патенты / 22450

845499-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB845499A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ НЕТ ЧЕРТЕЖЕЙ 845,499 Дата подачи заявки и подачи Полная спецификация Январь. 23, 1959. 845,499 . 23, 1959. № 2512/59. . 2512/59. Заявление подано в Соединенных Штатах Америки 1 января. 24, 1958. . 24, 1958. Полная спецификация опубликована в августе. 24, 1960. . 24, 1960. Индекс при приемке: -Класс 2(3), ; и 2(5), R27K(3M6:5E). : - 2(3), ; 2(5), R27K(3M6: 5E). Международная классификация: -C07f. C08g. : -C07f. C08g. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ COM0LtETE Усовершенствования в отношении аминоалкил- и аминоаралкилциклоплутадеценилсодержащих соединений железа. Мы, , 30, 42nd , , , , корпорация, организованная в соответствии с законодательством штата Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки (правопреемник Роя Лавеля Прюэтта), настоящим заявляем, что изобретение, на которое мы молимся, чтобы нам был выдан патент, а также метод, с помощью которого оно должно быть реализовано, должны быть подробно описаны. в следующем заявлении: - - ' / , , 30, 42nd , , , , , , ( ), , , , : - Настоящее изобретение относится к новому классу металлоорганических соединений, которые являются производными бис(циклопентадиенил) железа. - () . Производные бис(циклопентадиенил) железа, такие как бис(ацетилциклопентадиенил)железо, бис(бензоилциклопенадиенил)железо, диоксимы бис(ацилциклопентадиенил) железа и диметиловый эфир бис(о-карбоксибензоилциклопентадиенил) железа известны в течение некоторого времени ( см., например, ., . () () , () , () , (-) (, , , . Являюсь. хим. ., 74, 3458, 1952 и ., . Бер. 89, 155, 1956). . . ., 74, 3458, 1952 ., . . 89, 155, 1956). Сейчас мы открыли другой класс соединений, которые являются новыми и полезными производными бис(циклопентадиенил) железа. Новые соединения имеют общую формулу: (CH4-CHNH2)2Fe , где представляет собой алкильную группу или арильную группу. () . :(CH4-CHNH2)2Fe . может представлять собой любую алкильную группу с прямой или разветвленной цепью, такую как метил, этил, пропил и изобутил, или арильную группу, такую как фенил, толил или нафтил. Конкретными примерами новых соединений являются бис(1-аминоэтилциклопентадиенил)железо, полученное из бис(ацетилциклопентадиенил)железа, и бис(1-аминобензилциклопентадиенил)железо, полученное из бис(бензоилциклопентадиенил)железа. , , , - , . (1-) (), , (1aminobenzylcyclopentadienyl) () . Соединения данного изобретения получают каталитическим гидрированием диоксима бис(ацилциклопентадиенил) железа. Процесс может быть представлен уравнением: где имеет значение, определенное выше. () . : . Бис(ацилциклопентадиенил)железо может быть получено способом Вудворда и Реймшнейдера, упомянутым выше. Диоксим можно легко получить нагреванием бис(ацилциклопентадиенил) железа с гидроксиламином в спиртовом растворителе, при этом кристаллический диоксим выделяют фильтрованием. Стадию водорода можно провести путем растворения диоксима в ледяной уксусной кислоте, добавления катализатора гидрирования, такого как никель Ренея или оксид платины, и встряхивания смеси под давлением водорода. Давление водорода 10 атм. или меньше обычно достаточно. Четыре моля водорода равны [, необходимые для каждого моля диоксима. () . () , . , , . 10 . . [, . После стадии гидрирования твердый катализатор удаляют фильтрованием. Фильтрат затем концентрируют выпариванием, растворяют в воде и нейтрализуют бикарбонатом натрия. Свободный диамин и органические остатки затем можно экстрагировать из нейтрального водного раствора бензолом, хлороформом или другим растворителем. , . , . , . Очистку продукта можно осуществлять путем концентрирования экстрактов выпариванием, растворением концентрата в эфире и фильтрованием. Достаточно чистое бис(1-аминоалкил- или арилциклопентадиенил)железо можно получить выпариванием эфира из фильтрата. , . (1-- -) . Однако предпочтительно обрабатывать эфирный раствор (,H4-=) +4H1--> (C5H,-CHNiH2),2Fe + 2H20 газообразным галогеноводородом, тем самым селективно осаждая кристаллический гидрогалогенид диамина из последние следы органических примесей. Гидрогалогенид амина затем может быть перекристаллизован из эфира этанола. Продукт можно хранить либо в виде кристаллического гидрогалогенида, либо в виде жидкого амина. , (,H4-=) +4H1--> (C5H,-CHNiH2),2Fe + 2H20 , . . . Например, раствор 9,1 грамма (0,03 моля) диоксима бис(ацетилциклопентадиенил) железа в 200 мл. Ледяную уксусную кислоту вместе с 0,8 г оксида платины (катализатор Адамса) помещали в автоклав гидрогенизатора низкого давления Парра. , 9.1 (0.03 ) () 200 . , 0.8 ( ) - . Смесь встряхивали при 2-3 атм. водорода при комнатной температуре в течение 4 часов. Падение давления составило 9,7 фунтов на квадратный дюйм, что было теоретическим значением для восстановления двух оксимных групп до двух аминогрупп. Давление сбрасывали и катализатор удаляли фильтрованием. Темно-красный раствор концентрировали выпариванием и темно-красный жидкий остаток растворяли в воде. После нейтрализации этого раствора бикарбонатом натрия раствор пять раз экстрагировали хлороформом. Объединенные экстракты упаривали досуха на паровой бане с получением темной вязкой жидкости. Эту жидкость обрабатывали диэтиловым эфиром и полученный эфирный раствор фильтровали. Затем барботировали газообразный хлористый водород, получая обильный красный осадок. Твердое вещество отфильтровывали из раствора и перекристаллизовывали из эфира этанола. Оранжево-красный порошок разлагается при 80°С, не плавясь. Элементный анализ показал, что твердое вещество представляет собой гидрохлорид бис(1-аминоэтилциклопентадиенил) железа. 2-3 . 4 . 9.7 ., . , . , . , . . . . . - 80 . . (1-) . Анализ (мас. %) Теория для .aH2N2CI.2 (мас. %) %) 17,7 16,2 48,7 48,6 7,7 6,4 7,6 8,1 18,3 20,6 Соединения бис(1-аминоалкил- или арилциклопентадиенил) железа по настоящему изобретению представляют собой темно-красные жидкости, которые растворимы в обычных органических растворителях, таких как бензол, хлороформ и диэтиловый эфир и которые вступают в химические реакции с типичными органическими аминами, такие как образование солей с кислотами, особенно соляной, бромистоводородной и иодистоводородной кислотами, и образование амидов с ацилгалогенидами. (. %) .aH2N2CI.2 (. %) 17.7 16.2 48.7 48.6 7.7 6.4 7.6 8.1 18.3 20.6 (1-- -) , , , , . Гидрогалогениды аминов представляют собой красные или оранжевые кристаллические твердые вещества, которые при нагревании разлагаются, не плавясь. , , . Соединения данного изобретения можно использовать в качестве отвердителей эпоксидных смол, особенно там, где желателен отвердитель с низкой летучестью. Эпоксидное соединение и аминный отвердитель смешивают в таких пропорциях, чтобы на каждую эпоксидную группу приходилось примерно одна аминогруппа, и затем нагревают до завершения процесса отверждения. , . . Например, примерно равные части по весу 65 эпоксидного масла, масла, состоящего по существу из диглицидилового эфира 4,4'-дигидроксидифенилдиметилметилметана (см. патент № 666732) и содержащего две эпоксидные группы на мономерное звено, и бис(1-аниноэтилового звена). ! циклопентадиенил) 70 железа смешивают и нагревают примерно до 100 С. , 65 , 4,4'- ( . 666,732) , (1-! ) 70 100 . около 1 часа. Продукт представляет собой очень твердую эпоксидную смолу. 1 . .
