一种13CO气体中18O的分离方法以及精馏塔系统与流程

本申请涉及同位素，特别涉及一种13co气体中18o的分离方法以及精馏塔系统。

背景技术：

1、13co气体作为一种重要的起始原料，可用于合成多种13c(碳-13)，广泛应用于临床诊断、新药开发、食品安全、新陈代谢、生态环境等多种研究领域。目前，13co最大的商业应用是合成13c-尿素呼气试验药盒的原料药13c-尿素。

2、相关技术中，尽管13co气体中13c丰度很高，但13c18o作为重组分容易富集，因而会使得部分13co气体中18o的丰度也会很高。然而，含高丰度的18o的13co气体在应用于合成13c-尿素后，容易对人体健康造成影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种能够降低18o的丰度的13co气体中18o的分离方法以及精馏塔系统。

2、为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

3、本申请实施例第一方面提供了一种13co气体中18o的分离方法，所述分离方法包括：

4、对所述13co气体进行低温精馏处理，以去除所述13co气体中的部分含18o的物质，并获得13c同位素产品；其中，所述13co气体和所述13c同位素产品中的13c的丰度大于或等于90％，且所述13co气体中18o的丰度大于或等于15％，所述13c同位素产品中18o的丰度小于15％。

5、一种实施方式中，所述13co气体和所述13c同位素产品中的13c的丰度大于或等于99％。

6、一种实施方式中，所述13co气体和所述13c同位素产品的组分包括13c16o、13c17o和13c18o，所述去除所述13co气体中的部分含18o的物质，具体包括：

7、去除所述13co气体中的部分所述13c18o。

8、一种实施方式中，所述对所述13co气体进行低温精馏处理，具体包括：

9、控制所述13co气体经过精馏塔系统，使所述13c16o、所述13c17o和所述13c18o进行传质传热交换，并从所述精馏塔系统的第一排气口排出第一部分气体，从所述精馏塔系统的第二排气口排出第二部分气体；其中，所述第一部分气体包括所述13c18o，所述第二部分气体为所述13c同位素产品。

10、一种实施方式中，所述精馏塔系统包括多个串联的精馏塔，所述控制所述13co气体经过精馏塔系统，具体包括：

11、控制所述13co气体从位于开端的所述精馏塔流入，并顺次流经各所述精馏塔；其中，各所述精馏塔分别具有所述第一排气口，至少位于末端的所述精馏塔具有所述第二排气口。

12、一种实施方式中，所述精馏塔系统包括多个并联的精馏塔，所述控制所述13co气体经过精馏塔系统，具体包括：

13、控制所述13co气体分别从各所述精馏塔的进口流入；其中，各所述精馏塔分别具有所述第一排气口和所述第二排气口。

14、一种实施方式中，所述从所述精馏塔系统的第二排气口排出第二部分气体，具体包括：

15、对所述第二排气口排出气体的18o的丰度进行检测，当所述18o的丰度小于15％，所述气体为所述第二部分气体，控制所述第二部分气体通过所述第二排气口排出所述精馏塔系统；当所述18o的丰度大于或等于15％，控制所述气体进行传质传热交换，直至所述第二排气口排出气体的18o的丰度小于15％。

16、本申请实施例第二方面提供了一种精馏塔系统，适用上述任一项所述的13co气体中18o的分离方法，所述精馏塔系统包括：

17、低温精馏处理单元，用于对所述13co气体进行低温精馏处理，以去除所述13co气体中的部分含18o的物质，并获得所述13c同位素产品。

18、一种实施方式中，所述低温精馏处理单元包括多个精馏塔，所述精馏塔包括进口、第一排气口和第二排气口，所述第一排气口用于排出部分所述含18o的物质；

19、各所述精馏塔并联，各所述进口用于供所述13co气体流入，所述第二排气口用于排出所述13c同位素产品；或，

20、各所述精馏塔串联，位于开端的所述精馏塔的所述进口用于供所述13co气体流入，在相邻两所述精馏塔中，上游的所述精馏塔的所述第二排气口可选择性地与下游的所述精馏塔的所述进口以及外界连通。

21、一种实施方式中，所述精馏塔包括外壳，所述第一排气口位于所述外壳的底端，所述第二排气口位于所述外壳的顶端，所述进口位于所述第一排气口和所述第二排气口之间。

22、本申请实施例提供了一种13co气体中18o的分离方法以及精馏塔系统，对13co气体进行低温精馏处理，以去除13co气体中的部分含18o的物质，并获得13c同位素产品。其中，13co气体和13c同位素产品中的13c的丰度大于或等于90％，且13co气体中18o的丰度大于或等于15％，13c同位素产品中18o的丰度小于15％。由此，一方面，可以确保13c同位素产品中具有高丰度的13c，以满足13c的丰度要求，另一方面，可以降低18o的丰度，以防止在应用于合成13c-尿素后，因18o的丰度过高容易对人体健康造成影响。

技术特征：

1.一种13co气体中18o的分离方法，其特征在于，所述分离方法包括：

2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述13co气体和所述13c同位素产品中的13c的丰度大于或等于99％。

3.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述13co气体和所述13c同位素产品的组分包括13c16o、13c17o和13c18o，所述去除所述13co气体中的部分含18o的物质，具体包括：

4.根据权利要求3所述的分离方法，其特征在于，所述对所述13co气体进行低温精馏处理，具体包括：

5.根据权利要求4所述的分离方法，其特征在于，所述精馏塔系统包括多个串联的精馏塔，所述控制所述13co气体经过精馏塔系统，具体包括：

6.根据权利要求4所述的分离方法，其特征在于，所述精馏塔系统包括多个并联的精馏塔，所述控制所述13co气体经过精馏塔系统，具体包括：

7.根据权利要求4-6任意一项所述的分离方法，其特征在于，所述从所述精馏塔系统的第二排气口排出第二部分气体，具体包括：

8.一种精馏塔系统，适用权利要求1-3任一项所述的13co气体中18o的分离方法，其特征在于，所述精馏塔系统包括：

9.根据权利要求8所述的精馏塔系统，其特征在于，所述低温精馏处理单元包括多个精馏塔，所述精馏塔包括进口、第一排气口和第二排气口，所述第一排气口用于排出部分所述含18o的物质；

10.根据权利要求9所述的精馏塔系统，其特征在于，所述精馏塔包括外壳，所述第一排气口位于所述外壳的底端，所述第二排气口位于所述外壳的顶端，所述进口位于所述第一排气口和所述第二排气口之间。

技术总结
本申请实施例提供了一种<supgt;13</supgt;CO气体中<supgt;18</supgt;O的分离方法和精馏塔系统。分离方法包括对所述<supgt;13</supgt;CO气体进行低温精馏处理，以去除所述<supgt;13</supgt;CO气体中的部分含<supgt;18</supgt;O的物质，并获得<supgt;13</supgt;C同位素产品；其中，所述<supgt;13</supgt;CO气体和所述<supgt;13</supgt;C同位素产品中的<supgt;13</supgt;C的丰度大于或等于90％，且所述<supgt;13</supgt;CO气体中<supgt;18</supgt;O的丰度大于或等于15％，所述<supgt;13</supgt;C同位素产品中<supgt;18</supgt;O的丰度小于15％。本申请实施例的<supgt;13</supgt;CO气体中<supgt;18</supgt;O的分离方法能够降低<supgt;18</supgt;O的丰度。

技术研发人员：曾静,胡石林,齐鑫,叶一鸣
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11