[發明專利]一種稀釋劑和其制備與應用

有效

• 申請號: 201911254515.3
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN112940781B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 叢昱;唐南方;商慶浩;陳帥;吳春田;許國梁;蘇哲;何輝;袁潔瓊;曹智;王文濤;謝書寶;羅方祥
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所;中國原子能科學研究院
• 主分類號: C10G67/02
• 分類號: C10G67/02;C22B60/02;C22B60/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 鄭偉健

本發明涉及一種稀釋劑的制備方法。主要步驟為：以費托餾分油和氫氣為原料，以Pt/SAPO?11@β為催化劑，反應壓力為1.0MPa?4.0MPa，反應溫度為250℃?400℃，空速為0.5h^?1?3h^?1，氫油比為600:1?1500:1條件下，反應獲得異構烷烴。然后，將生成的異構烷烴精餾分離出中間餾分，即得到目標稀釋劑。制備得到的稀釋劑用于乏燃料萃取劑，能選擇性地萃取分離出鈾和钚。

技術領域

本發明涉及一種稀釋劑的制備方法，更具體地涉及Purex流程中所需的稀釋劑的制備方法。

背景技術

乏燃料后處理技術是核燃料循環后段中最關鍵的一個環節，是保障核能可持續發展的關鍵技術之一。乏燃料后處理是將已經使用3％～4％的鈾廢料，以化學方法將鈾和钚從裂變產物中分離出來。回收的鈾和钚在核電廠混合氧化物燃料中再循環使用，以生產更多能量，從而使鈾資源得到更充分利用并減少濃縮鈾需求。

Purex(普雷克斯)流程是目前國際上乏燃料后處理中最為成功、應用最為廣泛的工藝流程，該流程將磷酸三丁酯(TBP)與乏燃料硝酸水溶液接觸，TBP選擇性地萃取鈾和钚，而對裂變產物及其雜質的萃取率極低。然后，通過多級逆流萃取，使鈾和钚與裂變產物分離。TBP具有化學穩定性好、閃點高、揮發性低、與水混溶性差、容易再生等優勢，是目前最適宜的萃取劑。然而，TBP的密度和粘度較高，不易與水相中的鈾、钚接觸，為了獲得最優的萃取效果，需要對其加以稀釋。目前，常用的稀釋劑是正十二烷和高級煤油。然而，現有的TBP+正十二烷/高級煤油的萃取性能仍有提高空間。因此，為了提高乏燃料中鈾和钚的萃取效率，仍需開發更高性能的稀釋劑。

發明內容

本發明旨在提供一種性能優于正十二烷和高級煤油的新型稀釋劑的制備方法。

基于上述目的，本發明采用的技術方案為：

A)以費托餾分油為原料，以Pt/SAPO-11@β為催化劑，在反應壓力為1.0MPa-7.0MPa，優選1.0-4.0MPa，反應溫度為100℃-500℃，優選250℃-400℃，空速為0.5h^-1-7h^-1，優選0.5h^-1-3h^-1，氫油比為200:1-2000:1優選600:1-1500:1，條件下，反應獲得異構烷烴；

B)將獲得異構烷烴精餾分離出中間餾分，即得到目標稀釋劑。

所述步驟A)中費托餾分油按質量百分含量計，其組成為，C11-C12烷烴的含量75％，C5-C9餾分低于5％，C14-C17餾分低于5％，其余為C10和C13。所述含有碳數C11-C12烷烴中所述C12烷烴其質量含量40％含有碳數C10-C12的烷烴原料質量。

4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化劑Pt/SAPO-11@β中Pt的質量分數為0.1wt％-3wt％，優選0.5wt％-2wt％，β分子篩的Si/Al比為20-40，SAPO-11和β分子篩的質量比為50:1-10:1，優選為40:1-20:1。

所述步驟B)中精餾處理時，精餾塔理論塔板數為100-200(優選150-200)，精餾塔內釜溫為：80℃～140℃(優選90℃～120℃)，釜壓為：0.1kPa-1kPa(優選0.2kPa-0.6kPa)，收集塔頂蒸汽溫度為50℃-75℃(優選55℃-70℃)的餾分，回流比為：10-20(優選10-15)。

上述方法制備的新型稀釋劑用于乏燃料萃取劑，與乏燃料的摩爾濃度3.0mol/L-4.0mol/L硝酸水溶液接觸時，能選擇性地萃取分離出鈾和钚。

本發明針對現有稀釋劑存在的萃取性能較低的問題，提供了一種高性能的稀釋劑制備方法。

具體實施方式

為了進一步說明本發明，列舉以下實施例，但它并不限制各附加權利要求所定義的發明范圍。