[發(fā)明專利]一種稀釋劑及其異構(gòu)化制備的方法與組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010915138.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN112289477B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇哲;王文濤;袁潔瓊;曹智;謝書寶;何輝;羅方祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G21F9/12
• 分類號(hào): G21F9/12
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;周敏毅

本發(fā)明屬于放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種稀釋劑及其異構(gòu)化制備的方法與組合物。所述的方法包括如下步驟：(1)費(fèi)托餾分油的C₅?C₁₇烷烴餾分在氫氣氣氛和催化劑作用下反應(yīng)生成異構(gòu)烷烴；(2)將生成的異構(gòu)烷烴經(jīng)精餾塔精餾分離出中間餾分，即得到稀釋劑。利用本發(fā)明的異構(gòu)化制備稀釋劑的方法，能夠操作條件溫和、工藝簡單的制備稀釋劑，制得的稀釋劑與磷酸三丁酯的組合物在用于乏燃料萃取時(shí)，具有更高的飽和負(fù)載量與更短的分相時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種稀釋劑及其異構(gòu)化制備的方法與組合物。

背景技術(shù)

乏燃料后處理技術(shù)是核燃料閉式循環(huán)中關(guān)鍵的一環(huán)，是核能可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)筑綠色生態(tài)環(huán)境的核心技術(shù)之一。

Purex(普雷克斯)流程是乏燃料后處理領(lǐng)域中唯一大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行的技術(shù)，它采用磷酸三丁酯(TBP)為萃取劑，利用TBP與乏燃料硝酸水溶液接觸時(shí)，它能選擇性地萃取鈾和钚，而對(duì)裂變產(chǎn)物及其雜質(zhì)的萃取率極低的特點(diǎn)，從而通過多級(jí)逆流萃取，使鈾和钚與裂變產(chǎn)物分離。實(shí)踐證明，TBP萃取劑具有化學(xué)穩(wěn)定性好、閃點(diǎn)高、揮發(fā)性低、與水混溶性差、處理乏燃料后容易實(shí)現(xiàn)再生、便于重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，是目前最適宜的Purex流程萃取劑。然而，TBP粘度大，密度與水接近，導(dǎo)致萃取過程中不易與水相中的鈾、钚接觸，有機(jī)相和水相之間分相困難，單用TBP萃取水相中的裂變產(chǎn)物效果很差。為了保證萃取流程穩(wěn)定運(yùn)行和分離效果，需要使用稀釋劑對(duì)TBP加以稀釋。

目前，工業(yè)上常用的TBP稀釋劑是正十二烷和高級(jí)煤油等正構(gòu)烷烴。然而，正構(gòu)烷烴的飽和負(fù)載量(最大有機(jī)相濃度，LOC)較低，性能仍有待于進(jìn)一步提高。研究表明，異構(gòu)烷烴稀釋劑的金屬負(fù)載量明顯高于正十二烷和高級(jí)煤油等正構(gòu)烷烴，且其輻照穩(wěn)定性也優(yōu)于正構(gòu)烷烴，是更理想的TBP稀釋劑。

目前，異構(gòu)烷烴稀釋劑以法國的加氫四聚丙烯為代表，其合成主要是通過“丙烯齊聚→精餾→加氫→精餾”來實(shí)現(xiàn)，但丙烯齊聚產(chǎn)率低，且需要昂貴的專用催化劑，因此合成存在技術(shù)難度大、流程長、產(chǎn)率低、成本高等缺點(diǎn)。因此，亟需開發(fā)適用于乏燃料后處理領(lǐng)域的異構(gòu)烷烴稀釋劑的合成新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的是提供一種異構(gòu)化制備稀釋劑的方法，以能夠操作條件溫和、工藝簡單的制備稀釋劑，制得的稀釋劑與磷酸三丁酯的組合物在用于乏燃料萃取時(shí)，具有更高的飽和負(fù)載量與更短的分相時(shí)間。

為實(shí)現(xiàn)此目的，在基礎(chǔ)的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種異構(gòu)化制備稀釋劑(乏燃料后處理用，尤其是用于磷酸三丁酯的稀釋)的方法，所述的方法包括如下步驟：

(1)費(fèi)托餾分油的C₅-C₁₇烷烴餾分在氫氣氣氛和催化劑作用下反應(yīng)生成異構(gòu)烷烴；

(2)將生成的異構(gòu)烷烴經(jīng)精餾塔精餾分離出中間餾分，即得到稀釋劑。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種異構(gòu)化制備稀釋劑的方法，其中步驟(1)中，所述的費(fèi)托餾分油的C₅-C₁₇烷烴餾分按質(zhì)量百分比的組成為：75-95％的C_11-12烷烴，0.1-5％的C_5-9烷烴，0.1-5％的C_14-17烷烴，其余為C₁₀烷烴和C₁₃烷烴；且在C_11-12烷烴中，C₁₂烷烴的質(zhì)量百分比含量為40-95％。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種異構(gòu)化制備稀釋劑的方法，其中步驟(1)中，所述的催化劑為Pt-M/SAPO-11，其中Pt的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1-3wt％，M為Zn、Fe、Ga、Sn中的一種或者兩種的組合，M的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1-2wt％。

在一種更加優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種異構(gòu)化制備稀釋劑的方法，其中Pt的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5-2wt％，M的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2-1wt％。