Каталитический изотопный обмен
Cтраница 2
Общей для обоих я-комплексных механизмов является природа второго компонента реакции обмена [ уравнения ( 11), ( 12а) и ( 126) ], а именно тяжелой воды или газообразного дейтерия. Вообще говоря, предпочтительнее применять для реакций обмена воду, так как она не приводит к образованию побочных продуктов гидрогенизации. Важное значение имеет то, что каталитический изотопный обмен между водой и газообразным дейтерием на переходных металлах протекает с большой скоростью, которая объясняется диссоциативной хемосорбцией. [16]
 |
Схема совместной работы. [17] |
Для этого у обогащенного дейтерием водорода высоких ступеней электролизной установки дейтерий отбирается путем каталитического изотопного обмена с конденсированной водой предыдущих ступеней. Тяжелый изотоп имеет тенденцию накапливаться в воде, что помогает возвращать дейтерий в жидкую фазу. [18]
Водород сжигают в газовых горелках обычных конструкций, применяемых в промышленности. На каждую ступень каталитического изотопного обмена нужны два аппарата: испаритель и конденсатор. Они изготавливаются в виде трубчатых теплообменников. Комбинированный процесс фазового и каталитического изотопного обмена проходит в тарельчатых колоннах с колпачками. [19]
 |
Концентрирование тяжелой воды в каскаде ступеней КИО.| Схема концентрирования из трех каскадов ступеней КИО. [20] |
Для снижения расхода пара в каскаде ступеней КИО вместо конденсации пара из парогазовой смеси, выходящей из каждой ступени, и последующего испарения полученного конденсата применяют процесс фазового изотопного обмена ( ФИО) между водой и ее парами, содержащимися в парогазовой смеси. При контакте парогазовой смеси, выходящей из ступени изотопного обмена, с водой, в которой содержание дейтерия ниже, чем в парах воды, происходит обмен дейтерия между жидкой водой и ее парами. При достаточном времени контакта распределение дейтерия приближается к равновесному в процессе испарения. При этом пар расходуется только на однократное испарение жидкостного потока и на подогрев газопарового потока между ступенями фазового и каталитического изотопного обмена. [21]
 |
Каскад ступеней фазового и каталитического. [22] |
Для снижения расхода пара в каскаде ступеней КИО вместо конденсации пара из паро-газовой смеси, выходящей из каждой ступени, и последующего испарения полученного конденсата применяют процесс фазового изотопного обмена ( ФИО) между жидкой водой и ее парами, содержащимися в паро-газовой смеси. При контакте паро-газовой смеси, выходящей из ступени изотопного обмена, с жидкой водой, в которой содержание дейтерия ниже, чем в парах, происходит обмен дейтерия между жидкой водой и ее парами. Если применить процесс фазового обмена между жидкой водой и ее паром, каскад ступеней КИО, изображенный на рис. VI-11, может быть заменен каскадом ступеней фазового и каталитического изотопного обмена ( ФКИО), показанным на рис. VI-13. При этом пар расходуется только на однократное испарение жидкостного потока и затем на подогрев паро-газового потока между ступенями фазового и каталитического изотопного обмена. [23]
Для снижения расхода пара в каскаде ступеней КИО вместо конденсации пара из паро-газовой смеси, выходящей из каждой ступени, и последующего испарения полученного конденсата применяют процесс фазового изотопного обмена ( ФИО) между жидкой водой и ее парами, содержащимися в паро-газовой смеси. При контакте паро-газовой смеси, выходящей из ступени изотопного обмена, с жидкой водой, в которой содержание дейтерия ниже, чем в парах, происходит обмен дейтерия между жидкой водой и ее парами. Если применить процесс фазового обмена между жидкой водой и ее паром, каскад ступеней КИО, изображенный на рис. VI-11, может быть заменен каскадом ступеней фазового и каталитического изотопного обмена ( ФКИО), показанным на рис. VI-13. При этом пар расходуется только на однократное испарение жидкостного потока и затем на подогрев паро-газового потока между ступенями фазового и каталитического изотопного обмена. [24]
Параллельно проводились измерения величины удельной поверхности окиси алюминия и адсорбции пропана. Реакция обмена между дейтерием и н-пропаном на поверхности окиси алюминия определенным образом зависит от температуры активации катализатора; быстрый обмен при комнатной температуре осуществляется па образцах, активированных при 457 - 650 С. Алюмосиликат ( - 13 % АЬОа), активированный в этих же условиях, неактивен. Центры поверхности, участвующие в процессе обмена, оказываются более слабыми по сравнению с центрами, на которых осуществляется перенос электрона и которые способны осуществить реакцию превращения льюисовской кислоты в льюисовское основание, но недостаточно сильны для образования радикала. Обмен водорода на дейтерий в м-пропанс является ступенчатым процессом, в котором последовательно замещается каждый атом водорода. Предлагается схема каталитического изотопного обмена насыщенных углеводородов с дейтерием, находящаяся в согласии со ступенчатым механизмом. [25]
Страницы: 1 2