超临界流体计算
超临界流体技术 看-
微细颗粒过程分为二种过程：
1
超临界溶液快速膨胀过程： 超临界流体作萃取剂萃取 后
，快速膨胀超临界流体溶液过程(Rapid Expansion of
Supercritical Solution, 简称RESS)。适用于物质能直接溶解
于SCF的体系。
2
气体抗溶剂结晶过程：超临界流体作稀释剂(抗溶剂)
重结晶过程(Gas Antisolvent Recrystallization，简称GAS)
过程借助于第二种溶剂溶解物质，适用于不溶于SCF体系物
质的重结晶。
RESS过程
当溶有非挥发性物质的SCF在极短时间内 (10-8～10-5秒)快速膨胀 至常压甚至真空、低温时，膨胀后成为单相的低密度气体。超临界 溶液喷出时流速极大（通常达到超音速），膨胀时间极短（10-8 ~10-5s），可产生强烈的机械扰动和极大的过饱和度（S可达106以 上）。 机械扰动产生均一的成核条件，形成很窄的粒径分布；高过 饱和度导致产生微细颗粒。
RESS过程流程
1-溶剂瓶；2-增压系统；3-换热器；4-萃取器； 5-预膨胀；6-喷嘴；7-膨胀室；8-转子流量计；9-湿式流量计
GAS过程
SCF引入非挥发性固体的溶液相内，使溶液体积膨胀而改 变溶剂与溶质的作用力，溶质在其中的溶解度降低而形成过 饱和溶液，形成结晶或无定型沉淀析出。通过过滤或SCF携 带溶剂，可实现固体颗粒与溶剂的分离。 用GAS法得到的结 晶中溶剂含量比传统法要少得多，大大提高了结晶的纯度。
1 理想气体方程
PV = RT
2 van der Waals 方程
根据Van der Waals方程，RTc/PcVc=2.67。 但实际对于何种气体，事实上它却是个变数，在3～4.5范围
超临界co2的含义和计算方法
超临界CO2的含义和计算方法I. 超临界CO2的含义超临界CO2指的是二氧化碳在特定的温度和压力条件下处于其临界点以上的状态。
在这种状态下，二氧化碳不再表现出气态或液态的特性，而是处于一种介于气态和液态之间的状态。
II. 超临界CO2的计算方法超临界CO2的计算方法主要涉及流体力学和热力学方面的知识，下面将分别介绍其计算方法。
1. 流体力学计算方法超临界CO2的流体力学计算方法主要涉及密度、粘度、速度等参数的计算。
在实际工程中，可以采用CFD（计算流体力学）等数值模拟方法来进行超临界CO2的流体力学计算。
2. 热力学计算方法超临界CO2的热力学计算方法主要涉及压力、温度、比熵等参数的计算。
在实际工程中，可以采用热力学方程、状态方程等方法来进行超临界CO2的热力学计算。
III. 超临界CO2在工程应用中的意义超临界CO2具有较高的密度和扩散性，可以广泛应用于化工、制药、食品加工等领域。
超临界CO2还具有较低的粘度和表面张力，有利于提高反应速率和产品质量。
IV. 超临界CO2的环保意义由于超临界CO2具有较高的溶解性和选择性，可以替代传统的有机溶剂，对环境没有污染和危害，因此在绿色化工领域有着广阔的应用前景。
V. 结论超临界CO2作为一种绿色、高效的工业溶剂，在化工、制药、食品加工等领域有着广泛的应用前景。
对超临界CO2的含义和计算方法进行深入的研究和探索，对推动我国的绿色工业发展具有重要意义。
还需要进一步加强超临界CO2的环保意义和环保意识，促进超临界CO2的可持续发展和广泛应用。
I. 超临界CO2在化工领域的应用超临界CO2在化工领域有着广泛的应用，其中最为突出的是其在萃取和分离过程中的应用。
在传统的化工生产中，通常会采用有机溶剂进行萃取和分离，而超临界CO2具有较高的溶解性和选择性，可以取代传统的有机溶剂，降低了生产过程中的有机溶剂使用量和对环境的影响。
超临界CO2还可以用于高效的萃取和分离过程，提高了工艺的效率和产品的纯度。
第六章 超临界流体
第四节 超临界流体萃取的 热力学基础简介
由于蒸气压很低，所以φ≈1；在常压~10Mpa 范围内，指数项仍不大于2，故φ2是E的增加主要因 素。在乙烯-荼体系中，如果压力是10Mpa，荼的φ2远 小于1，使E高达25000。因此，溶质2在气相中逸度系 数p2的计算是超临界流体固态溶质溶解的关键。 E的另一计算式：lnE=(v,2-2B12)vm Vm——体系摩尔体积 B12表示溶质2与临界流体之间的相互作用，若溶质与溶
第六章 超临界流体
