超临界二氧化碳_烷烃体系相平衡和界面张力的研究进展_图文_百(精)

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超临界流体化学的新发现

超临界流体化学的新发现

超临界流体化学的新发现随着科学技术不断进步,超临界流体化学日益受到关注和研究。

超临界流体是介于气体和液体之间的物质状态,在高压高温下具有一些特殊的性质,如密度小、粘度低、扩散系数大等,这些性质为超临界流体在化学、物理、工程和环境等领域的应用提供了广阔的空间。

近年来,在超临界流体领域,出现了一些令人振奋的新发现,下面我将以“发现”的角度,分别介绍一些超临界流体化学的新成果。

一、超临界CO2的胶束反应性超临界CO2是一种理想的反应介质,它具有极小的粘度和高的扩散系数,有利于反应物的弥散和传递。

然而,由于它与很多亲水性物质难以混溶,使得在其内部进行反应十分困难。

近些年来,研究者们发现了超临界CO2可以在某些情况下形成一种稳定的胶束结构,胶束内部可以容纳一些水溶性分子,使其在超临界CO2中可以反应。

这一发现促进了超临界CO2的应用,尤其是在环境和能源领域,如催化剂、分离技术、清洁生产等方面,都有了新的探索。

二、超临界水的电导率超临界水是高压高温下水的状态,可以看作是一种“超水”,具有一些特殊的性质。

最新研究发现,当水压力超过25 MPa时,在高达400 ℃的温度下,超临界水会发生一种电离反应,被分解成氧离子和氢离子。

这种分解所产生的离子在超临界水中具有非常高的电导率,比普通水高出数十倍以上,这对于超临界水的化学反应和催化都具有重要的意义。

三、超临界CO2的绿色催化作用在催化领域,超临界CO2也有重要的应用。

类似于超临界CO2-胶束体系的研究,超临界CO2也可以在某些条件下形成类似于微乳体系的结构。

这种CO2-绿色溶剂-催化剂复合体系在有机合成反应中具有一些优异的性质,例如反应速率快、选择性高、废气排放少等,被广泛应用于绿色化学合成和清洁生产领域。

四、超临界介质的能量转换和存储超临界介质体系在能量转换和存储方面也有很好的应用前景。

研究人员发现,超临界介质中相变热的变化可以作为能量转换的基础。

根据其相变热的大小,可以制备出一些具有高热容和高能量密度的材料,用于高效储能和节能技术。

超临界CO2的应用技术及发展现状

超临界CO2的应用技术及发展现状

1、工艺优化
尽管超临界CO2技术具有许多独特的优点,但在实际应用中仍存在一些问题, 如工艺复杂、成本较高、设备投资大等。因此,优化工艺流程和提高设备的利用 率是推动超临界CO2技术发展的关键问题之一。
2、设备国产化
目前国内超临界CO2技术的设备主要依赖进口,这不仅增加了企业的成本, 也制约了该技术的发展。因此,实现设备的国产化是当务之急,这将有助于降低 成本,提高生产效率,同时为技术的推广和应用提供便利。
在国内,随着科技水平的提高和国家对新兴产业的支持,超临界CO2技术也 得到了迅速的发展。例如,在超临界CO2萃取天然产物、药物和食品添加剂等领 域的研究和应用已经取得了重要的进展。
2、市场规模
随着超临界CO2技术的不断发展和应用领域的拓展,其市场规模也在不断扩 大。根据市场研究机构的数据显示,全球超临界CO2市场的年均增长率已经超过 了10%,预计到2025年市场规模将达到150亿美元。在国内,超临界CO2技术的应 用市场也呈现出快速增长的态势,特别是在新能源、环保、材料等领域,市场规 模将会进一步扩大。
一、超临界CO2的应用技术
超临界CO2的应用技术主要包括超临界萃取、超临界合成以及超临界流体的 其他工业应用。
1பைடு நூலகம்超临界萃取
超临界萃取是一种利用超临界CO2萃取分离固体或液体物料的新技术。其工 作原理是利用超临界CO2的高扩散性和低表面张力,将目标组分从物料中萃取出 来,然后通过降温、降压等方法,使超临界CO2变成液体,而目标组分则被分离 出来。
3、应用领域
超临界CO2技术的应用领域非常广泛,除了上述提到的萃取、合成、能源、 环保、材料等领域外,还可以应用于食品加工、纺织、印染、造纸、医药等行业。 例如,在食品加工领域,可以利用超临界CO2技术萃取果汁、油脂等物料;在纺 织领域,可以利用超临界CO2技术进行织物的染色和整理等。

