Получение жидкого водорода и дейтерия

Кроме того, дейтерий может быть получен при электролизе воды, а также путем низкотемпературной дистилляции водорода. Низкотемпературный метод выделения дейтерия в промышленном масштабе был впервые осуществлен в СССР. Такие же низкие температуры применяются и в промышленных установках для получения жидкого водорода, используемого в качестве компонента ракетного топлива. [c.92]

Получение жидкого водорода и дейтерия 40 [c.405]

ПОЛУЧЕНИЕ ЖИДКОГО ВОДОРОДА И ДЕЙТЕРИЯ Лабораторный ожижитель водорода [c.405]

В последние годы электролитический способ концентрирования тяжелой воды вытесняется более экономичными физическими процессами. В частности, перспективной для промышленного использования является низкотемпературная ректификация жидкого водорода, не содержащего азота, окиси углерода и других примесей. Применение для этой цели электролитического водорода существенно упрощает стадию очистки. Поэтому представляет интерес комбинирование электролитического производства водорода и низкотемпературной ректификации жидкого водорода для получения тяжелой воды. При этом процесс электролиза может быть использован не только для получения водорода, но и для первоначального концентрирования дейтерия в водороде. [c.130]

Распространенными методами получения дейтерия являются ректификация жидкого водорода и сероводородный способ изотопного обмена [c.246]

В больших количествах водород применяется в процессах получения аммиака, метанола, жидкого горючего на основе минеральных углей и в ряде других промышленных процессов. Изотопы водорода— дейтерий и тритий используются в ядерной энергетике. [c.47]

Применяют водород для получения высоких температур кислородно-водородным пламенем режут и сваривают металлы. Он используется для получения металлов (молибдена, вольфрама и др.) из их оксидов, в химической промышленности — для получения аммиака из азота воздуха н искусственного жидкого топлива из угля в пищевой промышленности—для гидрогенизации жиров (см. 17.14). Изотопы водорода — дейтерий и тритий — нашли важное применение в атомной энергетике (термоядерное горючее). [c.164]

Водород используется в химической промышленности для получения NH3, НСГ, спиртов, альдегидов, кетонов, для гидрогенизации твердого и жидкого топлива, жиров, для очистки продуктов переработки нефти, при сварке и резке металлов кислородно водородным пламенем (/ 2800 °С), при атомарно водородной сварке (/° 4000 °С), в металлургии для восстановления металлов из их оксидов, изотопы водорода — дейтерий и тритий — используются в атомной энергетике [c.387]

Тяжелый изотоп водорода — дейтерий Оа нашел применение в атомной энергетике. Дейтерий входит в состав тяжелой воды ОаО, которая используется в качестве замедлителя нейтронов и как теплоноситель. Атомные электростанции используют значительное количество тяжелой воды (100 000—250 000 кг). Малое содержание дейтерия в водороде (1/6400) создает известные трудности при его получении. Извлечение дейтерия и получение тяжелой воды может быть осуществлено различными методами ректификацией воды, изотопным обменом, двухтемпературным (сероводородным) методом, ректификацией жидкого водорода. [c.253]

Рис. 130. Схема получения дейтерия методом ректификации жидкого водорода

Атомная энергетика. Общеизвестно, какое внимание уделяется работам по освоению управляемой термоядерной реакции. В связи с неизбежным исчерпанием ресурсов угля и нефти атомная энергетика, термоядерный синтез в частности, станут основными источниками энергии будущего. В реакции термоядерного синтеза исходным продуктом является дейтерий в результате реакции из двух атомов дейтерия получается атом обычного водорода и трития выделяемая при этом энергия составляет около 4 Мэе. Овладение запасами этой энергии представляет заманчивую перспективу. В этой связи также необходимо решить вопрос о получении дейтерия в больших количествах. Вероятно, что для этой цели будет использован метод ректификации жидкого водорода [c.264]

