CN221333561U - 一种高收率制备有机碱的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有机碱制备技术领域，提供一种高收率制备有机碱的装置，包括制备箱和设于制备箱内的双极膜电渗析装置，将有机盐溶液送入双极膜电渗析装置进行电渗析处理制得有机碱，双极膜电渗析装置包括从左到右依次设置的阳极、阳极膜、第一双极膜、第二双极膜、阴膜、阴极膜、阴极；第一双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；第二双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；从左到右依次划分为交替排列的原液室、缓冲室和回收酸室，原液室的左侧为阳极膜且右侧为第一双极膜，缓冲室的左侧为第一双极膜且右侧为第二双极膜，回收酸室的左侧为第二双极膜且右侧为阴膜。本实用新型解决了现有的有机碱制备时有机盐料液的损失率高的问题。

Description

一种高收率制备有机碱的装置

技术领域

本实用新型涉及有机碱制备技术领域，尤其涉及一种高收率制备有机碱的装置。

背景技术

有机碱定义很广，主要是指分子中含有氨基的有机化合物，在工业生产上常作为催化剂、表面活性剂而得到广泛的使用。有机碱的生产过程中，均会出现离子的转变，其制备方法包括氧化银法、离子交换树脂法和离子膜电解法。

其中氧化银法生产有机碱是国内的主要生产方法，由于氧化银的成本及产物中含有微量的银离子，其在成本及产品质量上受到双重考验，即使将氧化银替代为***，亦很难满足市场的需求。而离子交换树脂法利用强碱性阴离子交换树脂，通过实现目标离子的置换来制备有机碱，其预处理困难，且该方法产品中常含有卤素离子，进而合成效率不高，产品难以满足需求；且离子交换树脂的再生过程需要大量的氢氧化钠，加上大量的废液，其处理成本较高。离子膜电解法制备有机碱起源于上世纪60年代，其在传统的电解法基础上在电极板中间加上选择透过性膜，通过离子的选择透过性实现有机碱的制备，该方法虽然产品质量高，操作简单，但是由于电解，在电解板上不避免的产生气体，其能耗较高，改善空间较大。

如中国专利文献CN202020219192.6一种制备高纯度有机碱的膜设备，所述膜设备包括纳滤装置和双极膜电渗析装置，所述纳滤装置和双极膜电渗析装置依次连接，所述双极膜电渗析装置为包括至少两个双极膜的两隔式双极膜电渗析装置，所述双极膜电渗析装置的两个相邻双极膜之间设有第一阴极膜，所述第一阴极膜与两个相邻的双极膜之间分别组成酸室和盐室，所述盐室中设有第二阴极膜，所述第一阴极膜与第二阴极膜之间为第一盐室，所述第二阴极膜与双极膜之间为第二盐室，所述第一盐室与第二盐室之间设有回流管，经纳滤装置初处理后的有机铵盐溶液由第一盐室进入双极膜设备，第一盐室的出水经回流管回流至第二盐室，经第二盐室处理后得到最终出水。但是该方法制备的装置在进行制备有机碱时有机阳离子因浓度差容易出现反迁作用渗透进入到接收室（即回收酸室），进而使得料液的损失率高。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种有机碱回收率高、提高料液利用率、降低成本的高收率制备有机碱的装置。

为解决此技术问题，本实用新型采取以下方案：一种高收率制备有机碱的装置，包括制备箱和设于制备箱内的双极膜电渗析装置，将有机盐溶液送入双极膜电渗析装置进行电渗析处理制得有机碱，所述双极膜电渗析装置包括从左到右依次设置的阳极、阳极膜、第一双极膜、第二双极膜、阴膜、阴极膜、阴极；所述第一双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；所述第二双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；从左到右依次划分为交替排列的原液室、缓冲室和回收酸室，所述原液室的左侧为阳极膜且右侧为第一双极膜，所述缓冲室的左侧为第一双极膜且右侧为第二双极膜，所述回收酸室的左侧为第二双极膜且右侧为阴膜。

进一步的改进，所述任意两个相邻的膜之间均用隔板隔开，所述阳极和阳极膜之间用隔板隔开，阴极和阴极膜之间用隔板隔开；所述阳极和阳极膜构成阳极室，所述阴极和阴极膜构成阴极室。

