[实用新型]一种用于富集重氧水的精馏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连续生产重氧水的精馏装置。

背景技术

重氧水又称氧18水，天然丰度的氢和100％¹⁸O的化合物。众所周知，自然界中的氧元素有三种稳定的同位素，分别为氧-16（¹⁶O）、氧-17（¹⁷O）、氧-18（¹⁸O），其天然丰度分别为99.76％、0.04％、0.2％。

重氧水（氧-18）在生物学、医药学、化学、环境学等多学科有着广泛的用途，且可作为人体生理过程的示踪剂。近年来作为核医学诊断试剂广泛应用于核医学诊断技术领域，特别是应用于PET（正电子发射断层显像）显像剂前体合成方面。

重氧水分离方法很多，主要采用蒸馏、热扩散、膜分离、化学交换等方法。由于氧同位素分子之间的蒸汽压相差甚下，一般采用多级精馏的方法。采用精馏法获取重氧水的方法，技术成熟，成本低廉，可工业化，便于实施大规模生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于富集重氧水的精馏装置，其结构简单、操作方便。

本实用新型的技术方案是：一种用于富集重氧水的精馏装置，包括多个串联的精馏塔，所述各精馏塔顶初冷器后设置再冷器，初冷器和再冷器均与真空泵连通，所述各精馏塔塔釜设置再沸器；第三塔及其以后的各精馏塔塔底气相出料在下一塔顶部位置设置冷凝器，该冷凝器与真空泵连通；第一塔和第二塔塔底设置衔接泵；最后一级精馏塔底蒸汽出料连接重氧水产品收集器；各精馏塔的顶部分别设有物料进口和蒸汽出口，底部分别设有物料出口和蒸汽进口，塔顶蒸汽出口与初冷器进口连接，初冷器出口与再冷器进口连接，再冷器出口连接上一塔底的蒸汽进口。

所述各精馏塔均由上下两部分组成，上半部分由液体分布器和填料段组成，物料由物料进口进入并与液体分布器连通；下半部分为蒸汽生成段，物料出口和蒸汽进口设置在该部分的上侧。

其中第一个精馏塔至第四塔填料段均装填HDP-T梯形波纹填料，第五个精馏塔以后均装填磷青铜θ网环填料。

本实用新型以预处理后的天然水为原料，来源广泛，价格便宜，无污染问题。本实用新型改进了用于富集重氧水装置，其结构简单、操作方便，可获得质量分率为98%的重氧水和25ppm的贫氘水。

附图说明

图1是本实用新型改进工艺流程图。

图2是精馏塔的基本结构示意图。

具体实施方式

如图1，本实用新型主要用于富集重氧水，包括多个串联的精馏塔，各精馏塔顶初冷器2后设置再冷器1，初冷器2和再冷器1均与真空泵连通，所述各精馏塔塔釜设置再沸器3；第三塔及其以后的各精馏塔塔底气相出料在下一塔顶部位置设置冷凝器4，该冷凝器4与真空泵连通；第一塔和第二塔塔底设置衔接泵5；最后一级精馏塔底蒸汽出料连接重氧水产品收集器；各精馏塔的顶部分别设有物料进口A1和蒸汽出口A2，底部分别设有物料出口E1和蒸汽进口E2，塔顶蒸汽出口A2与初冷器2进口连接，初冷器2出口与再冷器1进口连接，再冷器1出口连接上一塔底的蒸汽进口E2。

设置再冷器的目的是：第一，将初冷器未完全冷却的蒸汽再次冷凝，有利于提高重氧水的回收率。第二，可作为初冷器在事故状态下的备用冷凝器。第三，由于未完全冷却的蒸汽量大量减少，因此可减小真空泵的负荷。自第三塔开始塔釜蒸汽出料设置冷凝器4，该冷凝器4与真空泵连通。塔底气相采出并设置冷凝器有利于解决塔釜出料的提升问题和液流衔接问题。

如图2所示，本实用新型中的各精馏塔均由上下两部分组成。上半部分由液体分布器A和填料段B组成，物料由物料进口A1进入并与液体分布器A连通；第一个精馏塔至第四塔填料段装填了本公司采用增强挂膜填料技术处理后的HDP-T梯形波纹填料，与相同比表面积传统波纹填料相比，压降平均降低了约30%，传质效率平均提高约15%，第五个精馏塔以后精馏塔内装填θ网环填料，同样采用增强挂膜填料技术对填料进行处理，其比表面2430m²/m³，分离效率可达到8～9.7块理论板/m填料；下半部分为蒸汽生成段E，物料出口E1和蒸汽进口E2均设置在该部分的上侧。