【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分离和提纯，具体涉及一种分离和提纯烷基氯化铵的方法及装置。
技术介绍
1、烷基氯化铵是一类有机铵盐化合物，分子结构中包括四个烷基，具有四元胺盐的结构。由于季铵盐的结构特征，烷基氯化铵分子中带有正电荷的季铵盐正离子部分称为亲水头基，而长烷基则称为疏水尾基。这种两性结构使得烷基氯化铵同时具有亲水性和疏水性。同时，烷基氯化铵由于含有正负电荷离子，故还属于离子型化合物，整体上具有极性。烷基氯化铵中同时含有亲水基和疏水基，使其具有表面活性，能在水溶液中自发形成胶束和降低表面张力。以上结构特点决定了烷基氯化铵具有表面活性、离子交换、抗氧化、杀菌等多种性质，是重要的表面活性剂和功能材料。
2、作为一种阳离子表面活性剂，烷基氯化铵具有良好的乳化、渗透、溶解、起泡和杀菌等功能。因此，烷基氯化铵常用于洗涤剂、清洁剂、化妆品、香波等日化产品，纺织品柔顺剂，电镀添加剂等金属加工助剂以及涂料、油墨、胶黏剂等助剂中。烷基氯化铵还可以作为相转移催化剂用于有机合成，促进反应物在两种不相溶的溶剂相中的转移，从而提高反应速率和产率。另外，烷基氯化铵还能够作为季铵盐的引发剂用于阳离子聚合反应，提高聚合物的分子量和产率，并调控聚合反应的速率和选择性。作为相转移催化剂，烷基氯化铵还能够用于污水处理。另外，烷基氯化铵还可以作为制备离子液体的前体，通过与不同的阴离子形成不同的离子液体结构应用到催化、溶剂等多种领域。
3、现有技术中，烷基氯化铵主要通过酯法、氧化法和胺法制备得到。其中，酯法以长链脂肪酸甲酯或三甘醇酯为原料，先与过量氨在高温
4、烷基氯化铵通过以上方法制备得到后，可以通过多种方式对其进行分离与提纯，例如通过离子交换法将所得烷基氯化铵混合料液通过阳离子交换剂，如分子筛，进行提纯处理。分子筛是一种离子交换沸石，其孔径和孔隙结构能够有效地吸附和释放离子，由于其具有高度选择性和较大的比表面积，因此常被用作离子交换的载体。烷基氯化铵的生产料液与分子筛进行接触后，分子筛中的活性位点会与混合料液中的阳离子也就是四甲基铵离子发生交换，烷基铵阳离子被分子筛上的活性位点吸附，同时分子筛中的钠离子在离子交换过程中被释放到溶液中。这样，通过离子交换，溶液中的烷基氯化铵得到了纯化，而分子筛上的钠离子则被烷基铵离子取代进入溶液中。离子交换沸石具有高度选择性，能够选择性地吸附和释放特定的离子，因此可以实现对混合料液中烷基铵离子的纯化。
5、离子交换处理后，通过洗脱等手段可以得到纯化后的烷基氯化铵料液，但是，此时得到的烷基氯化铵料液中的主要成分除了烷基氯化铵，还不可避免地含有杂质钠离子。
6、因此，还需要对离子交换处理后得到的料液，也就是工业合成烷基氯化铵后得到的离子交换洗脱液进行分离和提纯，除去其中的钠离子，得到高纯烷基氯化铵。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、为了解决现有技术中存在的经过离子交换处理后得到的烷基氯化铵中仍含有杂质钠离子的问题，本专利技术提供一种分离和提纯烷基氯化铵的方法及装置。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
5、第一方面，本专利技术提供一种分离和提纯烷基氯化铵的方法，包括如下步骤：
6、s1：对工业合成烷基氯化铵的离子交换洗脱液进行微滤处理或者超滤处理，得到微滤产水或者超滤产水；
7、s2：微滤产水或者超滤产水进行一级纳滤处理；
8、s3：一级纳滤处理得到的产水进行二级纳滤处理；
9、s4：一级纳滤处理得到的浓水与二级纳滤处理得到的浓水混合后进行浓缩处理，得到高纯烷基氯化铵；
10、其中，一级纳滤处理的分子截留量为200-500da，二级纳滤处理的分子截留量为500-1000da。
11、如上所述的方法，优选地，步骤s1中，工业合成烷基氯化铵的离子交换洗脱液中，钠离子与烷基铵离子的总摩尔浓度为0.5-10mol/l，钠离子与烷基铵离子的摩尔比为1:1-1:15，混合水溶液的ph为5.0-9.0；
12、所述烷基氯化铵为四甲基氯化铵、三甲基乙基氯化铵、甲基三乙基氯化铵、二甲基二乙基氯化铵或者四丙基氯化铵中的任意一种。
13、如上所述的方法，优选地，步骤s1中，微滤处理或者超滤处理的分子截流量为2000-3500da。
14、如上所述的方法，优选地，步骤s1中，微滤处理或者超滤处理的进水压力为1-10bar，进水温度为10-40℃，进水流量为30-80l/min。
15、如上所述的方法，优选地，步骤s2中，一级纳滤处理的进水压力为5-40bar，进水温度为25-50℃，进水流量为5-20l/min，产水与进水的体积比为0.1-0.75，回收率为15-80％。
16、如上所述的方法，优选地，步骤s3中，二级纳滤处理的进水压力为5-30bar，进水温度为25-40℃，进水流量为10-50l/min，产水与进水的体积比为0.3-0.9，回收率为35-95％。
17、如上所述的方法，优选地，还包括：