进一步的改进，所述原液室中的初始溶液为有机盐溶液，所述回收酸室中的初始溶液为纯水，所述缓冲室中的初始溶液为纯水或低浓度酸。

进一步的改进，还包括超滤机构，所述有机盐溶液通过超滤机构进行超滤后送至双极膜电渗析装置进行电渗析处理。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过在双极膜电渗析装置中的原液室和回收酸室中间增加双极膜，在回收酸室和原液室之间构造出一个缓冲室，在缓冲室内可通入纯水或者低浓度酸，避免了原液室中有机阳离子因浓差渗透进入到回收酸室，提高了回收酸的纯度，同时有机阳离子进入到缓冲液，缓冲液可用于制备原液室的料液降低制备成本，降低了料液的损失率；并且减少了回收酸室中酸根阴离子的反迁进入原液室，提高了制备料液中回收酸的纯度，可广泛推广应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的双极膜电渗析装置的原理结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参考图1，优选的本实用新型的高收率制备有机碱的装置，包括制备箱和设于制备箱内的双极膜电渗析装置，将有机盐溶液送入双极膜电渗析装置进行电渗析处理制得有机碱，所述双极膜电渗析装置包括从左到右依次设置的阳极1、阳极膜2、第一双极膜3、第二双极膜4、阴膜5、阴极膜6、阴极7；所述第一双极膜3的阴面朝向阳极1且阳面朝向阴极7；所述第二双极膜4的阴面朝向阳极1且阳面朝向阴极7；从左到右依次划分为交替排列的原液室8、缓冲室9和回收酸室10，所述原液室8的左侧为阳极膜2且右侧为第一双极膜3，所述缓冲室9的左侧为第一双极膜3且右侧为第二双极膜4，所述回收酸室10的左侧为第二双极膜4且右侧为阴膜5，所述阳极1和阳极膜2之间用隔板隔开，阴极7和阴极膜6之间用隔板隔开；所述阳极1和阳极膜2构成阳极室11，所述阴极7和阴极膜6构成阴极室12，所述原液室8中的初始溶液为左旋肉碱盐酸盐水溶液，所述回收酸室10中的初始溶液为纯水，所述缓冲室9中的初始溶液为纯水，阳极室11和阴极室12内的初始溶液为硫酸溶液。

使用时，将超滤后的左旋肉碱盐酸盐溶液2L通入双极膜电渗析装置的原液室8，回收酸室10内通入2L纯水，缓冲室9内通入2L纯水，阳极室11和阴极室12内通入3wt％的硫酸溶液，打开各个水泵，调节原液室8、回收酸室10、缓冲室9、阳极室11和阴极室12的各室流量150L/h；当各水泵流量稳定后，打开阳极1和阴极7上连接的直流电源，选择恒压模式，调节电压至27V；运行20min后，即可在回收酸室10产出盐酸溶液，原液室8产出脱氯后的左旋肉碱溶液，缓冲室产出含有左旋肉碱盐酸盐的缓冲液，缓冲液可用于配制制备原液室的料液，将所得左旋肉碱溶液蒸发浓缩后置于真空干燥箱中烘干恒重，得到终产物左旋肉碱固体。

上述实施例中制备的有机碱还可是四甲基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、鸟氨酸、赖氨酸等，而回收酸则可以是对应的盐酸、硫酸、硝酸等；同时有机盐则为上述有机碱和回收酸形成的对应的盐，如四甲基氯化铵，左旋肉碱盐酸盐，赖氨酸硝酸盐等。

上述实施例中还可增设超滤机构，左旋肉碱盐酸盐水溶液通过超滤机构进行超滤后送至双极膜电渗析装置进行电渗析处理，以使左旋肉碱盐酸盐水溶液符合双极膜电渗析装置的进水指标要求。还可增设浓缩机构和干燥机构，双极膜电渗析装置制得的左旋肉碱溶液送入浓缩机构进行浓缩后再经干燥机构干燥得到左旋肉碱固体。缓冲室内的初始溶液亦可采用低浓度酸代替。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种高收率制备有机碱的装置，包括制备箱和设于制备箱内的双极膜电渗析装置，将有机盐溶液送入双极膜电渗析装置进行电渗析处理制得有机碱，其特征在于：所述双极膜电渗析装置包括从左到右依次设置的阳极、阳极膜、第一双极膜、第二双极膜、阴膜、阴极膜、阴极；所述第一双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；所述第二双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；从左到右依次划分为交替排列的原液室、缓冲室和回收酸室，所述原液室的左侧为阳极膜且右侧为第一双极膜，所述缓冲室的左侧为第一双极膜且右侧为第二双极膜，所述回收酸室的左侧为第二双极膜且右侧为阴膜。

2.根据权利要求1所述的高收率制备有机碱的装置，其特征在于：所述任意两个相邻的膜之间均用隔板隔开，所述阳极和阳极膜之间用隔板隔开，阴极和阴极膜之间用隔板隔开；所述阳极和阳极膜构成阳极室，所述阴极和阴极膜构成阴极室。

3.根据权利要求1所述的高收率制备有机碱的装置，其特征在于：所述原液室中的初始溶液为有机盐溶液，所述回收酸室中的初始溶液为纯水，所述缓冲室中的初始溶液为纯水或低浓度酸。

4.根据权利要求1所述的高收率制备有机碱的装置，其特征在于：还包括超滤机构，所述有机盐溶液通过超滤机构进行超滤后送至双极膜电渗析装置进行电渗析处理。