电解法制备四甲基氢氧化铵的研究.pdf

第二期江西化工 电解法制备四甲基氢氧化钱的研究 张忠民付继烈肖薇菠王新玲 江西省化学工业研究所南昌 摘要本文介绍了用电解法 制备四甲基氮氧化按的新工艺 , 产品质童较氧化银 法老工艺有较大提高该法在国内处于 领先地位 一 、 前言二 、工艺概述 四甲基氢 氧化按在国内主 要在有机硅合成 中的催化作用 , 是 被用作有机硅 系列产 品 , 如硅 油 、 硅橡胶 、 硅打开有机硅 环链 , 使有机硅单 体呈链状连接 树脂等合成 中的重要催化剂 , 虽然用量 不大 , 起来形成大分子量 聚合物 , 分子量的大 小表 但对于产 品的收得率和质量影响却很 大此现 出物质的各种不 同特性而催化剂中的杂 外 , 据资料 介绍 , 在国外主 要 用 于 聚质则严重影 响有机硅单体的连接 , 难以控 制 酷类聚合物 、 纺织 、 塑料制品 、 食品 、 皮革 、 木予定的分子量数 , 以致影响产品的质量显然 材加工 、 电镀 、 催化等等 目前 , 这种产 品已进在有机硅合成中对所含杂质的要求 入尖端科技领域 , 在电路版的印制和 显微镜是很高的据 了解目前国内生产都 片的制造 , 以及电子领域都有广泛的应用随是由四甲墓抓化按与氧化银 反应生成的 , 其 着 科学技术发展 , 这种类型的化学 试剂 需 要化学反应式为 量日趋增 加 , 对的质 量和数量都提一 出了更高更多的要求十令 目前国内 生 产均采用氧化银由于在反应中使用 了氧化银 , 不仅成本高 , 而 法 , 即 由四甲基氯化 钱与氧化银反应 生成四且在产品中存在极 微量的银离子 , 不 能满 足 甲基氢 氧化按 , 该法工艺路线需 要 消耗 贵重有机硅合成 中的要求 , 为此迫切需要研究一 的氧化银 , 而且在产品中有微量银离子 , 使产种新工艺来提高的质 品受到 污染 , 这 种 生 产方 法 , 无论是 从 质量本课题是研究用电解法来制备 。

上 , 还是成本上都难以满足市场要求 采用二室一膜的试验装工 , 其原理是 电解槽 国外从七十年代开始采用电解法制备阳极室中的四甲基抓化按水溶液在电场力的 的新工艺 , 并逐步取代氧化银法用作用下 , 溶 液 中的抓离子向阳极方 向迁移直 电解法制得 的产 品质量较好 , 成本低 , 不仅能至在阳极上放 电而析出抓气 同时 , 由于离子 满足有机硅生产的需 要 , 而且进入了电子工交换膜的选择透过性 , 抓离子无法扩散透过 业领域离子交换膜 , 只有四甲按离子才能选择透过 江西化工第二期 而进入阴极室 , 并富集于其 中 在阳极室溶液 中发生的电离和电化学反应为 ‘ 一 十 十 在阳极上 一 个 电解 中为了取得 电荷的平衡 , 阴极室 中水分 子在阴极上取得电子而分解为氢气和等当量 的氢氧根离子 后者恰好同由阳极室迁移而 来的四 甲按离子结合成阴极室中溶 液发生的电离和电化学反应为 十 ,‘ 十 一‘ 在阴极上 十 、个 随 着通电的增 加 而浓度不 断 提 高 , 最终达到予期的粗品浓度 , 再经浓缩等处 理 , 即可得到产品 整个电解过程的 化学反应式如下 ‘ 生色 才 挤 由于本 电解合成法 中没有加入 其他化 学 物 质 , 因而产品中的杂质很少 。

三 、 最佳工艺条件的选择 根据上述电解原理 , 本试验 成功与否的 关键 , 在于离子交换膜的性能和质量 试验要 求这种离子交换膜要能耐强 碱腐蚀 , 耐一定 的 电流和电压负荷 , 最主要的是能有选择性 地让四甲按离子顺利迁移 , 而阻止抓离子的 通过 此 外还要求这种膜有一定的机械强度 , 使用寿命长 为此我们广泛收集国内外离子 交换膜生产厂家的种型号进行了筛选 首 先我们对各型号离子交换膜的选择性进行了 试验 , 其结果如表一 表一各种型号的离子交换膜对氮离子选择性比较 湖湖州州湖州州华东东华东东华东东上医医上医医武化化武化化外企企 型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型 一 一一 一, ,一, , 一一 一, ,一, , 一一 一 一一 从表一可以看 出 , 湖州一型 、华东一 型 、武化一 工型 、 外企一型和外企一型五 种型号的离子交换膜对抓离子的选择性优于 其他型号 , 基本能满足我们的试验要求 接着 我 们又将这种离子交换膜进行了使用寿命试 验 , 因为从实际应用考虑 , 使用寿命太短也是 没有使用价值的试验结果如表二 由表二比较 , 我们选用了华东一型 、外 企一型二 种使用寿命在小时以上 的离 子交换膜进一步做不 同电流 、 电压 、温 度 、 时 间等 电解参数的条件试验 , 以取得最大电流 效率 , 确定最佳工艺条件 。

