本發(fā)明涉及硼同位素分離，具體涉及用于硼同位素分離的絡(luò)合劑苯甲醚，尤其涉及一種用于硼同位素分離的苯甲醚的連續(xù)深度脫水方法。

背景技術(shù)：

1、穩(wěn)定同位素硼-10(10b)因其具有獨(dú)特的對(duì)中子的吸收特性，在現(xiàn)代核工業(yè)、軍事裝備及醫(yī)藥等方面的應(yīng)用日益廣泛。富集10b產(chǎn)品包括不同豐度要求的硼-10酸，硼-10粉，碳化硼，氮化硼等系列產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，特別是對(duì)緩解全球石化能源緊張的問題起到重要作用。該類產(chǎn)品應(yīng)用到核能領(lǐng)域，使得廣泛開發(fā)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)、安全、清潔的核能資源成為可能。

2、由于同位素硼-10遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硼-11的熱中子捕獲面積，在核工業(yè)制造熱中子計(jì)數(shù)管、反應(yīng)堆控制棒和熱中子屏蔽材料等，特別是在硼中子癌癥治療方法bnct中得到了廣泛應(yīng)用。自然界的硼-10豐度只占19～20％，因此需要對(duì)硼-10同位素進(jìn)行富集和純化。

3、三氟化硼苯甲醚的化學(xué)交換精餾法是美國首創(chuàng)的工藝技術(shù)，于上世紀(jì)七十年代中期起步，1977年達(dá)產(chǎn)，2噸/年的生產(chǎn)規(guī)模，硼-10豐度可達(dá)92％。該工藝技術(shù)，因在常溫、常壓條件下操作，以及較高的分離系數(shù)而顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。雖然原料制備苯甲醚絡(luò)合物相比甲、乙醚絡(luò)合物料的流程略長(zhǎng)，但其基礎(chǔ)物料苯甲醚是在生產(chǎn)體系中全流程中的循環(huán)使用，且最終產(chǎn)品為富集后的三氟化硼-10(10bf3)和三氟化硼-11(11bf3)，這兩種物品均為附加值極高的終端技術(shù)產(chǎn)品，在成本和效益核算方面，較之甲、乙醚法具有明顯優(yōu)勢(shì)，使生產(chǎn)成本低出許多。目前美國和格魯吉亞都采用這種工藝技術(shù)路線。

4、苯甲醚作為重要的原料、中間體和溶劑，廣泛地用于藥物合成、染料合成、香料調(diào)配等領(lǐng)域。工業(yè)級(jí)的苯甲醚含量水相對(duì)較低，一般在幾百個(gè)ppm，甚至更低。但是，將苯甲醚用于三氟化硼苯甲醚的化學(xué)交換精餾法來實(shí)現(xiàn)硼同位素分離時(shí)，還需要進(jìn)一步脫水。作為被分離對(duì)象，同位素硼-10和同位素硼-11的原料三氟化硼氣體，極易與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氟酸具有極強(qiáng)的腐蝕性，且劇烈放熱，副產(chǎn)物還容易堵塞管道，降低熱交換效率和輸送效率，因此需要苯甲醚進(jìn)行深度脫水，一般認(rèn)為需要將水含量降低到30ppm以下，甚至到10ppm以下，從而保證生產(chǎn)安全、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低副產(chǎn)物的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)效率。

5、目前，常用的苯甲醚脫水方法有物理吸附方法、化學(xué)反應(yīng)法。物理吸附法中的分子篩干燥法，例如cn?112479797?a公開的一種超干有機(jī)溶劑的制備方法，需要在手套箱內(nèi)和氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行，反應(yīng)條件苛刻，且不適用于工業(yè)化的連續(xù)規(guī)模生產(chǎn)?；瘜W(xué)反應(yīng)法中的水煤氣反應(yīng)法，例如cn?107573224?a公開的一種硼同位素分離絡(luò)合劑苯甲醚精制提純方法，用co在催化條件下與苯甲醚中的水反應(yīng)來除去微量水，該反應(yīng)雖然脫水深度大但需要在高溫高壓條件下進(jìn)行，不僅需要額外的反應(yīng)設(shè)備且反應(yīng)條件較為苛刻，另外，該反應(yīng)體系使用的原料為co且產(chǎn)物之一為h2，不僅易燃易爆且毒性較強(qiáng)，對(duì)操作環(huán)境要求高。

6、綜上所述，需要提供一種簡(jiǎn)單的適用于硼同位素分離的苯甲醚的連續(xù)深度脫水方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種用于硼同位素分離的苯甲醚的連續(xù)深度脫水方法，包括依次進(jìn)行的硅膠初除水、分子篩深除水，基于兩步脫水處理，從而得到用于硼同位素分離的苯甲醚且含水量≤10ppm；本發(fā)明所述連續(xù)深度脫水方法，不僅操作簡(jiǎn)單，安全性高，還可以借助硅膠顆粒與分子篩顆粒的再生，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，便于工業(yè)上的推廣使用。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的目的在于提供一種用于硼同位素分離的苯甲醚的連續(xù)深度脫水方法，所述連續(xù)深度脫水方法包括如下內(nèi)容：