二氧化碳超临界技术

二氧化碳超临界技术

二氧化碳超临界技术二氧化碳超临界技术是一种利用超临界二氧化碳作为溶剂的化学反应技术。

超临界二氧化碳是指在一定温度和压力下,二氧化碳既不呈气态也不呈液态,而是处于临界点以上的状态。

这种特殊的状态使超临界二氧化碳具有独特的物理和化学性质,使其成为一种重要的溶剂。

二氧化碳超临界技术在化学合成、材料制备、能源储存、环境保护等领域具有广泛的应用前景。

首先,超临界二氧化碳可以提供较高的溶剂密度和扩散性,使得化学反应速率加快,反应物与溶剂之间的质量传递更加高效。

其次,超临界二氧化碳具有低粘度和低表面张力,能够有效降低反应过程中的传质阻力,提高反应的选择性和产率。

此外,超临界二氧化碳还具有较低的致毒性和可再生性,对环境友好。

在化学合成领域,二氧化碳超临界技术可以用于有机物的溶解、反应和分离纯化。

以溶剂为例,超临界二氧化碳可以代替有机溶剂,使得反应体系更加绿色环保。

此外,超临界二氧化碳还可以调节反应条件,改变反应物的溶解度、离子强度和酸碱性,从而实现特定反应的控制。

在材料制备方面,超临界二氧化碳可以用于纳米粒子的合成、聚合物的制备和膜的形成,具有较高的效率和良好的控制性能。

而在能源储存方面,超临界二氧化碳可以作为吸附剂用于储存和释放气体。

其高溶解度和低粘度的特性使得超临界二氧化碳能够有效吸附和释放气体,例如氢气和甲烷等。

这种技术可以应用于氢能源的储存和运输,解决氢气的安全性和便携性问题。

在环境保护领域,二氧化碳超临界技术可以应用于废水处理和废气处理。

超临界二氧化碳可以作为萃取剂和溶剂,将废水中的有机物和重金属离子溶解和分离。

同时,超临界二氧化碳还可以用于废气中有害气体的吸附和转化,实现对废气的净化处理。

二氧化碳超临界技术作为一种绿色、高效、环保的化学反应技术,具有广泛的应用前景。

它在化学合成、材料制备、能源储存和环境保护等领域都有着重要的作用。

随着对可持续发展的需求不断增加,二氧化碳超临界技术将成为未来化学领域的重要发展方向之一。

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究大家好,今天我要给大家讲一个非常有趣的话题,那就是超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究。

听起来很高大上吧?其实呢,这个话题就是关于二氧化碳的一种神奇的变化过程,而且还跟岩石有关系哦!下面就让我来给大家慢慢道来。

我们来说说超临界二氧化碳。

大家知道,二氧化碳是一种无色、无味、无毒的气体,但是当它遇到高压高温的时候,就会发生一种神奇的变化,变成一种叫做超临界二氧化碳的状态。

这种状态的二氧化碳就像一个超级无敌大胖子,不仅密度大大增加,而且还有一种很强大的力量,可以把岩石都给压碎。

那么,超临界二氧化碳为什么会有这么强大的力量呢?这就要说到它的相变动力学了。

所谓相变动力学,就是研究物质在不同状态之间的转变过程和规律的科学。

超临界二氧化碳的相变过程就是一个典型的实例。

在这个过程中,二氧化碳先是从气态变为液态,然后再从液态变为固态。

这个过程中,二氧化碳的分子结构发生了很大的变化,使得它具有了很强的内聚力和黏性。

接下来,我们再来说说超临界二氧化碳破岩的机理。

大家可能觉得这个问题有点难懂,其实呢,只要用简单的语言来解释一下就行了。

我们知道,岩石是由很多矿物质组成的,这些矿物质之间都有一种叫做共价键的结构。

当超临界二氧化碳遇到岩石的时候,它会把这些共价键给破坏掉,使得岩石的结构变得松散。

这样一来,岩石就被压碎了。

那么,超临界二氧化碳破岩的试验研究是怎么样进行的呢?科学家们设计了一套实验装置,用来模拟自然环境中的高压高温条件。

他们把超临界二氧化碳注入到一个特殊的容器里面,然后通过控制温度和压力来观察二氧化碳的变化过程。

通过这样的实验,科学家们发现,超临界二氧化碳确实具有很强的破岩能力,可以有效地用于地质勘探和矿山开采等领域。

当然啦,虽然超临界二氧化碳有很多神奇的功能,但是我们也不能滥用它。

毕竟,二氧化碳是一种温室气体,过多地排放会导致全球气候变暖。

所以呢,我们在利用超临界二氧化碳的也要关注环保问题,努力减少二氧化碳的排放。

超临界状态CO2封存技术研究进展

超临界状态CO2封存技术研究进展
在标准状况下,二氧化碳是一种物理性质非常
稳定的气体,而在超临界状态下,其密度和粘度等物
随着世界人口的不断增长和能源使用量的不断 增 加,每 年 都 有 大 量 的 二 氧 化 碳 排 放 到 大 气 当 中[1]。传统的化石能源仍是人类能源消费的主体, 这些常用的能源在使用后产生大量的 CO2 是温室 效应的元凶[2]。
二氧化碳封存技术是有效缓解温室效应的主要 措施,本文主要探讨了超临界二氧化碳的理化性质 及其封存流程、封存机理、封存类型、影响因素及封 存的选址问题,通过对国内外超临界 CO2 封存工艺 的发展进行对比和分析,最后总结了超临界二氧化 碳封存工艺流程在技术等方面凸显出的优势,指出 了该技术在不同角度存在的缺陷与不足,并对超临 界 CO2封存工艺指明了下一阶段的发展趋向。
收稿日期:20181128 修改稿日期:20181213 基金项目:国家自然科学基金项目 (51474070) 作者简介:兰天庆(1991-),男,河南许昌人,硕士研究生在读,师从魏建光副教授,主要研究方向为非常规油气开发、提
高采收率及油田化学工艺。电话:13936729836,E-mail:593055475@qq.com 通讯联系人:郝广维,硕士研究生,主要研究方向为油气储运工程。电话:15036166917,E-mail:15036166917@163.com
ResearchprogressonCO2 storagetechnology insupercriticalstate
LANTianqing1,MAYuanyuan1,GONGTong1, DONGWennan1,HAOGuangwei1,FENGJun2
(1.SchoolofPetroleum Engineering,NortheastPetroleum University,Daqing163318,China; 2.SchoolofEarthandScience,NortheastPetroleum University,Daqing163318,China)

二氧化碳超临界流体萃取技术的研究PPT课件

二氧化碳超临界流体萃取技术的研究PPT课件
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• 夹带剂 在溶质和超临界CO2流体的二元体系
中加入少量的辅助溶剂(夹带剂、助溶 剂),对溶质的溶解度、溶质选择性等有 奇特的效果。决定物质溶解度的主要因素 是溶质与溶剂分子间的作用力。故应根据 萃取物的特性选择适当的辅助溶剂,以提 高萃取效率。
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压缩机
萃取釜
制冷MVC-760L
4
-4
0.7×10-3 0.2×10-3
液体
15~30℃
0.6~1.6 (0.2~3)×10
-2
(0.2~3)×10
-5
很强的溶剂化能力,良好的传质性能,溶解性能随压力变化
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超临界流体的主要特性
1 密度类似液体,因而溶剂化能力很强,压力和温度 微小变化可导致其密度显著变化
2 粘度接近于气体,具有很强传递性能和运动速度 3 扩散系数比气体小,但比液体高一到两个数量级; 4 压力和温度的变化均可改变相变
一、超临界流体的定义 二、超临界流体的原理和工艺流程 三、超临界流体萃取的应用 四、超临界流体萃取的发展和研究
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✓ 一继、固超态临、界液流体态的和定气义态发现以后,人们又发现了可称为物质第四 状态的超临界态。
✓ 在较低温度下,不断增加气体的压力时,气体会转化成液体, 当温度增高时,液体的体积增大,对于某一特定的物质而言总 存在一个临界温度(TC)和临界压力(Pc),高于临界温度 和临界压力后,物质不会成为液体或气体,这一点就是临界点。 再临界点以上的范围内,物质状态处于气体和液体之间,这个 范围之内的流体成为超临界流体(SF)。
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超临界流体萃取技术在医药工业中的应用
✓ 药物的干燥、造粒和制作缓释药丸等 ✓ 中草药有效成分的提取

