超臨界流體的應用

#第3章超臨界流體的應用3.1超臨界流體的應用原理物質(zhì)在超臨界流體中的溶解度受壓力和溫度的影響很大?可以利用升溫，降壓手段（或兩者兼用）將超臨界流體中所溶解的物質(zhì)分離析出，達到分離提純的目的（它兼有精餾和萃取兩種作用）?例如在咼壓條件下，使超臨界流體與物料接觸，物料中的高效成分（即溶質(zhì)）溶于超臨界流體中（即萃?。?分離后降低溶有溶質(zhì)的超臨界流體的壓力，使溶質(zhì)析出。如果有效成分（溶質(zhì)）不止一種，則采取逐級降壓，可使多種溶質(zhì)分步析出。在分離過程中沒有相變，能耗低。3.2超臨界流體的應用如超臨界流體萃?。╯upercriticalfluidextraction,簡稱SFE）,超臨界水氧化技術(shù)、超臨界流體干燥、超臨界流體染色、超臨界流體制備超細微粒、超臨界流體色譜（supercriticalfluidchromatography）和超臨界流體中的化學反應等，但以超臨界流體萃取應用得最為廣泛。很多物質(zhì)都有超臨界流體區(qū)，但由于CO2的臨界溫度比較低，臨界壓力也不高，且無毒，無臭,無公害，所以在實際操作中常使用CO2超臨界流體。如用超臨界CO2從咖啡豆中除去咖啡因，從煙草中脫除尼古丁，從大豆或玉米胚芽中分離甘油酯，對花生油、棕櫚油、大豆油脫臭等。例如從草中提取月見草油（它們對心血管病有良好的療效）等。使用超臨界技術(shù)的唯一缺點是涉及高壓系統(tǒng)大規(guī)模使用時其工藝過程和技術(shù)的要求高，設備費用也大。但由于它優(yōu)點甚多,仍受到重視。在超臨界水中，易溶有氧氣，可使氧化反應加快，可將不易分解的有機廢物快速氧化分解，是一種綠色的“焚化爐”。由于超臨界流有密度大且粘稠度小的特點，可將天然氣化為超臨界態(tài)后在管道中運送，這樣既可以節(jié)省動力，又可以增加運輸速率。超臨界二氧化碳具有低粘稠度、高擴散性、易溶解多種物質(zhì)、且無毒無害，可用于清洗各種精密儀器，亦可代替干洗所用的氯氟碳化合物，以及處理被污染的土壤。超臨界二氧化碳可輕易穿過細菌的細胞壁，在其內(nèi)部引起劇烈的氧化反應，殺死細菌。利用超臨界流體進行萃取?將萃取原料裝入萃取塔底氧化碳為超臨界溶劑。二氧化碳氣體經(jīng)熱交換器冷凝成液體，用加壓泵先壓力提升到工藝

過程所需的壓力（應高于二氧化碳的臨界壓力），同時調(diào)節(jié)溫度，使其成為超臨界二氧化碳流體。二氧化碳流體作為溶劑從萃取塔底部進入，與被萃取物料充分接觸，選擇性溶解出所需的化學成分。含溶解萃取物的高壓二氧化碳流體經(jīng)節(jié)流閥降壓到低于二氧化碳臨界壓力以下進入分離底，由于二氧化碳溶解度急劇下降而析出溶質(zhì)，自動分離成溶質(zhì)和二氧化碳氣體二部分，前者為過程產(chǎn)品，定期從分離塔底放出，后者為循環(huán)二氧化碳氣體，經(jīng)過熱交換器冷凝成二氧化碳液體再循環(huán)使用。整個分離過程是利用二氧化碳流體在超臨界狀態(tài)下對有機物有增加解度，而低于臨界狀態(tài)下對有機物基本不溶解的特性，將二氧化碳流體不斷在萃取塔分離塔循環(huán)，從而有效地將需要分離提取的組分從原料中分離出來。超臨界水具有非常強的極性，可以溶解極性極低的芳烴化合物及各種氣體（氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳等），能夠促進擴散控制的反應速率，具有重要的工程意義。目前，研究最多在超臨界水中進行的一類反應是以空氣為氧化劑，通入有機廢物進行氧化反應，即超臨界水氧化法。其結(jié)果是有機廢物被完全氧化成二氧化碳、氮氣、水及可以從水中分離的無機鹽等無毒的小分子化合物，達到凈水的目的。結(jié)論在本學期的化工熱力學課上，我簡單認識了超臨界流體，而在之后選擇的這個題目上，我了解到了更多有關(guān)超臨界流體的知識。最開始，我僅僅知道超臨界流體因為它溶解度受壓力和溫度的影響很大這一特點，被廣泛用于萃取。在這段自學中，我收獲頗豐。超臨界流體的應用還有超臨界水氧化技術(shù)、超臨界流體干燥、超臨界流體染色、超臨界流體制備超細微粒、超臨界流體色譜和超臨界流體中的化學反應等。這其中我最為感興趣的還是超臨界水。超臨界流體，是處于臨界溫度和臨界壓力以上，介于氣體和液體之間的流體。超臨界流體具有氣體和液體的雙重特性。SF的密度和液體相近，粘度與氣體相近，但擴散系數(shù)約比液體大100倍。由于溶解過程包含分子間的相互作用和擴散作用，因而SF對許多物質(zhì)有很強的溶解能力。超臨界流體對物質(zhì)進行溶解和分離的過程就叫超臨界流體萃取1?？勺鳛镾F的物質(zhì)很多，如二氧化碳、亞氮、乙烷、庚烷、氨、等，其中多選用CO2（臨界溫度接近室溫，且無色、無毒、無味、不易然、化學惰性、價廉、易制成高純度氣體）。于以上的特點。因而超臨界流體具有廣泛的應用，相信通過我們的努力，會讓它更好地為人類服務。參考文獻[1]《超臨界流體科