4、將純度≥99.5wt％、含水量為80～120ppm的苯甲醚，先進(jìn)行硅膠初除水，得到的苯甲醚的含水量≤50ppm，再進(jìn)行分子篩深除水，得到用于硼同位素分離的苯甲醚且含水量≤10ppm。

5、本發(fā)明所述連續(xù)深度脫水方法，首先限定進(jìn)行硅膠初除水的苯甲醚滿足純度≥99.5wt％、含水量為80～120ppm的條件，然后進(jìn)行硅膠初除水，使得苯甲醚中的水被硅膠顆粒初步吸附，硅膠初除水得到的苯甲醚的含水量≤50ppm，接著將含有微量水的苯甲醚進(jìn)行分子篩深除水，使得微量水被分子篩進(jìn)一步充分脫水，從而得到用于硼同位素分離的苯甲醚且含水量≤10ppm。本發(fā)明所述連續(xù)深度脫水方法，不僅操作簡(jiǎn)單，安全性高，還可以借助硅膠顆粒與分子篩顆粒的再生，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，便于工業(yè)上的推廣使用。

6、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述純度≥99.5wt％、含水量為80～120ppm的苯甲醚包括：將工業(yè)苯甲醚精餾后得到的苯甲醚。

7、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述工業(yè)苯甲醚的純度為94.5～99.5wt％，例如94.5wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％、或99.5wt％等，含水量為0.8～1.2wt％，例如0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％或1.2wt％等。

8、和/或，所述精餾的溫度為150～155℃，即，將溫度控制在苯甲醚的沸點(diǎn)左右，例如150℃、151℃、152℃、153℃、154℃或155℃等。

9、和/或，所述精餾的壓力為120～140pa/m，例如120pa/m、125pa/m、130pa/m、135pa/m或140pa/m等。

10、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述連續(xù)深度脫水方法還包括：將所述分子篩深除水得到的苯甲醚在固定床中與co氣體在催化劑作用下反應(yīng)，進(jìn)行超深度除水，得到用于硼同位素分離的苯甲醚且含水量為1～3ppm，例如1ppm、1.5ppm、2ppm、2.5ppm或3ppm等。

11、需要說明的是，對(duì)于分子篩深除水得到的苯甲醚是否進(jìn)行超深度除水以進(jìn)一步降低苯甲醚的含水量，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

12、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述超深度除水的反應(yīng)溫度為150～200℃，例如150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃等，反應(yīng)co壓力為1.0～5.0mpa，例如1.0mpa、1.5mpa、2.0mpa、2.5mpa、3.0mpa、3.5mpa、4.0mpa、4.5mpa或5.0mpa等，反應(yīng)時(shí)間為3～5h，例如3h、3.5h、4h、4.5h或5h等。

13、和/或，所述催化劑采用銅基催化劑。

14、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述硅膠初除水采用100～400目的硅膠顆粒，例如100目、150目、200目、250目、300目、350目或400目等。

15、優(yōu)選地，所述硅膠顆粒的再生方法包括：在130～150℃下干燥2～4h，和/或，采用干燥氮?dú)獯祾吒稍铩?/p>

16、本發(fā)明中，硅膠顆粒可以在130～150℃下干燥2～4h實(shí)現(xiàn)再生，干燥溫度為130～150℃，例如130℃、135℃、140℃、145℃或150℃等，干燥時(shí)間為2～4h，例如2h、2.5h、3h、3.5h或4h等。

17、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述硅膠初除水的苯甲醚流速為50～100ml/min，例如50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min或100ml/min等。

18、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述分子篩深除水采用100～400目的分子篩顆粒，例如100目、150目、200目、250目、300目、350目或400目等。

19、和/或，所述分子篩深除水采用型號(hào)為3a、4a、5a或13x中任意一種的分子篩顆粒。

20、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述分子篩顆粒的再生方法包括：在220～300℃下干燥4～6h，和/或，采用干燥氮?dú)獯祾吒稍铩?/p>

21、本發(fā)明中，分子篩顆?？梢栽?20～300℃下干燥4～6h實(shí)現(xiàn)再生，干燥溫度為220～300℃，例如220℃、240℃、260℃、280℃或3000℃等，干燥時(shí)間為4～6h，例如4h、4.5h、5h、5.5h或6h等。

22、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述分子篩深除水的苯甲醚流速為50～100ml/min，例如50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min、90ml/min或100ml/min等。

23、與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

24、(1)本發(fā)明所述連續(xù)深度脫水方法，首先限定進(jìn)行硅膠初除水的苯甲醚滿足純度≥99.5wt％、含水量為80～120ppm的條件，然后進(jìn)行硅膠初除水，使得苯甲醚中的水被硅膠顆粒初步吸附，硅膠初除水得到的苯甲醚的含水量≤50ppm，接著將含有微量水的苯甲醚進(jìn)行分子篩深除水，使得微量水被分子篩進(jìn)一步充分脫水，從而得到用于硼同位素分離的苯甲醚且含水量≤10ppm；

25、(2)本發(fā)明所述連續(xù)深度脫水方法，不僅操作簡(jiǎn)單，安全性高，還可以借助硅膠顆粒與分子篩顆粒的再生，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，便于工業(yè)上的推廣使用。