超临界co2[新版]

超临界co2[新版]

超临界二氧化碳的性质及应用1 前言超临界流体是区别于气体、液体而存在的第三流体。

当温度和压力达到临界点时,物质就进入了超临界状态,超临界状态下的物质出现为一种既非气体又非液体的状态,叫超临界流体。

处于超临界状态F流体的物理化学性质如密度、扩散性、电导率、粘度等町以不超过相际边界呖通过压力或温度调节。

基于这屿独特的物理化学性质,超临界流体被证明是一种环境亲和的介质,它可能实现化学和化工技术的可持续发展。

而超临界C02(sc-c02)流体无毒、无污染、不易燃烧、价格低廉、化学惰性、可回收利用,且兼有超临界流体的特性,因此得到了人们的广泛关注。

2 超临界流体及其基本性质2.1 超临界流体(Supercritical fluid,SCF)超临界流体是指该流体处在其临界温度和临界压力以上的状态。

图1是纯物质的相图。

如图1所示,在相图中除气相、液相和固相外,还示出了一个特殊的区域即超临界区域SCF。

SCF是一种非凝聚性的高密度流体,在超临界状态下液体和气体的差别完全消失,是一种既不同于气体也不同于液的状态。

超临界流体的临界压力和临界温度因物质分子结构不同而异,分子极性愈强,分子愈大,临界温度愈高,临界压力则愈低表1 气体、液体和超临界流体的性能比较表1表明:超临界流体的密度比气体的密度大数百倍,其数值与液体相当,而粘度比液体小两个数量级,其数值与气体相当,扩散系数介于气体和液体之间约为气体的1/100,比液体要大数百倍。

由此得知,超临界流体具有与液体相当的密度,故有与液体相似的可溶解溶质的特点,同时又具有气体易于扩散的特点,它的低粘度,高扩散性,有利于溶解在其中的物质扩散和向固体基质的渗透。

在物质的超临界状态下,只要压力和温度稍有变化,密度就显著地变化,并相应地表现为溶解度的变化,这一性质使超临界流体的极具应用价值。

2.2 超临界二氧化碳流体的基本性质CO2临界温度和临界压力较低,分别为31.1 cC和7.38MPa,是应用最广泛的超临界流体。

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究大家好,今天我要给大家讲一个非常有趣的话题,那就是超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究。

这个话题听起来有点高深莫测,但是我会尽量用简单的语言来跟大家讲解。

我们要明白什么是超临界二氧化碳。

简单来说,超临界二氧化碳就是一种特殊的气体,它的温度和压力都超过了一般的气体状态。

这种气体在很多领域都有广泛的应用,比如说做溶剂、做制冷剂等等。

而这次的研究主要是关注超临界二氧化碳在破岩方面的应用。

那么,超临界二氧化碳是如何破岩的呢?这就要涉及到相变动力学了。

相变动力学是研究物质在不同温度和压力下发生相变的过程和规律的科学。

在这次的研究中,我们关注的是超临界二氧化碳在高压下的相变过程。

通过模拟实验,我们可以了解到超临界二氧化碳在高压下的相变行为,从而为实际的破岩应用提供理论依据。

接下来,我给大家举个例子来说明这个过程。

假设我们要把一块大石头炸开,我们可以用火药来炸,也可以用水炮来炸。

但是这两种方法都有一个问题,就是会产生很多碎片,不利于后续的清理工作。

而如果我们使用超临界二氧化碳来炸石头,就可以避免这个问题。

因为超临界二氧化碳在高压下会变成一种类似于液体的状态,它可以渗透到石头的内部,将石头的内部结构破坏掉,从而达到破碎的目的。

而且这种方法产生的碎片很少,清理起来也比较方便。

这个过程还有很多细节需要我们去探索和完善。

比如说我们需要研究超临界二氧化碳在高压下的具体相变条件,以及如何控制超临界二氧化碳的流量和压力等等。

这些都需要我们进行大量的实验和观察才能得出结论。

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究是一个非常有意义的课题。

通过这个研究,我们不仅可以了解到超临界二氧化碳的特殊性质,还可以为实际的应用提供新的思路和技术手段。

希望大家能够对这个话题感兴趣,也期待未来能够在这个领域取得更多的突破和发展。

谢谢大家!。

《超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制》

《超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制》

《超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制》摘要:本文通过实验和理论分析,探讨了超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制。

研究结果表明,超临界CO2与生物联合作用能够有效地改变煤的分子结构,为煤的加工和转化提供新的方向。

一、引言煤作为一种重要的化石能源,其分子结构复杂且含有丰富的有机成分。

超临界CO2因其在化学反应中的特殊性质而备受关注,而生物技术的引入则可能为煤的转化利用带来新的机遇。

本文将探究超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制。

二、超临界CO2的特性及对煤结构的作用超临界CO2作为一种无毒、不燃的有机溶剂,具有较好的渗透性和扩散性,且能溶解部分有机物。

在超临界状态下,CO2的分子间相互作用减弱,具有较高的扩散系数和较低的表面张力,能够有效地渗透到煤的孔隙和裂隙中。

在煤的转化过程中,超临界CO2能够通过与煤分子间的相互作用,改变煤的分子结构,促进煤的解构和转化。

三、生物联合作用在煤转化中的角色生物联合作用在煤的转化过程中扮演着重要的角色。

微生物通过分泌酶等生物活性物质,能够与煤中的有机物发生生物化学反应,促进煤的分解和转化。

同时,微生物还能够利用煤中的有机物作为碳源和能源进行生长繁殖,产生大量的生物质和生物气等产物。

这些产物不仅能够促进煤的转化过程,还能够提高煤的利用效率。

四、超临界CO2与生物联合作用的协同效应超临界CO2与生物联合作用在煤的结构转化中具有协同效应。

一方面,超临界CO2能够为生物反应提供良好的反应环境,促进微生物的生长和代谢活动;另一方面,微生物的生物反应能够促进超临界CO2更好地渗透到煤的内部结构中,进一步改变煤的分子结构。

