【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氘代树脂制备，尤其涉及一种氘代树脂制备系统及方法。
技术介绍
1、氘代树脂是指树脂中的部分或全部氢原子被氘原子取代后的产物，现有的氘代树脂制备方法主要是通过将浓度高达99％以上的重水以一定速度经过h+/oh-型树脂，利用同位素交换反应将树脂中的h+/oh-置换出来，当交换柱进水口和出水口的重水浓度相同时，制备结束。这种方法需要长时间才能达到反应平衡，重水消耗量较大，成本高昂。因此，急需探索新的氘代树脂制备方法，降低氘代时间和生产成本。
技术实现思路
1、为了实现上述技术目的，本专利技术提供的技术方案为：
2、一种氘代树脂制备系统，进料通道连接用于离子交换的氘代树脂反应器；所述氘代树脂反应器包括阳树脂反应器和/或阴树脂反应器；所述进料通道包括d+物料通道和/或od-物料通道，以及重水通道；d+物料通道与阳树脂反应器匹配，od-物料通道与阴树脂反应器匹配。
3、进一步的，d+物料通道一端连接d+重水物料罐，另一端连接阳树脂反应器；od-物料通道一端连接od-重水物料罐，另一端连接阴树脂反应器；重水通道一端连接重水溶液储存罐，另一端连接阳树脂反应器和/或阴树脂反应器。
4、进一步的，氘代树脂反应器出液口连接酸碱中和罐，酸碱中和罐出料口连接用于提高重水纯度的精馏单元。
5、进一步的，所述氘代树脂反应器与酸碱中和罐之间还设置有酸液收集罐和/或碱液收集罐，以及重水收集罐。
6、进一步的，还包括精馏单元，精馏单元包括精馏塔
7、本专利技术还提供一种d型氘代树脂制备方法，是将d+重水溶液浸漫阳离子树脂进行离子交换获得d型氘代树脂。
8、进一步的，具体方法包括控制d+重水溶液液面高于阳离子树脂层1-2cm，在一定温度下反应，再抽取d+重水溶液自上而下经过树脂层进行反应。
9、进一步的，d+重水溶液与阳离子树脂反应温度为20-80℃，d+重水溶液浓度为0.05～1.6mol/l，抽取流速为2～5m/h，反应时间为10～60分钟。
10、进一步的，在d+重水溶液浸漫阳离子树脂前，使用重水洗涤阳离子树脂。
11、进一步的，所述阳离子树脂包括na型阳离子树脂，na型阳离子树脂包括r-so3na、r-po3na2、r-coona。
12、本专利技术还提供一种od型氘代树脂制备方法，是将od-重水溶液浸漫阴离子树脂进行离子交换获得od型氘代树脂。
13、进一步的，具体方法包括控制od-重水溶液液面高于阳离子树脂层1-2cm，在一定温度下反应，再抽取od-重水溶液自上而下经过树脂层进行反应。
14、进一步的，od-重水溶液与阴离子树脂反应温度为20-80℃，od-重水溶液浓度为0.05～1.6mol/l，抽取流速为2～5m/h，反应时间为10～60分钟。
15、进一步的，在od-重水溶液浸漫阴离子树脂前，使用重水洗涤阴离子树脂。
16、进一步的，所述阴离子树脂包括cl型阴离子树脂，cl型阴离子树脂包括r-n(ch3)3cl、r-n(c2h4oh)(ch3)2cl。
17、本专利技术具有如下有益效果：
18、相较于传统方法使用大量高浓重水制备氘代树脂，制备时间长、成本高。本专利技术采用一种全新的制备方法，针对钠型阳树脂使用dcl重水溶液将其转为d型树脂，针对氯型阴树脂使用naod将其转为od型树脂，由于dcl和naod中d+离子和od－离子浓度高，比传统重水制备方法中离子浓度高5～8数量级，反应速率高，制备时间短，约为十几分钟至几十分钟；同时引入间接热泵精馏工艺进行重水升级，利用轻水和重水的不同蒸气压差，通过反复的蒸发和冷凝，可实现同位素组分的分离，最终达到低浓度重水升级后又可以重复利用，从而节约了大量的成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种氘代树脂制备系统，其特征在于，进料通道连接用于离子交换的氘代树脂反应器；所述氘代树脂反应器包括阳树脂反应器和/或阴树脂反应器；所述进料通道包括D+物料通道和/或OD-物料通道，以及重水通道；D+物料通道与阳树脂反应器匹配，OD-物料通道与阴树脂反应器匹配。
2.根据权利要求1所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，D+物料通道一端连接D+重水物料罐，另一端连接阳树脂反应器；OD-物料通道一端连接OD-重水物料罐，另一端连接阴树脂反应器；重水通道一端连接重水溶液储存罐，另一端连接阳树脂反应器和/或阴树脂反应器。
3.根据权利要求1所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，氘代树脂反应器出液口连接酸碱中和罐，酸碱中和罐出料口连接用于提高重水纯度的精馏单元。
4.根据权利要求3所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，所述氘代树脂反应器与酸碱中和罐之间还设置有酸液收集罐和/或碱液收集罐，以及重水收集罐。
