超临界流体及其混合物的物理性质

会计学1超临界流体及其混合物的物理性质对SCFE过程中用临界参数来计算EOS的参数，不尽适用，因为：（1）因化合物分解，难以得到临界参数。（2）试验困难，不能准确知道临界点。（3）组分复杂，组分往往是很多化合物构成的混合物。（4）边界的划分，常常把一组成分归为一类（虚拟组分）。（5）组分、虚拟组分的化学性质常是未知。鉴于上述原因,要求：（1）应从纯组分的参数P-V-T数据、蒸汽压、液体摩尔体积和蒸发热数据获得。（2）用来拟合纯组分参数的物理性质应该是容易测定的。第1页/共13页2.1密度PVT和密度计算：混合物的PVT和密度计算，常由纯物质的状态方程式参数，结合混合规则得到混合物的参数后用状态方程计算富含CO2混合物密度数据第二组分温度/K压力/MPaXco2密度误差/%乙烷245~4003~350.990.1乙烯312~3730.3~260~1.00.2氮250~3302~330.980.1水323~4980.03~100.5~0.980.05硫化氢300~5000~330.490.1第2页/共13页2.2Joule-Thomson系数J-T效应：理想气体：ηj,T=0(膨胀对温度无影响)实际气体：ηj,T＞0

，p下降——T下降。

ηj,T＜0

，p下降——T上升。

J-T系数符号改变时的温度为转变温度，一般大于室温SCF流体为高压流体，在减压过程中（节流，throttling），会出现温度下降的现象。因此，在超临界流体萃取过程中，减压阀常常会结霜，故需对节流阀进行加热，保障流道畅通。第3页/共13页2.3粘度单位面积的切变应力除以速度梯度（1）粘度与温度有最小值，且P增加，最小值右移。（2）温度小于最小值时，SCF类似于液体，温度增加，粘度下降。（3）温度大于最小值时，SCF类似于气体，温度增加，粘度增加。（4）在临界点处，变化的斜率大。（5）压力对粘度的影响比较小，一般不超过1%。当p/pc＞[0.183(T/Tc)-1]时，应考虑压力对粘度的影响。第4页/共13页★在SCFE中，溶质的溶解度比较小，故主要取决于SCF的粘度，当溶质浓度增加时，则气相粘度和SCF粘度有差异。★在低压区，粘度随压力下降明显。第5页/共13页2.4导热系数1、气体导热系数——与能量的分子传递有关，因此与粘度、热容有关。在室温和常压下，导热系数在0.01~0.025W/(m.K)导热系数与压力的关系导热系数随压力的增加而增加2、液体导热系数（1）粘度大，导热系数大。（2）压力对导热系数影响不大，压力达1000MPa时，导热系数才增加1~2倍。第6页/共13页与粘度相似：（1）对比导热系数也有温度最小值，且p增加，最小值右移。（2）最小值前，T增加，导热系数下降（3）最小值后，T增加，导热系数增加。（4）在临界点附近，压力、温度对黏度的影响超出常规，变化大。第7页/共13页临界点附近导热系数的变化第8页/共13页2.5扩散系数压力通过对密度的影响——影响扩散系数。在中等压力情况下，气体的自扩散系数与压力或密度成反比。0.8<TR<1.9；0.3<ρR<7.4（DΡ）0为T情况下低压下的Dρ稠密流体中的扩散可与Stokes-Einstein方程联系表达为δ分子在粘度为η介质中，D为：为Boltzmann常数；C为3~6系数第9页/共13页不同物质在SC-CO2中的二元扩