Os métodos tradicionais de destilação enfrentam vários desafios na separação de isótopos de xenônio. Este estudo propõe um sistema de destilação em cascata para o isótopo ¹³⁶Xe baseado em um dispositivo de destilação em microcanais (MCD). Primeiramente, calculou-se com precisão a volatilidade relativa dos isótopos de xenônio, derivaram-se as pressões de vapor saturado e os calores de vaporização de 9 isótopos, e foi construído e validado um modelo de componentes virtuais no Aspen HYSYS. Em seguida, usando um modelo de 3 componentes, analisaram-se os parâmetros operacionais do dispositivo MCD, determinaram-se a pressão ótima de operação e a relação de refluxo para a unidade MCD de estágio único, explorando-se o efeito da proporção de alimentação para descarga na eficiência de enriquecimento de ¹³⁶Xe e na potência do reboiler. Finalmente, estabeleceu-se um modelo de destilação em cascata, otimizando os parâmetros operacionais por meio de planejamento uniforme, regressão polinomial de segundo grau, algoritmo NSGA-Ⅲ e método TOPSIS, alcançando uma redução significativa no consumo de energia do sistema e aumentando a abundância de ¹³⁶Xe de 8,670% para 13,347%. Este estudo, por meio do projeto de um sistema de destilação em cascata de microcanais, melhorou eficazmente a ineficiência e o alto consumo de energia dos métodos tradicionais de destilação na separação de isótopos de xenônio, fornecendo uma nova abordagem para o enriquecimento eficiente de ¹³⁶Xe.

separação isotópica; torre de destilação criogênica; microcanais; algoritmo genético