Низкотемпературная ректификация жидкого водорода служит одним из способов производства дейтерия и тяжелой воды. Одновременно получается особо чистый водород, пригодный в качестве восстановителя для получения полупроводниковых элементов нз галогенидов. При разделении изотопов водорода процесс, как правило, ведут в несколько стадий. [c.201]

Поэтому представляет интерес комбинирование электролитического производства водорода и низкотемпературной ректификации жидкого водорода для получения тяжелой воды. При этом электролиз может использоваться только для получения водорода, а также для первоначального концентрирования дейтерия в водороде, например при двухступенчатой схеме электролиза, как показано на рис. У1-15. При этом на первой ступени электролиза желательно работать с максимально большими значениями удельного отбора и коэффициента разделения. На второй ступени целесообразен возможно более низкий коэффициент разделения для уменьшения концентрации дейтерия в электролите и механических потерь ОгО с электролитом. [c.262]

Совершенно естественно, что в поисках более дешевых способов получения дейтерия обратились к возможности извлечения тяжелого изотопа водорода путем непосредственной ректификации жидкого водорода. [c.18]

Водород широко используется химической промышленностью для синтеза аммиака, углеводородов (получение бензинов и др.), для получения твердых жиров из жидких растительных масел и для проведения многих других реакций. В атомной технике используются изотопы водорода — дейтерий и тритий для осуществления реакции ядерного синтеза — получения гелия (стр. 420). Кроме того, водород применяется для получения очень низких и очень высоких температур в условиях горения атомарного водорода температура может достигать 3000° С. В смеси с СО и другими горючими газами идет как топливо. Его применяют как газ, хорошо проводящий тепло, и в других целях. [c.211]

Последний служит питанием для колонны второй ступени. Эта колонна имеет меньший диаметр, чем первая, и состоит из двух частей. В верхней части происходит концентрирование изотопов водорода вплоть до получения практически чистого НО. Полученная НО-фракция нагревается в теплообменнике до комнатной температуры и пропускается через каталитический реактор-обменник, в котором устанавливается равновесие между различными изотопными формами водорода—Нз, НО и Ог . Далее смесь охлаждается в теплообменнике до температуры жидкого водорода и подается в нижнюю часть колонны второй ступени, где разделяется на головную фракцию, содержащую НО + Нг, и кубовый продукт, представляющий собой практически чистый дейтерий. Последний нагревают в теплообменнике до комнатной температуры и получают в качестве основной продукции завода. [c.412]

По многим из перечисленных проблем Советский Союз занимает ведущее положение в мире. Известно, что крупные установки для получения газообразного кислорода, использующие турбодетандер Капицы, разработаны Всесоюзным институтом кислородного машиностроения . Они успешно применяются в промышленности Советского Союза. В СССР впервые в мире осуществлено промышленное получение дейтерия методом ректификации жидкого водорода [c.5]

Дробная перегонка жидкого водорода и воды (а). Как указано выше, дейтерий был сконцентрирован впервые в обычном водороде путем использования разности давления пара в жидком состоянии. Этот процесс однако, не очень эффективен, так как при испарении 4 л жидкого водорода полученный остаток в 1 содержал только одну часть дейтерия на тысячу. [c.118]

Очистка водорода, используемого при отделении дейтерия, производится вымораживанием всех газовых примесей. Это происходит попутно в процессе ожижения водорода. Газообразный водород, полученный испарением жидкого водорода, практически может содержать лишь одну примесь — гелий. [c.104]

Электролитическое производство водорода может быть использовано для получения дейтерия или тяжелой воды в сочетании с низкотемпературной ректификацией жидкого водорода. При этом в процессе электролиза воды получают чистый водород с природным или повышенным по сравнению с природным содержанием дейтерия. Такой водород значительно легче очищать от загрязняющих его примесей перед подачей на низкотемпературную ректификацию, чем водород, полученный химическим способом. [c.145]