第一节 超临界流体 第二节 超临界萃取的原理 第三节 超临界co2萃取 第四节 超临界流体萃取的热力学基础简介 第五节 SC-co2萃取流程
第一节 超临界流体
一、临界点
横坐标为温度，纵坐标为压力，100—1200的直线为等密度线。 固相与液相的界线。
介线：固相与气相的界线。 沸腾线：液相与气相界线 三重点：熔融线、升华线、沸腾线；相交点、临界点：二条互相垂直 的虚线的交点，其概念可用临界温度 和临界压力来解释。 1、临界温度——是指高于此温度时，无论加压多大也不能使气体液 化。所以沸腾线从三重点到临界温度至。 2、临界压力——是指在临界温度，液化气体所需的压力。 3、临界点：临界温度与临界压力相交所构成的点。
第二节 超临界萃取的原理
（d）压力温度与（c）同，与（c）不同的是用N2代替 了乙炔。由
82 于T=292.5k距Tc=126k较远，等温线较陡，Pr=——＞2，对应的
33.5 密度很小，0.06g/ml，其溶解复与（b）相近。 说明了： ①并非所有超临界流体溶剂在同TP下具有相同的溶解复。 ②溶质在超临界流体中的溶解度，与其密度有关。P越大，溶解越 大，P越小，溶解越小。
第一节 超临界流体
二、超临界流体 1、定义：是相图中，状态高于临界温度和临界压力 的流体。（即虚线构出的右上角长方形区）。 2、特点：
超临界流体萃取工艺过程及模型计算
超临界流体萃取⼯艺过程及模型计算超临界流体萃取⼯艺过程及模型计算摘要：超临界流体萃取是⼀项发展很快、应⽤很⼴的实⽤性新技术。
传统的提取物质中有效成份的⽅法，如⽔蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，其⼯艺复杂、产品纯度不⾼，⽽且易残留有害物质。
超临界流体萃取是利⽤流体在超临界状态时具有密度⼤、粘度⼩、扩散系数⼤等优良的传质特性⽽成功开发的。
它具有提取率⾼、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。
本⽂叙述了，超临界萃取⼯艺的发展历程，⼯艺流程及模型计算。
关键词：超临界萃取⼯艺流程模型计算前⾔：超临界流体是处于临界温度(T c) 和临界压⼒(P c) 以上[1], 介于⽓体和液体之间的流体。
由于它兼有⽓体、液体的双重特性,即密度接近液体, 粘度⼜与⽓体相似, 扩散系数为液体的10—100 倍, 因⽽具有很强的溶解能⼒和良好的流动及传递性能。
在临界点附近, 温度和压⼒的微⼩改变都可导致超临界流体上述性质的显著变化。
正是基于这些特性, ⽤超临界流体作为溶剂进⾏物料萃取的超临界流体萃取(SFE) 技术成为超临界流体技术提出以来应⽤最早的领域之⼀。
由于萃取过程易于调节、萃取效率⾼、能耗低、产物易与溶剂分离, 使得该技术优于传统分离⽅法。
通过选择适当溶剂, SFE 技术尤其适⽤于提取和精制难挥发及热敏性物质。
因此SFE 在⾷品、医药、⽣物⼯程、化⼯、环保等领域具有⼴阔的应⽤前景。
1. 超临界萃取的发展历程1869年Andrews⾸先发现物质具有临界现象[2]。
1879年测量了固体在超临界流体中的溶解度，发现了SFE对液态和固态物质有显著的溶解能⼒。
1978年联邦德国建成了咖啡⾖脱除咖啡因的超临界流体萃取⼯业化装置，是现代SFE 技术开发的⾥程碑。
在中国，20世纪80年代SFE⼆氧化碳萃取技术更⼴泛的应⽤于⾹料的提取。
进⼊90年代后，开始⽤于中草药的提取是⼀种绿⾊⼯艺。
在近30年取得进展，符合可持续发展的战略理念。
(整理)超临界流体MicrosoftWord文档
姓名：学号：专业：超临界流体CO2随着环境的温度和压力变化，任何一种物质都存在三种相态-气相，液相，固相，三相成平衡态共存的点叫三相点。
如图1所示，图1 为纯物质的压力-温度相图, 图中的临界点( 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, T c ) 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, P r ) 和对比温度( 流体温度与其临界温度之比, T r ) 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。
物体处于超临界状态时（超临界区），由于气液两相性质非常相近，以致无法清楚分别，所以称之为“超临界流体”。
