DE2018944B2 - Process for the re-enrichment of hydrogen which has been depleted in deuterium - Google Patents

Process for the re-enrichment of hydrogen which has been depleted in deuterium

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Description

nunmehr der Isotopenaustausch mit großen Katalysatormengen durchgeführt werden, die den Durchsatz der Anlage steigern und zu einer hohen Ausbeute führen, ohne daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens durch das Austragen dieses Katalysators als Abfall gefährdet wäre. Weiterhin wurde gefunden, daß die in der Erfindung verwendeten Katalysatoren in hoher Konzentration, eine hinreichende Aktivität und Eignung zur Abtrennung aus dem Wasser aufweisen, daß sie das Wiederanreichern von an Deuterium verarmtem Wasserstoff in einem Turm bei hoher Temperatur sowie eine Rückgewinnung und Wiederverwendung des Katalysator unter sehr vorteilhaften wirtschaftlichen Bedingungen ermöglichen.Now the isotope exchange can be carried out with large amounts of catalyst, which increases the throughput Increase the plant and lead to a high yield without affecting the economy of the Process would be endangered by the discharge of this catalyst as waste. Furthermore it was found that the catalysts used in the invention in high concentration, a sufficient activity and suitability for separation from water exhibit the re-enrichment of deuterium depleted hydrogen in a tower at high temperature and recovery and reuse of the catalyst under very advantageous economic conditions.

Die verwendeten Katalysatoren erfüllen auch die Bedingung, daß sie sich bei Berührung mit dem Wasser oder Wasserstoff nicht zersetzen und auch mit dem Wasser kein Azeotrop bilden, was zu einem erheblichen Verlust des im Wasf.r verbleibenden basischen Katalysators oder zu einer erheblichen Mitführung von an Deuterium verarmtem Wasser mii dem Katalysator führen würde, was dem gewünschten Ergebnis entgegenlaufen würde.The catalysts used also meet the requirements Condition that they are in contact with the Water or hydrogen do not decompose and also do not form an azeotrope with the water, resulting in a considerable loss of the basic catalyst remaining in the Wasf.r or to a considerable extent Carrying over of deuterium-depleted water with the catalyst would lead to what is desired Result would run counter to.

Außerdem besitzen die erfindungsgemäßen Kata lysatoren einen Siedepunkt, der genügend unterhalb des Siedepunktes des Wassers liegt, 30 daß ihre Destillation aus ihrer wäßrigen Lösung ohne erheblichen Wärmeverbrauch möglich ist.In addition, the catalysts according to the invention have a boiling point that is sufficiently below the boiling point of water is 30 that their distillation from their aqueous solution without significant Heat consumption is possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederanreicherung von an Deuterium abgereichertem Wasserstoff kann in einem Isotopenaustauschtnrm an sich bekannter Art durchgeführt werden, der bei einer konstanten Temperatur arbeitet und in dem das flüssige Wasser und der gasförmige Wasserstoff im Gegenstrom geführt sind. Man kann als Kontakisyster· Lochplatten oder Ventilplatten, Füllkörper oder Düsen benutzen. Die Temperatur im Wiederan reicherungsturm liegt zwischen 100 und 350° C, vorzugsweise zwischen 200 und 300" C, damit der entsprechende Isotopentrennfaktor eine genügende Wiederanreicherung des Wasserstoffs ermöglicht. Der Druck muß genügend hoch sein, daß das Wasser und der Katalysator bei diesen Temperaturen noch flüssig sind; man arbeitet daher bei 15 bis 500 at. vorzugsweise zwischen 150 und 300 at.The inventive method for re-enrichment hydrogen depleted in deuterium can in itself be exchanged in an isotope known type, which works at a constant temperature and in which the liquid water and gaseous hydrogen are carried in countercurrent. You can be a contact Use perforated plates or valve plates, packings or nozzles. The temperature in the recovery accumulation tower is between 100 and 350 ° C, preferably between 200 and 300 "C, so that the corresponding isotope separation factor enables sufficient re-enrichment of the hydrogen. Of the The pressure must be high enough that the water and the catalyst are still liquid at these temperatures are; one therefore works at 15 to 500 at., preferably between 150 and 300 at.

