Изотопов разделение испарением

Поскольку асфальтены являются нелетучими соединениями и в них концентрируются порфири-ны из нефти, качество широкой масляной фракции ухудшается в основном за счет жидкости, уносимой после однократного испарения сырья в питательной секции колонны. Поэтому при топливном варианте перегонки мазута более важно уменьшить унос тяжелой флегмы в концентрационной части колонны, нежели обеспечить четкое разделение мазута на масляные фракции и гудрон. Вследствие этого вакуумные колонны по топливному варианту имеют небольшое число тарелок или невысокий слой насадки и развитую питательную секцию (рис. П1-22). В верху колонны обычно два циркуляционных орошения для лучших условий регенерации тепла. В секции питания устанавливается отбойник из сетки и промывные тарелки. Часть остатка мо жет охлаждаться и закачиваться вновь в колонну для снижения температуры низа [47]. Качество вакуумного газойля контролируется по его коксуемости, цвету и фракционному составу. Для автоматического регулирования процесса целесообразно определить экспериментально зависимость содержания металлов в вакуумном газойле и его цвет от коксуемости. Исследование радиоактивными изотопами содержания асфальтенов и металлов (N 0 и УгОз) в вакуумном газойле показало, что между ними сущест- 12 вует линейная зависимость (рис. П1-23) [48]. [c.176]

Согласно работе Куна [59 ] эффективность элементарного акта разделения подобной идеальной системы изотопов, имеющая место при однократном частичном испарении жидкой смеси, определяется соотношением [c.226]

Испарение и унос влаги с газами из электролизера приобретают важное значение при использовании процесса электролиза для производства тяжелой воды. Предложено использовать естественные процессы испарения и уноса воды с газами из электролитических ячеек для отбора из ячеек конденсата, обогащенного тяжелым изотопом водорода, с целью создания непрерывной каскадной схемы разделения изотопов водорода без дополнительных затрат энергии на испарение воды из электролита. Более подробно этот вопрос будет освещен в VI главе. [c.81]

Лазерное разделение изотопов на основе ступенчатой ионизации атомов представляется универсальным и селективным, но вместе с тем и достаточно сложным процессом разделения вещества на атомном уровне. По сравнению с описываемыми ниже процессами, основанными на фотодиссоциации молекул, он имеет следующие недостатки необходимость испарения вещества, требующего иногда высокой температуры необходимость высокой частоты повторения лазерных импульсов из-за быстрого ухода атомов из облучаемой [c.365]

Часто обнаруживается, что средние атомные веса элементов с природным содержанием изотопов неустойчивы и зависят от способов получения образца. Многие процессы, как, например, испарение или растворение, приводят к некоторому разделению изотопов, что обусловливает вариации в средних, или химических, значениях атомных весов. Обычно отклонения не превышают 0,01% от значения химического атомного веса. [c.76]

В 1954—1955 г. нами был определен коэффициент разделения изотопов бора при равновесном испарении хлористого бора по методу Релея. Определения производились в интервале температур от +12,7 до —85°. [c.32]

Изотопы. Фундаментальной константой атома является не его атомный вес, а порядковый номер. Атомный вес элемента приблизительно равен среднему из величин атомных масс всех существующих изотопов элемента. Очевидно, для одного и того же элемента можно иметь серию элементов с разными атомными массами, но одним и тем же порядковым номером, отличающихся друг от друга количеством нейтронов в ядре. Элементы с одним и тем же порядковым номером, но различными атомными массами, называются изотопами. Изотопы имеют почти идентичные химические свойства, но часто могут быть отделены друг от друга с помощью некоторых физических манипуляций. В числе других методов разделения изотопов используется различие в скорости диффузии и испарения. [c.11]

Уран и 238,02 6,2 эВ. Уран, как и вольфрам, относится к числу элементов, для которых характерен чрезвычайно сложный, многолинейчатых спектр и малая летучесть окисных соединений, что обусловливает трудность их атомизации. Несмотря на это, флуоресценцию урана наблюдали при испарении его в вакууме. Цель этих работ — лазерное разделение изотопов (подробно см. [90]). [c.97]