图1 纯物质的压力—温度相图不同的物质其临界点的压力和温度各不相同.超临界流体(Super Critical fluid，简称SCF)是指温度和压力均高于其临界点的流体，常用来制备成的超临界流体有二氧化碳，氨，乙烯，丙烷，丙烯，水等。
1超临界CO2二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26℃，压力高于临界压力Pc=72.9atm的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人的溶解能力。
用它可溶解多种物质，然后提取其中的有效成分，具有广泛的应用前景。
超临界二氧化碳是目前研究最广泛的流体之一，因为它具有以下几个特点：(1)CO2临界温度为31.26℃，临界压力为72.9atm，临界条件容易达到。
(2)CO2化学性质不活泼，无色无味无毒，安全性好。
(3)价格便宜，纯度高，容易获得。
2二氧化碳超临界萃取(Superitical Fluid Extraction-CO2)所谓的二氧化碳超临界萃取是将已经压温加压成超临界状态的二氧化碳作为溶剂，以其极高的溶解力萃取平时不易萃取的物质，以下有几项关于萃取的说明：2.1溶解作用在超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大，这与溶质的极性，沸点和分子量密切相关，一般来说有以下规律：亲脂性，低沸点成分可在104KPa(约1大气压)以下萃取，如挥发油，烃，酯，醚，环氧化合物，以及天然植物和果实中的香气成分，如桉树脑，麝香草酚，酒花中的低沸点酯类等；化合物的极性基团( 如-OH，-COOH等)愈多，则愈难萃取.强极性物质如糖，氨基酸的萃取压力则要在4×104KPa以上.另外化合物的分子量愈大，愈难萃取；分子量在200～400范围内的成分容易萃取，有些低分子量，易挥发成分甚至可直接用CO2液体提取；高分子量物质(如蛋白质，树胶和蜡等)则很难以二氧化碳萃取。
使用HYSYS辅助计算超临界流体泄放汇编
使用HYSYS辅助计算超临界流体泄放摘要：本文介绍了一种超临界流体火灾工况下超压泄放流率的计算方法，并使用HYSYS 辅助计算了一个示例。
关键字：超临界流体、超压泄放流率、HYSYS安全阀是一种安全保护用阀，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制其压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。
随着科技的发展，石油化工生产操作温度操作压力越来越高，从而使安全阀的泄放压力超过临界条件的情况也越来越多。
对于纯净物质，根据温度和压力的不同会呈现出液体、气体、固体等状态变化。
在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度Tc；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力Pc。
当物质所处的温度高于临界温度，压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。
温度及压力均处于临界点以上的流体叫超临界流体。
在超临界状态下，液体与气体分界面消失，汽化潜热接近于零，如按照通常的安全阀火灾工况泄放量计算方法，泄放量=热量/汽化潜热，由于此时汽化潜热接近于零，安全阀的泄放量将非常大。
但实际情况并非如此，超临界流体由于气液不分，会充满整个容器，在火灾工况下，随着热量的输入容器中超临界流体温度（泄放温度）不断升高，压力基本恒定（为泄放压力），受热膨胀，安全阀的泄放量应为超临界流体的体积膨胀量。
这一点和安全阀的热膨胀工况相似。
随着大型电子计算机的出现，计算方法得到迅猛发展，应用到化工过程上，形成了化工模拟软件。
而HYSYS由于它的编写语言的优势，可以实时进行模拟，也就是修改了某一数据，HYSYS可以实时模拟给出新的物性，使其在这一方面，与其他模拟软件相比具有一定的优越性。
本文主要介绍超临界流体火灾工况下安全阀的泄放量计算方法，以及如何使用HYSYS使计算变得方便简洁。
一、超临界流体火灾工况安全阀泄放速率公式推导首先将超临界流体火灾工况的泄放过程按泄放温度递增（有利于物性模拟），比如10个点，不同的温度对应着不同的时间点。
色谱超临界流体色谱法..