Gemäß einem Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Rückgewinnung des Katalysators durch Destillation der abgereicherten wäßrigen Lösung, da die Flüchtigkeit des Katalysators dieses ermöglicht. Bei einer vorteilhaften Abwandlung erfolgt diese Destillation durch Entspannung der abgereicherten wäßrigen Lösung, da sie den Austauscherturm mit hohem Druck und hoher Temperatur verläßt. Der rückgewonnene Katalysator wird normalerweise mit dem die natürliche Isotopenzusammensetzung aufweisenden Speisewasser in den Austauscherturm zurückgeführt. According to a feature of a preferred embodiment of the method according to the invention takes place the recovery of the catalyst by distillation of the depleted aqueous solution, since the volatility of the catalyst makes this possible. In an advantageous modification, this is done Distillation by letting down the depleted aqueous solution, since it has the exchanger tower high pressure and high temperature leaves. The recovered catalyst is usually with the feed water, which has the natural isotopic composition, is returned to the exchanger tower.

In dem besonderen Fall, wo auf Grund der Art des Katalysators einige seiner Wasserstoffatome im Austauscherturm an der Austauschreaktion teilgenommen haben und sein Isotopengehalt an Deuterium abgereichert ist, kann es vorteilhaft sein, gemäß einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens den Katalysator durch Isotopenaustausch mit natürlichem Wasser in einem zusätzlichen Turm wieder anzureichern, bevor er in dem Hauptaustauscherturm wieder zurückgeführt wird.In the special case where, due to the nature of the catalyst, some of its hydrogen atoms are in the Exchange tower have participated in the exchange reaction and its isotope content of deuterium is depleted, it can be advantageous according to a further embodiment of the invention Process the catalyst by isotope exchange with natural water in an additional tower to be enriched again before it is returned to the main exchanger tower.

Das ist besonders der Fall bei Ammoniak und den primären und sekundären Aminen, da bekanntlich die am Stickstoff des Ammoniaks oder der primären oder sekundären Amine gebundenen W, .,serstoffatome einem Isotopenaustausch mit dem Wasser unterliegen, wobei sich ein Trennfaktor von nahezu 1 ergibt. Infolgedessen haben die rückgewonnenen Katalysatoren in den Wasserstoffatomsn ihrer Aminfunktion im wesentlichen den Isotopengehalt desThis is particularly the case with ammonia and the primary and secondary amines, as is well known the hydrogen atoms bonded to the nitrogen of the ammonia or the primary or secondary amines are subject to an isotope exchange with the water, with a separation factor of almost 1 results. As a result, the recovered catalysts have their amine function in the hydrogen atoms essentially the isotope content of the

ίο abgereicherten Restwassers. Je nach der Katalysatorkonzentration, die man für die Speiselösung des Austauscherturms festgelegt hat. kann es von Bedeutung sein, die Isotopenverdünnung zu vermeiden, welche sich aus der Rückführung von abgereichertem Katalysator in den Hauptaustauschkreislauf ergeben würde.ίο depleted residual water. Depending on the catalyst concentration, which has been determined for the feed solution of the exchange tower. it may matter be to avoid the isotope dilution resulting from the recycling of depleted catalyst would result in the main exchange circuit.

Die Erfindung wird er'äutert durch die folgende Beschreibung verschiedene Ausführungsbeispiele des Verfahrens zur Wiederanreicnerung des abgereicherten Wasserstoffs, wobei auf die schematischen F i g. 1 und 2 Bezug genommen wird. Hierin zeigtThe invention is illustrated by the following description of various exemplary embodiments of the Process for re-enrichment of the depleted hydrogen, with reference to the schematic F i g. 1 and FIG. 2 is referred to. Herein shows

F i g. 1 das Gesamtschema einer Wiederanreicherungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens undF i g. 1 shows the overall scheme of a re-enrichment plant for carrying out the inventive method Procedure and

Fig. 2 eine verbesserte Abwandlung der Anlage der Fig. 1 mit einem Isotopenaustauschturm zur Wiederanreicherung des Katalysators vor seiner Rückführung in den Hauptaustauschturm.FIG. 2 shows an improved modification of the system of FIG. 1 with an isotope exchange tower for Enrichment of the catalyst before it is returned to the main exchange tower.

In den beiden mit Bezug auf die F i g. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Wiederanreichern eines an Deuterium abgereicherten Wasserstoffs benutzt, der von einer Anlage zur Erzeugung von schwerem Wasser herkommt. In diesen beiden Beispielen ist der verwendete Katalysator Ammoniakgas.In the two with reference to FIGS. 1 and 2 described embodiments is the inventive Process used to enrich a hydrogen depleted in deuterium, which comes from a plant for the production of heavy water. In these two examples is the catalyst used is ammonia gas.