Следует учесть, что даже в двух существенно различных методах анализа могут быть сходные источники систематических ошибок. Так может быть при спектральном анализе с предварительным химическим обогащением пробы, когда главная систематическая ошибка анализа связана, например, с потерями при выделении, которые имеют место также и при химическом анализе. Результаты спектрального и масс-спектрального определений изотопного состава могут быть также отягощены одинаковой систематической ошибкой, если ее источником является разделение изотопов в процессе испарения пробы. [c.32]

Другой путь упрощения спектрального изотопного анализа по атомным спектрам предложен в работе [ ]. Если использовать для анализа резонансную линию атома, то она будет поглощаться в столбе паров анализируемого элемента. Пропустим свет от источника, содержащего один из анализируемых изотопов, через газообразную фазу, образованную анализируемой изотопной смесью. Очевидно, что коэффициент поглощения такой смеси для каждого из изотопов различен и будет зависеть от изотопного состава смеси, так как парциальные давления паров отдельных изотопов в поглощающем столбе будут (с точностью до коэффициента разделения при испарении) пропорциональны их концентрациям в смеси. [c.519]

Представляет интерес сравнить точность полученных результатов с результатами других авторов. Бройда и др. Р] разработали аналогичный метод изотопного анализа воды. Этот случай отличается от случая анализа водорода тем, что 1) нет разделения изотопов водорода в капиллярах, 2) разделение изотопов может иметь место в процессе испарения, 3) присутствует кислород в разрядной трубке. Все эти обстоятельства при применении эталонного метода не должны сколько-нибудь существенно сказаться на результатах анализа. По данным работы р ] погрешность измерений при концентрации дейтерия 21 % составляет 0,4% (относительных), а при концентрации 0,2% она равна 1,5%. В работе [ ] соответствующие ошибки составляют 1 и 5%. Меньшая ошибка, достигнутая в работе [ ], возможно, объясняется лучшей стабильностью генератора и регистрирующего устройства. [c.554]

При применении методов, в которых возбуждается разряд в протекающей струе газа, нужно считаться с тем, что при испарении воды имеет место заметное разделение изотопов, вследствие чего изотопный состав газовой фазы отличается от состава жидкой. Если учет разделения изотопов нежелателен, то можно брать для анализа небольшие образцы воды и помещать их в объем, достаточный для их полного испарения при комнатной температуре. [c.555]

Происходят ли в природе процессы разделения и концентрирования изотопов водорода Да, немного. В водах рек и проточных озер отношение О И мало меняется и в среднем равно 1 6800. В отдельных образцах снега оно снижается до 1 9000, а в морской воде с высоким солесодержанием повышается вплоть до 1 5500 выше оно и в некоторых арктических льдах. Это различие обусловлено частичным фракционированием изотопных разновидностей воды при испарении и замерзании из-за некоторого различия в упругости паров и точке замерзания. Предполагают, что в глубочайших океанических впадинах придонные слои обогащены дейтерием. [c.82]

Многочисленные попытки разделения изотопов ряда элементов, предпринимавшиеся до 1933 г., имеют сейчас лишь исторический интерес, и здесь можно ограничиться кратким упоминанием о них . После уже упоминавшихся опытов Астона, пробовавшего разделить изотопы неона диффузией и перегонкой, были применены также и другие способы центрифугирование, молекулярное испарение, эффект Соре, электролиз и проч. Почти все они дали или отрицательные результаты, или изменения, находящиеся на грани точности измерений. Лучшие результаты были достигнуты в 1921 г. Гаркинсом, получившим после многократно повторенной диффузии две фракции, отличавшиеся по атомному весу на 0,04 единицы и, после также многократной диффузии, соединенной с испарением,—две фракции ртути, отличавшиеся на 0,19 единицы атомного веса. [c.66]