5.根据权利要求1所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，还包括精馏单元，精馏单元包括精馏塔，精馏塔上端分别连接冷凝器和用于收集低浓度重水的
6.一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一所述一种氘代树脂制备系统制备，将D+重水溶液浸漫阳离子树脂进行离子交换获得D型氘代树脂。
7.根据权利要求6所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，具体方法包括控制D+重水溶液液面高于阳离子树脂层1-2cm，在一定温度下反应，再抽取D+重水溶液自上而下经过树脂层进行反应。
8.根据权利要求7所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，D+重水溶液与阳离子树脂反应温度为20-80℃，D+重水溶液浓度为0.05～1.6mol/L，抽取流速为2～5m/h，反应时间为10～60分钟。
9.根据权利要求6所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，在D+重水溶液浸漫阳离子树脂前，使用重水洗涤阳离子树脂。
10.根据权利要求6所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，所述阳离子树脂包括Na型阳离子树脂，Na型阳离子树脂包括R-SO3Na、R-PO3Na2、R-COONa。
11.一种OD型氘代树脂制备方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一所述一种氘代树脂制备系统制备，将OD-重水溶液浸漫阴离子树脂进行离子交换获得OD型氘代树脂。
12.根据权利要求11所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，具体方法包括控制OD-重水溶液液面高于阳离子树脂层1-2cm，在一定温度下反应，再抽取OD-重水溶液自上而下经过树脂层进行反应。
13.根据权利要求12所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，OD-重水溶液与阴离子树脂反应温度为20-80℃，OD-重水溶液浓度为0.05～1.6mol/L，抽取流速为2～5m/h，反应时间为10～60分钟。
14.根据权利要求11所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，在OD-重水溶液浸漫阴离子树脂前，使用重水洗涤阴离子树脂。
15.根据权利要求11所述一种D型氘代树脂制备方法，其特征在于，所述阴离子树脂包括Cl型阴离子树脂，Cl型阴离子树脂包括R-N(CH3)3Cl、R-N(C2H4OH)(CH3)2Cl。
...【技术特征摘要】
1.一种氘代树脂制备系统，其特征在于，进料通道连接用于离子交换的氘代树脂反应器；所述氘代树脂反应器包括阳树脂反应器和/或阴树脂反应器；所述进料通道包括d+物料通道和/或od-物料通道，以及重水通道；d+物料通道与阳树脂反应器匹配，od-物料通道与阴树脂反应器匹配。
2.根据权利要求1所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，d+物料通道一端连接d+重水物料罐，另一端连接阳树脂反应器；od-物料通道一端连接od-重水物料罐，另一端连接阴树脂反应器；重水通道一端连接重水溶液储存罐，另一端连接阳树脂反应器和/或阴树脂反应器。
3.根据权利要求1所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，氘代树脂反应器出液口连接酸碱中和罐，酸碱中和罐出料口连接用于提高重水纯度的精馏单元。
4.根据权利要求3所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，所述氘代树脂反应器与酸碱中和罐之间还设置有酸液收集罐和/或碱液收集罐，以及重水收集罐。
5.根据权利要求1所述一种氘代树脂制备系统，其特征在于，还包括精馏单元，精馏单元包括精馏塔，精馏塔上端分别连接冷凝器和用于收集低浓度重水的贫液罐，冷凝器连接回流罐；精馏塔下端分别连接导热油装置和蒸发器，蒸发器连接压缩机，压缩机连接冷凝器。
6.一种d型氘代树脂制备方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一所述一种氘代树脂制备系统制备，将d+重水溶液浸漫阳离子树脂进行离子交换获得d型氘代树脂。
7.根据权利要求6所述一种d型氘代树脂制备方法，其特征在于，具体方法包括控制d+重水溶液液面高于阳离子树脂层1-2cm，在一定温度下反应，再抽取d+重水溶液自上而下经过树脂层进行反应。
【专利技术属性】
技术研发人员：喻彬，李佩龙，宋江锋，罗承杨，周琳森，姜飞，张鑫，罗军洪，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。