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-13 06:41:03
: GB845499A-">
: :

845500-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB845500A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Новый ацетофенон и его производные и способ их производства Мы, . - & ., , швейцарская компания, расположенная по адресу: 124-184 , Базель, Швейцария, настоящим заявляем об изобретении, в отношении которого мы Молитесь, чтобы нам был выдан патент, а метод, с помощью которого он должен быть реализован, был подробно описан в следующем заявлении: - Это изобретение касается новых производных ацетофенона и способа их получения. , . - & ., , , 124-184 , , , , , , :- . Новые производные ацетофенона, предусмотренные настоящим изобретением, представляют собой соединения общей формулы: < ="img00010001." ="0001" ="022" ="00010001" -="" ="0001" ="039"/>, где R1, R2 и R3 представляют собой. алкильные или алкоксигруппы (термин «алкокси» в отношении любых двух соседних групп также подразумевает включение алкилендиоксигруппы) и представляет собой алкильную группу, и где пунктирные линии означают, что присоединенные к ней группы являются необязательными. : < ="img00010001." ="0001" ="022" ="00010001" -="" ="0001" ="039"/> R1, R2 R3 . ( ) . Эти вещества являются полезными промежуточными продуктами для синтеза терапевтически активных соединений ряда мохинолина. . В соответствии со способом, предусмотренным изобретением, вышеупомянутые новые вещества получают путем ацилирования сохинолинового соединения общей формулы: < ="img00010002." ="0002" ="022" ="00010002" -="" ="0001" ="026"/> (в которой , R2, R3, и пунктирные линии имеют такое же значение, как указано до сих пор) с получением производное 1-метиленизохинолина общей формулы: < ="img00010003." ="0003" ="021" ="00010003" -="" ="0001" ="029"/> (где R1, R2, R3, R4 и пунктирные линии имеют значение, указанное до сих пор) и обработку этого соединения разбавленной минеральной кислотой для раскрытия азотсодержащего кольца. , : < ="img00010002." ="0002" ="022" ="00010002" -="" ="0001" ="026"/> ( , R2, R3, ) 1-- : < ="img00010003." ="0003" ="021" ="00010003" -="" ="0001" ="029"/> ( , R2, R3, R4 ) - . Исходные материалы второй написанной общей формулы могут быть получены, как описано в , , (, ) 1952, . , , (, ) 1952, . , 347–353. , 347-353. Ацетилирование соединения 1-метил-3,4-дигидроизохинолина наиболее эффективно осуществляется ангидридом кислоты, например. г. с ангидридом алифатической кислоты, таким как уксусный ангидрид, пропионовый ангидрид или масляный ангидрид, или с ангидридом ароматической кислоты, таким как бензойный ангидрид, или с замещенным бензойным ангидридом, или с циклическими ангидридами поликислот, такими как фталевый ангидрид или замещенный фталевый ангидрид. Предпочтительно ацилирование осуществляют в присутствии теплого инертного безводного растворителя, такого как пиридин. -methy1-3, 4-- , . . , , , . . Происходит сдвиг двойной связи, а также ацилирование, в результате чего образуется 1-метилен-2-ацил-1, 2,3,4-тетрагидроизохинолин, имеющий аналогичные заместители, если таковые имеются, в положениях 3,6,7 и 8. . 1--2--1, 2,3,4tetrahydro- , , 3,6,7, 8- . При обработке последних разбавленной минеральной кислотой с целью раскрытия гетероциклического кольца получают соответствующие 2--ациламидоалкил)ацетофеноны. , 2---) . Выделение 1-метилен-2-ацил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолинов перед кислотной обработкой не является обязательным; содержащая их смесь может подвергаться прямой реакции с кислотой. 1-- -2--1, 2,3,4-- ; . Следующие примеры иллюстрируют изобретение: ПРИМЕР 1. : 1. 54 г 1-метил-6,7-диметилокси-3,4-дигидроизохинолина растворяли в 270 мл смеси пиридина и уксусного ангидрида (1:1) и оставляли на 3 часа на водяной бане. 54 1--6, 7-dimetl1oxy-3, 4-- 270 (1: 1) 3 . Затем смесь упаривали досуха в водяном вакууме. Остаток кипятили с этилацетатом и 51 г 1-метилен-2-ацетил-6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина, т.пл. п. =107 -108 С. . 51 1--2- -6,7--1,2,3,4-, . . =107 -108 , . 26 г 1-метилен-2-ацетил-6,7-диметокси1,2,3,4-тетрагидроизохинолина растворяли в 50 мл 3-н. соляной кислоты при осторожном нагревании. Полученный желтый раствор охлаждали ледяной водой, затем подщелачивали карбонатом калия. После фильтрации и сушки получали 26 г 2--ацетамидоэтил)-4,5-диметоксиацетофенона. Продукт растворяли и очищали от этилацетата; м. п. 124 . Спектр ультрафиолетового поглощения в этаноле показал максимумы при 231 мк, 274 мк и 304 мкр (с = 24, 100, 8,750 и 5500). 26 1--2--6, 7-dimethoxy1,2,3,4-- 50 3- - . , . , 26 2---)-4, 5-- . ; . . 124 . 231 , 274 304 =24, 100,8,750 5,500). ПРИМЕР 2. 2. 