超臨界流體的應(yīng)用

#第3章超臨界流體的應(yīng)用3.1超臨界流體的應(yīng)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(dá)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(yīng)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(xì)微粒、超臨界流體色譜（supercriticalfluidchromatography）和超臨界流體中的化學(xué)反應(yīng)等，但以超臨界流體萃取應(yīng)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(shí)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(diǎn)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(shè)備費(fèi)用也大。但由于它優(yōu)點(diǎn)甚多,仍受到重視。在超臨界水中，易溶有氧氣，可使氧化反應(yīng)加快，可將不易分解的有機(jī)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(diǎn)，可將天然氣化為超臨界態(tài)后在管道中運(yùn)送，這樣既可以節(jié)省動力，又可以增加運(yùn)輸速率。超臨界二氧化碳具有低粘稠度、高擴(kuò)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(xì)菌的細(xì)胞壁，在其內(nèi)部引起劇烈的氧化反應(yīng)，殺死細(xì)菌。利用超臨界流體進(jìn)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?xì)怏w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(yīng)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(jìn)入，與被萃取物料充分接觸，選擇性溶解出所需的化學(xué)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(jìn)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?xì)怏w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?xì)怏w，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(jī)物有增加解度，而低于臨界狀態(tài)下對有機(jī)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(qiáng)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?dú)?、一氧化碳、二氧化碳等），能夠促進(jìn)擴(kuò)散控制的反應(yīng)速率，具有重要的工程意義。目前，研究最多在超臨界水中進(jìn)行的一類反應(yīng)是以空氣為氧化劑，通入有機(jī)廢物進(jìn)行氧化反應(yīng)，即超臨界水氧化法。其結(jié)果是有機(jī)廢物被完全氧化成二氧化碳、氮?dú)?、水及可以從水中分離的無機(jī)鹽等無毒的小分子化合物，達(dá)到凈水的目的。結(jié)論在本學(xué)期的化工熱力學(xué)課上，我簡單認(rèn)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?yàn)樗芙舛仁軌毫蜏囟鹊挠绊懞艽筮@一特點(diǎn)，被廣泛用于萃取。在這段自學(xué)中，我收獲頗豐。超臨界流體的應(yīng)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(xì)微粒、超臨界流體色譜和超臨界流體中的化學(xué)反應(yīng)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(kuò)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(kuò)散作用，因而SF對許多物質(zhì)有很強(qiáng)的溶解能力。超臨界流體對物質(zhì)進(jìn)行溶解和分離的過程就叫超臨界流體萃取1。可作為SF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(xué)惰性、價廉、易制成高純度氣體）。于以上的特點(diǎn)。因而超臨界流體具有廣泛的應(yīng)用，相信通過我們的努力，會讓它更好地為人類服務(wù)。參考文獻(xiàn)[1]《超臨界流體科