[发明专利]同时生产氧18水及贫氘水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧18水和贫氘水的生产方法。

背景技术

氧-18是氧的一种稳定同位素，氧-18是示踪人体生理过程的基本材料，主要应用于研究药物代谢，能量代谢以及PET(正电子发射断层显像)显像剂前体合成等方面。

众所周知，自然界里存在的水一般由2个氢原子和1个氧原子组成，但氢原子有3个同位素，原子量分别为1、2、3的氢、重轻(氘)、超重氢(氚)。自然界的水中，重氢的含量约为150ppm。国内外研究表明，重氢对生命体的生存发展和繁衍有害。生命机体对重氢无抵御能力，一旦进入生命体后很难代谢出去，在体内有累加作用，所以高含量的重氢对人体的遗传、代谢和酶系等有不良影响。重氢含量越高，对生命体的毒害就越大。俄罗斯医学科学院癌症科研所与俄罗斯科学院医学生物问题研究所通过对动物的实验发现，长期饮用比天然水中氘含量低的贫氘水可抑制动物恶性肿瘤的发展，并延长动物的寿命。近年来，含量在50ppm以下的贫氘轻水作为饮用水和宠物肿瘤药物已进入欧洲、美国和日本市场。

氧同位素分离可采用蒸馏、扩散、化学交换等方法。低温精馏技术难度大，成本高，产量受到限制。一般采用水精馏方法，以天然水为原料，经多级级联达到分离O-18水的目的。

该方法技术成熟，操作简便，成本低廉，又无污染、无腐蚀，适合我国国情，便于实施大规模生产。

在氧18水生产过程中，主要集中于塔底部氧18水和氘的富集，但是对于塔头的轻组分未加重视，所以轻组分含量中氘含量在100ppm左右，不能达到现有贫氘水主流产品中氘含量低于50ppm的要求。

发明内容

本发明是一种同时生产氧18水及贫氘水的方法，这是在生产氧18水方法的基础上改进而成的。生产氧18水的水精馏装置采用3600块塔板的级联精馏塔，本方法同样采用3600块塔板的级联精馏塔，但降低了进料位置，增加了回流比。

本发明方法的设计原理如下：

利用精馏段的操作线方程和平衡线方程进行试差计算，

平衡线方程

y=αx1+(α-1)x]]>

精馏段操作线方程

yn+1=RR+1xn+1R+1xD]]>

设计参数：以氘浓度下降为50ppm为设定目标值，精馏段不断改变回流比，同时考虑总的物料衡算。同时保证提馏段各操作参数基本不变。

可得到在精馏段设置为37块理论板时，

R＝23，顶出料30Kg，回流量690Kg，

此时塔头的浓度中X_D＝50ppm

X_O＝0.176％

而此时塔底D浓度为

(150-50)*10^-6*30000*24/140＝51.6％。

物料衡算此时塔底O18浓度为

(0.198-0.176)*30*1000*24/120＝132％

所以O18的量是足够的，也就是说影响了塔头的O18的浓度，此时实际的O18塔头下降浓度为