Разделение изотопов азота методом химобмена с термическим обращением потоков

• Автор: Зо Йе Наинг
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 252 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Стабильные изотопы азота: основные характеристики и

применение

1.2 Физические способы разделения стабильных изотопов азота

1.2.1 Классификация способов

1.2.2 Газовая диффузия и термодиффузия

1.2.3 Газоцентробежное разделение

1.2.4 Лазерное разделение

1.2.5 Разделение в газовом разряде
1.3 Физико-химические методы и способы разделения изотопов азота .
1.3.1 Ректификация азотсодержащих соединений
1.3.2 Химический изотопный обмен с химическим обращением
потоков
1.3.2.1 Способы с химическим обращением потоков
1.3.2.1 Способы разделения с термическим обращением потоков
1.3.3 Системы с термическим обращением потоков на основе аммиака
1.4 Выводы из литературного обзора
1.5 Цель работы и задачи исследования
2 ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВИДА ИХ Б

2.1 Компоненты двухфазных систем - азотсодержащие газы и комплексообразователи
2.1.1 Свойства используемых газообразных соединений азота
2.1.2 Комплексообразователи и их свойства
2.2 Подготовка комплексообразователей
2.2.1 Очистка методом ректификации и контроль чистоты
2.2.2 Определение содержания воды
2.3 Измерение мольного отношения
2.3.1 Описание лабораторной установки и особенности методики измерений
2.3.2 Определение мольного отношения в системах газообразный
аммиак - комплексное соединение аммиака
2.3.2.1 Определение мольного отношения при температуре 293 К
2.3.2.2 Влияние температуры на образование молекулярных
комплексов аммиака
2.3.2.3 Особенности образования комплексных соединений аммиака с фенолом и влияние температуры на мольное отношение
2.3.2.4 Сопоставление значений мольного отношения для

молекулярных комплексов аммиака
2.3.3 Определение мольного отношения в системах газообразный метиламин - комплексное соединение метиламина
2.4 Концентрация азотсодержащего соединения в жидкой фазе

2.4.1 Комплексы >Ш
2.4.2 Комплексы СН31ЧН
2.5 Наблюдаемая энтальпия образования молекулярных комплексов

2.5.1 Энтальпия образования ИИуО
2.5.2 Энтальпия образования СН3>}Н2-Н
2.6 Основные результаты главы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АММИАКА И МЕТИЛАМИНА
3.1 Измерение плотности жидкой фазы для систем ИН3(Г)-ИНз-Э(Ж)
3.1.1 Методика и условия измерений плотности
3.1.2 Результаты измерений
3.1.3 Обработка результатов и их анализ
3.2 Определение вязкости жидкой фазы в системах ИН3 (Г) - ИН3 0 (Ж).
3.2.1 Методика и условия измерений вязкости
3.2.2 Результаты, их обработка и анализ
3.3 Определение нижней границы существования систем газ-жидкость
3.3.1 Схема установки и используемая методика
3.3.2 Объекты исследования и условия измерений
3.3.3 Определение нижней границы существования системы ИН3 -ЫНз-АЮН
3.3.4 Определение нижней границы существования системы СН3>Щ

использованием газообразного Н2, что и позволяет совместить процессы разделения изотопов азота и кислорода в единой технологической схеме, как это описано в работе [86].
Третий из ранее указанных химобменных способов - ионный обмен, в котором разделите изотопов азота основано на реакции
15Ш4+(р-р,»одн.) +R'4NH4(i,)^14NH4Vp,boÆ,) +R15NH4(tb), (1.17)
где R - катионит.
В зависимости от используемого катионита и условий проведения процесса значение коэффициента разделения изотопов азота составляет в среднем 1,02 - 1,026 [22, с. 319]. В отличие от ранее рассмотренных химобменных систем, в случае ионного обмена используется твердая фаза, что создает определенные проблемы с точки зрения противотока обменивающихся фаз.
Противоточный процесс в ионообменной системе с неподвижным слоем ионита реализуется методом стационарной зоны Спеллинга [87-89] -за счет последовательного пропускания через слой ионита (исходная форма R-H) вначале определенного количества NH4OH, затем NaOH, и далее НС1.
На верхнем конце стационарной зоны протекает реакция
RNH4 + NaOH -> RNa + NH4OH, (1.18)
на нижнем
RH + NH4OH ->RNa + H20, (1.19)
а НС1 регенерирует катионит