Способ разделения изотопов азота

Способ разделения изотопов азота

Реферат

 

Изобретение относится к физико-химическим методам разделения изотопов. Цель изобретения - увеличение коэффициента разделения азота химическим обменом между оксидами азота и азотной кислотой - достигается предварительным нанесением, HNO, на гранулированный силикагель. Процесс проводят при температуре (-30) - (+45)^oС с использованием 10 - 16 М HNO₃. В зависимости от условий проведения процесса коэффициента разделения изменяется в интервале 1,05 - 1,11. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области разделения изотопов физико-химическими методами и имеет своей целью увеличение коэффициента разделения протонов азота при проведении процесса разделения изотопов азота методом химического изотопного обмена между оксидами азота и азотной кислотой. Разделение изотопов азота осуществляют в колонне, которую загружают силикагелем марки С-3, зернением 0,25-0,50 мм с предварительно нанесенной на него азотной кислотой (0,6-0,5 ммоль HNO₃ на 1 г силикагеля). Колонна работает в противоточном режиме. Движение носителя с азотной кислотой происходит под действием силы тяжести с отводом носителя из нижней части колонны с помощью шнека. Противоток оксидов азота осуществляют вводом в нижнюю часть колонны оксидов азота, полученных восстановлением HNO₃ газообразным сернистым ангидридом. Положение границы зоны восстановления четко фиксируют по изменению окраски между образующейся на носителе прозрачной серной кислотой и бурыми оксидами азота и по разогреву стенок колонны. Для обеспечения необходимой полноты восстановления азотной кислоты носитель после прохождения зоны обращения потока (протяженностью всего несколько см) проходит через зону, температуру которой поддерживают около 100^оС, где происходит полное восстановление остатков HNO₃, до оксидов азота, возвращаемых в восстановительную зону и разделительную секцию. Заданную температуру в разделительной секции колонны поддерживают циркуляцией воды, нагреваемой в термостате, или циркуляцией хладоагента из криостата типа МК-70. Точность поддержания температуры 1^оС. Для определения изотопного состава газа на богатом по ¹⁵N конце разделительной колонны проводят отбор проб через специальный отвод чуть выше верхней границы зоны обращения потока. После перевода отобранных из колонны порций газа в азот проводят его анализ на масс-спектрометре МИ-1201 по пикам, соответствующим массам 28 и 29 (¹⁴N₂ и ¹⁴N¹⁵N). По результатам изотопного анализа находят достигаемую в разделительной секции за точно фиксируемый промежуток времени степень разделения К и с использованием описанных в литературе методов определяют величины коэффициента разделения и ВЭТС. В зависимости от температуры проведения процесса разделения и концентрации используемой азотной кислоты в описанном способе достигаются значения коэффициента разделения , равные 1,06-1,11 и превышающие соответствующие им (1,04-1,07). Значения коэффициента разделения способа приведены в таблице. Следует отметить, что описанный способ позволяет значительно уменьшить время достижения стационарного состояния установки, и кроме того, при временном прекращении процесса не происходит значительного изменения изотопного состава азота по высоте колонны.

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ АЗОТА химическим обменом между оксидами азота и азотной кислотой методом противотока с обращением потока восстановлением азотной кислоты сернистым ангидридом, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента разделения, азотную кислоту наносят на гранулированный силикагель. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре (-30) - (+18)^oС. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют азотную кислоту с концентрацией 10 - 16 М.