超临界流体对于分离具有极其有用的物理性质，这些性 质恰好介于气体和液体之间。下表对气体、液体、和超临 界流体的有关物理性质进行了比较。
表 气体、液体、超临界流体物理性质的比较
流动相 气体 超临界流 体 液体 密度（g/ml） 约10-3 0.2-0.9 0.8-1.0 扩散系数 （cm2/s） 1-10-2 10-3-10-4 ＜10-5 粘度 （g/cm.s） 10-4 10-4-10-3 10-2
的流出物分流，部分流出物通过限流器变为气态进入检测器，
若用FID检测时，流动相中不能加入改进剂，否则改进剂本 身将给出信号干扰测定，FID对小分子量化合物可得到很好 的结果，对分子量大的化合物常得不到单峰，而是一簇峰。 如把检测器加热可使分子量大于2000的化合物获得满意的分
离。
在SFC中也可以使用氮磷检测器（NPD）、火焰光度检测器 （FPD）等。
压力效应：
SFC的柱压降大（比毛细管色谱大30倍），对分离有影响 （柱前端与柱尾端分配系数相差很大，产生压力效应）； 超临界流体的密度受压力的影响在临界压力处最大，超过 该点，影响小，超过临界压力20%，柱压降对分离的影响小；
压力效应：在SFC中，压力变化对容量因子产生显著影响，
超流体的密度随压力增加而增加，密度的增加，能提高溶剂 效率，淋洗时间缩短。 CO2流动相，当压力改变：7.0→9.0×106 Pa，则： C16H34的保留时间 25min → 5min。
2.甘油三酸酯的分析
四种组分仅双键
数目和位置不同，难
分离； 色谱柱：DB-225
SFC毛细管柱；
流动相： CO2 ；从 15MPa程序升压到 27MPa；2.5hr完全分 离。
一、超临界流体色谱的特点与原理 principle and character of supercritical fluid chromatography
超临界流体
超临界流体定义纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、固体等状态变化，如果提高温度和压力，来观察状态的变化，那么会发现，如果达到特定的温度、压力，会出现液体与气体界面消失的现象该点被称为临界点，在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体(supercritical fluid，简称SCF)。
例如:当水的温度和压强升高到临界点(t=374.3 ℃，p=22.05 MPa)以上时，就处于一种既不同于气态，也不同于液态和固态的新的流体态──超临界态，该状态的水即称之为超临界水。
超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使提高压力也不液化的非凝聚性气体超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。
它基本上仍是一种气态，但又不同于一般气体，是一种稠密的气态。
其密度比一般气体要大两个数量级，与液体相近。
它的粘度比液体小，但扩散速度比液体快(约两个数量级)，所以有较好的流动性和传递性能。
它的介电常数随压力而急剧变化(如介电常数增大有利于溶解一些极性大的物质)。
另外，根据压力和温度的不同，这种物性会发生变化。
物质在超临界流体中的溶解度，受压力和温度的影响很大.可以利用升温,降压手段(或两者兼用)将超临界流体中所溶解的物质分离析出，达到分离提纯的目的(它兼有精馏和萃取两种作用).例如在高压条件下，使超临界流体与物料接触,物料中的高效成分(即溶质)溶于超临界流体中(即萃取).分离后降低溶有溶质的超临界流体的压力，使溶质析出。
如果有效成分(溶质)不止一种，则采取逐级降压，可使多种溶质分步析出。
在分离过程中没有相变，能耗低。
如超临界流体萃取(supercrtical fluid extraction,简称SFE),超临界水氧化技术、超临界流体干燥、超临界流体染色、超临界流体制备超细微粒、超临界流体色谱(supercritical fluid chromatography)和超临界流体中的化学反应等,但以超临界流体萃取应用得最为广泛。
使用HYSYS辅助计算超临界流体泄放