Установка для получения дейтерия. Одна из наиболее серьезных проблем в процессе дистилляции водорода для отделения дейтерия в промышленных масштабах (так же как и промышленного получения жидкого водорода) заключается в предупреШении забивки кристаллизирующимися твердыми примесями теплообменников, в которых охлаждается исходный газ. [c.86]

Создание сверхмощных магнитных полей, необходимых при исследовании плазмы, получение дейтерия методом низкотемпературной дистилляции жидкого водорода для атомной энергетики, обеспечение работы молекулярных усилителей (мазеров) и генераторов электрод1аг-нитных волн, использование в счетно-вычислительной технике (сверхпроводящие элементы) [1, 5] — вот далеко не полный перечень областей применения жидкого водорода. [c.6]

Полученный дейтернй как можно скорее удаляют из прибора, в кото-гром он был получен, конденсируя его при помощи жидкого водорода или переводя в подсоединенный к установке сборник. С целью очистки образовавшийся дейтернй пропускают через наполненную стеклянной ватой и охлажденную до —196°С ловуишу. Контроль за выделением газа ведут при помощи измерителя скорости потока и манометра. Скорость выделения дейтерия, регулируемая изменением температуры колбы с тяжелой водой, может быть доведена до получения 1/2 моль дейтерия в час. Поскольку первые порции газа содержат примесь водорода, попадающего из магния и со стеклянных стенок установки, очень полезно сначала промыть прибор некоторым количеством дейтерия. В последующих порциях дейтерий очень чист. Выход количественный. [c.160]

В дейтеротолуоле (препарат № 1), полученном в результате обменной реакции между толуолом и жидким бромистым дейтерием в присутствии катализатора — бромистого алюминия, на дейтерий замещаются атомы водорода в ароматическом кольце, а метальная группа не затрагивается (СеОбСНз). В результате же обменной реакции между толуолом и жидким дейтероаммиаком в присутствии амида калия получается полностью дейтерированный толуол (СеОбСОз) (препарат № 2). [c.100]

Из стабильных изотопов наибольшее значение в химических исследованиях приобрел тяжелый изотоп водорода, дейтерий, открытый в 1932 г. Юреем, Брикуедде и Мерфи [6]. Фракционированием жидкого водорода был получен газообразный дейтерий. Уошборн и Юрей 7], Льюис и Макдональд [8] вскоре предложили более простой способ разделения изотопов водорода электролизом воды с его помощью была получена тяжелая вода . Уже в первых работах с ней Льюис [9], Холл [10], Бонгоффер [И], Клар [12] и другие ученые обнаружили, а затем стали подробно изучать реакции изотопного обмена водорода на дейтерий, короче — дейтерообмен. В СССР А. И. Бродский [13] приготовил воду, обогащенную тяжелыми изотопами водорода и кислорода, и успешно использовал ее для многих ценных работ по химии изотопов. [c.8]

Водород используют в химической промышленности для производства аммиака NH3, метанола СНзОН и других спиртов, альдегидов, кетонов для гидрогенизации твердого и тяжелого жидкого топлива, жиров и различных органических соединений, для си)1теза хлороводорода НС1 для гидроочистки продуктов переработки нефти при сварке и резке ме-таллов горячим кислородно-водородным пламенем (температура до 2800 °С), а также при атомарно-водородной сварке (температура до 4000 °С). В металлургии водород применяют для восстановления металлов из их оксидов (получение молибдена, вольфрама и других металлов). Очень важное применение в атомной энергетике нашли изотопы водорода — дейтерий и тритий. [c.419]

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]

Чтобы получить представление о значимости отдельных статей себестоимости получения тяжелой воды методом ректификации жидкого водорода, в табл. 16 дана расчетная калькуляция для установки мощностью 5000 лг /ч по пегерабатываемому сырью, сбогащенному дейтерием в 2,7 раза [44]. [c.99]

Изучено много методов получения дейтерия. Наиболее перспективными из них оказались хи.мический обмен между водой и водородом, а также между водой и газообразным сероводородом, дистилляция воды н жидкого водорода, электролиз воды. Так как каждый из этих методов имеет свои трудности, выбрать из них паилучший нелегко. Поэтол1у все они применяются. [c.352]

