超临界流体技术.ppt

第一页，共二十八页，2022年，8月28日 超临界流体技术 超临界流体的概念、特性 超临界流体的应用 超临界流体萃取 超临界流体喷涂 超临界流体发泡 超临界流体清洗 超临界流体制备超细微粒 超临界流体聚合 第二页，共二十八页，2022年，8月28日 超临界流体 第三页，共二十八页，2022年，8月28日 性质 气体 超临界流体 液体 1bar，15～30℃ Tc，Pc Tc，4Pc 15～30℃ 密度/(g/mL) (0.6~2)×10-3 0.2~0.5 0.4~0.9 0.6~1.6 黏度/ [g/(cm﹒s)] (1~3)×10-4 (1~3)×10-4 (3~9)×10-4 (0.2~3)×10-2 扩散系数/(cm2/s) 0.1~0.4 0.7×10-3 0.2×10-3 (0.2~3)×10-5 气体、液体和超临界流体的性质 很强的溶剂化能力，良好的传质性能，溶解性能随压力变化 第四页，共二十八页，2022年，8月28日 物质 沸点/℃ 临界点数据 临界温Tc/℃ 临界压Pc/Mpa 临界密度ρ/(g/cm3) 二氧化碳 －78.5 31.06 7.39 0.448 水 100 374.2 22.00 0.344 乙烷 －88.0 32.4 4.89 0.203 乙烯 －103.7 9.5 5.07 0.20 丙烷 －44.5 97 4.26 0.220 丙烯 －47.7 92 4.67 0.23 n–丁烷 －0.5 152.0 3.80 0.228 n–戊烷 36.5 196.6 3.37 0.232 n–己烷 69.0 234.2 2.97 0.234 甲醇 64.7 240.5 7.99 0.272 乙醇 78.2 243.4 6.38 0.276 异丙醇 82.5 235.3 4.76 0.27 苯 80.1 288.9 4.89 0.302 甲苯 110.6 318 4.11 0.29 氨 －33.4 132.3 11.28 0.24 甲烷 －164.0 －83.0 4.6 0.16 常用超临界流体的临界性质表 第五页，共二十八页，2022年，8月28日 超临界二氧化碳 CO2临界温度和压力都较低，易于工业化。 CO2不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不 会产生副反应并且廉价易得。 CO2来源于化工副产物，应用过程中易于回收， 能够减少温室气体的排放。 超临界CO2的溶解能力可通过流体的压力来调节。 超临界CO2处理后的产物易纯化、无溶剂残留。 超临界CO2对高聚物有很强的溶胀和扩散能力。 超临界CO2对含氟和硅聚合物具有优良的溶解性。 第六页，共二十八页，2022年，8月28日 超临界二氧化碳 应用： 萃取 材料加工 喷涂 发泡 增塑 清洗 制备超细微粒 聚合反应介质 第七页，共二十八页，2022年，8月28日 超临界二氧化碳的应用—萃取 萃取原理 超临界流体具有选择性溶解物质的能力，并随着临界条件（T，P）而变化。超临界流体可从混合物中有选择地溶解其中的某些组分，然后通过减压，升温或吸附将其分离析出。 第八页，共二十八页，2022年，8月28日 超临界流体萃取的应用 医药工业 化学工业 食品工业 化妆品香料 中草药提取 酶，纤维素精制 金属离子萃取 烃类分离 共沸物分离 高分子化合物分离 植物油脂萃取 酒花萃取 植物色素提取 天然香料萃取 化妆品原料提取精制 第九页，共二十八页，2022年，8月28日 （1）极性小，分子量小的物质 超临界CO2直接萃取，20-70℃，8-40MPa （2）极性大，分子量适中的物质 超临界CO2 + 共溶剂（用量在5%以下） （3）极性大，分子量大的亲水化合物 超临界CO2 + 表面活性剂 + 水 （超临界流体包水核的微乳液体系） 超临界流体萃取的方法 第十页，共二十八页，2022年，8月28日 二 氧 化 碳 气 瓶 贮 罐 夹带剂罐 萃 取 釜 解 析 釜 解 析 釜 分 离 柱 箱冷 计量流 泵压高 泵压高 超临界流体萃取的流程 第十一页，共二十八页，2022年，8月28日 溶剂萃取 超临界萃取 溶剂残留不可避免 完全无溶剂残留，纯净 存在重金属 无重金属 溶剂的溶解能力为定值 溶解能力随温度和压力变化 可能使用高温，热敏物质分解 通常在较低温度下，不分解 存在无机盐被萃取的问题 无无机盐残留 溶剂选择性差 选择性好 需额外的操作单元来脱除溶解 在线分离，有效物质收率高 溶剂萃取和超临界