这种协同效应不仅提高了煤的转化效率,还可能产生新的产物和价值。

五、影响机制分析(一)物理作用机制:超临界CO2通过其特殊的物理性质,如高渗透性和低表面张力等,有效地渗透到煤的孔隙和裂隙中,改变煤的结构。

(二)化学作用机制:在超临界状态下,CO2与煤分子发生化学反应,如氢键断裂、烷基化等反应,进一步改变煤的分子结构。

超临界二氧化碳论文

超临界二氧化碳论文

超临界二氧化碳旋转射流目前,我国常规油气资源探明和开发程度已经相当高,对低渗透油藏、致密砂岩气、页岩气、煤层气、重油以及天然气水合物等非常规油气资源的勘探、开发已成为我国能源发展战略的重要方向之一。

非常规油气成藏条件复杂,开发过程中储层保护困难,勘探开发难度大,因此,迫切需要形成新的工程技术,有效提高机械钻速、最大限度保护储层,最终提高油气的采收率。

研究表明,超临界二氧化碳流体具有接近于液体的高密度和强溶解性,以及接近于气体的低粘度和强扩散性等独特性质,是一种非常有应用前景的非常规油气藏开发流体介质。

采用超临界二氧化碳高压射流喷射破岩钻井,不仅对非常规油气储层没有伤害,而且能够获得较高的机械钻速,并实现温室气体的减排利用,技术应用前景广阔。

1 超临界二氧化碳的性质在标准状况下,二氧化碳为无色无味的气体,其水溶性呈弱酸性。

二氧化碳气体不能燃烧但易被液化。

二氧化碳的临界点31.1 ℃、7.38 MPa。

当温度和压力大于临界点温度和压力时,二氧化碳达到超临界状态。

超临界二氧化碳具有许多不同于气体也不同于液体的独特性质:随着温度和压力逐渐升高,二氧化碳从气态变为液态,同时密度也逐渐增加;当温度和压力高于临界点后,呈现为超临界状态(见图1)。

其最大密度可达 1 200 kg/m3。

随着相态的变化,二氧化碳气体的粘度变化范围也较大,总体介于液态和气态之间。

在超临界条件下,其扩散系数为液体的100倍,因而具有很强的溶解能力。

除此之外,超临界二氧化碳还具有良好的传热性能,表面张力为0,可以进入到任何大于超临界二氧化碳分子的空间。

超临界流体既不同于气体,也不同于液体,具有许多独特的物理化学性质。

超临界流体的密度接近于液体,它与温度和压力呈非线性关系,随压力升高而增大,随温度升高而减小,同时其黏度与气体接近,扩散系数也比液体大,因此它的传热和传质能力较强。

表1为超临界流体、气体及液体不同性质对比。

2 超临界二氧化碳在石油工程的应用2.1超临界二氧化碳喷射压裂增产超临界CO2喷射压裂方法具有独特的优势和广阔的发展前景。

共聚物—超临界二氧化碳体系的相平衡和成核性质研究的开题报告

共聚物—超临界二氧化碳体系的相平衡和成核性质研究的开题报告

共聚物—超临界二氧化碳体系的相平衡和成核性质研究的开题报告一、研究背景超临界二氧化碳是一种新型的溶剂,灵活性高、环保性好、无毒性、易于回收、成本低廉等优点,被广泛应用于化学合成、制药、材料科学等领域。

而共聚物具有优良的物理、化学性质,在材料领域有着广泛的应用。

研究超临界二氧化碳与共聚物的相互作用和成核性质,对于深入了解这种新型溶剂和材料体系的特性、优化合成和应用具有重要意义。

二、研究目的本文旨在研究超临界二氧化碳与共聚物体系的相平衡和成核性质,探究它们之间的相互作用规律,为超临界二氧化碳在合成和制备共聚物材料中的应用提供基础性的数据和理论支持。

三、研究内容及方法1. 研究共聚物在超临界二氧化碳中的相平衡情况;2. 研究超临界二氧化碳/共聚物体系的成核动力学和催化作用;3. 采用离子交换色谱法和紫外可见光谱法等现代实验手段研究这种体系的相关性质和机制。

四、研究意义1. 通过研究体系的相平衡和成核性质,深入了解超临界二氧化碳与共聚物的相互作用规律和特点;2. 提供基础性数据和理论支持,为超临界二氧化碳在合成和制备共聚物材料中的应用开拓新途径;3. 为设计和制备新型高性能的共聚物材料提供参考和指导。

五、论文结构第一章绪论1.1 研究背景与意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容、目的和方法1.4 论文结构第二章超临界二氧化碳与共聚物体系的相平衡2.1 超临界二氧化碳介绍2.2 共聚物介绍2.3 超临界二氧化碳与共聚物的相互作用规律2.4 实验研究方法与结果第三章超临界二氧化碳/共聚物体系的成核动力学与催化作用3.1 成核动力学介绍3.2 成核动力学与共聚物的相互作用3.3 催化作用机制及实验研究方法第四章实验结果分析4.1 结果分析4.2 结果讨论第五章结论与展望5.1 结论5.2 研究展望参考文献。

