超臨界流體及其混合物的物理性質(zhì)

會計學(xué)1超臨界流體及其混合物的物理性質(zhì)對SCFE過程中用臨界參數(shù)來計算EOS的參數(shù)，不盡適用，因為：（1）因化合物分解，難以得到臨界參數(shù)。（2）試驗困難，不能準(zhǔn)確知道臨界點。（3）組分復(fù)雜，組分往往是很多化合物構(gòu)成的混合物。（4）邊界的劃分，常常把一組成分歸為一類（虛擬組分）。（5）組分、虛擬組分的化學(xué)性質(zhì)常是未知。鑒于上述原因,要求：（1）應(yīng)從純組分的參數(shù)P-V-T數(shù)據(jù)、蒸汽壓、液體摩爾體積和蒸發(fā)熱數(shù)據(jù)獲得。（2）用來擬合純組分參數(shù)的物理性質(zhì)應(yīng)該是容易測定的。第1頁/共13頁2.1密度PVT和密度計算：混合物的PVT和密度計算，常由純物質(zhì)的狀態(tài)方程式參數(shù)，結(jié)合混合規(guī)則得到混合物的參數(shù)后用狀態(tài)方程計算富含CO2混合物密度數(shù)據(jù)第二組分溫度/K壓力/MPaXco2密度誤差/%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硫化氫300~5000~330.490.1第2頁/共13頁2.2Joule-Thomson系數(shù)J-T效應(yīng)：理想氣體：ηj,T=0(膨脹對溫度無影響)實際氣體：ηj,T＞0

，p下降——T下降。

ηj,T＜0

，p下降——T上升。

J-T系數(shù)符號改變時的溫度為轉(zhuǎn)變溫度，一般大于室溫SCF流體為高壓流體，在減壓過程中（節(jié)流，throttling），會出現(xiàn)溫度下降的現(xiàn)象。因此，在超臨界流體萃取過程中，減壓閥常常會結(jié)霜，故需對節(jié)流閥進(jìn)行加熱，保障流道暢通。第3頁/共13頁2.3粘度單位面積的切變應(yīng)力除以速度梯度（1）粘度與溫度有最小值，且P增加，最小值右移。（2）溫度小于最小值時，SCF類似于液體，溫度增加，粘度下降。（3）溫度大于最小值時，SCF類似于氣體，溫度增加，粘度增加。（4）在臨界點處，變化的斜率大。（5）壓力對粘度的影響比較小，一般不超過1%。當(dāng)p/pc＞[0.183(T/Tc)-1]時，應(yīng)考慮壓力對粘度的影響。第4頁/共13頁★在SCFE中，溶質(zhì)的溶解度比較小，故主要取決于SCF的粘度，當(dāng)溶質(zhì)濃度增加時，則氣相粘度和SCF粘度有差異。★在低壓區(qū)，粘度隨壓力下降明顯。第5頁/共13頁2.4導(dǎo)熱系數(shù)1、氣體導(dǎo)熱系數(shù)——與能量的分子傳遞有關(guān)，因此與粘度、熱容有關(guān)。在室溫和常壓下，導(dǎo)熱系數(shù)在0.01~0.025W/(m.K)導(dǎo)熱系數(shù)與壓力的關(guān)系導(dǎo)熱系數(shù)隨壓力的增加而增加2、液體導(dǎo)熱系數(shù)（1）粘度大，導(dǎo)熱系數(shù)大。（2）壓力對導(dǎo)熱系數(shù)影響不大，壓力達(dá)1000MPa時，導(dǎo)熱系數(shù)才增加1~2倍。第6頁/共13頁與粘度相似：（1）對比導(dǎo)熱系數(shù)也有溫度最小值，且p增加，最小值右移。（2）最小值前，T增加，導(dǎo)熱系數(shù)下降（3）最小值后，T增加，導(dǎo)熱系數(shù)增加。（4）在臨界點附近，壓力、溫度對黏度的影響超出常規(guī)，變化大。第7頁/共13頁臨界點附近導(dǎo)熱系數(shù)的變化第8頁/共13頁2.5擴(kuò)散系數(shù)壓力通過對密度的影響——影響擴(kuò)散系數(shù)。在中等壓力情況下，氣體的自擴(kuò)散系數(shù)與壓力或密度成反比。0.8<TR<1.9；0.3<ρR<7.4（DΡ）0為T情況下低壓下的Dρ稠密流體中的擴(kuò)散可與Stokes-Einstein方程聯(lián)系表達(dá)為δ分子在粘度為η介質(zhì)中，D為：為Boltzmann常數(shù)；C為3~6系數(shù)第9頁/共13頁不同物質(zhì)在SC-CO2中的二元擴(kuò)