Los métodos tradicionales de destilación enfrentan numerosos desafíos en la separación de isótopos de xenón. Este estudio propone un sistema de destilación en cascada para el isótopo ¹³⁶Xe basado en un dispositivo de destilación microcanalizada (MCD). Primero, se calculó con precisión la volatilidad relativa de los isótopos de xenón, se derivaron las presiones de vapor saturado y las entalpías de vaporización de 9 isótopos, y se construyó y validó un modelo de componentes virtuales en Aspen HYSYS. Luego, utilizando un modelo de 3 componentes, se analizaron los parámetros operativos del dispositivo MCD, se determinaron la presión óptima de operación y la relación de reflujo para la unidad MCD de una etapa, y se exploró el efecto de la relación de alimentación a descarga en la eficiencia de enriquecimiento de ¹³⁶Xe y la potencia del reboiler. Finalmente, se estableció un modelo de destilación en cascada, se optimizaron los parámetros operativos mediante diseño uniforme, regresión polinómica de segundo grado, algoritmo NSGA-Ⅲ y método TOPSIS, logrando una reducción significativa del consumo de energía y un aumento en la abundancia de ¹³⁶Xe del 8.670% al 13.347%. Este estudio, mediante el diseño de un sistema de destilación en cascada microcanalizada, mejora eficazmente la baja eficiencia y el alto consumo energético de los métodos tradicionales de destilación en la separación de isótopos de xenón, proporcionando un nuevo enfoque para el enriquecimiento eficiente de ¹³⁶Xe.

separación isotópica; torre de destilación criogénica; microcanales; algoritmo genético