20 г. 1-метил-6,7-диметокси-3,4-дигидроизохинолина растворяли в 40 мл пиридина. После добавления 20 мл пропионового ангидрида смесь оставляли на 2 часа на водяной бане. Затем смесь концентрировали в вакууме, растворяли в бензоле и снова концентрировали в вакууме. Последние две операции повторяли, а затем остаток кристаллизовали из этилацетата и петролейного эфира. После перекристаллизации из тех же растворителей получили 17 г 1-метилен-2-пропионил-6,7-диметокси1,2,3,4-тетрагидроизохинолина м.б. п. 99 - 100 С. 20 . 1--6, 7--3, 4-- 40 . 20 , 2 . , }. , . 17 1--2--6, 7-dimethoxy1,2,3,4-- . . 99 - 100 . Для превращения последнего названного соединения в 2--пропиониламиноэтил)-4,5-диметоксиацетофенон метиленовое соединение растворяли в 10-кратном количестве 1- соляной кислоты и раствор нейтрализовали карбонатом калия. Выход был количественным. После перекристаллизации из этилацетата производное ацетофенона плавилось при 125°С. Спектр ультрафиолетового поглощения в этаноле имел максимумы при 230 м, 274 м/т и 303 мк (е = 22, 400, 8320 и 5100). 2---)-4, 5--, 10 1- . . , 125 . 230 , 274 / 303 ( = 22, 400,8320 5100). ПРИМЕР 3. 3. 10 г 1-метил-6,7-диметокси-3,4-дигидроизохинолина и 14 г бензойного ангидрида растворяли в 50 мл пиридина и нагревали на водяной бане в течение 1 часа. Смесь концентрировали и концентрат растворяли в 10-кратном количестве 1-н. соляной кислоты, слегка нагревая, а затем нейтрализовали карбонатом калия. 10 1--6, 7--3, 4-- 14 50 1 . 10 1- , , . Было получено 8 г 2--бензамидоэтил)-4,5-диметоксиацетофенона, который перекристаллизовывали из смеси этанол/вода и затем плавили при 143 С. Спектр ультрафиолетового поглощения в этаноле имел максимумы при 230 м, , 272 маль и 303 ма (е=28, 900, 8800 и 5100). 8 2--- )-4,5-- / 143 . 230 , , 272 303 (=28, 900, 8800 5100). ПРИМЕР 4. 4. 11 г 1,3-диметил-6,7-диметокси-3,4-дигидроизохинолина растворяли в 100 мл смеси пиридина и уксусного ангидрида (1:1) и оставляли на 1 час на водяной бане. 11 1, 3--6,7--3,4dihydro- 100 (1: 1) 1 . Смесь концентрировали, растворяли в бензоле и снова концентрировали в мешочке. Последние две операции повторяли и раствор упаривали досуха. . , . Остаток кристаллизовали и получали после перекристаллизации из этилацетата/петролейного эфира 8,5 г 1-метилен-2-ацетил-3-метил-6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина . п. 121 С. '1he , / , 8.5 1--2--3- -6,7- -1,2,3,4- . . 121 . Для получения производного ацетофенона 7,5 г последнего названного метиленового соединения растворяли в 50 мл 3- соляной кислоты при небольшом нагревании. Затем раствор нейтрализовали карбонатом калия. 7.5 50 3- . , - . После фильтрования и перекристаллизации из смеси этанол/вода 2-(,13-ацетамидопропил)-4,5-диметоксиацетоплиенон . п. 164 С получали с количественным выходом. Спектр ультрафиолетового поглощения в этаноле имел максимумы при 280 мл и 304 м/т (е-=6350 и 5250). /, 2-(, 13--)- 4,5-- . . 164 . 280 304m,' (-=6350 5250). ПРИМЕР 5. 5. 35 г 1,3,6,7-тетраметил-3,4-дигидроизохинолина [полученного реакцией 1-(31-41-ксилил)-2-аминопропана с уксусным ангидридом и циклизацией -ацетильного соединения м . п. 77 . образуется таким образом в реакции Бишлера-Напиеральского с образованием 1,3,6,7-тетраметил-3,4-дигидроизохинолина [м. п. гидрохлорида =244]] растворяли в 100 мл пиридина. Добавляли 50 мл уксусного ангидрида и смесь оставляли на водяной бане на 2 часа. Реакционную смесь концентрировали и остаток растворяли в 3-н. соляной кислоте. Полученный раствор нейтрализовали карбонатом калия. 2-(-ацетамидопропил)-4,5-диметилацетофенон кристаллизовался сразу. 35 1, 3,6,7--3,4- [ 1- (31-41- )-2-- - . . 77 . 1,3,6,7tetramethyl-3,4-- [. . =244 ]] 100 . 50 2 . 3- . . 2- (--) 4, 5-- . После перекристаллизации из этилацетата/петролейного эфира получили 32 г продукта, который плавился при 145°С. Спектр ультрафиолетового поглощения в этаноле имел максимумы при 257 мЭ и 291 мл (е=10000 и 1730). / , 32 145 . 257 291mlt (=10, 000 1730). ПРИМЕР 6. 6. Следующие дополнительные соединения были получены по методике, описанной в примере 1: 1-метилен-2-ацетил-6-метокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин, м.б. п. = 98 и 2-(-ацетамидоэтил)-4-метоксиацетофенон, м.б. п. =87 С. 1: 1--2--6-- 1, 2, 3,4--, . . = 98 , 2-(--)-4-- , . . =87 . 1
-метилен-2-ацетил-6,7-метилендиокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин, м.б. п. --2--6, 7--1,2,3,4- , . . = 128 , и 26а-ацетамидо-этил)-4,5-метилендиоксиацетофенон, м.б. п. = 128 , 26a--)-4, 5methylenedioxy-, . . = 122 С. = 122 . 1-метилен-2-ацетил-6,7,8-триметокси-1,2,3,4-тетрагидро-йохинолин, м.б. п. = 85q и 266-ацетамидо-этил)-4,5,6-триметоксиацетофенон, м.б. п. =58 С. 1--2--6, 7,8--1,2,3,4--, . . = 85q , 266--)-4, 5,6trimethoxy-, . . =58 .