使用HYSYS辅助计算超临界流体泄放摘要：本文介绍了一种超临界流体火灾工况下超压泄放流率的计算方法，并使用HYSYS 辅助计算了一个示例。
关键字：超临界流体、超压泄放流率、HYSYS安全阀是一种安全保护用阀，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制其压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。
随着科技的发展，石油化工生产操作温度操作压力越来越高，从而使安全阀的泄放压力超过临界条件的情况也越来越多。
对于纯净物质，根据温度和压力的不同会呈现出液体、气体、固体等状态变化。
在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度Tc；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力Pc。
当物质所处的温度高于临界温度，压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。
温度及压力均处于临界点以上的流体叫超临界流体。
在超临界状态下，液体与气体分界面消失，汽化潜热接近于零，如按照通常的安全阀火灾工况泄放量计算方法，泄放量=热量/汽化潜热，由于此时汽化潜热接近于零，安全阀的泄放量将非常大。
但实际情况并非如此，超临界流体由于气液不分，会充满整个容器，在火灾工况下，随着热量的输入容器中超临界流体温度（泄放温度）不断升高，压力基本恒定（为泄放压力），受热膨胀，安全阀的泄放量应为超临界流体的体积膨胀量。
这一点和安全阀的热膨胀工况相似。
随着大型电子计算机的出现，计算方法得到迅猛发展，应用到化工过程上，形成了化工模拟软件。
而HYSYS由于它的编写语言的优势，可以实时进行模拟，也就是修改了某一数据，HYSYS可以实时模拟给出新的物性，使其在这一方面，与其他模拟软件相比具有一定的优越性。
本文主要介绍超临界流体火灾工况下安全阀的泄放量计算方法，以及如何使用HYSYS使计算变得方便简洁。
一、超临界流体火灾工况安全阀泄放速率公式推导首先将超临界流体火灾工况的泄放过程按泄放温度递增（有利于物性模拟），比如10个点，不同的温度对应着不同的时间点。
超临界流体制备方法与应用
超临界流体制备方法与应用引言超临界流体是介于液体和气态之间的一种状态，在此状态下，物质具有独特的物理和化学性质，被广泛用于制备纳米材料、药品、化学品和食品等领域。
本文将从超临界流体的概念入手，探讨其制备方法以及在各领域中的应用。
超临界流体的概念超临界流体是指在特定温度和压力下，尽管没有分界面，但是物质的物化性质却和液体与气态有很大的不同。
比如，超临界二氧化碳在气态时是无色无味的，但是在超临界状态下，将表现出液态的高密度和高溶解度。
超临界流体的制备方法超临界流体的制备方法有多种，其中主要有溶剂萃取、反应加热、减压蒸发和超临界干燥等方法。
以下将逐一介绍。
一、溶剂萃取溶剂萃取是一种常用的制备超临界流体的方法。
这种方法较为简单，只需要将反应物和溶剂放入封闭的高压容器中，然后在足够高的温度和压力下反应即可。
此方法制备的超临界流体在高温高压环境下能够充分混合，且难以发生物理和化学反应，因此能够保持高纯度和高稳定性。
二、反应加热反应加热是一种将反应物和溶剂连接在一起的方法，其中反应物能够在液-液界面上反应，并周期性地被加热以使反应进行。
这样的方法通常在反应温度和压力下，使溶剂达到超临界状态。
与溶剂萃取相比，反应加热通常需要更高的温度和压力。
三、减压蒸发减压蒸发是一种通过控制反应容器的压力来使溶剂达到超临界状态的方法，将反应物和溶剂加入到高压反应容器中，蒸发掉溶剂的一部分，然后逐渐减少反应容器的压力，在超临界状态下使反应物发生反应。
四、超临界干燥超临界干燥是一种用超临界流体代替水分进行干燥的方式。
这种方法在高温高压下将制品放入超临界流体中，将超临界流体脱除，所得制品干燥速度快，且不会破坏物质的特性。
超临界流体在各领域中的应用超临界流体在生物科学、化学、医药、冶金、材料科学和食品加工等领域中有着广泛的应用。