超临界二氧化碳-烷烃体系相平衡和界面张力的研究进展

超临界二氧化碳-烷烃体系相平衡和界面张力的研究进展

超临界二氧化碳-烷烃体系相平衡和界面张力的研究进展付东;杨传;魏元祯
【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(037)004
【摘要】超临界二氧化碳(SC-CO2)和烷烃体系的相平衡和界面张力是石油、化工及环境保护等诸多领域中的基础数据.对SC-CO2-烷烃二元体系的相平衡和界面张力的实验测定和理论模型方面的研究进展进行了综述,并分析了同时适用于SC-CO2-烷烃体系的本体和界面性质研究的自洽模型的发展方向.
【总页数】6页(P84-89)
【作者】付东;杨传;魏元祯
【作者单位】华北电力大学,环境科学与工程学院,河北,保定,071003;华北电力大学,环境科学与工程学院,河北,保定,071003;华北电力大学,环境科学与工程学院,河北,保定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TQ013.1
【相关文献】
1.超临界二氧化碳-乙酸乙酯-水体系的相平衡 [J], 居艳
2.超临界二氧化碳二元体系相平衡性质的研究 [J], 张敬畅;吴向阳;曹维良
3.超临界二氧化碳和醇类体系的相平衡计算 [J], 王伟丽;张晓冬;刘学武;夏远景;李志义
4.超临界二氧化碳富集提纯鱼油中EPA和DHA的研究进展(Ⅰ)──超临界二氧
化碳与鱼油脂肪酸的相平衡研究 [J], 包宗宏;云志;史美仁
5.P-R方程新的混合规则和二氧化碳-烷烃非对称体系高压相平衡关联与预测 [J], 高光华;童景山
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二氧化碳超临界流体的特性与应用

二氧化碳超临界流体的特性与应用

二氧化碳超临界流体的特性与应用摘要二氧化碳(CO2)超临界流体是一种在高温高压条件下表现出类似液体和气体特性的物质。

本文将介绍二氧化碳超临界流体的基本特性、制备方法以及其在不同领域的应用。

通过对二氧化碳超临界流体的研究,我们可以认识到其在环境保护、化学合成、材料加工等方面的潜在用途,并对未来的研究方向进行展望。

引言超临界流体是指处于临界点以上的高温高压条件下的物质,它具有介于气体和液体之间的特性。

二氧化碳是一种常见的超临界流体物质,其具有多种独特的特性,例如高溶解度、可调节性、环保性等,使得它在科学研究和工业应用中具有广阔的前景。

本文将重点探讨二氧化碳超临界流体的特性和应用。

二氧化碳超临界流体的制备方法压缩法制备压缩法是最常用的制备二氧化碳超临界流体的方法之一。

其基本原理是通过调节二氧化碳的温度和压力,将其转变为超临界状态。

压缩法制备二氧化碳超临界流体的过程包括气相压缩、液相增压和超临界状态稳定等步骤。

通过合理控制参数,可以获得稳定和高纯度的二氧化碳超临界流体。

超临界流体萃取法制备超临界流体萃取法是利用超临界流体的溶解性和选择性萃取物质的方法。

通过调节二氧化碳的温度、压力和萃取物质的性质,使得超临界流体可以选择性地溶解目标物质,并通过减压等方式将其分离。

这种方法具有高效、环保、可控性强等优点,被广泛应用于天然产物提取、废水处理等领域。

其他制备方法除了上述常用的制备方法外,还有一些其他方法可用于制备二氧化碳超临界流体,例如化学反应法、超临界喷雾法等。

这些方法相对较新,可以通过改变反应条件和处理参数来调节二氧化碳的特性,进一步拓宽二氧化碳超临界流体的应用范围。

二氧化碳超临界流体的特性高溶解度二氧化碳超临界流体具有较高的溶解度,可以溶解许多有机物和无机物。

其溶解度可通过调节温度、压力和二氧化碳的密度等参数来控制,具有较强的可调节性。

这使得二氧化碳超临界流体成为一种理想的溶剂,在化学合成、材料制备等领域具有广泛的应用前景。

超临界二氧化碳和醇类体系的相平衡计算

超临界二氧化碳和醇类体系的相平衡计算

超临界二氧化碳和醇类体系的相平衡计算近年来, 人们对超临界流体技术的应用和超临界流体性质的研究越来越重视。

超临界流体技术在萃取分离、化学反应工程、材料科学、环境保护、食品、医药、分析技术、微电子技术等许多领域已经得到应用, 并且具有极其广阔的应用前景。

本文将简要讨论化学热力学与超临界流体科学与技术的交叉与渗透的部分内容, 以及化学热力学在超临界流体科学与技术发展中的重要作用。

临界点(critical point)是指相图中汽液平衡线向高温延伸时汽液界面恰好消失的那个点, 此处所对应的温度和压力即为临界温度(critical temperature , Tc)和临界压力(critical pressure , P c)。

当流体的对比压力(流体压力与其临界压力之比, Pr)和对比温度(流体温度与其临界温度之比, Tr)同时大于1 时, 流体就处于超临界状态(简称SC 状态), 即流体的温度和压力同时超过其临界温度和临界压力时流体所处的状态, 图1 中的阴影部分就是通常所说的超临界区。

超临界流体兼有气体和液体的一些特性, 许多性质介于气体和液体的性质之间,超临界流体的密度接近液体的密度, 粘度和扩散系数等与气体的接近, 这使得它们既有强的溶解能力, 又有强的扩散能力。

这些性质如密度、粘度、扩散系数、介电常数、溶剂化能力等, 可以在一定范围内通过压力和温度进行调节, 在其临界点附近这种调节作用尤为显著。

在应用超临界流体时, 常常通过调节体系的温度和压力或加入少量共溶剂来控制体系的热力学性质、传热系数、传质系数和化学反应性质(反应速率、选择性和转化率)等。

超临界流体具有高度可压缩性, 但压缩超临界流体时并不能产生液相, 只能增加其密度。

在临界点附近, 由于分子间相互作用的特殊性, 超临界流体会出现局域密度的不均匀性和局域组成的不均匀性。

另外, 超临界流体表面张力接近零并有优良的传质性能, 使得其向多孔物质中的渗透特别容易, 这种特性已被广泛用于多种材料的制备。

超临界二氧化碳渗透技术的研究进展_叶树集

超临界二氧化碳渗透技术的研究进展_叶树集

DOI:10.14002/j.hxya.1999.03.011第10卷 第3期化 学 研 究Vol.10 No.3 1999年9月CHE MICAL RESEARC HES Sep.1999超临界二氧化碳渗透技术的研究进展叶树集 陈鸣才 黄玉惠 丛广民(中国科学院广州化学所,广州510650)摘 要:综述超临界CO2渗透技术的原理、机理以及应用。