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-13 06:41:05
: GB845500A-">
: :

845501-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB845501A
[]
ПОЛНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ. Лицо, ответственное за меня, ДЖЕРОМ САУЛ СПЕВАК, проживающий по адресу: 17, Читтенден Авеню, город Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, в Соединенных Штатах Америки, гражданин Несостоящих в браке Штатов Америки, настоящим заявляю: Сущность этого изобретения и то, каким образом оно должно быть осуществлено, должны быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Настоящее изобретение относится к процессу концентрирования изотопов, и, более конкретно, оно относится к новому и улучшенному способу получения изотопов. увеличение концентрации одного из двух изотопов элемента в веществе, в котором присутствуют указанные два изотопа. - , , 17, , , , , , , : , . Сейчас точно установлено, что некоторые химические элементы существуют в двух или более атомных формах, называемых изотопами. . Эти дентальные изотопы имеют одинаковый атомный номер, но разные атомные массы. . Определенные желаемые изотопы встречаются в небольших концентрациях в некоторых веществах, содержащих эти элементы. Возникло срочное желание разработать эффективный и экономичный способ, с помощью которого желаемый изотоп можно было бы концентрировать в веществе, которое его содержит или способно содержать. Например, вода содержит два изотопа водорода, а именно: водород, имеющий приблизительную атомную массу, равную одному, и водород (называемый дейтерием), имеющий приблизительную атомную массу, равную двум. Последний обычно присутствует в воде и других веществах лишь в очень низкой концентрации, и очень желательно увеличить концентрацию дейтерия, обычно присутствующего в воде, или других веществах, содержащих или способных содержать изотопы водорода. . . , , , ( ) . . Изобретение заключается в способе получения вещества, содержащего концентрированный в нем изотоп элемента, включающем обмен на двух отдельных стадиях контакта при разных температурах указанного изотопа с другим изотопом того же элемента между двумя веществами, физически отделяемыми друг от друга, и каждый из которых содержит по меньшей мере один из указанных изополей, причем по меньшей мере одно из указанных веществ является жидкостью, и одно вещество содержит желаемый изотоп, в то время как другое вещество способно содержать желаемый изотоп. , , . Одной из основных целей изобретения является создание способа увеличения концентрации желаемого изотопа элемента в веществе путем обмена указанного желаемого изотопа на другой изотоп того же элемента между двумя веществами, каждое из которых содержит или способно каждого из указанных изотопов, при этом указанный обмен должен осуществляться при двух разных температурах в условиях существенного равновесия обмена. , . Другие цели изобретения будут описаны ниже. . Вышеуказанные и другие цели изобретения могут быть достигнуты, как правило, путем обмена на двух отдельных стадиях контакта при разных температурах двумя изотопами элемента между двумя веществами, которые физически отделимы друг от друга и каждое из которых способно содержать любого из указанных изотопов и изъятия из точки между указанными температурными ступенями одного из указанных веществ, содержащих повышенную концентрацию желаемого изотопа. , , , , , . Данное изобретение в некоторых своих аспектах основано на том факте, что равновесие обмена указанных изотопов между двумя веществами будет разным при разных температурах, т.е. при разных температурах будет различная константа равновесия обмена изотопов между указанными двумя веществами. . Например, если воду, содержащую и ( — символ дейтерия, изотопа водорода), привести в контакт с сероводородом, содержащим H2S и , при данной температуре, то возникнет определенное равновесное соотношение в обмене атомами и . между двумя веществами, H2O и ,. Взаимосвязь между дейтерийсодержащими молекулами воды и дейтерийсодержащими молекулами сероводорода может быть выражена реакцией: < ="img00020001." ="0001" ="003" ="00020001" -="" ="0002" ="042"/>, а равновесие обмена может быть выражено: - () (H2S) (H20) () Величина Константа равновесия различна при разных температурах. , .., . , ( , ) H2S , H2O ,. - : < ="img00020001." ="0001" ="003" ="00020001" -="" ="0002" ="042"/> : - () (H2S) (H20) () . В описанной выше системе, использующей жидкую воду и сероводород, константа изменяется в зависимости от температуры существенно следующим образом: Температура («.) 0 2,55 25 2,35 50 2,17 100 1,95 150 1,80 200 1,54 Из этих данных можно определить что для смеси , и ,, содержащей данное количество дейтерия, концентрация дейтерия в воде больше при низкой температуре, чем при высокой температуре, и наоборот, концентрация дейтерия в , равна при высокой температуре больше, чем при низкой. Эта тенденция используется для смещения равновесия с температурой для постепенного увеличения содержания дейтерия в воде; или, в соответствии с более широкими аспектами изобретения, постепенно увеличивать концентрацию любого желаемого изотопа в любом веществе, содержащем или способном содержать желаемый, а также один дополнительный изотоп того же элемента, поскольку в целом аналогичные соображения применимы к другим пары веществ, между которыми происходят реакции изотопного обмена, о чем более полно будет сказано ниже. , : (".) 0 2.55 25 2.35 50 2.17 100 1.95 150 1.80 200 1.54 , , , , , . ; , , , , . Объем изобретения будет более понятен при рассмотрении следующего подробного описания в сочетании с сопровождающими иллюстрациями, на которых: Фиг. 1 представляет собой схематический вид сбоку в вертикальной проекции с вырезанными частями, показывающий один вариант осуществления устройства. подходит для использования при осуществлении способа изобретения, в соответствии с которым используется противоточный поток реагентов. , : . 1 , , , , - . Фиг.2 представляет собой аналогичный схематический вид сбоку в вертикальной проекции модифицированной формы устройства, которое может использоваться в соответствии с изобретением, при этом также используется противоток. . 2 , , - . Фиг.3 представляет собой схематический вид сбоку другого варианта осуществления устройства, в котором не используется противоточный поток веществ. . 3 , - . Фиг.4 представляет собой схематический вид сбоку предпочтительного варианта осуществления устройства для использования в соответствии с данным изобретением. . 4 , . В общем, обычные элементы, такие как клапаны, насосы или ловушки, не показаны, поскольку их использование и расположение будут очевидны для специалистов в данной области техники. Подробно обращаясь к устройству, показанному на фиг. 1, ссылочная позиция 11 обычно обозначает многопластинчатую противоточную технологическую башню того типа, который обычно используется при обработке двух веществ, находящихся в различных разделяющихся фазах, путем пропускания веществ противотоком друг к другу через башня. В качестве примеров таких веществ можно здесь упомянуть воду и сероводород, дополнительные примеры будут приведены ниже. Башня может быть сконструирована из множества разнесенных перфорированных пластин 13, между которыми расположена набивка 15, как показано, или она может быть сконструирована как обычная башня с барботажными пластинами или тому подобное, или любым другим способом, подходящим для обеспечения тесного контакта между вещества, используемые в процессе. Ссылочная позиция 17 обозначает вторую многопластинчатую противоточную технологическую колонну, которая также может быть сконструирована любым желаемым образом для контактирования двух разделяемых веществ в противоточном режиме. , , , . . 1, 11 - - . , . 13 15 , - , . 17 - - - . Башня 17 может быть аналогична по конструкции башне 15 или иметь другую конструкцию. 17 15, . Башня 17 работает при температуре, отличной от температуры башни 11. Как показано, башня 17 предпочтительно работает при более высокой температуре, чем башня 11. Бойлер или другое необходимое нагревательное устройство 19 расположено внизу башни 17 для поддержания температуры в башне 17 на желаемом уровне. Теплообменники 21 и 23 расположены между колоннами 11 и 17, чтобы обеспечить теплообмен между веществами, проходящими между холодной и горячей башнями. Трубопроводы 25 и 27 предназначены для прохождения или подачи веществ, подлежащих контактированию (под подходящим давлением) в систему -. 17 11. , 17 11. 19 17 17 . 21 23 11 17 . 25 27 ( ) - . Более тяжелое из двух веществ (например, вода в жидкой фазе) проходит вниз через колонну 11; затем из башни 11 через трубопровод 29 в теплообменник 21, из теплообменника 21 через трубопровод 31 в башню 17, из башни 17 через трубопровод 33 в теплообменник 21 и из последнего через выходной трубопровод 35. Более легкое из двух веществ (например, сероводород) проходит из верхней части башни 11 по трубопроводу 37 в теплообменник 23, затем из теплообменника 23 по трубопроводу 39 в нижнюю часть башни 17, вверх через башню 17. , через трубопровод 41 в теплообменник 23, из теплообменника 23 через трубопровод 43 в нижнюю часть башни 11, вверх через башню 11 и затем наружу через трубопровод 37, посредством которого он может быть рециркулирован между контактными башнями. В трубопроводе 39 может быть предусмотрен подходящий насос 38 для обеспечения циркуляции газа или вещества более легкой фазы. ( , ) 11; 11 29 21, 21 31 17, 17 33 21, 35. ( , ) 11 37 23, 23 39 17, 17, 41 23, 23 43 11, 11 37 . 38 39 , . Конденсирующиеся пары более тяжелого вещества (например, воды), которые могут присутствовать в нагретом более легком веществе (например, сероводороде), проходящем через теплообменник 23, могут конденсироваться в жидкую фазу и отделяться в теплообменнике 23, а затем проходить через трубопровод 45 в трубопровод 31 для рециркуляции вниз через башню 17. ( ) ( ) 23 23, 45 31 17. Конденсат, проходящий через трубопровод 45, может содержать достаточно высокую концентрацию конкретного искомого изотопа, и в этом случае он может быть удален как желаемый продукт через трубопровод 49, как показано. С другой стороны, вещество, содержащее наибольшую концентрацию искомого изотопа, может находиться в одном из других каналов системы между двумя температурными ступенями. В последнем случае вещество, имеющее высокую концентрацию желаемого изотопа, может быть извлечено из желаемой точки между двумя температурными ступенями. 45 , 49, . , . , . Поскольку увеличение концентрации искомого изотопа всегда происходит в результате разницы между константами равновесия обмена при двух разных температурах, используемых в двух башнях, высокая концентрация искомого изотопа всегда будет в двух веществах, проходящих между собой. две башни. , . Фактическая концентрация любого из потоков в системе между двумя температурными ступенями представляет собой общую результирующую таких факторов, как концентрации более тяжелого вещества в паровой фазе (влажность), концентрация более легкого вещества в жидкой фазе (растворимость). ), а в частности, дизайн и расположение различных агрегатов и аксессуаров, необходимых для обработки и транспортировки потоков, входящих и выходящих из двух башен. (), (), . Устройство, представленное на рис. 1, включает в себя один блок аппарата для концентрирования и разделения изотопов. Концентрирование искомого изотопа в одном веществе и отделение этого вещества от другого могут осуществляться во множестве одинаковых единиц. . 1 . . Более тяжелое вещество, выходящее из устройства, показанного на рис. 1, через трубопровод 35, может быть передано в следующую предшествующую установку, аналогичную установке, показанной на рис. 1, в которой концентрация желаемого изотопа в более тяжелом веществе ниже, чем в более тяжелом веществе. вещество в агрегате, показанном на рис. 1. Продукт, обогащенный желаемым изотопом, покидающий установку, показанную на фиг. 1, по трубопроводу 49, может быть передан в качестве сырья на следующую последующую установку для дальнейшего концентрирования в ней желаемого изотопа. . 1 35 , . 1, . 1. , , . 1 49 . Как показано, более легкое из двух контактирующих веществ постоянно рециркулируется, тогда как более тяжелое непрерывно подается в систему и выводится из нее. С другой стороны, при желании только что описанный способ может быть модифицирован путем обеспечения рециркуляции более тяжелого вещества, а также подачи и вывода более легкого вещества. Такая модификация может быть особенно желательной в тех случаях, когда более легкое вещество является более дешевым и/или более распространенным из пары веществ, используемых для конкретной рассматриваемой реакции изотопного обмена. , , . , , . / . Процесс концентрирования дейтерия в воде с использованием воды и сероводорода в качестве контактирующих веществ можно осуществлять в аппарате, показанном на фиг. 1, следующим образом: - воду, имеющую желаемую низкую температуру, например 20°С, кормят весом менее 110 фунтов. давление на квадратный дюйм в башню 11 через трубопровод 27. Таким образом, вся система будет работать практически с нагрузкой 110 фунтов. за кв. дюйм. , . 1 : - , , 20 ., 110 . . . 11 27. 110 . . . давление. Подпиточный сероводород для компенсации потерь подается в башню 11 по трубопроводу 25. Вода проходит через башню 11, трубопровод 29, теплообменник 21, трубопровод 31, башню 17, трубопровод 33, теплообменник 21, а затем в отходы или в предыдущий блок через трубопровод 35. Сероводород, в свою очередь, пропускают через трубопровод 37, теплообменник 23, трубопровод 39, башню 17, трубопровод 41, теплообменник 23, трубопровод 43, башню 11 и снова через трубопровод 37. Воду и сероводород нагревают до желаемой температуры, например 110°С, с помощью нагревателя 19. Водяной пар в горячем газообразном сероводороде конденсируется из него с помощью теплообменника 23, и часть его возвращается обратно в воду, проходящую в колонну 17, тогда как другая его часть выводится из устройства в виде желаемого продукта, содержащего высокую концентрацию дейтерия в виде . или Д2О. . - , , 11 25. 