Дистилляция жидкого водорода — один из лучших методов получения дейтерия. На это указывает широкое распространение этого метода. Для него характерны довольно высокие коэффициенты разделения (табл. 13.4), и при условии хорошо отлаженной системы низкотемпературного охлаждения процессом легко управлять. Но до последнего времени не представлялось возможным работать в достаточно больших масштабах с жидким водородом с целью получения значительных количеств дейтерия. Во,о ород должен быть тщательно очищен от других газов, которые, замерзнув, могут закупорить систему. Этого удается достигнуть повторным исиользованием того же самого водорода, при это ,1 содержание дейтерия в нем пополняется в результате каталитического обмена с паром. Укрупненные установки для дистилляции водорода успешно работают во Франции и в ФРГ. Промышленные объекты, дистилляция водорода на которых является основным методом разделения, размещены в Эмсе, Хёхсте (ФРГ), Нангале (Индия) и в Советском Союзе. [c.354]

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]

Жидкий водород применяют в пузырьковых камерах, в которых регистрируются следы (треки) заряженных частиц. Камера представляет собой емкость, заполненную криогенной жидкостью. Проходя через слой этой жидкости, ионизированные частицы образуют центры парообразования (пузырьки). Особый интерес к жидкому водороду появился в связи с перспективами его использова- ния как и высокоэффективного, незагрязняющего атмосферу топлива для энергосистем и транспортных двигателей. Получение дейтерия методом низкотемпературной ректификации жидкого водорода для атомной энергетики, использование жидкого водорода как источника газообразного водорода высокой чистоты на химических предприятиях, где он необходим для процессов синтеза, исследование механических свойств различных материалов в среде жидкого водорода в криогенной лаборатории — вот далеко неполный перечень областей применения жидкого водорода. [c.156]

Кезом, ван-Дик и Гантье (1933 г.) применили высокоэффективную ректификационную колонку, использовавшуюся для частичного разделения изотопов неона, и получили из 40 л обычного жидкого водорода 2 л газа с содержанием 1,5% дейтерия, Повидимому, этот метод не привьется для лабораторного получения тяжелого водорода, но он имеет перспективы промышленного использования. [c.118]

Для дальнейшего подтверждения этой перегруппировки была применена обратная метка пара-метильной группы дейтерием. Для получения ионола, содержащего дейтерий в метильной группе, мы воспользовались методом изотопного обмена водорода с раствором KND2 в жидком ND3 [2], причем учитывали, что подвижность водорода в СНз-группе, связанной с ароматическим кольцом, значительно выше, чем в терет-С Нд-группе и в кольце [3]. Реакцию следует проводить в сравнительно жестких условиях, так как в аммиачном растворе амида калия ионол превращается в соответствующий фенолят, а наличие отрицательного заряда у вещества должно тормозить водородный обмен в нем с основанием 14]. На 1 г ионола брали 15 мл 0,5-н. раствора KNDj в ND3 и нагревали в течение суток при 100° С. Препарат дважды возгоняли в вакууме. Изотопный анализ воды от сожжения ионола [5] показал, что в ней содержится 11,5 ат.% D. [c.334]

Здесь приведенная масса ц заменила массу электрона т 1=тМ1(т- гМ), где М — масса ядра. Это уточнение явилось следствием обнаружения некоторых изотопов при изучении атомных спектров. В 1931 г. Юри, Бриквед и Морфи обнаружили дейтерий, зарегистрировав сателлит На-линии Бальмера. Они изучали спектр газа, полученного из осадка, оставшегося после испарения большого количества жидкого водорода. Эта линия, отстоящая на 179 пм от линии На, соответствует атому, имеющему ядро вдвое большей массы, чем ядро атома водорода. Изменение в не очень велико / = 109677,58 см-, Яо = = 109707,42 см-1. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология