性透过氧气的陶瓷膜，得到纯氧；

C、通过磁力循环泵将碱性溶液在电渗析（2）室与储槽B中循环；在一定的电流密度下，从（3）室中迁移到（2）室中的X^-与从（1）室中迁移到（2）室中的A⁺生成AX；因为从（3）室中迁移到（2）室中的X^-的在阳离子交换膜的阻挡下，停留在（2）室中；同样，从（1）室中迁移到（2）室中的A⁺在阴离子交换膜的阻挡下，停留在（2）室中；

D、通过磁力循环泵将季铵盐溶液在电渗析（3）室与储槽C中循环，通过高位槽向储槽（3）中连续加入季铵盐溶液；在一定的电流密度下，（3）室中的R⁺通过阳离子交换膜迁移到（4）室，（3）室中的X^-通过阴离子交换膜迁移到（2）室中；

E、通过磁力循环泵将季铵碱溶液在电渗析（4）室与储槽D中循环，通过高位槽向储槽（4）中连续加入超纯水；在一定的电流密度下，H₂O在阴极板表面发生还原反应生成OH^-和H₂，气体通过选择性透过氢气的陶瓷膜，得到纯氢气，OH^-与从（3）室中迁移过来的R⁺结合生成季铵碱产品；在电场的作用下，其中部分R⁺通过阳离子交换膜继续迁移到（5）室中；

F、通过磁力循环泵将季铵碱溶液在电渗析（5）室与储槽F中循环，通过高位槽向储槽（5）中连续加入超纯水；在一定的电流密度下，H₂O在阴极板表面发生还原反应生成OH^-和H₂，气体通过选择性透过氢气的陶瓷膜，得到纯氢气，OH^-与从（4）室中迁移过来的R⁺结合生成季铵碱产品；

其中：季铵盐的通式为R₁R₂R₃R₄N⁺X^-，

R₁、R₂、R₃、R₄可相同或不同，代表C₁-C₂₀的烷基、芳烷基或酰基，

X^-为Cl^-、Br^-、HCO₃^-。

2.根据权利要求1所述的一种多阴极连续电渗析法制备多品质季铵碱的方法，其特征在于A所述的一种多阴极多膜连续制备的电渗析装置，在第一个阴极板之后再增加1-3个阴极板，以此使电渗析装置增加1-3个产品室，而增加的产品室用阳离子交换膜隔开。

3.根据权利要求1所述的一种多阴极连续电渗析法制备多品质季铵碱的方法，其特征在于B所述的电流密度为200-500A\m²。

4.根据权利要求1所述的一种多阴极连续电渗析法制备多品质季铵碱的方法，

其特征在于D所述的季铵盐的质量浓度为30-50%。