11, 29, 21, 31, 17, 33, 21, 35. , , 37, 23, 39, 17, 41, 23, 43, 11 37. , , 110 . 19. 23 17 D2O. Относительные количества воды и сероводорода, присутствующих в системе, предпочтительно должны находиться в соотношении примерно 1 молекулярная масса питательной воды к 2 молекулярным массам циркулирующего сероводорода. 1 2 . Вода имеет свойство забирать дейтерий в обмен на водород из сероводорода при более низкой температуре в башне 11, а сероводород имеет свойство забирать дейтерий в обмен на водород из воды при повышенной температуре в башне 17 (см. таблицу выше). Как следствие, сероводород удаляет дейтерий из воды в башне 17 и доставляет его в воду в башне 11. 11, 17 ( ). 17 11. Обычно в этой конкретной системе наибольшая концентрация дейтерия находится в охлажденном конденсате, проходящем из теплообменника 23. Поэтому часть этого конденсата удаляется из системы в виде продукта. Однако могут быть обстоятельства, при которых самая высокая концентрация дейтерия в воде будет максимальной в трубопроводе 29. В таких случаях продукт будет изъят из этой точки системы. 23. . , , 29. . Устройство, показанное на фиг. 2 чертежей, представляет собой блок, который отличается от устройства, показанного на фиг. 1, тем, что он содержит одну многопластинчатую противоточную башню со средствами для работы на одном конце башни при температуре, отличной от температуры другой конец. . 2 . 1 - - . Как показано на фиг.2, одиночная башня 50 состоит из двух секций 52 и 54, которые предпочтительно имеют существенно разную объемную емкость. Нижняя секция 54 имеет значительно большую емкость, чем верхняя секция 52, чтобы вмещать пары, возникающие в результате испарения вещества, которое находится в жидкой форме в секции 52. Башня в этой модификации устройства показана построенной в форме обычной барботажной башни (см. разрезы 60 и 62), хотя она может иметь любую желаемую конструкцию, в которой два вещества в различных, разделяющихся фазах могут передаваться встречно друг другу. Этот аппарат, как и аппарат на рис. 1, предназначен для подачи и удаления более тяжелого вещества, тогда как более легкое вещество непрерывно перерабатывается. . 2, 50 52 54 . 54 52 52. - ( - 60 62), , . , . 1, , . Вещество, из которого необходимо получить конечный продукт, например воду, подается в башню по трубопроводу 56. Вещество, поступающее в верхнюю часть башни через трубопровод 56, проходит вниз через башню и выводится через трубопровод 58, примыкающий к нижней части башни. , , , 56. 56 58 . В нижней части или секции 52 предусмотрены средства 64 для охлаждения материалов до низкой температуры, при которой желательно поддерживать секцию 52, а в верхней части секции 54 предусмотрены средства 66 для нагрева материалов до повышенной температуры, при которой желательно сохранить раздел 54. Средства охлаждения и нагрева могут содержать охлаждающие и нагревательные змеевики, имеющие впускные и выпускные трубопроводы 68 и 70, а также 72 и 74 соответственно. 52 64 52, 54 66 54. 68 70, 72 74 . Для удобства конструкции или иным образом средство нагрева 66 может фактически быть расположено в основании секции 52 или рядом с ней, как показано, хотя и ближе к секции 54, чем средство 64 охлаждения. Другими словами, фактическая граница между холодной и горячей зонами башни 50 не обязательно должна совпадать с физической границей между секциями 52 и 54. , 66 52 , 54 64. , 50 52 54. Более легкое из двух веществ, например сероводород, пройдет сверху башни, затем через трубопровод 76 в нижнюю часть башни и затем вверх через башню. На линии 76 может быть предусмотрен подходящий насос 77. Более легкое вещество может быть пополнено через трубопровод 78. , , , , 76 , . 77 76. 78. В секции 54 башни можно поддерживать желаемую температуру с помощью нагревателя 80. Продукт, в данном случае вода, обогащенная тяжелой водой, может быть отведен из колонны по трубопроводу 82, а отходы с последующей стадии могут быть переданы в колонну по трубопроводу 84. 54 80. , , 82, 84. Устройство, изображенное на фиг. 2, работает по существу таким же образом, как устройство, уже описанное в связи с фиг. 1, и поэтому считается ненужным снова подробно объяснять работу. . 2 . 1 . При использовании многоступенчатой противоточной технологической колонны общего типа, показанной выше, можно обеспечить любую желаемую концентрацию или желаемый изотоп в любом из веществ, которые контактируют друг с другом. Необходимо только подать в систему большое количество вещества, содержащего нужный изотоп, и отвести небольшое количество вещества, содержащего указанный изотоп в нужной концентрации. -, - , , . , . Хотя в целом это может быть предпочтительным, однако нет необходимости использовать многопластинчатую противоточную технологическую башню. Фиг.3 чертежей схематически иллюстрирует форму устройства, в котором нет использования противоточной многоступенчатой башни. , , , - . . 3 -, - . На фиг.3 ссылочные позиции 100, 102, 104, 106, 108 и 110 обозначают равновесные камеры изотопного обмена, в которые вводят два вещества, между которыми должен происходить обмен изотопов . Чтобы тонко разделить два вещества и привести их в тесную смесь, чтобы быстро получить равновесие обмена изотопов, желательно вводить два вещества в указанные камеры с помощью распылительных инжекторов 112, 114, 116, 118. , 120 и 122 соответственно. В камерах 100, 104 и 108 поддерживается низкая температура, например 25°С, а в камерах 102, 106 и 110 поддерживается высокая температура, например 200°С. . 3, 100, 102, 104, 106, 108 110 . , 112, 114, 116, 118, 120 122 . 100, 104 108 , , 25 ., 102, 106 110 , 200" . В каждой камере более легкое из двух разделяющихся веществ течет сверху камеры, а более тяжелое вещество течет снизу камеры. . Более тяжелое из двух веществ, в котором желательно сконцентрировать желаемый изотоп, подается в распылительный инжектор 112 в камере 15t) через трубопровод 124. Он проходит из камеры 100 через трубопровод 126. , , 112 15t) 124. 100 126. Из трубопровода 126 он разделяется на две фракции, одна из которых проходит через трубопровод 128 в распылительный инжектор 118, а другая проходит через трубопровод 130 в распылительный инжектор 116. 126 , 128 118, 130 116. Фракция, которая поступает в распылительный инжектор 118, проходит через камеру 105, выходит через трубопровод 132, затем в распылительный инжектор 114, затем через камеру 102 и сбрасывается через трубопровод 134. Фракция, которая поступает в распылительный инжектор 116, проходит через камеру 104, затем выходит через трубопровод 136. Из трубопровода 136 вещество снова разделяется на две фракции, одна из которых проходит через трубопровод 138 в распылительный инжектор 122, а другая проходит через трубопровод 140 в распылитель. инжектор 120. Фракция, которая поступает в распылительный инжектор 122, проходит через камеру 110, затем выходит через трубопровод 142 и попадает в распылительный инжектор 118. Фракция, которая поступает в распылительный инжектор 120, проходит через камеру 108 и затем выводится как продукт через трубопровод 144. 