RU2221749C2 - СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ UF6-BrF3-IF5 НА КОМПОНЕНТЫ - Google Patents
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ UF6-BrF3-IF5 НА КОМПОНЕНТЫ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2221749C2 RU2221749C2 RU2002104033/15A RU2002104033A RU2221749C2 RU 2221749 C2 RU2221749 C2 RU 2221749C2 RU 2002104033/15 A RU2002104033/15 A RU 2002104033/15A RU 2002104033 A RU2002104033 A RU 2002104033A RU 2221749 C2 RU2221749 C2 RU 2221749C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- brf
- bromine trifluoride
- pressure
- desorbed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам разделения газовых смесей на компоненты и может быть использовано в технологии производства гексафторида урана. Смесь UF6-BrF3-IF5 контактирует с фторидом натрия при температуре 70-120oС, сорбируя совместно гексафторид урана и трифторид брома. Несорбированный пентафторид йода выводят из системы. Затем ведут десорбцию при пониженном давлении в две стадии, на первой из которых десорбируют трифторид брома при температуре 190-220oС, а на второй десорбируют гексафторид урана. Десорбцию трифторида брома проводят при давлении ≤10 мм рт.ст., а десорбцию гексафторида урана - при давлении 10-20 мм рт.ст. Осуществление изобретения позволяет разделить газовую смесь UF6-BrF3-IF5 на компоненты, каждый из которых может быть использован повторно. При использовании изобретения отсутствуют газообразные и жидкие отходы, что положительно характеризует его с точки зрения промсанитарии и экологии. 1 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам разделения газовых смесей на компоненты и может быть использовано в технологии производства гексафторида урана.
При производстве и хранении гексафторида урана на внутренних поверхностях оборудования отлагаются нелетучие урансодержащие соединения, что приводит к изменению эксплутационных характеристик оборудования, а также к потерям урана. Особенно остро эта проблема возникает в производствах по разделению изотопов урана, характеризующихся большим числом единиц оборудования и развитыми поверхностями контакта с гексафторидом урана. Одним из перспективных способов удаления урансодержащих отложений является обработка их газовой смесью, состоящей из трифторида брома и гептафторида йода. В результате обработки урансодержащих отложений образуется газовая смесь UF6-BRF3-IF5, которую необходимо разделить на компоненты для повторного их использования.
Известен способ разделения на компоненты смеси фторидов, получаемой при фторировании облученного ядерного горючего фторидами брома [Переработка ядерного горючего. Под ред. Столера С., Ричардса Р. М.: Атомиздат, 1964, с. 326-382] . Смесь содержит гексафторид урана, трифторид брома и фториды осколочных элементов, включая фториды йода. Смесь ожижают и разделяют дистилляцией при повышенном давлении, получая чистые гексафторид урана и трифторид брома. Фториды йода как продукт не выделяют. В дистилляционном процессе образуются отходы промежуточных фракций, подлежащих дополнительной переработке. Способ взят за прототип.
Задачей изобретения является разработка способа разделения газовой смеси UF6-BrF3-IF5 на компоненты.
Задачу решают тем, что газовую смесь UF6-BrF3-IF5 контактируют с фторидом натрия при температуре 70-120oС, сорбируя совместно гексафторид урана и трифторид брома, а несорбированный пентафторид йода выводят из системы, затем ведут десорбцию при пониженном давлении в две стадии: на первой из которых десорбируют трифторид брома при температуре 190-220oС, а на второй десорбируют гексафторид урана.
Трифторид брома десорбируют при давлении ≤10 мм рт.ст., а гексафторид урана при давлении 10-20 мм рт.ст.
На фиг.1 представлен график зависимости равновесных давлений UF6, BrF3, IF5 в мм рт.ст. над их комплексами с фторидом натрия от температуры в градусах Кельвина в виде функции ln Рмм рт.ст.=f•(1000/T, К-1). Равновесные давления BrF3 и IF5 над соответствующими комплексами с фторидом натрия получены в ходе экспериментальных работ. Давление паров гексафторида урана над его комплексом с фторидом натрия рассчитанно по данным [Галкин Н.П. и др. Основные свойства неорганических фторидов. М.: Атомиздат, 1976, с.93].
На фиг. 2 изображены установленные нами зависимости удельных скоростей разложения комплексов BrF3•nNaF и UF6•nNaF (г десорбата на 1г сорбента в 1 с) от температуры (oС) в случае совместного их присутствия в сорбенте.
Способ осуществляют следующим образом.
Газовую смесь UF6-BrF3-IF5 подают в сорбционную колонну, заполненную фторидом натрия, температуру сорбента поддерживают в пределах 70-120oС, смесь пропускают с заданной скоростью. Температурный режим этой операции выбран по результатам исследований, изображенных на фиг.1. При температуре 70-120oС происходит совместная сорбция UF6 и ВrF3. Пентафторид йода в этих условиях проходит сорбционную колонну, не сорбируясь, и его конденсируют как первый товарный продукт процесса разделения смеси. При температуре ниже 70oС процесс сорбции замедляется по кинетическим причинам, становясь технологически невыгодным, а при температуре выше 120oС происходит загрязнение пентафторида йода трифторидом брома. Сорбцию ведут до насыщения сорбента, о чем судят по анализам газовых проб выходящего из колонны газового потока.
По окончании совместной сорбции UF6 и BrF3 колонну откачивают до остаточного давления 0,1-10 мм рт.ст., нагревают до 190-220oС и при постоянном вакуумировании производят десорбцию трифторида брома. Его преимущественная десорбция по сравнению с гексафторидом урана достигается не только вследствие большего давления пара над сорбентом, как это видно из фиг.1, но и за счет большей скорости десорбции, как это следует из фиг.2. Данные фиг.2 поясняют выбор температурного режима 1-й стадии десорбции: при температуре ниже 190oС скорость процесса невелика и недостаточно высока селективность десорбции ВrF3. При температуре выше 220oС существенно возрастает скорость десорбции гексафторида урана и это также снижает степень разделения этих компонентов смеси. Десорбированный трифторид брома выводят из колонны и конденсируют. Присутствие в нем незначительного количества десорбированного гексафторида урана (до 0,5-0,6 мас.%) не препятствует повторному использованию для снятия коррозионных урансодержащих отложений. Трифторид брома является вторым товарным продуктом процесса. Первую стадию десорбции ведут до полного удаления трифторида брома, о чем судят по выходу значения давления в колонне на плато, соответствующего равновесному давлению гексафторида урана над комплексом NaF•UF6.
В дальнейшем, нагревая сорбент до температуры 350-400oС и вакуумируя колонну до давления 10-20 мм рт.ст., десорбируют чистый гексафторид урана как третий товарный продукт процесса.
Пример
Способ осуществлен в опытно-промышленных условиях.
Способ осуществлен в опытно-промышленных условиях.
На компоненты разделяли смесь, содержащую 22,32 мас.% гексафторида урана, 46,22 мас.% трифторида брома и 31,46 мас.% пентафторида йода, полученную после обработки оборудования с урансодержащими отложениями смесью BrF3 и IF7. Смесь UF6-BrF3-IF5 пропускали через сорбционную колонну диаметром 120 мм и длиной 2000 мм с заданной скоростью. Температуру сорбента поддерживали в пределах 90-110oС. Несорбированный при этом IF5 выделяли в системе вымораживающих ловушек и впоследствии, после дофторирования до IF7, использовали для повторного приготовления фторирующей смеси для обработки урансодержащих отложений. Сорбцию вели до насыщения сорбента ~ на 80%. После этого колонну откачивали до остаточного давления 0,1 мм рт.ст., нагревали до 200±5oС и проводили десорбцию трифторида брома. Эту фракцию конденсировали и также использовали повторно для приготовления смеси. Затем при 390±5oС и давлении 10-20 мм рт. ст. десорбировали чистый гексафторид урана, который использовали в технологии разделения изотопов урана.
Таким образом, осуществление изобретения позволяет разделить газовую смесь UF6-BrF3-IF5 на компоненты, каждый из которых может быть использован повторно. При использовании изобретения отсутствуют газообразные и жидкие отходы, что положительно характеризует его с точки зрения промсанитарии и экологии.
Claims (2)
1. Способ разделения газовой смеси UF6-BrF3-IF5 на компоненты, отличающийся тем, что смесь контактируют с фторидом натрия при температуре 70-120°С, сорбируя совместно гексафторид урана и трифторид брома, а несорбированный пентафторид иода выводят из системы, затем ведут десорбцию при пониженном давлении в две стадии: на первой из которых десорбируют трифторид брома при температуре 190-220°С, а на второй десорбируют гексафторид урана.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что трифторид брома десорбируют при давлении ≤10 мм рт.ст., а гексафторид урана - при 10-20 мм рт.ст.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002104033/15A RU2221749C2 (ru) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ UF6-BrF3-IF5 НА КОМПОНЕНТЫ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002104033/15A RU2221749C2 (ru) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ UF6-BrF3-IF5 НА КОМПОНЕНТЫ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002104033A RU2002104033A (ru) | 2003-08-27 |
RU2221749C2 true RU2221749C2 (ru) | 2004-01-20 |
Family
ID=32090719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002104033/15A RU2221749C2 (ru) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ UF6-BrF3-IF5 НА КОМПОНЕНТЫ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2221749C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638384C1 (ru) * | 2016-11-18 | 2017-12-13 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ разделения изотопов урана |
CN113905979A (zh) * | 2019-10-07 | 2022-01-07 | 昭和电工株式会社 | 五氟化溴的制造方法 |
RU2817671C2 (ru) * | 2019-03-21 | 2024-04-19 | Технише Универзитет Мюнхен | Приготовление фторидов металлов и процессы разделения |
-
2002
- 2002-02-14 RU RU2002104033/15A patent/RU2221749C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ГАЛКИН Н.П. и др. Улавливание и переработка фторсодержащих газов. - М.: Атомиздат, 1975, с.122-123. * |
СТОЛЕР С., РИЧАРДС Р. Переработка ядерного горючего. - М.: Атомиздат, 1964, с.326-382. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638384C1 (ru) * | 2016-11-18 | 2017-12-13 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ разделения изотопов урана |
RU2817671C2 (ru) * | 2019-03-21 | 2024-04-19 | Технише Универзитет Мюнхен | Приготовление фторидов металлов и процессы разделения |
CN113905979A (zh) * | 2019-10-07 | 2022-01-07 | 昭和电工株式会社 | 五氟化溴的制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5417742A (en) | Removal of perfluorocarbons from gas streams | |
JP5266211B2 (ja) | 過フッ素化生成物の精製方法 | |
US6551387B2 (en) | Gas separation apparatus | |
US9447336B2 (en) | Removing mercury from crude oil using a stabilizer column | |
JPH10245210A (ja) | クリプトン・キセノン製造法 | |
JP4212106B2 (ja) | ガス分離装置及びガス分離方法 | |
US5069690A (en) | Process for kinetic gas-solid chromatographic separations | |
RU2221749C2 (ru) | СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ UF6-BrF3-IF5 НА КОМПОНЕНТЫ | |
US6530980B2 (en) | Gas separation apparatus | |
JP4683543B2 (ja) | ガス分離方法及びガス分離装置 | |
JP5093635B2 (ja) | ガス分離装置 | |
RU2328335C1 (ru) | Способ разделения фторсодержащих газовых смесей | |
JP4538622B2 (ja) | ガス分離装置 | |
JP2667542B2 (ja) | テトラフルオロエチレンの精製方法 | |
JPH0251654B2 (ru) | ||
RU2159742C1 (ru) | Способ переработки смеси гексафторида урана с фтористым водородом | |
Belliveau et al. | Tritiated Sulfur Hexafluoride Disposition Strategies | |
JP2000005561A (ja) | フッ化物の処理方法 | |
JPH07163803A (ja) | 液体混合物の成分の分離方法 | |
EP0744210A1 (en) | Purification of gas streams | |
RU2273605C2 (ru) | Способ выделения гексафторида урана из его смеси с фторидом водорода | |
JPH08309146A (ja) | ガス流れからペルフルオロカーボン類を分離除去する方法 | |
RU2588241C1 (ru) | Способ динамической газификации отложений урана | |
RU2579055C1 (ru) | Способ очистки металлических поверхностей от отложений урана | |
JP4787550B2 (ja) | ガス分離方法及びガス分離装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070215 |