Введение
1 Литературный обзор 12
1.1 Стабильные изотопы азота: основные характеристики и
1.2 Физические способы разделения стабильных изотопов азота 16
1.2.1 Классификация способов 16
1.2.2 Газовая диффузия и термодиффузия 17
1.2.3 Газоцентробежное разделение 19
1.2.5 Разделение в газовом разряде 27
1.3 Физико-химические методы и способы разделения изотопов азота . 30
1.3.1 Ректификация азотсодержащих соединений 30
1.3.2 Химический изотопный обмен с химическим обращением
1.3.2.1 Способы с химическим обращением потоков 31
1.3.2.1 Способы разделения с термическим обращением потоков 39
1.3.3 Системы с термическим обращением потоков на основе аммиака 47
1.4 Выводы из литературного обзора 57
1.5 Цель работы и задачи исследования 59
2 Изучение процесса образования молекулярных комплексов вида nx-d 60
2.1 Компоненты двухфазных систем – азотсодержащие газы и комплексообразователи 60
2.1.1 Свойства используемых газообразных соединений азота . 60
2.1.2 Комплексообразователи и их свойства 60
2.2 Подготовка комплексообразователей . 64
2.2.1 Очистка методом ректификации и контроль чистоты 64
2.2.2 Определение содержания воды 70
2.3 Измерение мольного отношения . 72
2.3.1 Описание лабораторной установки и особенности методики измерений 72
2.3.2 Определение мольного отношения в системах газообразный аммиак – комплексное соединение аммиака 76
2.3.2.1 Определение мольного отношения при температуре 293 К . 76
2.3.2.2 Влияние температуры на образование молекулярных 82 комплексов аммиака .
2.3.2.3 Особенности образования комплексных соединений аммиака с фенолом и влияние температуры на мольное отношение 93
2.3.2.4 Сопоставление значений мольного отношения для молекулярных комплексов аммиака
2.3.3 Определение мольного отношения в системах газообразный метиламин – комплексное соединение метиламина 99
2.4 Концентрация азотсодержащего соединения в жидкой фазе 109
2.4.2 Комплексы CH3NH2D Ill
2.5 Наблюдаемая энтальпия образования молекулярных комплексов
2.5.1 Энтальпия образования NH3D 112
2.5.2 Энтальпия образования CH3NH2D 116
2.6 Основные результаты главы 2 117
3 Исследование физико-химических свойств комплексных соединений аммиака и метиламина . 119
3.1 Измерение плотности жидкой фазы для систем NH3 (г) - NH3-D (ж)... 119
3.1.1 Методика и условия измерений плотности 119
3.1.2 Результаты измерений 120
3.1.3 Обработка результатов и их анализ 129
3.2 Определение вязкости жидкой фазы в системах NH3 (г) - NH3-D (ж) . 132
3.2.1 Методика и условия измерений вязкости 132
3.2.2 Результаты, их обработка и анализ 134
3.3 Определение нижней границы существования систем газ-жидкость 145
3.3.1 Схема установки и используемая методика 145
3.3.2 Объекты исследования и условия измерений 147
3.3.3 Определение нижней границы существования системы NH3 -
3.3.4 Определение нижней границы существования системы CH3NH2 -
3.3.5 Определение нижней границы существования систем NX -комплексные соединения NX с иными комплексообразователями 156
3.3.6 Обработка и анализ результатов измерений 158
3.3.6.1 Температура кристаллизации и мольное отношение 158
3.3.6.2 Криоскопическая постоянная 160
3.4 Анализ объектов исследования и выбор наиболее перспективной системы по критериям первого приближения 164
3.5 Основные результаты главы 3 165
4 Экспериментальное определение коэффициента разделения изотопов азота и изучение термического обращения потоков при использовании системы
4.1 Измерение однократного коэффициента разделения в системе 169
4.1.1 Описание установки и методика определения а
4.1.2 Особенности изотопного анализа азота
4.1.3 Результаты измерения коэффициента разделения изотопов азота 176
178
4.1.3.1 Изотопный анализ на масс-спектрометре МИ 1309 176
4.1.3.2 Определение коэффициента разделения с использованием масс-спектрометра Deltaplu 183
4.1.4 Сравнение измеренных значений коэффициента разделения
4.2 Исследование эффективности термической диссоциации комплексного соединения аммиака 185
4.2.1 Требования к полноте обращения потоков - удельный
4.2.2 Допустимая остаточная концентрация азота в
4.2.3 Методика определения микроконцентрации аммиака в
4.2.3.1 Основы методики и приготовление растворов 190
4.2.3.2 Выбор длины волны 194
4.2.3.3 Градуировочная зависимость для водных растворов NH/ 196
4.2.3.4 Влияние пентанола-1 196
4.2.3.5 Инструментальная методика определения микросодержания
4.6 Определение остаточной концентрации аммиака и полнота
4.6.1 Десорбция аммиака в статических условиях 204
4.6.2 Обращение потоков в динамических условиях 207
4.7 Основные результаты главы 4 210
5 Возможное практическое использование систем nh3 (г) - nh3-d (ж) для концентрирования 15n на примере пентанола-1 как комплексообразователя 212
5.1 1 Экспериментальное определение основных характеристик
5.1.1 Описание лабораторной установки и условия эксперимента 212
5.1.2 Экспериментальное определение гидродинамических характеристик системы для спирально-призматической насадки 218
5.1.2.1 Удерживающая способность по жидкости 218
5.1.2.2 Гидравлическое сопротивление 221
5.1.3 Эффективность массообмена 222
5.1.3.1 Особенности пуска лабораторной установки 222
5.1.3.2 Экспериментальные результаты 224
5.2 Сравнение исследованных химобменных систем NH3(r)-
МЇ3-БЮН(Ж)И возможное практическое использование результатов работы 229
5.3 Основные результаты главы 5 232