Другое важное требование, которому должны удовлетворять колонки для разделения изотопов, это уменьшение времени достижения стационарного состояния до возможного предела за счет уменьшения емкости колонки и особенно кипятильника при возможно более высокой скорости испарения из кипятильника и скорости подачи сырого материала. [c.76]

Этот метод разделения особенно пригоден для изотопов тяжелых элементов, так как он зависит только от разностей масс. Удобнее всего вести разделение тогда, когда нужно получать легкую фракцию и можно вводить разделяемое вещество в виде летучей жидкости около центра ротора. Тогда испарение этой жидкости будет пополнять расход пара и можно от периферии прибора непрерывно отбирать обогащенный продукт. [c.105]

Известно, что кислород атмосферы фотосинтетического происхождения или, во всяком случае, повторно совершал круговорот через растительные организмы. Так как растения поглощают атмосферную СОд, а последняя также имеет повышенное содержание О , то ей приписывали утяжеление атмосферного кислорода. Такое объяснение нужно было, однако, отбросить после того, как было показано, что весь кислород, выделяемый растениями на свету, происходит не из СО2, а из воды (стр. 474) и, следовательно, должен был бы иметь содержание О , близкое к тому, которое имеет вода. Очевидно, существуют другие процессы, повышающие долю О в атмосферном кислороде. Часть этого повышения (4,0—4,5 -f) можно отнести за счет гравитационного разделения Og и О О в атмосфере [182], но это предположение не было экспериментально проверено и не учитывает процессов перемешивания (см. выше данные для азота). А. П. Виноградов [183] указывает на то, что не только фотосинтез, но также растворение Og или карбонатов и испарение воды ведут к повышению содержания О в воде и в конечном счете — в происходящем из пее фотосинтетическом атмосферном кислороде. К повышению доли 0 в атмосфере могут вести процессы дыхания и окисления органических веществ, при которых связывается преимущественно легкий изотоп и, как следствие, повышается доля О в остающемся атмосферном кислороде. Дол приписывает это повышение обменной реакции [c.41]

Величину коэффициента разделения при испарении легко найти для идеальных жидких смесей, какими являются жидкие смеси изотопов. [c.65]

Оказалось, что не только этот принцип, но и самые колонки для фракционной перегонки могут быть с успехом использованы для далеко идущего разделения изотопов. Это ясно из рис. 17, иа котором сопоставлены процессы разделения путем фракционной перегонки и путем изотопного обмена в одной и той же колонке. Вместо восходящего пара и нисходящей жидкости будем иметь в рассматриваемом примере ток восходящего газообразного аммиака и нисходящего раствора соли аммония. Вместо испарения воды в кипятильнике нужно выделять аммиак в нижнем приемнике колонки добавлением щелочи, а вместо конденсации пара наверху колонки нужно растворять аммиак в кислоте с образованием раствора соли. [c.70]

Для каждого элемента содержание отдельных И. в прир. смеси претерпевает небольшие колебания, к-рыми часто можно пренебречь. Более значит, колебания изотопного состава наблюдаются для метеоритов и др. небесных тел. Постоянство изотопного состава приводит к постоянству атомной массы встречающихся на Земле элементов, представляющей собой среднее значение массы атома данного элемента, найденное с учетом распространенности И. в природе. Колебания изотопного состава легких элементов связаны, как правило, с изменением изотопного состава при разл. процессах, протекающих в природе (испарение, растворение, диффузия и т.п.). Для тяжелого элемента РЬ колебания изотопного состава разньк образцов объясняются разл. содержанием в рудах, минералах и др. источниках урана и тория-родоначальников естеств. радиоактивных рядов. Различия св-в И. данного элемента наз. изотопными эффектами. Важной практич. задачей является получение из прир. смесей отдельных И.-изотопов разделение. [c.201]

