超临界萃取在化学工业上的初步应用.PDF
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超临界萃取在化学工业上的初步应用
SFE技术从 50年代初在化学工业中崭露头角以来,已涉及石油化
工、煤化工、精细化工等领域。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,在废油回收利用及三次
采油等方面也得到了一定的开发。Shi 等在增加压力的情况下,用 SFE
将减压渣油系统地分离成碳原子数为 15-17 的窄馏分,达到较高的总
萃取率,并对所萃取分馏物进行了分析。到目前为止已有 16 套渣油
脱沥青装置在运行,年处理能力为 8.5 至 250 万吨,另有 9 套已获专
利转让权。用 SFE 技术从煤炭中制取有机化工产品和燃油也显示了
较大潜力,可萃取脱除石蜡、杂酚、煤焦油等,最高产率可达 30%左
右。Gotz 等就对当地褐煤采用二氯甲烷 SFE 分解进行了实验,研究显
示,在临界点后快速增加萃取压力和温度,能使煤迅速分解。
各种天然色素、精油等精细化工产品的 SFE 也得到了广泛的研
究,Sato 等研究了从桔子中提取萜烯精油,实验采用了不同温度分布
的填料塔式萃取器,进一步提高了目标产物的含量,从而有效地分离
了苎烯与芳樟醇。
此外 SFE 也被探讨用于结晶、脱除粘合剂及化工设备清洗等其
它方面,美国 JAST 的 4 家会员公司,利用他们商业化的超临界 CO2 清
洗系统清洗化工机械零部件设备上小至 0.5μm 的细微粒子,清洗系
统规格近 100L,与水和溶剂清洗相比,费用为常规清洗的一半,清洗
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速度快,而且不需干燥。
我国化学工业中 SFE 的应用研究也主要是在煤炭、石油、天然
产物萃取及化学反应等方面。对不同产地煤在 SFE、脱硫等工艺条件、
动力学分析及萃取产物成分上开展了一些研究。胡浩权等用甲醇、
四氢呋喃等溶胀预处理煤,再用甲苯进行 SFE,研究表明用四氢呋喃
溶胀处理后,可明显地改善萃取过程转化率及轻组分油的收率,同时
也可降低气体产生率,增大溶煤比和萃取压力有助于改善溶胀煤的
SFE 效果。我国原油多为重质油,为满足市场对轻油的需要,中国石油
大学已进行了这方面的研究并取得一定成果。最近他们又开发了一
套以轻烃为溶剂的 SFE 分馏方法和装置,并将其应用于石油重质油的
分离和研究,成功地把石油重质油分离为窄馏分,这一方法可作为建
立石油渣油评价方法的基础。
各种天然香料、色素的 SFE 也是我国科技人员研究的一个主要
方面,何春茂等最近运用超临界 CO2 对桂花和茉莉花进行了提取,通
过实验摸索了萃取最佳工艺条件,避免了芳香物质损失,表明了 SFE
法在天然产物提取方面所具有的优势。
超临界流体技术应用于化学反应中所表现出的种种优良特性为
化学反应研究带来了新的视角。在反应热力学、动力学基础理论、
催化剂活性改善及应用等方面都开展了广泛的研究。尤其是近年来
超临界水氧化法分解有机物已成为人们的一个研究热点。
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