一、生物科学在生物科学中，超临界流体常用于提取各种植物和动物的活性成分，如植物内的化合物、脂肪、蛋白质和酶等。
超临界流体
常见超临界流体萃取夹带剂
被萃取物 咖啡因 单甘酯 亚麻酸 青霉素G钾盐 乙醇 豆油 菜子油 棕榈油 EPA ,DHA 超临界流体 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 夹带剂 水 丙酮 正己烷 水 氯化锂 己烷,乙醇 丙烷 乙醇 尿素
夹带剂及其使用
超临界CO2流体对极性较强的溶质溶解能 力明显不足，大大限制了该分离技术的实 际应用。人们发现在CO2流体中加入少量第 二种溶剂，可能大大地增加其溶解能力。 夹带剂是指在纯超临界流体中加入的一种 少量的、可与之混溶的、挥发性介于被分 离物和超临界组分之间的物质。
夹带剂的分类
实例
超临界流体萃取分离青蒿素的工艺流程图
青蒿素萃取分离的流程
原料经过除杂、粉碎或者扎片等一 系列的预处理后装入萃取器中，系统 冲入超临界流体并加压。物料在SCF作 用下，可溶成分进入SCF相。流出萃取 器的SCF相经减压、调温或吸附作用， 可选择性地从SCF相分离处萃取物的各 组分，SCF再经调温和压缩回到萃取器 循环使用。
表1 超临界流体与气体、液体性质的比较
物质状态 密度（g/cm3）
气态 液态 SCF (0.6-2) ×10-3 0.6-1.6 0.2-0.9
粘度(g/cm/s)
(1-3) ×10-4 (0.2-3) ×10-2 (1-9) ×10-4
扩散系数(cm2/s )
0.1-0.4 (0.2-2) ×10-5 (2-7) ×10-4
分离青蒿素传统的汽油法收率太低 、成本高，存在易燃易爆等危险。用 超临界二氧化碳萃取分离法，从1L、 5L设备小试到25L、50L中试放大、一 直到200L的工业化生产证明，超临界 二氧化碳萃取工艺比传统方法优越， 产品收率提高19倍，生产周期缩短为 100小时，避免易燃易爆的危险，减少 三废污染，大大简化了工艺。
超临界流体及其应用
超临界流体及其应用一提到流体，对于以前的我们来说，首先想到的是水之类的流动的物体。
其实流体是液体和气体的总称，它是由许多的、不停做热运动的分子构成的。
它的基本特征是无固定的形状和具有流动性。
那么超临界流体又是什么呢？这首先得从物态的变化说起。
众所周知，物体有气液固三态，并且在外力的作用下，这三种状态可以互相转变。
在如右图所示的情形中，在一定温度下，恒温缓慢压缩汽缸中1mol CO2气体，使其液化，我们便可得到CO2 液化的P-V曲线图。
如下图所示，从A到B，随着压力增加，CO2 体积被压缩；B点是饱和汽相点，如果再压缩体积，那么就有液态CO2 生成。
所以在图上BC是一段直线，表示气液共存态；C是饱和液相点,CD段几乎是与x轴垂直的直线，表示几乎所有的气体都已变成了液体。
在一定温度下得到一个CO2 P-V图，那么在不同温度下，就可得到许多个CO2 P-V图，合在一起后，就得到右边这个图。
由图可见，随着温度的增加，BC段逐渐减短，当温度达到31.2℃时，BC段达到极限，变成一点。
当温度高于31.2℃时，无论怎样压缩CO2气体，气体也不会经历BC段那样的液化过程，即不能液化，也就不存在气态与液态的分界。
我们把此时压强P和温度T组成的点叫做临界点，此时的压强叫临界压强，温度称作临界温度。
当气体的温度在临界温度之上时，无论多大压强，气体都不会液化。
而且，如果压强也超过了临界压强，那么此时的物质便不再叫做气体了，我们称之为超临界流体（SCF）。
与液体和气体一样，超临界流体其实就是一种特殊形态的流体。
它可以说是液体和气体的中间态，因为它兼具液体和气体的性质。
它的密度接近液体，且比气体大数百倍，由于物质的溶解度与溶剂的密度成正比，因此它具有与液体溶剂相近的溶解能力；它的黏度接近于气体，较液体小2个数量级。
扩散系数介于气体和液体之间，为液体的10-100倍，所以具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率远远高于液体。
超临界流体比热容推算的新方程
超临界流体比热容是指超临界流体的比热容与压力或温度的变化之间的关系。