利用超临界CO2渗透技术可以制备缓释装置、聚合物催化剂、聚合物纳米材料、聚合物金属膜和共混物等。

关键词:综述;超临界C O2渗透中图分类号:O647.11 文献标识码:A 文章编号:1008-1011(1999)03-0038-04Progress in Supercritical Carbon Dioxide ImpregnationYe Shuji Chen Mingcai Huang Yuhui Cong Guangmin(Guangzhou Institute of C he mis try,CA S,Guangzhou,510650)A bstract:The review includes15references about the principle and mechanism of supercritical C O2im-pregnation,the applications,such as preparation of polymer catalysts,metal/polymer nanocomposites,poly-mer blends and so on.Keywords:review;supercritical CO2impregnation超临界C O2具有对多数有机物溶解性能好、水中溶解度小、粘度低、扩散系数大、临界温度近于常温(31.1℃)、临界压力不高(73.8×105Pa)、无毒、不燃、化学惰性、无溶剂残留、价廉易得、使用安全、不污染环境等独特优点,使其成为“绿色”介质的宠儿,倍受人们的青眯。

超临界二氧化碳的发展现状与前景展望

超临界二氧化碳的发展现状与前景展望

超临界二氧化碳的发展现状与前景展望摘要:超临界二氧化碳具有气体的低粘度、高扩散系数和液体的高密度,且化学惰性,无毒无腐蚀,临界状态容易实现,是一种性能优良的环境友好溶剂。

本文在超临界二氧化碳的萃取、超临界流体沉淀技术、化学反应介质、取代传统工艺助剂和溶剂等方面就目前的现状做了简介,指出了目前超临界二氧化碳的研究进展以及今后的研究方向。

关键词:超临界二氧化碳;绿色溶剂;萃取;沉淀;化学反应超临界流体( Supercritical Fluid , 简称SCF) ,是指处于临界温度和临界压力之上的流体。

这种流体具有气体的低粘度、高扩散系数和液体的高密度特性,对许多物质具有很强的溶解能力,而且其溶解能力对温度和压力的变化极为敏感,易于调节。

随着科技发展和人们对环境问题认识的不断提高,目前化学工业、涂料、油漆、泡沫塑料、机械、微电子等行业使用的挥发性有机溶剂所带来的温室效应、臭氧层空洞、水源污染等环境问题越来越引起了人们的重视,因而对一些性能优良且环境友好的超临界流体的应用研究受到了许多国家的政府、尤其是科学工作者的广泛关注。

超临界流体技术自上世纪70年代开始崭露头角以来,以其环保、高效等显著特性迅速超越了传统技术。

近二十多年来,随着人们对可持续发展战略认识的不断加强,在国民经济各领域,特别是工业领域,绿色化学、清洁生产技术受到越来越多的重视。

超临界技术在国内外迅猛发展,在食品、化工、香料、环保、纳米材料、生物医药等诸多领域均有广阔的应用前景,也取得了众多的重要成果。

常见的超临界流体中,由于二氧化碳化学性质稳定,无毒性和无腐蚀性,不易燃和不爆炸,临界状态容易实现,而且其临界温度(31.1 ℃) 接近常温,对食品及医药中香气成分、生理活性物质、酶及蛋白质等热敏性物质无破坏作用,因而,有关超临界二氧化碳的应用研究尤为广泛。

化学过程工业中许多反应、抽提、分离和其他操作均涉及使用有机溶剂,但其会造成许多环境问题,常规有机溶剂为挥发性有机化合物。

超临界二氧化碳的 PPT

超临界二氧化碳的 PPT

石油化工的应用
石油化工的SFE应用是化工生产中开 发最早的行业,除主要用于渣油脱沥青 外,在废油回收利用及3次采油等方面 也得到了一定的发展。
超临界流体萃取可以脱除尾油中全部 沥青质及甲苯不溶物,质量分数99.5% 以上的金属和70.4%以上的残炭富集到 萃余残渣中,馏出油符合催化裂化或加 氢裂化进料要求,并具有优良的裂化性 能。
超临界二氧化碳技术的优点
较之常规萃取方法,超临界CO2流体萃取具有显著的优点: ①可以在接近室温(35—40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地 防止热敏性物质的氧化和逸散;能完整保留生物活性,而且能把高沸 点,低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。 ②使用CO2是最干净的提取方法。由于全过程不用有机溶剂,因此萃 取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的 污染。 ③萃取和分离合二为一。当饱含溶解物的CO2—SF流经分离器时,由 于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开, 不仅萃取效率高而且能耗较少,节约成本。 ④压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近,温度压 力的微小变化都会引起CO2密度显著变化,使得待萃物的溶解度发生 变化,通过控制温度或压力达到萃取目的。压力固定,改变温度可将 物质分离;反之温度固定,降低压力使萃取物分离,因此工艺流程短、 耗时少。 ⑤对环境无污染。萃取流体可循环使用,真正实现生产过程绿色化
应用前景
超临界流体技术符合当今世界的可持续发展战略, 用于 分离的有超临界萃取、超临界色谱和超临界膜过程等技 术, 用于反应的有超临界水氧化、水热反应、有机合成、 酶催化反应和聚合反应等技术, 用于材料加工和处理的有 微细颗粒制备、干燥、高聚物共混和喷涂等技术。超临 界水氧化解决废水问题依然是化工领域今后的研究重 点, 而手性药物的研发将成为超临界流体中最具有潜力的 研究热点。超临界流体技术以绿色、环保而受到人们的 关注, 随着研究的深入它的其他优点也被发现, 譬如能提 高反应速度和反应选择性、能制备超细颗粒、能杀菌消 毒等。相信随着研究的不断深入, 它的应用前景也将更加 广泛

超临界二氧化碳的研究进展

超临界二氧化碳的研究进展

超临界二氧化碳的研究进展李会峰陈秀芝(北京理工大学理学院化学系 100081)E-mail. lhf9898@摘要 超临界CO2 具有气体的低粘度、高扩散系数和液体的高密度,且化学惰性,无毒无腐蚀,临界状态容易实现,是一种性能优良的环境友好溶剂。

本文在超临界CO2 的萃取、超临界流体沉淀技术、以及化学反应等方面就目前的现状做了简介,指出了目前超临界CO2 的研究进展以及今后的研究方向。

关键词超临界二氧化碳萃取沉淀化学反应1. 前言自1822年Cagniard首次报道了物质的临界现象以来,超临界流体的研究被广泛关注。

1869年Andrew测定了二氧化碳的临界参数。

超临界二氧化碳是指温度和压力均高于其临界值(T=31.1℃ P=7.38MPa)的二氧化碳流体。

在超临界状态下,二氧化碳具有类似液体的高密度和接近气体的低粘度,并且对人体和动植物无害、不燃、没有腐蚀性、对环境友好、原料易得、价格便宜和处理方便等优点,是目前使用最多的一种超临界流体。

超临界二氧化碳主要应用于热敏性物质和高沸点组分的萃取分离,超细特殊材料的制备,特殊化学反应的溶媒等方面。

2.超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE)与传统的分离方法相比,超临界二氧化碳萃取具有许多独特的优点:(1)超临界流体的萃取能力随其密度增大而提高,因而很容易通过调节温度和压力加以控制;(2)溶剂回收简单方便,不易产生溶剂残留或污染;(3)由于超临界二氧化碳化学性质稳定,无毒和无腐蚀,临界温度接近常温,所以特别适合食品及医药中的生理活性成分和热敏组分的分离[1]。

因此,超临界二氧化碳萃取在医药、食品、化妆品、香料、化学工业及环保等领域得到了广泛的应用研究。

超临界二氧化碳萃取主要应用于去处有害物质、分离有毒污染、提取有效成分以及回收有用物质[2]。

食品工业上,超临界二氧化碳萃取主要用于从天然中提取各种脂溶有效成分,其提取率优于有机溶剂萃取,且无溶剂残留,为纯天然产品。

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第37卷第4期2010年7月华北电力大学学报Journal o fN o rt h Ch i na E lectr i c Power U niversityV ol 37, N o 4Ju. l , 2010超临界二氧化碳-烷烃体系相平衡和界面张力的研究进展付东, 杨传, 魏元祯(华北电力大学环境科学与工程学院, 河北保定071003摘要:超临界二氧化碳(SC CO 2 和烷烃体系的相平衡和界面张力是石油、化工及环境保护等诸多领域中的基础数据。

对SC CO 2 烷烃二元体系的相平衡和界面张力的实验测定和理论模型方面的研究进展进行了综述, 并分析了同时适用于SC CO 2 烷烃体系的本体和界面性质研究的自洽模型的发展方向。

关键词:超临界二氧化碳; 烷烃; 相平衡; 界面张力中图分类号:TQ 013.1 文献标识码:A 文章编号:1007 2691(2010 04 0084 06Progress in phase e quilibria and interfacial tensi ons for supercritical carbon di oxide and al kanes bi nary m ixturesFU Dong , YANG Zhuan , WE I Yuan-zhen(Schoo l o f Env ironmenta l Sc i ence and Eng i neeri ng , N o rt h Ch i na E lectr i c Powe rU n i v ers it y , Baoding 071003, Chi naAb stract :Phase equ ili bria and i nte rfacial tensi ons of supe rcr iti ca l carbon d i ox i de (SC CO 2 alkanes b i nary m i x t ures are bas i c data f o r va ri ous i ndustr i a lprocesses li ke pe tro leum producti on , che m i ca l eng i neeri ng and env ironmenta l pro tecti on . T he advances i n exper i m enta l and theo re tic research o f the phase equili b ria and i nterfac i a l tensions o f SC C O 2 a l kanes bi nary m i x tures w ere rev i ewed , and t he d irection of the f uture deve lop m ent of the self consistent theo ry appli ca ble f o r t he bu l k and i nterfac i a l properti es w as d i scussed . K ey words :supercritica l carbon d i ox i de ; a l kanes ; phase equ ili bria ; i n terfacia l tension0 引言超临界二氧化碳(SC CO 2 是一种环境友好的无毒溶剂, 由于其具有临界温度低、临界压力适中、密度大、溶解力强、传质速率高、对大部分物质显化学惰性、价廉易得且容易从萃取产物中分离出来等一系列优点, 具有广阔的工业应用前景。

SC CO 2和烷烃混合物的相平衡和界面性质是石油、化工及环境保护等诸多领域中的基础数据。

在相平衡方面, SC CO 2在烷烃中的溶解度数据是石油加工、煤液化及三次采油等过程中的基础数据; 烷烃在SC CO 2中的溶解度数收稿日期:2010-04-10.世纪优秀人才支持计划资助项目(06 0206.[1, 2]据在超临界萃取、废水处理、纤维染色、药品生产、聚合物加工及中毒催化剂清洗再生等过程中至关重要。

如何提高在特定操作温度和压力下SC CO 2与烷烃之间的互溶度, 一直是此类体系相平衡研究的重要内容。

在界面性质方面, SC CO 2和烷烃体系的界面张力, 是以上诸多工业过程中影响传质和传热的重要参数, 特别是在石油工业的三次采油过程中, 以SC CO 2注入油井, 不仅可以增加有机物在注剂中的溶解量, 还可大大降低操作体系的界面张力, 从而减少操作成本, 提高采收率。