In der beigefügten F i g. 1 wird das durch die Leitung 1 zugeführte Speisewasser in der Einleitungsvorrichtung 2 mit Ammoniakkatalysator beladen und dann durch die Leitung 3 in das Austauschergefäß (Reaktionsgefäß) 4 eingeführt, wo die gewünschte Temperatur und der gewünschte Druck herrschen, um den Isotopenaustausch H.,-flüssiges Η.,Ο im Gegenstrom durchzuführen. Am unteren Ende des Austauschergefäßes gelangt das den Katalysator enthaltende, an Deuterium abgereicherte Wasser durch die Leitung 5 in eine Sättigungsabteilung 6, wo es im Gegenstrom zum eintretenden Wasserstoff strömt. Diese Sättigungsabteilung dient dazu, den durch die Zuleitung 7 zugeführten trockenen abgereicherten Wasserstoff gleichzeitig mit Η.,Ο und mit NH3 zu sättigen. Anders gesagt, hat der Wasserstoff von seinem durch die Zuleitung 8 erfolgenden Eintritt in den Austauschturm 4 an praktisch gleichbleibende Gehalte an H2O und NH3. In diesem Sättigerabschnitt sind dieIn the attached Fig. 1, the feed water supplied through line 1 is loaded with ammonia catalyst in the inlet device 2 and then introduced through line 3 into the exchanger vessel (reaction vessel) 4, where the desired temperature and pressure prevail to facilitate the isotope exchange H., - liquid Η ., Ο to be carried out in countercurrent. At the lower end of the exchanger vessel, the water containing the catalyst and depleted in deuterium passes through line 5 into a saturation compartment 6, where it flows in countercurrent to the incoming hydrogen. This saturation compartment serves to saturate the dry, depleted hydrogen fed in through the feed line 7 at the same time with Η., Ο and with NH 3 . In other words, the hydrogen has practically constant contents of H 2 O and NH 3 from its entry into the exchange tower 4 through the feed line 8. In this saturator section are those

Betriebsbedingungen, Druck und Temperatur die gleichen wie im Isotopenaustauschturm 4.Operating conditions, pressure and temperature are the same as in the isotope exchange tower 4.

Der von dem den Sättigun^sabschnitt 6 durch die Ableitung 9 verlassenden Wasser mitgeführte Katalysator wird in einer Trennvorrichtung 10 durch ein-The catalyst carried along by the water leaving the saturation section 6 through the discharge line 9 is in a separating device 10 by

fache Entspannung und infolgedessen Sieden der Lösung rückgewonnen. Das Restwasser wird als Abwasser durch die Leitung 11 abgeführt, während der Katalysator durch die Rückleitung 12 über die Einleitungsvorrichtung 2 in das Speisewasser zurückge-fold relaxation and, as a result, boiling of the solution recovered. The remaining water is called wastewater discharged through the line 11, while the catalyst through the return line 12 via the inlet device 2 returned to the feed water

führt wird. Die Kompression des Katalysators und des Speisewassers kann vor oder nach dem Vermischen derselben erfolgen.will lead. The compression of the catalyst and the feed water can take place before or after mixing same take place.

De" von einem Verfahren zur Herstellung vonDe "of a process for the production of

5 65 6

schwerem Wasser herkommende abgereicherte Was- steht darin, den Katalysator hinsichtlich seiner Isoserstoff gelangt durch die Zuleitung 7 in den Sätti- topenzusammensetzung durch einen Gegenstromausger6. Der Wasserstoff sättigt sich dort mit dampf- tausch zwischen der flüchtigen Base und flüssigem förmigen Wasser und Katalysator und gelangt durch Wasser mit natürlichem Isotopengehalt wieder anzudie Zuleitung 8 in den Isotopenaustauschturm 4. Der 5 reichern. Dieser Austausch erfolgt in einem Gegenwiederangereicherte Wasserstoff verläßt den Isotopen- strom-Isotopenaustauschturm 17, und das benutzte austauschturm 4 durch die Leitung 13 und wird im Wasser wird durch die Leitung 18 in die Trennvor-Kühler 14 durch Kühlung entwässert, bevor er durch richtung 10 rückgeführt, um den aus dem Austaudie Ablenkung 16 in den Kreislauf der Schwerwas- scherturm 17 mitgenommenen Katalysatoranteil zusergewinnung zurückgeführt wird. Das im Kühler 14 10 rückzugewinnen. Selbstverständlich ist diese Arbeitskondensierte Wasser und Ammoniak werden durch weise übrrflüssig, wenn der Katalysator ein tertiäres die Rückleitung 15 in das natürliche Speisewasser Amin ist, dessen Wasserstoffatome keinem wesentrückgeführt. liehen Isotopenaustausch unterliegen.The depleted water from heavy water is contained in the catalyst with regard to its isosubstance passes through the feed line 7 into the saturation composition through a countercurrent ejector6. The hydrogen is saturated there with the exchange of vapor between the volatile base and the liquid shaped water and catalyst and is reabsorbed by water with a natural isotope content Feed line 8 in the isotope exchange tower 4. The 5 enrich. This exchange takes place in a counter-re-enriched Hydrogen leaves the isotope stream isotope exchange tower 17, and that used Exchange tower 4 through line 13 and is in the water is through line 18 in the separating pre-cooler 14 dehydrated by cooling before being returned through direction 10 to the from the Austaudie Deflection 16 in the circuit of the heavy water tower 17 entrained catalyst portion additional recovery is returned. Recover that in the cooler 14 10. Of course, this is work-condensed Water and ammonia are usually superfluous if the catalyst is a tertiary one the return line 15 in the natural feed water is amine, the hydrogen atoms of which are not attributed to any nature. borrowed isotope exchange.

Bei einer in den Figuren nicht gezeigten abgewan- In einem besonderen Ausführungsbeispiel unterIn a variant not shown in the figures, in a special embodiment below

delten Ausführungsform des Verfahrens kann der 15 Verwendung einer Anlage gemäß F i g. 2 wurde derThe third embodiment of the method can be based on the use of a system according to FIG. 2 became the

Sättigungsabschnitt 6 mit dem unteren Teil des Aus- von einer Hauptfabrik für die Gewinnung von deute-Saturation section 6 with the lower part of the output of a main factory for the extraction of German

tauschturms (Reaktionsgefäßes) 4 vereinigt sein. rierten Verbindungen herkommende Wasserstoff mitexchange tower (reaction vessel) 4 be combined. ated compounds coming from hydrogen

Für den Wärmeaustausch kann man je nach dem einem Gehalt von 13,5 ppm bis auf einen Gehalt vonDepending on the heat exchange, a content of 13.5 ppm up to a content of

Einzelfall zahlreiche abgewandelte Ausführungsfor- 67,5 ppm wieder angereichert. Dazu wurde beiIn individual cases, numerous modified versions 67.5 ppm enriched again. This was done at

men vorsehen. Man kann beispielsweise die Wärme so 200° C mit Wasser gearbeitet, das mit 150 ppm inprovide men. For example, you can work the heat so 200 ° C with water that with 150 ppm in

des durch die Leitung 13 aus dem Reaktionsgefäß 4 den Austauscherturm ein- und mit 42 ppm austrat,which entered the exchanger tower through line 13 from reaction vessel 4 and exited at 42 ppm,

austretenden Wasserstoffs zur Aufheizung des durch Für ein Molverhältnis des Flüssigkeitsdurchsatzesexiting hydrogen to heat the through For a molar ratio of the liquid throughput

die Zuleitung 7 eintretenden Wasserstoffs benutzen. zum Gasdurchsatz an Wasserstoff von 0,5 lag dieuse the feed line 7 entering hydrogen. the hydrogen gas throughput of 0.5 was the

Dieser Wärmeaustausch ermöglicht die Entfeuch- Zahl der notwendigen theoretischen Böden damitThis heat exchange enables the dehumidification number of the theoretical floors required

rung des wiederangereicherten Wasserstoffs im Kühler as bei 7,2. Der benutzte Katalysator war Ammoniak intion of the re-enriched hydrogen in the cooler as at 7.2. The catalyst used was ammonia in

14. Das kann durch einen indirekten Austausch Gas- Form einer 0,5- bis 3molaren Lösung von gasförmi-14. This can be achieved through an indirect exchange gas form of a 0.5 to 3 molar solution of gaseous

Gas oder mittels eines Hilfsmediums in einem in gem Ammoniak in Wasser.Gas or by means of an auxiliary medium in an in gem ammonia in water.