Этот метод широко применяют для разделения изотопов в -колоннах. Он основан на различии в составах жидкой и паровой фаз, находящихся в состоянии термодинамического равновесия. Вследствие переноса массы, в вертикальном направлении-(паром вверх, а жидкостью вниз) фазовое равновесие нарушается. При этом низк01к1 пящий компонент, имеющий при данной температуре более высокое давление паров, концентрируется в газовой фазе в верхней части колонны. В потоке жидкости, направляющемся из верхней части колонны к испарителю (кубу) колонны, накапливаются более высококипящие компоненты. Эффективная дистилляция достигается при циркуляции потоков с отбором небольшой части обогащенного потока. Остальная часть (флегма) возвращается в колонну путем дефлегмации или испарения. В случае разделения изотопов флег-мовое число (отношение количеств жидкости, возвращаемой после конденсации в верхнюю часть колонны, к количеству отбираемой жидкости) имеет очень высокое значение. [c.76]

Дистилляционные методы. В тех случаях, когда температуры кипения соединений выделяемого изотопа и Ф9НОВЫХ соединений сильно разнятся, целесообразно применять дистилляционные методы разделения. В приложении к искусственным радиоэлементам эти методы могут оказаться весьма эффективными. Дело в том, что испарение невесомых количеств вещества может происходить при температурах, намного ниже той, при которой происходит кипение этого же вещества в макроколичествах При этом выделяемый элемент может быть отогнан в таких условиях, которые исключают переход соединений сопутствующих элементов. [c.100]

Для снижения затрат энергии на перемещение потоков, уменьшения объема аппаратуры и периода первонач. на-копления изотопа (см. ниже) обычно сокращают потоки при переходе от низких ступеней к более высоким, т.е. ведут процесс так, чтобы обогащенная фракция данной ступени была по массе меньше обогащенной фракции предыдущей ступени. В ряде случаев используют каскады без сокращения потоков (т. наз. прямоугольные каскады). Аналогами прямоугольного каскада являются противоточные разделит, колонны, напр, ректификационные. В каскадах перемещение потоков между ступенями осуществляют с помощью насосов или др. устройств, в колоннах за счет конвекц. потоков, возникающих из-за различия плотностей, избыточного давления, электрич. потенциала или др. При этом в каждом поперечном сечении колонны изотопы перераспределяются между перемещающимися в противоположных направлениях потоками (в соответствии с элементарным разделит эффектом). Для достижения в прямоугольном каскаде (или в противоточной колонне) степеней разделения больших, чем в единичной операции ( > Р), часть выходящего с последней ступени обогащенного потока возвращают в каскад или колонну (рис. 2) проводят обращение потока (напр., испарение жидкости или конденсация пара при ректификации). [c.199]

Урановые дуги могут быть созданы различными способами, например, путем электродного испарения металлического ураиа или его соединений в газовой атмосфере или поджигом дуги в иЕб. Первый способ использовали [7.19] для получения фундаментальных данных по оптическим свойствам урана. Как сообщалось фирмой Мессершмитт-Бёльков-Блом [7.11, 7.17, 7.18], в дугах обоих типов исследовалось разделение изотопов урана. [c.286]

Радиочастотное возбуждение рассматривается как альтернатива лазерному возбуждению в оптической области спектра. Но пока еще недостаточно опубликованных данных, чтобы делать обоснованные выводы об относительных преимуществах того или иного способа возбуждения. Большинство предложенных схем фотохимического разделения по-прежнему основывается на использовании лазеров [141]. Главное внимание уделяется проблеме разделения изотопов урана. Сложности при практической реатизации метода возникают при выборе газообразной химической формы разделяемых изотопов с приемлемыми спектральными характеристиками и соответствующих лазеров. Обсуждаются различные варианты использования летучих молекулярных соединений гексафторида урана, его Р-дикетонатов и атомного пара. Несмотря на большие энергозатраты на испарение металла, пока предпочтение отдается лазерному разделению изотопов в парах металлического урана. При переходе к разделению изотопов других элементов проблема упрощается пропорционально многовариантности выбора летучих соединений и увеличению изотопного сдвига в спектрах поглощения с уменьшением изотопных масс [139]. [c.247]

