超临界流体的应用

#第3章超临界流体的应用3.1超临界流体的应用原理物质在超临界流体中的溶解度受压力和温度的影响很大•可以利用升温，降压手段（或两者兼用）将超临界流体中所溶解的物质分离析出，达到分离提纯的目的（它兼有精馏和萃取两种作用）•例如在咼压条件下，使超临界流体与物料接触，物料中的高效成分（即溶质）溶于超临界流体中（即萃取）•分离后降低溶有溶质的超临界流体的压力，使溶质析出。如果有效成分（溶质）不止一种，则采取逐级降压，可使多种溶质分步析出。在分离过程中没有相变，能耗低。3.2超临界流体的应用如超临界流体萃取（supercriticalfluidextraction,简称SFE）,超临界水氧化技术、超临界流体干燥、超临界流体染色、超临界流体制备超细微粒、超临界流体色谱（supercriticalfluidchromatography）和超临界流体中的化学反应等，但以超临界流体萃取应用得最为广泛。很多物质都有超临界流体区，但由于CO2的临界温度比较低，临界压力也不高，且无毒，无臭,无公害，所以在实际操作中常使用CO2超临界流体。如用超临界CO2从咖啡豆中除去咖啡因，从烟草中脱除尼古丁，从大豆或玉米胚芽中分离甘油酯，对花生油、棕榈油、大豆油脱臭等。例如从草中提取月见草油（它们对心血管病有良好的疗效）等。使用超临界技术的唯一缺点是涉及高压系统大规模使用时其工艺过程和技术的要求高，设备费用也大。但由于它优点甚多,仍受到重视。在超临界水中，易溶有氧气，可使氧化反应加快，可将不易分解的有机废物快速氧化分解，是一种绿色的“焚化炉”。由于超临界流有密度大且粘稠度小的特点，可将天然气化为超临界态后在管道中运送，这样既可以节省动力，又可以增加运输速率。超临界二氧化碳具有低粘稠度、高扩散性、易溶解多种物质、且无毒无害，可用于清洗各种精密仪器，亦可代替干洗所用的氯氟碳化合物，以及处理被污染的土壤。超临界二氧化碳可轻易穿过细菌的细胞壁，在其内部引起剧烈的氧化反应，杀死细菌。利用超临界流体进行萃取•将萃取原料装入萃取塔底氧化碳为超临界溶剂。二氧化碳气体经热交换器冷凝成液体，用加压泵先压力提升到工艺

过程所需的压力（应高于二氧化碳的临界压力），同时调节温度，使其成为超临界二氧化碳流体。二氧化碳流体作为溶剂从萃取塔底部进入，与被萃取物料充分接触，选择性溶解出所需的化学成分。含溶解萃取物的高压二氧化碳流体经节流阀降压到低于二氧化碳临界压力以下进入分离底，由于二氧化碳溶解度急剧下降而析出溶质，自动分离成溶质和二氧化碳气体二部分，前者为过程产品，定期从分离塔底放出，后者为循环二氧化碳气体，经过热交换器冷凝成二氧化碳液体再循环使用。整个分离过程是利用二氧化碳流体在超临界状态下对有机物有增加解度，而低于临界状态下对有机物基本不溶解的特性，将二氧化碳流体不断在萃取塔分离塔循环，从而有效地将需要分离提取的组分从原料中分离出来。超临界水具有非常强的极性，可以溶解极性极低的芳烃化合物及各种气体（氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等），能够促进扩散控制的反应速率，具有重要的工程意义。目前，研究最多在超临界水中进行的一类反应是以空气为氧化剂，通入有机废物进行氧化反应，即超临界水氧化法。其结果是有机废物被完全氧化成二氧化碳、氮气、水及可以从水中分离的无机盐等无毒的小分子化合物，达到净水的目的。结论在本学期的化工热力学课上，我简单认识了超临界流体，而在之后选择的这个题目上，我了解到了更多有关超临界流体的知识。最开始，我仅仅知道超临界流体因为它溶解度受压力和温度的影响很大这一特点，被广泛用于萃取。在这段自学中，我收获颇丰。超临界流体的应用还有超临界水氧化技术、超临界流体干燥、超临界流体染色、超临界流体制备超细微粒、超临界流体色谱和超临界流体中的化学反应等。这其中我最为感兴趣的还是超临界水。超临界流体，是处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体。超临界流体具有气体和液体的双重特性。SF的密度和液体相近，粘度与气体相近，但扩散系数约比液体大100倍。由于溶解过程包含分子间的相互作用和扩散作用，因而SF对许多物质有很强的溶解能力。超临界流体对物质进行溶解和分离的过程就叫超临界流体萃取1。可作为SF的物质很多，如二氧化碳、亚氮、乙烷、庚烷、氨、等，其中多选用CO2（临界温度接近室温，且无色、无毒、无味、不易然、化学惰性、价廉、易制成高纯度气体）。于以上的特点。因而超临界流体具有广泛的应用，相信通过我们的努力，会让它更好地为人类服务。参考文献[1]《超临界流体科