Изобретение относится к разделению изотопов и может быть использовано при разделении стабильных изотопов азота ( 14N, ) методом химического изотопного обмена с термическим обращением потоков.
Цель изобретения - увеличение производительности процесса по целевому изотопу за счет увеличения коэффициента разделения в реакции изотопного обмена, уменьшения расхода сырья на единицу продукта.
Пример 1. Методом однократного уравновешивания измеряют зависимость коэффициента разделения об реакции изотопного обмена в системах: 1 - NIN-диметилформамид (ДМФА) xN02(N20) - N02(N2.04); 2 - М,Н-диметипацетамид (ДМАА) -N02(N404) - ) от температуры. Изотопный анализ проводят на масс-спектрометре.
Результаты анализа представлены в табл. 1.
Осуществляют способ разделения изотопов азота на лабораторной установке. Установка состоит из термоста- тируемой колонны изотопного обмена с высотой насадочной части 1350 мм и диаметром 16 мм, изготовленной из молибденового стекла и заполненной насадкой из нержавеющей стали (диаметр проволоки 0,20 мм, размер элемента насадки 2x2 мм), десорбера, высотой 550 мм и диаметром 20 мм, заполненного стеклянными кольцами Рашига, и абсорбера высотой 600 мм.
О5 CD СО СЛ
ел
Јь
диаметром 20 мм, заполненного спирально-призматической насадкой с размером элемента 2x2x0,2 мм.
Установка работает следующим образом. В абсорбер сверху из напорной склянки подают постоянный поток ДМФА (ДМАА). Снизу в абсорбер подводят газ N02(112.04) из ампулы с концентрацией 0,00365 м.д. N и 0,99635 м.д. 1 N. Образовавшийся в абсорбере комплекс подают на орошение колонны изотопного обмена. Выходивший из колонны газ вымораживают азотом в специальную емкость. Ком- плекс ДМФА (ДМАА) , прошедший через колонну, попадает в десор- бер, где диссоциирует на ДМФА (ДМАА) и N0j,(%04). Газ возвращают в колонну, ДМФА (ДМАА) собирают в отдельную ёмкость. Для контроля процесса деления изотопов через определенные промежутки времени снизу колонны из газовой фазы отбирают пробы на изотопный анализ, который проводят на масс-спектрометре.
Пример 2. На описанной установке проводят эксперименты, в которых колонна изотопного обмена работает по предлагаемому способу с соблюдением условий разделения описанных в прототипе.
Условия проведения процесса разделения и его результаты представлены в табл. 2.
Результаты проведенных эксперимен тов (табл. 1-2) свидетельствуют о том, что использование в установке для разделения изотопов азота с термическим обращением потоков химобмен
0
0
$
5
5
0
ной системы комплекс амидов органических кислот с Ш(Нг04) - N02(N204) .имеет ряд преимуществ перед прототипом. Производительность по целевому изотопу, установки с термическим обращением потоков при использовании системы () --N04() повышается на 9% , при использовании системы ДМАА-Ж)гШ404) - N02(Ni04) на 21%, в сравнении с прототипом. Уменьшение вязкости комплексов nt№A N02(N204) и ДНАА-Ж)2(Нг04/) в сравнении с (.) приводит к уменьшению ВЭТС на 12,5%. Очевидны преимущества рассматриваемых систем с точки зрения расхода сырья на единицу продукта и с точки зрения снижения температуры в десорбере. Формула изобретения
1.Способ разделения изотопов азота химическим обменом в двухфазной системе газ-жидкость в противоточной массообменной колонне с термическим обращением потоков, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса по целевому изотопу за счет увеличения коэффициента разделения в реакции изотопного обмена, уменьшения расхода сырья на единицу продукта, в качестве жидкой фазы в системе используют комплекс амида органической кислоты
с NOgOV).
2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве амида органической кислоты используют NfN-диметилформамид и N N-ди- метилацетамид.
Таблица 1
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Способ разделения изотопов азота | 1988 |
|
SU1634307A1 |
| МАССООБМЕННАЯ КОЛОННА | 2019 |
|
RU2729797C1 |
| Способ получения высокообогащенного изотопа углерода С | 2022 |
|
RU2785869C1 |
| Способ разделения изотопов | 1987 |
|
SU1494950A1 |
| СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ИЗОТОПОВ АЗОТА | 2015 |
|
RU2583808C1 |
| СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ БОРА | 2006 |
|
RU2311949C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННОГО ИЗОТОПА КИСЛОРОДА О-18 | 2023 |
|
RU2812219C1 |
| СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТРИТИЯ И ПРОТИЯ ИЗ ДЕЙТЕРИЙСОДЕРЖАЩЕЙ ВОДЫ | 1994 |
|
RU2060801C1 |
| СПОСОБ ИЗОТОПНОГО ОБОГАЩЕНИЯ | 2006 |
|
RU2399409C2 |
| СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ АЗОТА | 1979 |
|
SU786102A1 |
Изобретение относится к разделению изотопов и может быть использовано при разделении стабильных изотопов азота N и 45N методом химического изотопного обмена с термическим обращением потоков. Цель изобретения - повышение производительности процесса по целевому изотопу за счет увеличения коэффициента разделения в реакции изотопного обмена, уменьшение расхода сырья на единицу продукта. Способ разделения изотопов азота химическим обменом в двухфазной системе в противоточной мас- сообменной колонне с термическим обращением потоков ведут с использованием в качестве жидкой фазы обменивающейся системы в разделительной установке комплекса амида органической кислоты с N02(N204) л частности NJ N-диметилформамид и NJ Н-диметил- ацетамид. 1 з.п.ф-лы, 2 табл. S (О
Температура, С
Коэффициент разделения, бб ДМФА- NOZ(N204) - N02(N204)0T ДМАА ) - NOgCN Xf)
1,03110,002 1,025±0,003 1,021±0,001 1,016+0,003
Параметры способа
TBa-N02(N20,,)- -Шг(Л204)
Температура колонны,°С Температура десорбера, С
1,02840,002 1,024+0,002 1,020+0,002 1,,002
„ 2
Показатели для системы
ДМФА-НОг(Н204)- | ДМАА N02(NZ04)- 204) -N02(N204.)
-N07(N
25 150
25 140