试验结果如表三 根据表三的结果分析 , 我们不难看出 , 条 件为最佳 , 选用外企一型离子交 换膜在 条件下电解得到的电流效率为最高 表二五种型号的离子文换膜耐用试验 谧谧靛 、、 湖州州华东东武化化外企企外企企 型型型型型型型型型型 一一一一一一一一 使使用寿命命 鑫以土 土 小时 第二期 江西化工 表三二种型号的离子交换旗电解条件试验 条条件条件 华华东型型外企 , 型型华东五五外企 , 型型华东型型 一一一一 一 一一 一 ‘‘ 又 一, ,一 又 一 义 一‘‘一, , 电流效率 是电解生 产中最重 要的的 指 标 因为电流效率越高 , 产量就越大 , 而且电 流效率越高也表示电流损失越小通过电流 效率 的计算能够得到电能的消耗定额 、 产品 纯度等数据 , 为工厂投产提供依据 , 电流效率 的计算公式为电流效率实际产量 理 论产量又 按照电流效率 较高 的工艺条 件 , 我 们 使用外企一型离子交换膜进行了三次重复 试验 , 以验证该工艺条件的可靠性 试验结果 均达到本课题 的合同指标将三次试验样品 混合后送江西省分析测试研究所检测 , 各项 指标均能达到合同指标详见表四 表四外企一型离子交换膜试验产品与合同指标对照 叙化物物钠钠钾钾铁铁重金属属灼烧烧 瑞瑞瑞瑞瑞瑞瑞瑞 宁杏杏 含含 写写沁沁写写环环 由表四的结果我们可以认为 , 使有外企 一 型离子交换膜按照工艺条件得 出的 产品质量是稳定的 。

我们将样品分送到化工 部星火化工 厂 、北京化 工二厂 、南 昌有机硅化 工厂和奉新化工厂试用 , 结果表 明产品质 能够满足生产的需要 , 反映良好 四 、经济效 益分析 成本分析 以每公斤成品计 四甲基抓化按公斤元 离子交换膜损耗元 仪器设备折旧费元 水电费 、工 资元 管理费元 合计 元 经济效益分析 按年产吨生产能 力计 , 投入设备资金 万元 , 市场价格为每公斤元 , 可实现 江西化工第二期 产值万元 , 实现利税万元 , 经济效益显 著 五 、结论和 问题 以工业品四甲基氮化按为原料 , 用 电 解法制备四甲基氢氧化按是可行的 , 质量达 到 了合同指标 , 其杂质含量尤其是重金属 , 氯 化物含量大大低于 目前国内同类产品 , 能够 满足 国内有机硅产品的生产需要 此项技术 填补 了国内空 白 用电解法制备的四甲基氢氧化钱估算 成本为每公斤元目前市场参考价格每 公斤元若建设一座年产公斤的工 业生产装置 , 主要原料四甲基 氯化按可就近 由星火化工厂提供 , 主要生产设 备电解槽 、 整 流器 , 浓 缩设备 、 干澡设备 、 真 空 设备等都可 参考 ,,,, ,,,, , ,, ,,,, 心月卜乙常心洲卜乡嘴吧卜各弓义‘入各嘴、乡佗叼卜勺空夕协乙川卜 在国 内解决 , 固定资产投资万元 , 可创产 值万元 , 实现利税万元 , 一年即可收回 投资 , 经济效益十分显著 , 实为短平快的精细 化工产 品 。

在本法工艺中起重要作用的离子交换 膜 , 其质量和性能 , 使用寿命等有待进一步改 进和提高 , 以增加本法的电流效率 , 降低 生产 成本 , 使 电解法合成四甲基氢氧化按 的工艺 更加完善 , 优越性更加显著 本试验 中产生的氢气排放室外 , 产生 的抓气用碱液 吸收 , 基本无环 境污染 , 符合排 放标准实际生产 中还可利用 氢气 、 氯气做成 副产品 , 变废为宝 , 达到治理 “ 三废 ”, 保护环 境的 要求 , 又可 增 加 经济效益 , 降 低 生产成 本 文献 , , , ,, ,, , ,, 沪匆 之嘴召‘召‘翻啼 江西化工技术开发公司 为您提供搪玻璃 、 修补化工设备和设备防腐技术服务 我公 司技术力量雄厚 , 有多年工作经验的高级工程师 、 工程师 , 针对不 同的设 备制订相应 的配方工艺参数 , 并亲 临现场指导修补施工 修补的工艺成熟 , 经多次模拟测定其技术参数 为 抗拉强度一 ’, 剪切强度大于兆 帕 , 使用温度范 围为一 ℃ , 可耐酸碱 , 耐水 、 耐油 , 可耐压 一 , 为 了确保 粘接质量 , 采 用高强度粘接 , 其特点是韧性好 , 剥离 强度高 , 耐击性性能好 , 耐老化性 能好 , 使用寿命长 我公司曾先后 为 中外合资旭阳化工厂 、五星化 工厂 、五 星制药厂 、 南 昌海峡氨基酸公司 、 南 昌化工 原料 厂等多个 单位 , 修补搪玻璃反应 釜 、贮 罐、 油槽 、 油箱 、 搅拌 叶 、 温度 套管 、 耐酸 泵 、 热交换器等 , 经修补后能适 用于各种介质 , 满足不 同环境中的防腐要求 , 使设备重新 “ 焕发 青春 ”, 且修补费用远比设 备重新搪玻璃为低本公司收 费合理 , 信誉好 , 深得用户的好评 地址 南昌市北京东路号 邮编联系人李邦俊 。