本技术涉及制备13ch4和h218o的，尤其涉及一种生产高丰度13ch4和h218o产品的方法与装置。
背景技术：
1、在自然界中，碳有两种稳定同位素，12c和13c，其天然丰度分别为98.89％和1.11％；工业上碳同位素分离富集主要生产方法是co低温精馏法，主要是基于12c和13c挥发度的差别，利用低温精馏的技术，实现12c和13c同位素分离；13co气体作为一种重要的起始原料，可用于合成多种碳-13标记的化合物，在生产过程中，13co产品纯度达到40％-90％时，12c18o同时富集，使得18o同位素富集浓度可达到2％-18％左右；由于12c18o和13c16o的分离系数极小，通过低温精馏方法很难将其分离，严重影响了高丰度99％的13co产品的富集。
2、自然界中氧以16o、17o、18o三种同位素的形式存在，相对丰度为99.756％、0.039、0.205％。工业上氧同位素分离富集主要生产方法是主要是水精馏法和液氧低温精馏法，其中水精馏法由于原料易得，操作条件不苛刻，因此被大规模采用，但在工艺过程中由于中间馏分hd16o和等分子量dd16o的不断富集，18o浓缩需要通过增加级联塔数或塔高，或后端增加氢同位素正常化装置来实现18o同位素的丰度提高，但最终丰度只能达到97％-98％左右，无法达到99％以上的浓度。
3、因此，如何制备得到丰度均不低于99％的13c和18o的产品的是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种生产高丰度13ch4和h218o产品的方法与装置，以解决现有技术中制备得到13ch4的浓度低、co低温精馏时下游产品13ch4n2o中18o同位素丰度超标、氧同位素分离时18o的浓度低的问题。
2、为实现以上目的，本技术第一方面提供一种生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，包括：
3、将丰度不低于99％的13co进行同位素富集，分离得到13c16o和13c18o；
4、将所述13c18o进行液化、加热升压，与富氢气体混合进行甲烷化反应，冷却、闪蒸得到所述h218o和待纯化13ch4；
5、所述待纯化13ch4进行纯化得到所述13ch4。
6、可选地，所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法满足以下条件中的至少一个：
7、a.所述同位素富集的真空度为0.0001pa-10pa；
8、b.使用同位素富集塔进行所述同位素富集；
9、c.所述同位素富集的富集精馏压力为负0.05mpa-0.3mpa。
10、可选地，所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法满足以下条件中的至少一个：
11、a.所述同位素富集塔的塔底温度为负188℃-负175℃，塔顶温度为负196℃-负182℃；
12、b.进入所述同位素富集塔的气体的温度为负20℃-30℃；
13、c.进入所述同位素富集塔的气体的流量为0.01kg/h-0.50kg/h；
14、d.所述同位素富集塔的塔顶流量为0.009kg/h-0.45kg/h，塔底流量为0.001kg/h-0.05kg/h；
15、e.所述同位素富集塔的回流比为4000-20000。
16、可选地，所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法满足以下条件中的至少一个：
17、a.所述加热升压的压力为2mpa-5mpa，温度为20℃-50℃；
18、b.所述甲烷化反应的反应压力为2mpa-5mpa，反应温度为150℃-350℃；
19、c.所述闪蒸的压力为2mpa-5mpa，温度为20℃-50℃。
20、可选地，所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法满足以下条件中的至少一个：
21、a.所述纯化的压力为2mpa-5mpa；
22、b.所述纯化过程中制备得到的轻组分经升温压缩后返回进行所述甲烷化反应；
23、c.所述纯化的真空度为0.0001pa-10pa；
24、d.使用ch4精馏塔进行所述纯化。
25、可选地，所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法满足以下条件中的至少一个：
26、a.所述ch4精馏塔的塔底温度为负120℃-负90℃，塔顶温度为负198℃-负182℃；
27、b.进入所述ch4精馏塔的气体的温度为20℃-50℃；
28、c.进入所述ch4精馏塔的气体的流量为0.01kg/h-0.50kg/h；
29、d.所述ch4精馏塔的塔顶流量为0.0099kg/h-0.45kg/h，塔底流量为0.0001kg/h-0.05kg/h；
30、e.所述ch4精馏塔的回流比为100-2000。