118 105, 132 114, 102 134. 116 104 136 136 , 138 122 140 120. 122 110, 142 118. 120 108 144. Более легкое из двух веществ в камерах 100 и 102 непрерывно перемещается из одной камеры в другую следующим образом; через распылительный инжектор 124 в камеру 100, из камеры 100 через распылительный инжектор 114 в камеру 102 и из камеры 102 снова в распылительный инжектор 112. Аналогичный непрерывный цикл более легкого из двух веществ осуществляется между камерами 104 и 106, а также между камерами 108 и 110. 100 102 ; 124 100, 100 114 102 102 112. 104 106 108 110. Более легкое вещество для подпитки может быть введено в каждую из этих цепей по желанию обычными способами, не показанными. - , . Поскольку камера 100 представляет собой холодную камеру, более тяжелое вещество отделяет желаемый изотоп от более легкого вещества, и обогащенный изотопом продукт проходит частично в камеру 104, а часть в камеру 106 (эта часть обсуждения основана на использовании воды в качестве «более тяжелого» вещества). вещество и сероводород как «более легкое» вещество), а нужный изотоп концентрируется в более тяжелом веществе. В камере 104 более тяжелое вещество снова контактирует при низкой температуре с некоторым количеством более легкого вещества, которое, однако, имеет более высокую концентрацию желаемого изотопа и тем самым еще больше увеличивает концентрацию указанного изотопа в более тяжелом веществе. В камере 108 более тяжелое вещество еще больше обогащается желаемым изотопом путем его контактирования с некоторым количеством более легкого вещества, имеющего еще более высокую концентрацию указанного изотопа. 100 104 106 ( "" "" ), . 104, , , , , . 108, . В камерах 102, 106 и 110, работающих при высоких температурах, более легкое вещество последовательно последовательно обогащается нужным изотопом таким же образом, как и более тяжелое вещество в камерах 100, 104 и 108. Фракция обогащенного тяжелого вещества, проходящая из камеры 100 в камеру 106 и из камеры 104 в камеру 110, постепенно обогащает более легкое вещество по мере его прохождения через камеры 106 и 110. Тяжелое вещество, выходящее из камеры 110 и из которого была удалена часть желаемого изотопа, подается в камеру 106, а затем в камеру 102 для дальнейшего постепенного удаления и окончательно выбрасывается в отходы после прохождения из камеры 102 по трубопроводу 134. 102, 106, 110, , 100, 104 108. 100 106, 104 110 106 110. 110 106 102 , 102 134. Я считаю, что в рамках моего изобретения можно продолжать постепенное увеличение концентрации желаемого изотопа в желаемом веществе через столько стадий, сколько необходимо. : - . Фигура 4 чертежей иллюстрирует предпочтительную конструкцию устройства, состоящего из множества блоков по две ступени каждая, для постепенного концентрирования желаемого изотопа в одном из двух физически разделяемых веществ. 4 , , . Под термином «физически разделяемые вещества» здесь и в других местах описания подразумеваются вещества, которые фактически находятся в отдельных фазах во время реакции обмена (например, жидкая вода и газообразный сероводород) или вещества, которые можно легко разделить на отдельные фазы. после того, как произошла желаемая реакция обмена (например, водяной пар или пар и газообразный водород). " " (.., ) (.., ). Это устройство будет описано со ссылкой на концентрацию дейтерия в воде в системе, использующей воду и сероводород в качестве физически разделяемых веществ, между которыми происходит обмен дейтерия и водорода. В целях полного пояснения изобретения будут указаны конкретные количества веществ, прошедших через различные части аппарата, при этом подразумевается, что, если указано, что чрезвычайно большие количества веществ проходят через одну установку (или через любую ступень). одного блока) может быть желательно использовать несколько одинаковых блоков или ступеней, соединенных параллельно. , . , , ( ) . Конкретный пример, описанный ниже, работает при давлении приблизительно 66,2 фунта. за кв. дюйм, абсолютный (51,5 фунтов за кв. дюйм). Все технологические башни в системе относятся к противоточному типу. 66.2 . . ., (51.5 . . . ). - . Холодильные башни в системе работают при температуре приблизительно 15°С, а горячие башни - при температуре приблизительно 80°С. При такой работе с количествами веществ, по существу такими, как указано ниже, четырехступенчатое устройство, такое как показано на рисунке, способна производить около 5 тонн в месяц оксида дейтерия (D20) в виде воды, содержащей 2% оксида дейтерия (D2O). 15 . 80" . , - 5 (D20) 2% (D2O). Природная вода, например, из чистого холодного ручья, перекачивается со скоростью 1350 галлонов в минуту (галлонов в минуту) с помощью насоса 201 через теплообменное устройство питательной воды 203, а затем в верхнюю часть охлаждающей башни. 205. В то же время в нижнюю часть колонны 205 с помощью воздуходувки 207 подается 532 600 кубических футов в минуту (кубических футов в минуту) газообразного сероводорода. Трубопровод 208 ведет от подходящего источника H2S, чтобы обеспечить необходимое пополнение системы. , , , , 1350 (...), 201, 203, 205. 532,600 (...) 205 207. 208 H2S . Обогащенная дейтерием вода подается снизу башни 205 с помощью насоса 209. 400 Г.П.М. часть этой воды подается в холодную башню 211, а остальная часть проходит через нагреватель 213, а затем в горячую башню 215. - 205 209. 400 ... 211 213 215. Вода в охлаждающей башне 211 проходит противотоком потоку сероводорода (156 800 куб. футов в минуту), подаваемому в башню 211 с помощью воздуходувки 217. Вода, дополнительно обогащенная дейтерием, подается снизу башни 211 с помощью насоса 219. 211 (156,800 ...) 211 217. , , 211 219. 118 Г.П.М. банок воды подается в холодную башню 221, а остальная часть проходит через нагреватель 223, а затем в горячую башню 225. 118 ... 221 223 225. Вода в охлаждающей башне 221 проходит противотоком потоку сероводорода (4600 кубических футов в минуту), подаваемому в колонну 221 с помощью воздуходувки 227. Вода, дополнительно обогащенная дейтерием, подается снизу башни 221 с помощью насоса 229. 34 Г.П.М. часть этой воды подается в холодную башню 231, а остальная часть проходит через нагреватель 233, а затем в горячую башню 235. 221 (460G0 ...) toi7er 221 227. , , 221 229. 34 ... 231, 233 235. Вода в охлаждающей башне 231 проходит противотоком потоку сероводорода (13500 куб. футов в минуту), подаваемому в башню 231 с помощью воздуходувки 237. Вода, которая в этом проходе снова обогатилась дейтерием, подается снизу башни 231 с помощью насоса 239. 231 (13500 ...) 231 237. , 231 239. 1
