[发明专利]一种三氟化硼络合物的裂解装置及方法

说明书

本发明涉及硼同位素分离的技术领域，具体涉及一种三氟化硼络合物的裂解装置及方法。其中，所述三氟化硼络合物的裂解装置包括连续式进料系统、升膜预热器、降膜预热器、三氟化硼气体循环管道、分离室、裂解塔、气液分离器、除杂塔和苯甲醚储罐。所述三氟化硼络合物的裂解装置采用连续进料法，在保证三氟化硼‑苯甲醚络合物的裂解率的同时，缩短了苯甲醚在高温阶段的存留时间，降低苯甲醚自身热分解程度，保持苯甲醚纯度，大幅提高苯甲醚的利用率及生产安全性，从而保证生产能够连续稳定进行。

技术领域

本发明涉及硼同位素分离的技术领域，具体涉及一种三氟化硼络合物的裂解装置及方法。

背景技术

自然界硼有两种稳定的同位素硼-10和硼-11，其天然丰度分别为19.8％和80.2％。硼-10的热中子俘获截面远大于硼-11，具有很强的中子吸收功能和防辐射功能，在核发电领域的核辐射屏蔽、国防工业领域的能源供给和中子防护得到大量应用。因此在核工业中硼-10被广泛地应用于制造热中子计数管、反应堆控制棒和热中子屏蔽材料，并在医学上用于治疗神经胶质瘤和黑色素瘤；三氟化硼-11电子特气在工业生产上有很多方面的应用，可用于电子工业和光纤工业，在半导体制造过程中三氟化硼-11是重要的离子注入气，同时作为硼掺杂剂用于硅离子布植方面，生产出的芯片具有高集成、高密度特点，且体积小、性能优越。核级硼-10酸和三氟化硼-11电子特气均被列入工业和信息化部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录》(2021年版)。国内高丰度硼同位素主要依靠进口，限制了我国高新技术的发展，随着现代科技的进步，世界范围内对高丰度硼-10、硼-11的需求量越来越大，因此，改进硼同位素分离技术具有极高的经济价值和社会价值。

现有的生产硼同位素的方法主要有五种：三氟化硼低温蒸馏法、三氟化硼化学交换精馏法、离子交换树脂法、激光分离法、电磁法。三氟化硼化学交换精馏法是目前世界上生产硼同位素的主要方法，其具有较高的单级硼同位素分馏系数(1.03左右)，目前已达到了工业化生产规模。

现有技术中，三氟化硼-苯甲醚络合物(简称三氟化硼络合物)裂解方法为：三氟化硼-苯甲醚络合物泵入裂解塔进料口，在裂解塔内下落过程中受到塔身中下部加热区域的加热，少部分三氟化硼-苯甲醚络合物发生裂解，剩余大部分三氟化硼-苯甲醚络合物与裂解出的苯甲醚一起落入塔底的再沸器，络合物在再沸器内长时间受热发生裂解。裂解工序的主要裂解力量为再沸器，裂解出的苯甲醚不能及时排出再沸器，在高温条件下长时间不均匀受热，导致苯甲醚易分解成苯酚和乙烯，降低苯甲醚的纯度，影响硼同位素分离效果。苯酚在通常温度下为固体，容易造成硼同位素分离系统管道的堵塞，进而导致整个生产系统的瘫痪，给工业生产造成巨大的损失。因此，需要寻找一种适于三氟化硼-苯甲醚络合物裂解的装置及方法，以提高裂解效率、降低成本、提高生产安全性。

发明内容

本发明所解决的技术问题：现有技术中，三氟化硼-苯甲醚络合物的裂解力量为再沸器，导致裂解出的苯甲醚不能及时排出再沸器，在高温条件下长时间不均匀受热，导致苯甲醚易分解成苯酚和乙烯，降低苯甲醚的纯度，影响硼同位素分离效果。且容易造成硼同位素分离系统管道的堵塞，进而导致整个生产系统的瘫痪，给工业生产造成巨大的损失。

针对上述技术问题，本发明提供了一种基于三氟化硼-苯甲醚络合物的裂解装置及方法。本发明采用连续进料法，在保证三氟化硼-苯甲醚络合物的裂解率的同时，缩短苯甲醚在高温阶段的存留时间，降低苯甲醚自身热分解程度，保持苯甲醚纯度，大幅提高苯甲醚的利用率及生产安全性，从而保证生产能够连续稳定进行。

具体来说，本发明提供了如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种三氟化硼络合物的裂解装置，包括连续式进料系统17、升膜预热器11、降膜预热器12、分离室13、裂解塔1、气液分离器6、除杂塔9和苯甲醚储罐10；

所述连续式进料系统17与升膜预热器11相连接，升膜预热器11与降膜预热器12相连接，降膜预热器12依次与分离室13和裂解塔1相连接，裂解塔1依次与除杂塔9和苯甲醚储罐10相连接，裂解塔1与气液分离器6相连接。