Однако фравдионирующей способности молекулярной перегонки свойственна одна особенность, которая может быть выгодно использована в отдельных случаях. Как видно из уравнения (1), скорость испарения обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса перегоняемого вещества.. Благодаря этому при помощи молекулярной перегонки можно производить разделение веществ, имеющих одинаковое или близкое значение упругости паров при различных значениях молекулярного веса. Так, например, при помощи низкотемпературной молекулярной дестилляции удается разделить изотопы ртути [4]. [c.86]

Разделение веществ, обладающих различной упругостью пара, методом перегонки — процесс широко известный, и поскольку изотопы также отличаются один от другого упругостью пара [359, 1050], то для их разделения может быть использована перегонка. Уже упоминалось, что испарение обусловливает разницу в изотопном составе морской и пресной воды. Одной стадии испарения, конечно, недостаточно для достижения значительного разделения, и процесс должзн быть повторен много раз. Для получения эффекта большого числа теоретических тарелок в одной колонне поток паров, поднимающихся вверх, приводят в тесное соприкосновение с жидкостью, стекающей вниз. Разделение значительно улучшается благодаря противотоку. В общем случае различие упругостей паров изотопов, связанное с нулевой энергией молекул, значительно только при низкой температуре. Если радиусы молекул и энергия вандерваальсового взаимодействия одинаковы для легких и тяжелых изотопов данного типа молекул, то частота колебания молекулы в целом по отношению к положению равновесия будет больше для легких молекул. Более высокие частоты колебания обусловливают повышенную нулевую энергию, и, следо- [c.459]

Определим эффективность использования разделяемого вещества г]т как отношение веса полученных изотопно-обогащённых препаратов Р к весу исходного вещества, помещённого в источник ионов Рисх (по элементу) — тогда г]т = Р/Рисх- Предполагается, что приёмник собирает все изотопы разделяемого элемента. Чтобы увидеть роль основных источников потерь исходного вещества, представим г]т в виде произведения коэффициентов Г]т = исп Г]кам г]тн прох пр г]х, каждый ИЗ которых учитывает эффективность определённой части процесса разделения туисп — полноту испарения вещества в тигле источника (нередко близок к 1) г/кам — учитывает потери пара через неплотности ГРК и пароподающего тракта источника ионов при хорошей конструкции достигает 0,85, но для многих источников менее 0,5 г/ион — коэффициент преобразования нейтральных частиц в однозарядные ионы. Так как с ростом эффективности ионизации увеличивается доля многозарядных ионов, то Щон редко превышает 0,8. г/прох —учитывает потери ионов при прохождении в сепарационной камере из-за рассеяния, перезарядки, несовершенства фокусировки, обычно близок к 0,8 ч- 0,9 г/пр — эффективность приёма учитывает неполное захождение в карманы и неполное улавливание, т.е. обратный вылет частиц. Хорошим значением является величина около 0,8, однако нередко она составляет не более 0,5. тух — учитывает потери на стадии химических работ, редко бывает больше 0,9. Если перемножить максимальные значения всех составляющих эффективности, то получится т]т 0,44, если минимальные — то 0,1. На практике хорошей величиной является г]т = 0,3 0,35. [c.299]

Полученные результаты могут быть использованы при создании разделительного процесса, основанного на эффекте изотопически-селективной диссоциации молекул ИК излучением, и для других изотопов. В частности, большой интерес представляет метод ИК фотодиссоциации для разработки процессов разделения изотопов водорода, дейтерия и трития. В этом случае необходимо извлекать НОО из Н2О или ВТО из ВгО не из газовой, а из жидкой фазы. Для того, чтобы избежать энергетически совершенно невыгодного испарения воды и синтеза дейтерий- или тритийсодержащих многоатомных молекул, которые можно диссоциировать ИК излучением, предложено использовать метод изотопного обмена [45]. Схема лазерного разделения изотопов методом фотодиссоциации с использованием изотопного обмена показана на рис. 8.1.9. Специально подобранное оптимальное молекулярное соединение РН, содержащее водород и имеющее требуемые для изотопиче-ски-селективной фотодиссоциации параметры, пропускается через лазерную разделительную ячейку, где происходит облучение газа. Частота излучения лазера выбирается, чтобы происходила селективная диссоциация молекул КО или КТ с требуемым коэффициентом селективности. [c.371]

