Установка разделения изотопов бора методом экстрактивной ректификации П.А. Смолкин «Полярное сияние» - 2003 Сибирский химический комбинат Северский государственный. - презентация

1 Установка разделения изотопов бора методом экстрактивной ректификации П.А. Смолкин «Полярное сияние» Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

2 Изотопы бора, использование и производство Использование ядерные реакторы ядерные реакторы радиационная химия радиационная химия медицина медицина приборы приборы криогенная дистилляция криогенная дистилляция диффузия диффузия газовые центрифуги газовые центрифуги обменные реакции обменные реакции Производство Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

3 Цели работы: n оптимизация рассчитанного каскада для проверки эффективности его работы; n расчет альтернативной схемы разделения изотопов бора с целью уменьшения себестоимости изотопообогащенного бора. Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

4 Химическая система C 6 H 5 OCH 3 (ж) + BF 3 (г) C 6 H 5 OCH 3 · BF 3 (ж) C 6 H 5 OCH 3 · BF 3 (ж) C 6 H 5 OCH 3 (ж) + BF 3 (г) 10 BF 3 (г) + C 6 H 5 OCH 3 · 11 BF 3 (ж) = 11 BF 3 (г) + C 6 H 5 OCH 3 · 10 BF 3 (ж) Механизм процесса разделения АБСОРБЦИОННАЯ ЧАСТЬ РАЗДЕЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ ДЕСОРБЦИОННАЯ ЧАСТЬ (1) (2)(2)(2)(2) (3)(3)(3)(3) Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

5 Техническая реализация Движущая сила процесса – разная устойчивость комплексов или разница констант фазового равновесия : Газовая фаза, BF 3 Жидкая фаза, BF 3анизол анизол 10 BF % мас. 11 BF % мас. Анизол СЕПАРАЦИОННАЯ ЧАСТЬ ДЕСОРБЕР АБСОРБЕР 10 BF 3, 96 % мас. Начальные концентрации: 10 BF ,6 % мас. 11 BF ,4 % мас. Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

6 Химическая система C 6 H 5 OCH 3 (ж) + BF 3 (г) C 6 H 5 OCH 3 · BF 3 (ж) C 6 H 5 OCH 3 · BF 3 (ж) C 6 H 5 OCH 3 (ж) + BF 3 (г) 10 BF 3 (г) + C 6 H 5 OCH 3 · 11 BF 3 (ж) = 11 BF 3 (г) + C 6 H 5 OCH 3 · 10 BF 3 (ж) Механизм процесса разделения АБСОРБЦИОННАЯ ЧАСТЬ РАЗДЕЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ ДЕСОРБЦИОННАЯ ЧАСТЬ (1) (2)(2)(2)(2) (3)(3)(3)(3) Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

7 Принципиальная схема каскада первого типа Количество колонн ……………..48 Количество абсорберов ………48 Количество десорберов Количество миллирасходных насосов, газодувок..……………192 Высота разделительной части, м...………………………….83 Количество объектов Управления………………………. 350 Общая высота колонны, м …...91 Общая высота здания, м … Блоки наращивания производительности разделительного каскада Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

8 Результаты оптимизации разделительного каскада Зависимость высоты колонны (м) от нагрузки каскада по жидкости (кг/ч) Зависимость высоты колонны (м) от потока отбора целевого продукта (кг/ч) Нагрузка каскада по жидкости, кг/ч Поток отбора, кг/ч Высота колонны, м Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

9 Каскадирование Параметры колонны: Число теоретических ступеней разделения Высота, м ………………………164 Диаметр, мм ……………….…..500 Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

10 Принципиальная схема каскада второго типа Блоки наращивания качества разделения Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

11 Деление концентрационных потоков (4) (5) Схема каскада со ступенчатым сокращением потока L 1 ·x 1 = L 2 ·x 2 = … =L n ·x n i = L i / L i+1 = x i+1 / x i i = L i / L i+1 = x i+1 / x i Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

12 Технологическая схема разделительного каскада Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

13 Результаты оптимизации разделительного каскада Зависимость высоты колонны (м) от нагрузки каскада по жидкости (кг/ч) Зависимость высоты колонны (м) от потока отбора целевого продукта (кг/ч) Нагрузка каскада по жидкости, кг/ч Поток отбора, кг/ч Высота колонны, м ,4 1,6 1,8 2,0 Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

14 Результаты расчета и оптимизации разделительного каскада Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

15 Основное достоинство разработанной схемы H 90 м анизол 10, 11 BF 3 11 BF 3 10 BF 3 H 30 м Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт Сибирский химический комбинат Северский государственный технологический институт

16