Дистилляционный способ обогащения изотопов водорода в жидкой азеотропной смеси в разделительных колоннах

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ПадПиСНая груг1аа ЛЯ 45

Иностранец

Клаус Ветцель (Германская Демократическая Республика) ДИСТИЛЛЯЦИОННЫЙ СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ИЗОТОПОВ

ВОДОРОДА В ЖИДКОЙ АЗЕОТРОПНОЙ СМЕСИ

В РАЗДЕЛИТЕЛЪНЫХ КОЛОННАХ

Заявлено 31 марта 1960 г. за № 661091/23 в Комитет но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 14 за 1962

Известны дистилляционные способы обогащения изотопов водорода в жидкой азеотропной смеси в разделительных колоннах. Однако такие способы сложны..

В описываемом способе для упрощения процесса применяют в качестве смеси азеотропы воды с крепкими кислотами, например НИОа, НС10, Н $0„HBr, при противотоке в колонне между движением жидкой смеси и пара, находящегося в дистилляционном равновесии со смесью.

Дистилляционный способ обогащения изотопов водорода состоит в том, что в колонне создают противоток между жидкой смесью крепкой кислоты с водой и паром, находящимся в дистилляционном равновесии со смесью, Процесс ведут при большом коэффициенте разделения, для чего подбирают соответствующие давление и температуру. И в смеси крепкой кислоты, например азотной или перхлорной, с водой, и в паре содержится некоторое количество частиц, в которые входит способный к обмену водород. При создании противотока умножаются два процесса химического обмена: ион гидроксония — вода и ион гидроксония — кислота. Обращение фаз процессов обмена осуществляют при выпаривании или конденсировании в конце колонны. Для предотвращения разделения смеси кислоты с водой применяют азеотропические смеси их. Рекуперацию азотной кислоты осуществляют путем дистилляции обедненной смеси концентрированной серной кислотой или нейтрализацией обедненной смеси основанием с последующим выпариванием и термическим расщеплением нитрата. Предпосылкой для повышения коэффициента разделения служит то обстоятельство, что и воду, и кислоту берут в эквивалентных количествах. Кроме того, степень электролитической диссоциапии кислоты весьма велика. № 148793

Предмет изобретения

Дистилляционный способ обогащения изотопов водорода в жидкой азеотропной смеси в разделительных колоннах, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, применяют в качес ве смеси азеотропы воды с крепкими кислотами, например Н1ЧОз Нс!04, Нз$04, НВг, прп противотоке в колонне между движением жидкой смеси и пара, находящегося в дистилляционном равновесии со смесью.

Редактор А. К. Лейкина Текред А. А. Камышникова Корректор Л. М. Комарова

Поди. к печ. 12.XI-62 г. Формат бум. 70Х 108!/,в Объем 0,18 изд. л.

Зак !0967 Тираж 500 Цена 4 коп.

UBTH Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Центр М, Черкасский пер., д. 2/6.

Типография 11БТИ, Москва, Петровка 14, — 1—

Примером осуществления описываемого способа может служить применение крепкой серной кислоты в процессе обмена ион гидроксония — вода по. нижеследующей схеме.

Водяной пар в канале 1 колонны 2, в котором практически отсутствуют частицы. серной кислоты, превращают путем обмена с серным ангидридом, поступающим, например, из сернокислотной контактной установки по вводу 8, в смесь серная кислота — вода. Эту смесь подают противотоком по каналу 4 водяному пару. Обедненную дейтерием смесь кислота — вода отводят из сборника 5 перегонной колонны б. Из верх-, него отделения 7 колонны 2 отбирают водяной пар или жидкую смесь серная кислота — вода, обогащенные дейтерием. Воду, являющуюся сырьем, подают по вводу 8.

Описываемый способ позволяет получать при бес конечной флегме десятикратное обогащение по дейтерию.