因此, 研究SC CO 2和烷烃混合物的相平衡和界面张力, 在理论和实践上都具有重要意义。

本文的主要目的是对SC CO 2 烷烃体系的相平衡和界面张力的实验测定和理论模型的研究进展进行综述, 并对同时适用于此类体系本体性质和基金项目:国家自然科学基金资助项目(20606009; 教育部新第4期付东, 等:超临界二氧化碳烷烃体系相平衡和界面张力的研究进展85界面性质的关联和预测的自洽模型进行分析和总结。

测定相平衡性质。

该装置示意图如图1所示:1 实验研究现状1 1 相平衡实验研究CO 2 烷烃体系相平衡的实验测定已有较多报道, 实验设备较为完善。

目前常见设备中, 可用循环装置保持平衡池中的流体达到汽液平衡, 平衡时的两相密度和两相组成分别通过数显式密度仪及气相色谱仪测定。

文献[3, 4]测定了50, 1 1和-49 3℉(℉=32+9 /5时从丁烷临界压力到混合物临界压力范围内CO 2 丁烷的汽液相平衡, 以及99 5, 175, 250和399 3℉时从庚烷临界压力到混合物临界压力范围内C O 2 庚烷体系的汽液相平衡; 文献[5]测定了从丁烷临界压力到混合物临界压力范围内, CO 2 丁烷体系在92, 120和145 时的汽液相平衡, 以及CO 2 异丁烷体系在110和125 时的汽液相平衡。

文献[6]还测定了从戊烷临界压力到混合物临界压力范围内, CO 2 戊烷体系在135, 160和190 时的汽液相平衡, 以及CO 2异戊烷体系在135, 160和180 时的汽液相平衡; 文献[7]测定了292 75~373 4K 温度范围内、10 6~169 8at m 压力范围内, CO 2 甲基环己烷和CO 2 异丙基环己烷体系的汽液相平衡; 文献[8]测定了在100~300 温度范围内、10~50at m 压力范围内C 36与CO 2的互溶度、亨利常数和偏摩尔体积; 文献[9]测定了50~300 温度范围内、7~50at m 压力范围内CO 2在C 20中的溶解度及亨利常数; 文献[10]测定了9 6M Pa 时323~423K 温度范围内CO 2在C 20, C 28, C 36和C 40中的溶解度; 文献[11]测定了CO 2 C 10体系在160和220℉时从低压到临界点的汽液相平衡及两相密度; 文献[12]测定了CO 2 C 14体系在160℉时从1000p isa (1pisa =6894 76Pa 到临界压力范围内的汽液相平衡和两相密度。

1 2 界面张力实验研究与相平衡实验测定相比, 界面张力的测定装置更为复杂, 实验数据报道也较少, 主要是Naga ra jan 的研究小组所作的工作。

该研究小组开发了一套基于滴体积法的界面张力测定仪, 可测定0 01~20mN /m范围内的界面张力, 同时可[11~15]图1 高压相平衡及界面张力测定仪F ig 1 A pparatus for m easurem ent o f high pressurephase equili br i u m and i nter f ac ial tensi on应用该装置测定界面张力之前, 通过磁力循环装置保持平衡池中的流体达到汽液平衡, 平衡时的界面张力通过滴体积法测定。

文献[11, 12]测定了C O 2 C 10体系在160和220℉温度下的界面张力, 以及C O 2 环己烷和CO 2 苯体系在160℉温度下, 压力从1000psia 到临界压力范围内的界面张力; 文献[13]测定了CO 2 C 14体系在160℉时从1000p isa 到临界压力范围内的界面张力; 文献[14]等测定了CO 2 C 4 C 10三元体系在160℉, 1310~1675p isa 压力范围内、C 10摩尔分率为3 9%时的界面张力; 文献[15]测定了CO 2 C 4体系在115, 160和220℉时系列压力下的界面张力。

2 理论研究现状2 1 相平衡理论研究用热力学模型描述SC CO 2和碳氢化合物二元体系的汽液相平衡受到了广泛关注。

此类模型主要包含2种, 一是经验或半经验的方程, 如PR 方程和SRK 方程; 一是基于分子层次的统计力学模型, 如SAFT 方程和PC SAFT 方程。

前者模型较简单, 但参数较多; 后者模型复杂, 但所需参数较少且具有明确的物理意义, 关联和预测的范围较广。

在经验和半经验模型研究方面, 文献[23]应用对应状态原理研究了SC CO 2和碳氢化合物的汽液相平衡; 文献[24]应用PR 方程研究了SC CO 2 石蜡二元体系的汽液相平衡, 提出烷烃的二元交叉参数是其偏心因子的函数; 文献[25]应[16~22]2010年86华北电力大学学报用改进的PR 方程研究了SC CO 2 正烷烃体系的相平衡, 其拟合的二元交叉参数可以处理为温度的函数; 文献[26]应用改进的PR 方程研究了SC CO 2和烃类及油类物质的相平衡; 文献[27]应用改进的GPDA 半经验方程对SC CO 2和烃类物质的相平衡进行了关联和预测; 文献[28]用多种经验方程对SC CO 2和C 12, C 16, C 20, C 24, C 28, C 36构成的二元体系的相平衡进行了研究, 并指出在经验方程中, Pate l Te ja 方程最适合CO 2 烷烃体系。

文献[29]用PR 方程研究了CO 2和丙烷体系汽液相平衡; 文献[30]分别用PR 方程、SRK 方程和改时的SRK 方程对CO 2 乙烷体系的汽液相平衡进行了研究。

在分子层次的统计热力学模型研究方面, 文献[22]应用SAFT 方程研究了SC C O 2 正烷烃二元体系的汽液相平衡; 文献[31]应用PC SAFT 研究了SC C O 2 乙烷混合物的汽液相平衡并与计算机分子模拟结果进行了比较; 文献[32]应用PC SAFT 研究了SC C O 2 正烷烃(n ! 20 二元体系的汽液相平衡、PVT 关系及临界现象; 文献[33]用PC SAFT 研究了SC CO 2与短链烷烃(n ! 20 和长链烷烃(20! n ! 38 二元体系的相平衡性质了关联和预测, 结果表明, 不同烷烃和SC CO 2构成的二元体系, 其交叉参数与温度之间存在简单的函数关系。

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