在传统的超临界流体比热容计算中，常使用经典比热容方程来推算。
经典比热容方程是：
Cp = Cv + R
其中：
Cp 是超临界流体的比定压热容。
Cv 是超临界流体的比定容热容。
R 是气体常数。
然而，经典比热容方程只适用于低压、低温条件下的超临界流体，对于高压、
高温条件下的超临界流体，经典比热容方程的精度可能不够。
因此，近年来有学者提出了新的超临界流体比热容方程，以提高计算精度。
例如，Hattori 等人在《International Journal of Thermophysics》杂志上发表的文
章《A new correlation for the specific heat of supercritical fluids》中提出了一种新
的超临界流体比热容方程：
Cp = a0 + a1T + a2T^2 + a3T^3 + a4P + a5P^2 + a6P^3
其中，a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6 是常数，T 是温度（K），P 是压力（MPa）。
这个方程可以用来计算超临界流体在高压、高温条件下的比热容。
超临界流体萃取产率计算方法
超临界流体萃取产率计算方法
超临界流体萃取产率的计算方法主要包括以下步骤：
1. 确定萃取条件：包括萃取压力、萃取温度、分离温度和流量等。
这些条件会影响超临界流体的萃取效果和产率。
2. 确定提取物和夹带剂的浓度：使用高效液相色谱法或其他分析方法，测定提取物和夹带剂的浓度。
3. 计算萃取量：根据萃取条件和浓度，计算出超临界流体在单位时间内从固体物料中萃取的提取物的质量或体积。
4. 计算产率：产率是实际萃取量与理论萃取量的比值，通过以下公式计算：产率 = (实际萃取量 / 理论萃取量) × 100%
其中，理论萃取量是根据超临界流体的性质和固体物料的性质计算出的最大萃取量。
请注意，超临界流体萃取产率的计算方法可能因具体实验条件和操作方法而有所不同，因此建议在具体实验条件下进行相应的实验和数据处理，以获得更准确的结果。
超临界流体技术原理及应用
是一种气、液不分的状态，没有相界面， 也就没有相际效应，有助于提高萃取效 率，可用于超临界流体干燥。
物质处于其临界温度（Tc）和临界压力 （Pc）以上状态时，向该状态气体加 压，气体不会液化，只是密度增大，处 于均相状态，具有类似液态性质，同时 还保留气体性能，这种状态的流体称为 超临界流体（Supercritical fluid,简 称SCF）
能在接近常温下操作，对热敏性物质可适用；因粘度 小、扩散系数大，提取速度较快；溶质和溶剂的分离 彻底而且容易。从它的特性和完整性来看，相当于一 个新的单元操作，特别适合于热不稳定性天然产物和 生理活性物质的分离与精制。在发达国家，超临界流 体萃取技术发展很快，已普遍用于医药、食品、香料、 石油化工、环保等领域，成为获得高质量产品的最有 效方法之一。各国纷纷推出各具特色的提取装置，已 从实验室走向工业化阶段。
超临界流体技术 原理及应用
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.1 超临界流体基本特征 当流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力 以上时，称该流体处于超临界状态。
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从数据可知，超临界流体的密度比气体大数百倍， 具体数值与液体相当。其粘度仍接近气体，但比 起液体来，要小2个数量级。扩散系数介于气体 和液体之间（大约是气体的1/100,比液体要大 数百倍）.因而超临界流体既具有液体对溶质有 比较大的溶解度的特点，又具有气体易于扩散和 运动的特性，传质速率大大高于液相过程。也就 是说超临界流体兼具气体和液体的性质。
3. 状态方程的研究仍以立方型为主，对各种状态方程在超临界区的适用性进行了比
较，并加以改进。
在缔合理论、混合规则方面提 出了一些新的见解，并将统计 力学的方法运用于热力学的模拟外，还进行了多级 分离过程的模拟，目前模型化 已开始迈向了实用化。
