一种逐级精馏提高制造技术

本发明专利技术属于同位素技术领域，提供了一种逐级精馏提高

【技术实现步骤摘要】
一种逐级精馏提高
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C同位素丰度的方法


[0001]本专利技术涉及同位素
，尤其涉及一种逐级精馏提高
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C同位素丰度的方法。

技术介绍

[0002]稳定性同位素的应用越来越广，其分离方法有热扩散法、气体扩散法、离心分离法、激光法、化学交换法、离子交换法及精馏法。稳定性同位素
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C、
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O、
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N、
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B大多是用CO、NO、BF3低温精馏得到的。CO低温精馏中
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CO/
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CO理想分离系数为1.01，而实际大多小于1.008，所以要想从天然丰度1.11％
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CO富集到99％
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CO，一般需要3000块理论板，所以导致同位素分离级联具有非常大的长度。同时，由于采用乱堆填料，一般塔径都小于100mm，要扩大生产规模，就得采用多管塔。这使得实际生产装置安装起来相当困难。在现有技术中，已有稳定同位素
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C的生产方法。1947年美国Eastman Kodak公司采用毒性极强的HCN/NaCN化学交换法(Clyde A.Hutchison，David W.Stewart，Harold C.Urey，the concentration of 13 C，Journal ofchemical physics，Vol.8，1940，532
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537)，进行半工业化生产65％
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C，后被勒令关闭。在20世纪60年代，美国用CH4热扩散法生产
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C(W.M.Rutherford，J.M.Keller，Preparation of highly enriched carbon
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13by thermal diffusion of methane，the journal of chemical physics，Vol.44，No.2，1966，723)；因该法生产能力小、耗费大量电能所以没有得到进一步的发展。美国Los Alamos实验室(B.B.Mclnteer，isotope separation by distillation：design of a carbon
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13plant，separation science and technology，vol.15，No.3，1980，491
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508)于1978年建立了一座年产8kg/a99％13C的工厂(设计能力为20kg/a)，即Cola
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Colita装置。主塔由两段组成，第一级由6根塔径为5cm、长100m的多管塔并列组成，第二级为长100m、塔径为5cm的一根塔构成；塔内装散堆填料，两级垂直并接，总长200m。该种方法的特点是采用垂直级联，级联容易实现，缺点是需要大量直径很小的管并列来提高产量，精馏塔特别长，场地要求高。直接精馏13C产品丰度只能达到81.9％。美国专利US4029559、US4941956、US5827405报道了用激光法分离
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C同位素，但未见工业应用。虽然激光法被很多专家看好，但它能耗极高、技术尚未成熟。日本TokyoGasCo.于1988
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1999年建立了甲烷为介质的低温精馏中试装置(伊藤一男，关于用低温精密蒸馏法对甲烷碳同位素分离技术的开发，Petrotech，Vol.16，No.8，1993，P727
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729)。该装置由原料前处理段、
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CH4浓缩段及
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CH4浓缩段三部分组成。
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CH4浓缩段由30米高的三级联组成，其中第一级由7根塔并列而成，采用自己开发的填料，第一塔的设计理论板数为1000块、第二塔为1200块、第三塔为1000块。
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CH4浓缩塔理论板数为1300块。由此可见，现有
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C低温精馏生产技术具有装置过高、结构复杂、冷能消耗大、传输设备可靠性差、同位素产品达到99％困难的缺点，造成了生产成本高、生产能力低下的现状。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种逐级精馏提高
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C同位素丰度的方法。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种逐级精馏提高
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C同位素丰度的方法，包含下列步骤：
[0006](1)将原料CO进行除杂处理，得到中间气；
[0007](2)将中间气顺次进行一级精馏、二级精馏、扰频重组、低温除杂、三级精馏和四级精馏，完成处理。
[0008]作为优选，步骤(1)中所述除杂处理为顺次进行的低温除杂、常温吸附、重质除杂、轻质除杂和二级低温除杂；
[0009]所述低温除杂的压力为280～320psia，温度为180～190K。
[0010]作为优选，所述常温吸附的压力为200～220psia，温度为270～280K；
[0011]所述重质除杂的压力为200～220psia，温度为110～120K，气体流速为4～5kg/h。
[0012]作为优选，所述轻质除杂的压力为110～120psia，温度为100～120K，气体流速为3～4kg/h；
[0013]所述二级低温除杂的压力为280～320psia，温度为180～190K。
[0014]作为优选，步骤(2)中所述一级精馏的塔顶温度为90～95K，塔顶压强为19～20psia，塔中温度为170～190K，塔中压强为36～37psia，塔底温度为295～305K，塔底压强为41～42psia，气体流量为290～300g/h。
[0015]作为优选，步骤(2)中所述二级精馏的塔顶温度为90～95K，塔顶压强为20～21psia，塔中温度为140～160K，塔中压强为32.5～33.5psia，塔底温度为140～160K，塔底压强为41～42psia，气体流量为70～75g/h。
[0016]作为优选，步骤(2)中所述扰频重组的温度为350～750℃，气体流速为25～26Kg/Hr。
[0017]作为优选，步骤(2)中所述低温除杂的压力为250～260psia，温度为200～210K，气体流速为6～6.1Kg/Hr。
[0018]作为优选，步骤(2)中所述三级精馏的塔顶温度为90～100K，塔顶压强为35～36psia，塔中温度为165～170K，塔中压强为50～55psia，塔底温度为145～155K，塔底压强为62～63psia，气体流量为35～40g/h。
[0019]作为优选，步骤(2)中所述四级精馏的塔顶温度为100～105K，塔顶压强为23.5～24.5psia，塔中温度为135～140K，塔中压强为24.5～25psia，塔底温度为190～195本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逐级精馏提高
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C同位素丰度的方法，其特征在于，包含下列步骤：(1)将原料CO进行除杂处理，得到中间气；(2)将中间气顺次进行一级精馏、二级精馏、扰频重组、低温除杂、三级精馏和四级精馏，完成处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述除杂处理为顺次进行的低温除杂、常温吸附、重质除杂、轻质除杂和二级低温除杂；所述低温除杂的压力为280～320psia，温度为180～190K。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述常温吸附的压力为200～220psia，温度为270～280K；所述重质除杂的压力为200～220psia，温度为110～120K，气体流速为4～5kg/h。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述轻质除杂的压力为110～120psia，温度为100～120K，气体流速为3～4kg/h；所述二级低温除杂的压力为280～320psia，温度为180～190K。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述一级精馏的塔顶温度为90～95K，塔顶压强为19～20psia，塔中温度为170～190K，塔中压强为36～37psia，塔底温度为295～305K，塔底压强为41～42psia，气体流量为290～300g/h。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴希，刘振兴，阮皓，熊伟，喻海波，徐鹏飞，姚佳伟，叶一鸣，
申请(专利权)人：安徽中核桐源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：