一种制造技术

本实用新型专利技术涉及同位素产品加工技术领域，具体公开了一种产品纯度和收率高、且生产成本低的

【技术实现步骤摘要】
一种
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CO2生产装置


[0001]本技术涉及同位素产品加工
，特别是涉及一种
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CO2生产装置。

技术介绍

[0002]在自然界中，碳有
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C和
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C两种稳定同位素，两者具有相同的质子数，不同的中子数，天然丰度分别为98.89％和1.11％。作为重要的标记药物合成原料，现阶段，
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CO的主要生产方法是CO低温精馏法，具体利用
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CO和
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CO挥发度的差别，采用低温精馏的方法，实现
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CO和
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CO同位素分离，以生产
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CO，考虑到
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CO是有毒气体，不易储存和运输，当前较为行之有效的办法是将
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CO气体作为起始原料，生产
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CO2，
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CO2毒性较小，同体积钢瓶充装量大，易于储存和运输，并且
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CO2做为原料，可生产下游许多
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C
‑
标记化合物，如
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C
‑
丙酮酸、
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C
‑
辛酸、
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C
‑
碳酸氢钠、
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C
‑
乙酸等，最终应用于医药、农业、科学研究等领域，且
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CO2售价高，附加值高，可创造良好的经济效益。<br/>[0003]由于
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CO和
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CO挥发度的差别很小，低温精馏分离
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CO同位素需要几千个理论塔板，所需低温精馏塔塔高达百余米，工程难度和设备投资大，同时是一个高耗能的过程，导致
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CO原料价格昂贵。因此要求在合成
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CO2的过程中，要尽量提高
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CO原料的转化率和产品的收率，以降低生产的成本。同时，
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CO2的生产规模一般在几十克到几十公斤很小的规模，工业化的二氧化碳生产装置并不适用。表1中示出了采用低温精馏时，不同馏分的沸点。
[0004]表1原料、产品和杂质气体的沸点
[0005]化合物结构式沸点/℃氧气O2‑
183氮气N2‑
195.8
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C
‑
一氧化碳
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CO
‑
191.5
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C
‑
二氧化碳
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CO2‑
78.5℃(升华)
[0006]另一方面，
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CO催化氧化后，生成的
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CO2粗品中不可避免会含有
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CO和O2等气体杂质，由于生产规模小，产品的量只有几十克到几十公斤，用常规精馏、吸附的办法进行纯化都会在操作过程中损失部分产品，导致收率大大降低。现阶段，
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CO2产品的纯度要求需要大于99.8％，主要包装方式为钢瓶充装，因此需要设计行之有效的纯化方法，除去
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CO2中杂质，保证收率的同时提高产品的纯度，并研究充装方法，保证得到合格的产品。
[0007]目前，本领域中CO2的生产方法大部分为工业上一氧化碳催化氧化以生产普通二氧化碳，此类方法规模太大，不适合同位素产品的小规模生产，现有的二氧化碳纯化方法主要为吸附和精馏的方法，当原料量只有几十克的时候，产品损失较大，导致纯化收率低。当前的CO2生产方法难以满足
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CO2生产对
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C元素高转化率、以及反应和纯化高收率的需求。

技术实现思路

[0008]基于此，有必要针对上述不足，提供一种产品纯度和收率高、且生产成本低的
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CO2生产装置。
[0009]一种
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CO2生产装置，包括用于装填催化剂并提供催化氧化反应场所的催化氧化反应器，分别与催化氧化反应器的输入端连通的氮气钢瓶、
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CO气体钢瓶以及氧气钢瓶，设置在催化氧化反应器的输出端并择一与催化氧化反应器输出端连通的
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CO2粗品冷阱和
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CO2产品冷阱，以及用于盛装
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CO2粗品的
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CO2粗品钢瓶和用于盛装
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CO2产品的
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CO2产品钢瓶，所述
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CO2粗品冷阱的输出端与
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CO2产品冷阱的输出端合流并通过合流管与
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CO2粗品钢瓶和
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CO2产品钢瓶择一连通，所述催化氧化反应器的输出端还连接有分析设备；合流管的输出端还与所述分析设备、真空装置以及放空装置连通；催化氧化反应器内设有第一加热单元，所述
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CO2粗品冷阱中设有第二加热单元和第一液氮冷却单元，
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CO2产品冷阱中设有第三加热单元和第二液氮冷却单元。
[0010]在其中一个实施例中，所述催化氧化反应器的输入端连通有第一主管，所述第一主管上远离催化氧化反应器的一端分别连通有第一支管、第二支管以及第三支管，所述第一支管与氮气钢瓶连通，第二支管与
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CO气体钢瓶连通，第三支管与氧气钢瓶连通；所述催化氧化反应器的输出端连接有第二主管，第二主管上远离催化氧化反应器的一端分别连通有第四支管、第五支管以及第六支管，所述第四支管用于与分析设备的检测口连通，第五支管与
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CO2粗品冷阱连通，第六支管与
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CO2产品冷阱连通；所述合流管的输入端连通有从
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CO2粗品冷阱接入
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CO2粗品的粗品输出管、以及从
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CO2产品冷阱接入
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CO2产品的产品输出管，所述合流管的输出端通过粗品输入管与
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CO2粗品钢瓶连通、以及通过产品输出管与
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CO2产品钢瓶连通；所述合流管的输出端还连通有与分析设备的检测口连接的第七支管、与真空装置连通的第八支管以及与放空装置连通的第九支管；所述催化氧化反应器、
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CO2粗品冷阱、
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CO2产品冷阱以及各管道的材质为不锈钢。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一支管上设有氮气流量计和氮气进气阀，所述第二支管上设有
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CO气体流量计和
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CO进气阀，所述第三支管上设有氧气流量计和氧气进气阀，所述第一主管上设有催化氧化反应器进口阀，所述第二主管上设有催化氧化反应器出口阀、除尘器以及过滤器，所述第四支管上设有第一取样阀，第五支管上设有粗品冷阱进气阀，第六支管设有产品冷阱进气阀，粗品输出管上设有粗品冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种
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CO2生产装置，其特征在于，包括用于装填催化剂并提供催化氧化反应场所的催化氧化反应器，分别与催化氧化反应器的输入端连通的氮气钢瓶、
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CO气体钢瓶以及氧气钢瓶，设置在催化氧化反应器的输出端并择一与催化氧化反应器输出端连通的
13
CO2粗品冷阱和
13
CO2产品冷阱，以及用于盛装
13
CO2粗品的
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CO2粗品钢瓶和用于盛装
13
CO2产品的
13
CO2产品钢瓶，所述
13
CO2粗品冷阱的输出端与
13
CO2产品冷阱的输出端合流并通过合流管与
13
CO2粗品钢瓶和
13
CO2产品钢瓶择一连通，所述催化氧化反应器的输出端还连接有分析设备；合流管的输出端还与所述分析设备、真空装置以及放空装置连通；催化氧化反应器内设有第一加热单元，所述
13
CO2粗品冷阱中设有第二加热单元和第一液氮冷却单元，
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CO2产品冷阱中设有第三加热单元和第二液氮冷却单元。2.根据权利要求1所述的
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CO2生产装置，其特征在于，所述催化氧化反应器的输入端连通有第一主管，所述第一主管上远离催化氧化反应器的一端分别连通有第一支管、第二支管以及第三支管，所述第一支管与氮气钢瓶连通，第二支管与
13
CO气体钢瓶连通，第三支管与氧气钢瓶连通；所述催化氧化反应器的输出端连接有第二主管，第二主管上远离催化氧化反应器的一端分别连通有第四支管、第五支管以及第六支管，所述第四支管用于与分析设备的检测口连通，第五支管与
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CO2粗品冷阱连通，第六支管与
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CO2产品冷阱连通；所述合流管的输入端连通有从
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CO2粗品冷阱接入

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华璠，陈文鑫，陈世雄，李国威，金文东，
申请(专利权)人：深圳市中核海得威生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：