F i g. 1 flicht gezeigten Austauscher durchgeführt Schließlich sei bemerkt, daß das erSndungsgemaße werden. Im übrigen wird das Speisewasser durch Verfahren für die Wiederanreicherung des aus jeder einen indirekten Austausch Flüssigkeit-Flüssigkeit 30 Art von Verfahren zur Deuteriumextraktion hermit dem Abwasser mittels eines ebenfalls in F i g. 1 kommenden Wasserstoffs benutzt werden kann, beinicht gezeigten Wärmeaustauschers aufgeheizt. spielsweise bei Verfahren zur Destillation von flüssi-F i g. 1 carried out exchangers shown below. Finally, it should be noted that the inventive will. In addition, the feed water is through procedures for the re-enrichment of the from each an indirect liquid-liquid exchange 30 type of process for deuterium extraction hermit the wastewater by means of a likewise shown in FIG. 1 coming hydrogen can be used, but not shown heat exchanger. for example in processes for the distillation of liquid

Eine verbesserte Abwandlung des erflndungsge- gem Wasserstoff zur Gewinnung von D2 oder Isomäßen Wiederanreicherungsverfahrens ist mit Bezug topenaustauschverfahren, an denen Wasserstoff teilauf Fig. 2 beschrieben. Diese Ausführungsform be- 35 nimmt, wie das Verfahren NH3-H2 oder H2-Amine.An improved modification of the hydrogen according to the invention for the production of D 2 or isomeric re-enrichment processes is described with reference to topene exchange processes in which hydrogen is partially described in FIG. This embodiment, like the process, adopts NH 3 -H 2 or H 2 -amines.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Isotops begrenzt, das in dem in der Anlage vorhan- Patentansprüche: denen Wasserstoffvorrat verfügbar ist. Um eine solche Produktion von der VerfügbarkeitIsotopes limited, which in the plant exist- Patent claims: which hydrogen supply is available. To such a production on the availability 1. Verfahren zum Wiederanreichern von in einer Wasserstoffreserve praktisch unabhängig zu einer Anlage zur Herstellung deuterierter Pro- 5 machen, ist es bekannt, den an Deuterium abaedukte, besonders von schwerem Wasser, an reicherten Wasserstoff mittels eines Isntopenaiis-Deuterium abgesichertem Wasserstoff durch tausches mit natürlichem Wasser, das ein außer-Isotopenaustausch zwischen dem an Deutprium ordentlich großes Deuteriumreservoir bildet, wieder abgesicherten gasförmigen Wasserstoff und ge- anzureichern. Es ist auch bekannt, daß ein solcher wohnlichem flüssigen Wasser in Gegenwart eines io Austausch in der Gasphase wirtschaftlich ungünstig, homogenen Katalysators, dadurchgekenn- in der flüssigen Phase dagegen unter günstigen Bezeichnet, daß als Katalysator Ammoniak oder dingungen durchzuführen ist. Durch die Verwendung in Wasser lösliche und einen höheren Dampf- eines Katalysators wird die Abtastgeschwindigkeit druck als Wasser besitzende Amine verwendet erheblich gefördert.1. Process for re-enrichment of in a hydrogen reserve practically independent to make a plant for the production of deuterated products, it is known that the abaeducts of deuterium, especially of heavy water, of enriched hydrogen by means of an isntopenaiis deuterium secured hydrogen through exchange with natural water, which is a non-isotope exchange between which forms a fairly large deuterium reservoir at Deutprium, again secured gaseous hydrogen and enriched. It is also known that such a Homely liquid water in the presence of an exchange in the gas phase is economically unfavorable, homogeneous catalyst, thereby identified - in the liquid phase, on the other hand, under favorable designations, that ammonia or conditions are to be carried out as a catalyst. By using Water soluble and a higher vapor rate of a catalyst becomes the scanning speed pressure used as water-owning amines is significantly promoted. werden und der Katalysator aus dem flüssigen 15 Aus dem Buch von Murphy. »Production of Wasser zurückgewonnen und zusammen mit dem Heavy Water«, 1. Ausgabe, Mac Graw Hill Book Co. eingespeisten <r: wohnlichen Wasser kontinuierlich Inc., New York (1955), S. 333 ff., ist es z. B. bein das Verfahren zurückgeführt wird. kannt, den an Deuterium abgesicherten Wasserstoffbe and the catalyst from the liquid 15 From Murphy's book. "Production of Water Recovered and Together with Heavy Water, "1st Edition, Mac Graw Hill Book Co. fed <r: domestic water continuously Inc., New York (1955), p. 333 ff., it is z. B. leg the proceedings