Для разделения изотопов был применен также метод дистилляции, получивший название молекулярной дистилляции. В этом методе жидкость испаряется на нагретой поверхности в условиях глубокого вакуума и конденсируется на расположенной рядом холодной поверхности. Степень разделения зависит не от равновесия системы жидкость — пар, а от скорости испарения. Но значения коэффициентов одноступенчатого разделения приблизительно равны таковым для газодиффузионного метода разделения изотопов. Хотя в лабораторном масштабе была показана возможность разделения изотопов лития, ртути и урана, до сих пор не появилось сообщений о практическом использовании этого метода. Проводилась дистилляция стойких жидких соединений урана, пентаэтилата и пентаизопропилата урана [11(ОК)5], где К представлен радикалами С2Н5 или ИЗО-С3Н7. Другие элементы, ртуть и литий, дистиллировались в виде металлов. [c.350]

В России этап научных исследований процесса разделения изотопов урана по методу AVLIS пройден [1]. На рис. 9.11 представлены данные РНЦ Курчатовский институт , показывающие влияние мощности лазера на разделение изотопов урана. Кривые 1, 2, 3 относятся к различным отстройкам от длины волны поглощения изотопом U-235, а вертикальная линия соответствует проектной мощности лазера для модуля мощностью 10 кг ЕРР/г. Хорошо видно, что концентрация U-235 в продукте, равная 20 %, реализуется при различных сдвигах волны возбуждающего лазера. Наиболее перспективным для технологии AVLIS представляется вариант установки, базирующейся на комплексе лазеров на парах меди, перестраиваемых лазерах на красителях и электронно-лучевом испарении урана. [c.482]

Различие давлений пара изотопных веществ привлекло большое внимание исследователей главным образом в связи с применением фракционной дистилляции для разделения изототзов. Впервые Бренстед и Гевеши [31 ] в 1920—1921 гг. методом частичного испарения получили небольшое разделение изотопов ртути, а также хлора в хлористом водороде. Кеезом и Ван-Дейк [27] в 1931 г. добились частичного разделения изотопов неона. Годом позже Юри, Брикведд и Марфи [28] фракционной перегонкой жидкого водорода достигли 25-кратного обогащения его дейтерием, что привело их к открытию последнего. Тем же путем в 1935 г. [29] был получен 50%-ный, а в 1939 г. [30]— чистый дейтерий (6400-кратное обогащение). [c.8]

В результате разнообразных геологических и геохимических процессов происходят небольшие, но достоверно обнаруживаемые изменения первоначально постоянного изотопного состава элементов земной коры. На эту возможность уже давно указывал В. И. Вернадский [21]. Он же показал, что и в геохимических превращениях и, в частности, в разделении изотопов исключительно большая роль принадлежит процессам, происходящим с участием живых организмов. В природных условиях за длительные промежутки времени происходят и многократно повторяются процессы, подобные тем, которыг применяют в лабораториях для разделения изотопов растворение и кристаллизация из водных растворов и расплавов, испарение и конденсация, диффузия, химическое взаимодействие и, в частности, реакции изотопного обмена и др. К ним добавляюгся фотосинтез, дыхание и другие процессы в животных, растениях и микроорганизмах. Все эти процессы в большей или меньшей степени ведут к разделению изотопов. Оно, однако, не велико, так как в непрерывном круговороте веществ одновременно происходят процессы перемешивания, сглаживающие различия в изотопном составе. Например, при испарении влаги из водоема последний обогащается менее летучей тяжелой водой, но это обогащение частично или полностью компенсируется конденсацией в тот же водоем влаги, обогащенной более летучей легкой водой. Очевидно, что геохимические факторы могут вызывать значительное разделение изотопов тех элементов, которые принимают наибольшее участие в круговороте веществ и, в частности, легких элементов, так как они вообще лучше разделяются, чем тяжелые. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология