Новые асимметричные n,n-диалкиламиды, их синтез и применение - RU2018107117A
Код документа: RU2018107117A
Формула
1. N,N-диалкиламид формулы (I), приведенной ниже:
где R является линейной или разветвленной алкильной группой, имеющей от 8 до 15 атомов углерода.
2. N,N-диалкиламид по п.1, где алкильная группа содержит не более 12 атомов углерода.
3. N,N-диалкиламид по п.2, где алкильная группа является н-октильной, н-децильной, н-додецильной, 2-этилгексильной или 2-этилоктильной группой.
4. Способ синтеза N,N-диалкиламида по любому из пп.1-3, включающий реакцию галоида формулы (II), приведенной ниже:
где Х является атомом галогена, с амином формулы HN(CH3)R, где R является линейной или разветвленной алкильной группой, имеющей от 8 до 15 атомов углерода.
5. Применение N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов по любому из пп.1-3 для экстракции урана (VI) и/или плутония (IV) из водного раствора кислоты.
6. Применение по п.5, включающее контактирование водного раствора кислоты с органическим раствором, включающим N,N-диалкиламид или смесь N,N-диалкиламидов в органическом разбавителе, с последующим разделением водного и органического растворов.
7. Применение по п.6, где органический раствор содержит от 1 моль/л до 2 моль/л N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов.
8. Применение по п.5, где водный раствор представляет собой водный раствор, полученный при растворении отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте.
9. Применение N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов по любому из пп.1-3 для полного или частичного отделения урана (VI) от плутония (IV) из водного раствора кислоты, включающее следующие этапы:
(а) совместную экстракцию урана и плутония из водного раствора, включающую по меньшей мере одно контактирование указанного водного раствора с органическим раствором, включающим N,N-диалкиламид или смесь N,N-диалкиламидов в качестве экстрагента в растворе в органическом разбавителе, с последующим разделением водного и органического растворов;
(b) реэкстракцию плутония в степени окисления +IV и фракции урана из органического раствора, полученного на этапе (а), где реэкстракция включает по меньшей мере одно контактирование органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 0,5 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов; и
(с) экстракцию всей или части урановой фракции, содержащейся в водном растворе, полученном на этапе (b), где экстракция включает по меньшей мере одно контактирование водного раствора с органическим раствором, идентичным органическому раствору этапа (а), с последующим разделением водного и органического растворов;
где получают водный раствор, содержащий либо плутоний без урана, либо смесь плутония и урана, и органический раствор, содержащий уран без плутония.
10. Применение по п.9, где органический раствор с этапа (а) включает от 1 моль/л до 2 моль/л N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов.
11. Применение по п.10, где водный раствор кислоты является водным раствором, полученным при растворении отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте.
12. Способ из одного цикла для обработки водного раствора, полученного при растворении отработавшего ядерного топлива в азотной кислоте, где водный раствор содержит уран, плутоний, америций, кюрий и продукты деления, включая технеций; где цикл включает следующие этапы:
(а) совместную экстракцию урана и плутония из водного раствора, включающую по меньшей мере одно контактирование в экстракторе водного раствора с органическим раствором, включающим N,N-диалкиламид или смесь N,N-диалкиламидов по любому из пп.1-3 в качестве экстрагента в растворе в органическом разбавителе, с последующим разделением водного и органического растворов;
(b) очистку органического раствора, полученного на этапе (а), от америция, кюрия и продуктов деления, включающую по меньшей мере одно контактирование в экстракторе органического раствора с водным раствором, включающим от 0,5 моль/л до 6 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов;
(с) разделение урана и плутония, содержащихся в органическом растворе, полученном на этапе (b), на водный раствор, содержащий либо плутоний без урана, либо смесь плутония и урана, и органический раствор, содержащий уран без плутония, где это разделение включает:
(с1) реэкстракцию плутония в степени окисления +IV и фракции урана из органического раствора, полученного на этапе (b), где реэкстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 0,5 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов;
(с2) экстракцию всей или части урановой фракции, содержащейся в водном растворе, полученном с (с1), где экстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе водного раствора с органическим раствором, идентичным органическому раствору, используемому на этапе (а), с последующим разделением водного и органического растворов;
(d) очистку органического раствора, полученного с (с1), от технеция, включающую:
(d1) реэкстракцию технеция в степени окисления +IV из органического раствора, полученного с (с1), где реэкстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 3 моль/л азотной кислоты и по меньшей мере один восстанавливающий агент, способный восстанавливать технеций из степени окисления +VII до степени окисления +IV, с последующим разделением органической и водной фаз;
(d2) экстракцию урановой фракции, содержащейся в водном растворе, полученном с (d1), где экстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе водного раствора с органическим раствором, идентичным органическому раствору этапа (а), с последующим разделением водного и органического растворов;
(е) реэкстракцию урана из органического раствора, полученного с (d1), где реэкстракция включает по меньшей мере одно контактирование в экстракторе органического раствора с водным раствором, содержащим не более 0,05 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов; и
(f) регенерацию органической фазы, полученной на этапе (е);
в результате чего получают первый и второй водные растворы, очищенные от америция, кюрия и продуктов деления, включая технеций, где первый водный раствор включает либо плутоний без урана, либо смесь плутония и урана, а второй водный раствор включает уран без плутония.
13. Способ по п.12, где органический раствор на этапе (а) содержит от 1 моль/л до 2 моль/л N,N-диалкиламида или смеси N,N-диалкиламидов.
14. Способ по п.12, где водный раствор с этапа (b) содержит от 4 моль/л до 6 моль/л азотной кислоты.
15. Способ по п.14, где этап (b) дополнительно включает уменьшение кислотности органического раствора, включающее по меньшей мере одно контактирование органического раствора с водным раствором, содержащим от 0,1 моль/л до 1 моль/л азотной кислоты, с последующим разделением органического и водного растворов.
16. Способ по п.12, где контактирование органического и водного растворов в экстракторе с (c1) включает циркуляцию органического и водного растворов при отношении потока органического раствора к потоку водного раствора больше 1.
17. Способ по п.12, где восстанавливающий агент является урана нитратом, гидразиния нитратом, гидроксиламмония нитратом, ацетальдоксимом или их смесью.
18. Способ по п.12, где экстрактор на этапе (d1) нагревают до температуры от 30°C до 40°C.
19. Способ по п.12, где этап (d2) включает подкисление водного раствора, полученного с (d1), для доведения концентрации азотной кислоты в водном растворе до значения по меньшей мере 2,5 моль/л, где подкисление включает добавление азотной кислоты в экстрактор с (d2).
20. Способ по п.12, где экстрактор на этапе (е) нагревают до температуры от 40°C до 50°C.
21. Способ по любому из пп.11-19, где контактирование органического и водного растворов в экстракторе на этапе (е) включает циркуляцию органического и водного растворов при отношении потока органического раствора к потоку водного раствора больше 1.
22. Способ по п.12, где регенерация органического раствора, полученного на этапе (е), включает по меньшей мере одно промывание органического раствора основным раствором, с последующим по меньшей мере одним промыванием органического раствора водным раствором азотной кислоты.
23. Способ по п.12, где органический раствор, полученный на этапе (f), разделяют на первую и вторую фракцию, где первая фракция образует органический раствор с этапа (а), а вторая фракция образует органический раствор с этапа (c2).