are withdrawn. knows hydrogen secured on deuterium 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- mittels an Deuterium angereichertem Wasser in Gekennzeichnet, daß als Katalysator Monomethyl- 20 genwart eines heterogenen Katalysators, z. B. in amin, Dimethylamin, Trimethylamin, Mono- einem Katalysatorbett, wieder anzureichern (vgl. Koäthylamin oder Diäthylamin verwendet wird. lonne 3 in Fig. 12.6 und 12.7 mit dazugehöriger2. The method according to claim 1, characterized by means of deuterium-enriched water in that as a catalyst monomethyl 20 in the presence of a heterogeneous catalyst, eg. Am amine, dimethylamine, trimethylamine, mono- a catalyst bed, to enrich again (see. Koäthylamine or diethylamine is used. lonne 3 in Fig. 12.6 and 12.7 with the associated 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Beschreibung, insbesondere auf S. 337 Mitte). Die gekennzeichnet, daß die Rückgewinnung des Anwendung eines heterogenen Katalysators, vor Katalysators durch einfache Entspannung der aus 25 allem in einer flüssigen Phase ist jedoch nicht zu dem Isotopenaustauschturm (4) unter solchen empfehlen, da dieser einerseits sehr rasch vergiftet Temperatur- und Druckbedingungen austretenden wird und andererseits eine Entfernung aus der flüssi-Lösung, das d.*. Entspannung das Sieden und gen Phase, in der er zum Zwecke der Erhöhung infolgedessen das Verdampfen des Katalysators seiner Wirksamkeit vorteilhafterweise in einer feinen bewirkt, durchgeführt wird. 3° Suspension vorliegen muß, sehr kompliziert und3. The method according to claim 1 or 2, characterized in the description, in particular on p. 337 middle). the characterized in that the recovery of the use of a heterogeneous catalyst, before Catalyst by simple relaxation of the 25 everything in a liquid phase, however, is not to recommend the isotope exchange tower (4) among such, as this on the one hand poisons very quickly Temperature and pressure conditions and on the other hand a removal from the liquid solution, the d. *. Relaxation the boiling and gen phase in which he is for the purpose of raising consequently the evaporation of the catalyst of its effectiveness advantageously in a fine effected, is carried out. 3 ° suspension must be present, very complicated and 4. Verfahren nach einem dr r Ansprüche 1 mühsam ist.4. The method according to a dr r claims 1 is cumbersome. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rück- Homogene Katalysatoren haben dagegen den Vorgewonnene Katalysator (12) vor seiner Rückfüh- teil, daß sie nicht vergiftet werden, wenn die Reagenrung in das Speisewasser durch Behandlung mit zien genügend rein sind. Um eine im technischen noch nicht abgesichertem flüssigem Wasser in 35 Maßstab brauchbare Austauschgeschwindigkeit zu einem Gegenstrom- und Isotopenaustauschturm erreichen, muß man jedoch hohe ivctalysatorkonzen-(17) an Deuterium wieder angereichert wird. trationen und damit letzten Endes erhebliche Mengento 3, characterized in that the back-homogeneous catalysts, on the other hand, have the previous gains Catalyst (12) in front of its return part so that it is not poisoned when the reagent is used in the feed water are sufficiently pure after treatment with zien. To one in the technical not yet secured liquid water on a usable exchange rate on a 35 scale a countercurrent and isotope exchange tower, one must, however, have a high concentration of ivctalysator- (17) is enriched in deuterium again. trations and thus ultimately considerable quantities 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- einsetzen, was das Verfahren verteuert, weil der kennzeichnet, daß das aus dem Isotopenaus- Katalysator zusammen mit der flüssigen Phase aus tauschturm (17) nach Behandlung des Katalysa- 40 dem Prozeß ausgetragen wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the method makes the process more expensive because of the indicates that the isotope out of the catalyst together with the liquid phase exchange tower (17) after treatment of the catalyst 40 is discharged from the process. tors austretende Wasser (18) in der Stufe (10) zur Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein mit einemtors exiting water (18) in the step (10) for the object of the invention is now to one with a Trennung von Katalysator und Restwasser be- homogenen Katalysator arbeitendes Verfahren zum handelt und der mitgeführte Katalysator daraus Wiederanreichern von an Deuterium in Anlagen zur abgetrennt wird. Herstellung von deuterierten Verbindungen, insbe-Separation of catalyst and residual water in a homogeneous catalyst working process for acts and the carried catalyst from it re-enrichment of in deuterium in plants for is separated. Production of deuterated compounds, especially 45 sondere schwerem Wasser, abgereichertem Wasserstoff zu schaffen, dessen Katalysatoren möglichst 4 5 to create special heavy water, depleted hydrogen, its catalysts if possible lange dem Austauschprozeß erhalten bleiben.remain in the exchange process for a long time. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß der Katalysator aus dem flüssigen Wasser zurück-To solve this problem, according to the invention, the catalyst is recycled from the liquid water. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wieder- 50 gewonnen und kontinuierlich in das Verfahren zuanreichsrn von in einer Anlage zur Herstellung deu- rückgeführt. Als leicht zurückgewinnbare homogene terierter Produkte, insbesondere von schwerem Was- Katalysatoren verwendet man in der Erfindung vor ser, an Deuterium abgereichertem Wasserstoff, indem allem Ammoniak oder in Wasser lösliche und einen zwischen dem genannten an Deuterium abgereicher- höheren Dampfdruck als Wasser besitzende Amine ten gasförmigen Wasserstoff und gewöhnlichem flüs- 55 wie Monomethylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, sigem Wasser in Gegenwart eines homogenen Kata- Monoäthylamin oder Diäthylamin.
lysators, welcher aus einer in Wasser löslichen und Zwar ist aus der deutschen Auslegeschrift 1152 999The invention relates to a process for recovery and continuously fed back into the process for enrichment in a plant for production. Easily recoverable homogeneous terated products, in particular from heavy water catalysts, are used in the invention in front of water, hydrogen depleted in deuterium, in that all ammonia or water-soluble amines with a higher vapor pressure than water-containing amines are gaseous Hydrogen and common liquid such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, solid water in the presence of a homogeneous cata-monoethylamine or diethylamine.
lysators, which consists of a water-soluble and although from the German Auslegeschrift 1152 999 einen höheren Dampfdruck als Wasser besitzenden die den Austausch von Deuterium katalysierende Base besteht, ein Isotopenaustausch durchgeführt Wirkung von primären und sekundären aliphatischen wird. Eine solche Wiederanreicherung ist insbeson- 60 Aminen bekannt, jedoch werden diese Amine in dem dere bei Anlagen mit begrenzter Umlauf menge an bekannten Verfahren bei einer Isotopenaustausch-Wasserstoff bzw. Wasserstoffverbindungen notwendig, reaktion zwischen gasförmigem Wasserstoff und flüsaus welchen das Deuterium jeweils extrahiert wird, sigem Ammoniak und außerdem unter weiterer Verso daß deren ursprüngliche Isotopenzusammenset- wendung von Kaliumamid eingesetzt, so daß über zung, die im wesentlichen der natürlichen entspricht, 65 ihre Wirksamkeit ohne einen solchen Amidzusatz, nicht mehr gegeben ist. Theoretisch ist daher die insbesondere im Austauschsystem Wasserstoffglas, Herstellung der an Deuterium angereicherten Sub- flüssiges Wasser nicht herleitbar ist.
stanz in einer solchen Anlage durch die Menge dieses Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kannHaving a higher vapor pressure than water which consists of the exchange of deuterium-catalyzing base, an isotope exchange is carried out by primary and secondary aliphatic effects. Such re-enrichment is particularly known, but these amines are necessary in the other in systems with limited circulation of known processes in an isotope exchange hydrogen or hydrogen compounds, reaction between gaseous hydrogen and fluids from which the deuterium is extracted in each case, sigem so that, 6 5 is ammonia, and also used with further verso that their original Isotopenzusammenset- application of potassium on the capacity, corresponds to the natural substantially their effectiveness without such Amidzusatz, no longer exists. Theoretically, therefore, the production of the deuterium-enriched sub-liquid water, especially in the hydrogen glass exchange system, cannot be derived.
punch in such a system through the amount of this with the method according to the invention can
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