18、s5：对二级纳滤处理的产水进行晾晒处理，得到固体危废。
19、如上所述的方法，优选地，步骤s4中，一级纳滤处理得到的浓水与二级纳滤处理得到的浓水混合后进行蒸发浓缩处理，得到高纯烷基氯化铵。
20、第二方面，本专利技术还提供一种上述方法使用的分离和提纯烷基氯化铵的装置，包括依次连接的过滤单元、一级纳滤单元以及二级纳滤单元；
21、所述过滤单元包括微滤膜或者超滤膜；所述微滤膜或者超滤膜的分子截流量为2000-3500da；
22、所述一级纳滤单元包括一级纳滤膜，所述一级纳滤膜的分子截留量为200-500da，一级纳滤膜由聚酰胺制备得到；
23、所述二级纳滤单元包括二级纳滤膜，所述二级纳滤膜的分子截留量为500-1000da，二级纳滤膜由聚酰胺制备得到。
24、如上所述的分离和提纯烷基氯化铵的装置，优选地，所述微滤膜或者所述超滤膜为聚醚砜膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯砜膜、聚偏氟乙烯膜或者陶瓷膜中的一种或者多种。
25、(三)有益效果
26、本专利技术首先对工业合成烷基氯化铵的离子交换洗脱液进行微滤处理或者超滤处理，然后再进行两级纳滤处理。由于两级纳滤处理的分子截留量的限制，烷基氯化铵分别留在两级纳滤处理得到的浓水中，能够使烷基氯化铵具有较高的回收率，钠离子则通过两级纳滤的纳滤膜，几乎全部进入二级纳滤的产水中。两级纳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分离和提纯烷基氯化铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，工业合成烷基氯化铵的离子交换洗脱液中，钠离子与烷基铵离子的总摩尔浓度为0.5-10mol/L，钠离子与烷基铵离子的摩尔比为1:1-1:15，混合水溶液的pH为5.0-9.0；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，微滤处理或者超滤处理的分子截流量为2000-3500Da。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，微滤处理或者超滤处理的进水压力为1-10Bar，进水温度为10-40℃，进水流量为30-80L/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，一级纳滤处理的进水压力为5-40bar，进水温度为25-50℃，进水流量为5-20L/min，产水与进水的体积比为0.1-0.75，回收率为15-80％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，二级纳滤处理的进水压力为5-30bar，进水温度为25-40℃，进水流量为10-50L/min，产水与
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，一级纳滤处理得到的浓水与二级纳滤处理得到的浓水混合后进行蒸发浓缩处理，得到高纯烷基氯化铵。
9.一种权利要求1-8任一项所述的方法使用的分离和提纯烷基氯化铵的装置，其特征在于，包括依次连接的过滤单元、一级纳滤单元以及二级纳滤单元；
10.根据权利要求9所述的分离和提纯烷基氯化铵的装置，其特征在于，所述微滤膜或者所述超滤膜为聚醚砜膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯砜膜、聚偏氟乙烯膜或者陶瓷膜中的一种或者多种。
...【技术特征摘要】
1.一种分离和提纯烷基氯化铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，工业合成烷基氯化铵的离子交换洗脱液中，钠离子与烷基铵离子的总摩尔浓度为0.5-10mol/l，钠离子与烷基铵离子的摩尔比为1:1-1:15，混合水溶液的ph为5.0-9.0；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，微滤处理或者超滤处理的分子截流量为2000-3500da。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，微滤处理或者超滤处理的进水压力为1-10bar，进水温度为10-40℃，进水流量为30-80l/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，一级纳滤处理的进水压力为5-40bar，进水温度为25-50℃，进水流量为5-20l/min，产水与进水的体积比为0.1-0.75...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁帅，李之考，雍明，
申请(专利权)人：海南封关控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。