超临界流体技术
超临界二氧化碳的应用—喷涂
喷涂温度：40-70℃ 喷涂压力: 8.5—11MPa
设备： 改进型无气喷涂系统 （喷枪、气料混合装置、气瓶） 喷枪：流量阀和压力阀控制流量、压力、喷射角度和速度
控温性能好，使用过程中不会降温； 关闭射流不引起阀和喷嘴的颤动； 喷嘴中压力下降不要过大
超临界二氧化碳的应用—喷涂
丙烯三聚氰酰胺 清漆
喷涂方式 黏度 平均粒径 /μm 大液滴体积分数 小液体体积分数
超临界喷涂 2Pa·s 35 1% 11%
压缩空气喷涂 0.1Pa·s 35 22 % 19 %
超临界二氧化碳的应用—喷涂
工业应用实例： 100%的全固分汽车面漆 （VOC含量为零，减少对金属的腐蚀） 汽车外用塑料件的单组分导电底漆 （一次喷涂就可以达到要求，操作简便，上漆率高，用量少） 粘稠的聚氨酯涂料 （外观好，提高防缩孔性，防桔皮性和抗酸蚀性，上漆率高） 醇酸树脂涂料 （上漆率由45%提高到70%，废水处理成本降低65%，VOC下降60%）
超 临
医药工业
中草药提取 酶，纤维素精制
界
金属离子萃取
流
化学工业
烃类分离
体
共沸物分离
萃
高分子化合物分离
取
食品工业
植物油脂萃取 酒花萃取
的
植物色素提取
应
用
化妆品香料
天然香料萃取 化妆品原料提取精制
超临界流体萃取的方法
（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）
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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主要内容
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引言 超临界流体计算模型 模拟计算 计算结果 结论
1 引言
以超临界流体为载体，在多孔介质孔隙表面沉积颗粒和形
成薄膜以及在孔隙中的浸渍等现象主要应用于复合多孔材 料的制备、多孔材料的改性、深床过滤、三次采油、高孔 隙率多孔聚合物支架的合成、污染土壤的修复、纺织物的 染色、木材中生物杀灭剂的浸渍和二氧化碳深埋等方面。
谢谢大家
1.2 主要目标
通过建立数学模型和数值分析方法，研究在温度场作用下
多孔介质中超临界流体传热与流动耦合作用条件下流体非 稳态性质的变化特性。
2 超临界流体计算模型
考虑一个具有二维正方形பைடு நூலகம்
区域的多孔介质。 以超临界CO2为模型流体 超临界流体从多孔介质AB 侧流入，从CD侧流出， AD和BC为不可渗透壁面。 在介质的BC和AD两边界上 施加恒定温度场。
4 计算结果
速度分布等值线（施加温度场） 速度分布等值线（未施加温度场）
5 结论
采用COMSOL Multiphysics 软件进行计算可以方便、
有效地求解所建立复杂的耦合模型方程，计算结果的 后处理有助于直观理解物理过程。
在多孔介质中超临界流体的“可调性”受到流动与传
热耦合过程的影响，压力和温度之间的相互影响很小。
超临界流体状态方程(SCF EOS)
P RT (V b) a(T ) (V (V b) b(V b))
3.1 参数设置
常数 变量
3.2 区域设置
动量方程 能量方程
3.3 边界条件设置
动量方程 能量方程
4 计算结果
压力分布等值线（施加温度场） 压力分布等值线（未施加温度场）
3 模拟计算
动量衡算方程(Momentum Balance)
ts ( ) t ( ( k P)) F
能量衡算方程(Energy Balance)
ur r ts C p T t (k T hi N D ,i ) Q C p u T
主要利用超临界流体热力学性质的“可调性”，特别是流
体的密度和溶解度对超临界流体体系的压力和温度的依赖 性。
1.1 研究意义
当超临界流体流过多孔介质时，内部的压力分布与多孔介
质的孔隙结构特性密切相关。 在多孔介质中，超临界流体流动时所表现出的物理和化学 性质（密度、黏度和溶解能力）也随孔隙结构空间分布特 性和流体的流动状况变化。