.33 Г.П.М. часть этой воды подается в десатуратор продукта 241, а остальная часть проходит через нагреватель 243, а затем в горячую башню 245. .33 ... 241, 243 245. Вода в десатураторе 241 нагревается с помощью парового змеевика 247, чтобы удалить растворенный сероводород. Испаренная вода, проходящая из десатуратора 241, конденсируется в конденсаторе 249 и возвращается в десатуратор, из которого вода отводится со скоростью 1,32 галлона в минуту. как продукт, обогащенный дейтерием. 241 247 . 241 249 1.32 ... - . Вода, проходящая из горячей башни 215, отводится в отходы. Однако тепло этой воды может быть использовано для нагрева теплообменника 203 питательной воды (при работе вентилятора 237. Дополнительные количества подпиточного сероводорода могут быть введены в систему, например, на входе в воздуходувку 237 или в другом месте, по желанию. 215 . , - 203 ( 237. - 237 , . При желании часть воды, вытекающей из одного или нескольких нагревателей 213, 223, 233 и 243, может быть введена в газовый поток или потоки, выходящие из соответствующей горячей башни или башен, чтобы способствовать удалению из него захваченных частиц влаги. . , 213, 223, 233 243 , . В описанном выше процессе вода, проходящая из первой горячей башни, отводится в отходы. Однако эту воду можно дополнительно обработать для дальнейшего удаления дейтерия, пропуская ее через другие аналогичные установки или иным образом. При первом прохождении воды через горячую башню обычно удаляется около 13% дейтерия, присутствующего в воде. При некоторых обстоятельствах может оказаться желательным удалить дополнительные количества дейтерия из воды, прежде чем отправлять ее в отходы. Это может быть особенно актуально при работе с веществами, отличными от воды, в качестве источника желаемого изотопа. , . , , . 13% . , . . В описанном выше процессе концентрации изотопа в веществе количества веществ, используемых для реакции обмена, то есть обмена между изотопами, зависят от ряда факторов, таких как размер устройства, период времени необходимая для достижения существенной степени равновесия, концентрация желаемого изотопа в одном или обоих веществах и степень, до которой желательно увеличить концентрацию в данной единице. Таким образом, фактические количества веществ, подаваемых в аппарат и/или проходящих через него, могут варьироваться в широких пределах. , .., , , , , . , / , . Критерии, определяющие эффективные пределы скоростей потока более легкого вещества к более тяжелому, в некоторых отношениях аналогичны тем, которые определяют подходящее флегмовое число, используемое в обычной ректификационной колонне. Если, с одной стороны, отношение потоков более легкого вещества к более тяжелому веществу будет слишком высоким, концентрация желаемого изотопа в более легком веществе, поступающем в холодную башню, будет ниже того значения, при котором оно находится в равновесии с более тяжелым веществом. выход из охлаждающей башни, и, следовательно, система будет работать с эффективностью, меньшей оптимальной. Если, с другой стороны, соотношение потоков сделать слишком малым, концентрация желаемого изотопа в более легком веществе в горячей башне будет близко приближаться к равновесному значению до того, как более легкий материал достигнет вершины башни, и, следовательно, система будет работать при что-то меньше оптимальной эффективности. Таким образом, в случаях, когда желаемый изотоп имеет тенденцию концентрироваться в более тяжелом веществе, обычно желательно поддерживать соотношение потоков в указанных пределах. . , . , . . Для ранее описанной системы вода-сероводород предпочтительные пределы составляют примерно 1,5 моля сероводорода на моль воды и 3,0 моля сероводорода на моль воды. - 1.5 3.0 . Специалистам в данной области техники будет очевидно, что в других случаях, например, когда желаемый изотоп имеет тенденцию концентрироваться в более легком веществе, выбор подходящих соотношений потоков и эффективных пределов таких соотношений будет контролироваться соображениями, аналогичными описанным. выше. , . При определении относительных количеств компонентов, подлежащих контактированию друг с другом, желательно учитывать количества веществ, неизбежно присутствующих в каждой фазе из-за таких факторов, как давление, температура, взаимная растворимость (где хотя бы один из вещества негазообразны) и другие условия реакционной среды. Обычно оптимальное соотношение потоков компонентов находится между приблизительными эффективными коэффициентами фракционирования для двух рабочих температур, причем коэффициент фракционирования представляет собой распределение общего количества желаемых изотопов между двумя фазами. , , , ( -) . , . Для системы вода-сероводород приблизительный эффективный коэффициент фракционирования () может быть выражен следующим образом для низких концентраций дейтерия: ( (-) ()= (+) (+ 1) где = влажность паровой фазы, выраженная в молях воды на моль сероводорода = растворимость в жидкой фазе, выраженная в молях на моль воды = константа равновесия реакции изотопного обмена при заданном рабочем режиме температура = относительная летучесть чистого дейтерийсодержащего соединения по отношению к соответствующему веществу, не имеющему молекулярно связанного дейтерия (например, для H2S и воды = /), которое предполагается равным /PP2S) В соответствии с моим изобретением в башню, работающую при той температуре, при которой константа равновесия будет наибольшей, следует подавать вещество, в котором искомый изотоп концентрируется в большем количестве, т. е. вещество, концентрации которого благоприятствует константа равновесия К. . - () : ( (-) ()= (+) (+ 1) = = = , = (.., H2S , =/) /PP2S) , , .., , . Например, при описанном выше обмене дейтерия между H20 и H2S дейтерий в большем количестве концентрируется в .. и константа равновесия максимальна в башне, работающей при более низкой температуре. Поэтому , подается в более холодную башню. , - H20 H2S, .. . , , . Когда в качестве источника дейтерия используется вода, которая должна быть сконцентрирована в количестве воды, отводимой в качестве продукта, необходимо подавать очень большое количество воды по сравнению с количеством, собранным в качестве продукта. Это связано с очень малым содержанием дейтерия в обычной природной воде (порядка 1,4 х 10-4 моль на моль воды). Количество газообразного сероводорода, проходящего через две температурные ступени, предпочтительно велико (соотношение примерно 2 моль H2S к 1 моль НО), чтобы можно было установить равновесие обмена между водой и сероводородом при двух разных температурах. . , . , ( 1.4 10-4 ). ( 2 H2S 1 ), . Размеры контактных башен, необходимые для увеличения концентрации изотопа в конкретном веществе, можно получить методами, применяемыми в традиционных процессах дистилляции и абсорбции. Эти размеры зависят от таких факторов, как скорость диффузии и потока или веществ, контактирующих друг с другом, скорость реакций обмена, тип конструкции башни и используемой насадки башни и т. д. Специалисты в данной области техники могут легко определить такие размеры на основе общей информации, приведенной здесь. . , , , . . В конкретной реакции изотопного обмена, когда необходимо использовать чрезвычайно длинные башни с большим количеством пластин, очевидно, что того же результата можно добиться, используя множество более коротких башен, соединенных последовательно. , , , . Как указано выше, два или более веществ, выбранных для изотопного обмена, должны иметь отдельные фазы, которые отделены друг от друга, или