31、本技术第二方面提供一种生产高丰度13ch4和h218o产品的装置，用于执行所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，包括依次连接的同位素富集塔、13c18o产品冷阱、加热器、反应器、冷却器、闪蒸罐、ch4精馏塔、ch4精馏塔顶气体压缩机。
32、可选地，所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的装置满足以下条件中的至少一个：
33、a.所述同位素富集塔包括第一塔底再沸器、第一塔体和第一塔顶冷凝器，第一塔体中部包括第一进料口，第一塔顶包括第一轻组分的出口和第一液相回流口，第一塔底包括第一出料口；
34、b.所述同位素富集塔的第一塔体表面设置第一铝聚酯薄膜，所述第一铝聚酯薄膜的外部设置第一井真空夹套，所述第一井真空夹套的外部设置第一外夹套，所述第一井真空夹套与第一真空泵的进口连接；
35、c.所述同位素富集塔的高度为80m-160m。
36、可选地，所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的装置满足以下条件中的至少一个：
37、a.所述ch4精馏塔包括第二塔底再沸器、第二塔体和第二塔顶冷凝器，第二塔体中部包括第二进料口，第二塔顶包括第二轻组分的出口和第二液相回流口，第二塔底包括第二出料口；
38、b.所述ch4精馏塔的第二塔体表面设置第二铝聚酯薄膜，所述第二铝聚酯薄膜的外部设置第二井真空夹套，所述第二井真空夹套的外部设置第二外夹套，所述第二井真空夹套与第二真空泵的进口连接；
39、c.所述ch4精馏塔的高度为3m-20m。
40、可选地，根据所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的装置，所述同位素富集塔和所述ch4精馏塔为填料塔满足以下条件中的至少一个：
41、a.所述填料塔中的填料包括θ环、三角螺旋、压延孔板中的一种或多种；
42、b.所述填料塔中的填料的材质包括不锈钢；
43、c.所述填料塔中的填料的直径为2mm-10mm。
44、与现有技术相比，本技术的有益效果包括：
45、本技术提供的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，先将13co产品中18o同位素进一步富集，得到13c16o和13c18o，将13c16o的纯度提高至99％，同时将13co中的13c18o进行分离富集，再将13c18o进行液化、加热升压，与富氢气体混合进行甲烷化反应，冷却、闪蒸得到丰度不低于99％的h218o和待纯化13ch4，再将待纯化13ch4进一步纯化得到丰度均不低于99％的13ch，该制备方法采用连续操作，设备投入少，操作简单，生产能力大，产品收率高，经济性好。
46、本技术提供的生产高丰度13ch4和h218o产品的装置，结构设计简单，工程安装容易，造价低，耗能低，并能达到很好的13ch4和h218o富集效果。
1.一种生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
3.根据权利要求2所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
4.根据权利要求1所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
5.根据权利要求1-4任一项所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
6.根据权利要求5所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
7.一种生产高丰度13ch4和h218o产品的装置，用于执行所述权利要求1-6任一项所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的方法，其特征在于，包括依次连接的同位素富集塔、13c18o产品冷阱、加热器、反应器、冷却器、闪蒸罐、ch4精馏塔和ch4精馏塔顶气体压缩机。
8.根据权利要求7所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的装置，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
9.根据权利要求7所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的装置，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
10.根据权利要求7-9任一项所述的生产高丰度13ch4和h218o产品的装置，其特征在于，所述同位素富集塔和所述ch4精馏塔为填料塔，满足以下条件中的至少一个：
