超臨界萃取在化學(xué)工業(yè)上的應用
SFE技術(shù)從50年代初在化學(xué)工業(yè)中嶄露頭角以來(lái),已涉及石油化工、煤化工、精細化工等領(lǐng)域。石油化工的SFE應用是化工生產(chǎn)中開(kāi)發(fā)zui早的行業(yè),除主要用于渣油脫瀝青外，在廢油回收利用及三次采油等方面也得到了一定的開(kāi)發(fā)。Shi等在增加壓力的情況下,用SFE將減壓渣油系統地分離成碳原子數為15-17的窄餾分,達到較高的總萃取率,并對所萃取分餾物進(jìn)行了分析。到目前為止已有16套渣油脫瀝青裝置在運行,年處理能力為8.5至250萬(wàn)噸,另有9套已獲轉讓權。用SFE技術(shù)從煤炭中制取有機化工產(chǎn)品和燃油也顯示了較大潛力,可萃取脫除石蠟、雜酚、煤焦油等,zui高產(chǎn)率可達30％左右。Gotz等就對當地褐煤采用二氯甲烷SFE分解進(jìn)行了實(shí)驗,研究顯示,在臨界點(diǎn)后快速增加萃取壓力和溫度,能使煤迅速分解。
各種天然色素、精油等精細化工產(chǎn)品的SFE也得到了廣泛的研究,Sato等研究了從桔子中提取萜烯精油,實(shí)驗采用了不同溫度分布的填料塔式萃取器,進(jìn)一步提高了目標產(chǎn)物的含量,從而有效地分離了苧烯與芳樟醇。
此外SFE也被探討用于結晶、脫除粘合劑及化工設備清洗等其它方面,美國JAST的4家會(huì )員公司,利用他們商業(yè)化的超臨界CO2清洗系統清洗化工機械零部件設備上小至0.5μm的細微粒子,清洗系統規格近100L,與水和溶劑清洗相比,費用為常規清洗的一半,清洗速度快,而且不需干燥。
我國化學(xué)工業(yè)中SFE的應用研究也主要是在煤炭、石油、天然產(chǎn)物萃取及化學(xué)反應等方面。對不同產(chǎn)地煤在SFE、脫硫等工藝條件、動(dòng)力學(xué)分析及萃取產(chǎn)物成分上開(kāi)展了一些研究。胡浩權等用甲醇、四氫呋喃等溶脹預處理煤,再用甲苯進(jìn)行SFE,研究表明用四氫呋喃溶脹處理后,可明顯地改善萃取過(guò)程轉化率及輕組分油的收率,同時(shí)也可降低氣體產(chǎn)生率,增大溶煤比和萃取壓力有助于改善溶脹煤的SFE效果。我國原油多為重質(zhì)油,為滿(mǎn)足市場(chǎng)對輕油的需要,中國石油大學(xué)已進(jìn)行了這方面的研究并取得一定成果。zui近他們又開(kāi)發(fā)了一套以輕烴為溶劑的SFE分餾方法和裝置,并將其應用于石油重質(zhì)油的分離和研究,成功地把石油重質(zhì)油分離為窄餾分,這一方法可作為建立石油渣油評價(jià)方法的基礎。各種天然香料、色素的SFE也是我國科技人員研究的一個(gè)主要方面,何春茂等zui近運用超臨界CO2對桂花和茉莉花進(jìn)行了提取,通過(guò)實(shí)驗摸索了萃取zui佳工藝條件,避免了芳香物質(zhì)損失,表明了SFE法在天然產(chǎn)物提取方面所具有的優(yōu)勢。
超臨界流體技術(shù)應用于化學(xué)反應中所表現出的種種優(yōu)良特性為化學(xué)反應研究帶來(lái)了新的視角。在反應熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)基礎理論、催化劑活性改善及應用等方面都開(kāi)展了廣泛的研究。尤其是近年來(lái)超臨界水氧化法分解有機物已成為人們的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
SFE技術(shù)從50年代初在化學(xué)工業(yè)中嶄露頭角以來(lái),已涉及石油化工、煤化工、精細化工等領(lǐng)域。石油化工的SFE應用是化工生產(chǎn)中開(kāi)發(fā)zui早的行業(yè),除主要用于渣油脫瀝青外，在廢油回收利用及三次采油等方面也得到了一定的開(kāi)發(fā)。Shi等在增加壓力的情況下,用SFE將減壓渣油系統地分離成碳原子數為15-17的窄餾分,達到較高的總萃取率,并對所萃取分餾物進(jìn)行了分析。到目前為止已有16套渣油脫瀝青裝置在運行,年處理能力為8.5至250萬(wàn)噸,另有9套已獲轉讓權。用SFE技術(shù)從煤炭中制取有機化工產(chǎn)品和燃油也顯示了較大潛力,可萃取脫除石蠟、雜酚、煤焦油等,zui高產(chǎn)率可達30％左右。Gotz等就對當地褐煤采用二氯甲烷SFE分解進(jìn)行了實(shí)驗,研究顯示,在臨界點(diǎn)后快速增加萃取壓力和溫度,能使煤迅速分解。
各種天然色素、精油等精細化工產(chǎn)品的SFE也得到了廣泛的研究,Sato等研究了從桔子中提取萜烯精油,實(shí)驗采用了不同溫度分布的填料塔式萃取器,進(jìn)一步提高了目標產(chǎn)物的含量,從而有效地分離了苧烯與芳樟醇。
此外SFE也被探討用于結晶、脫除粘合劑及化工設備清洗等其它方面,美國JAST的4家會(huì )員公司,利用他們商業(yè)化的超臨界CO2清洗系統清洗化工機械零部件設備上小至0.5μm的細微粒子,清洗系統規格近100L,與水和溶劑清洗相比,費用為常規清洗的一半,清洗速度快,而且不需干燥。
我國化學(xué)工業(yè)中SFE的應用研究也主要是在煤炭、石油、天然產(chǎn)物萃取及化學(xué)反應等方面。對不同產(chǎn)地煤在SFE、脫硫等工藝條件、動(dòng)力學(xué)分析及萃取產(chǎn)物成分上開(kāi)展了一些研究。胡浩權等用甲醇、四氫呋喃等溶脹預處理煤,再用甲苯進(jìn)行SFE,研究表明用四氫呋喃溶脹處理后,可明顯地改善萃取過(guò)程轉化率及輕組分油的收率,同時(shí)也可降低氣體產(chǎn)生率,增大溶煤比和萃取壓力有助于改善溶脹煤的SFE效果。我國原油多為重質(zhì)油,為滿(mǎn)足市場(chǎng)對輕油的需要,中國石油大學(xué)已進(jìn)行了這方面的研究并取得一定成果。zui近他們又開(kāi)發(fā)了一套以輕烴為溶劑的SFE分餾方法和裝置,并將其應用于石油重質(zhì)油的分離和研究,成功地把石油重質(zhì)油分離為窄餾分,這一方法可作為建立石油渣油評價(jià)方法的基礎。各種天然香料、色素的SFE也是我國科技人員研究的一個(gè)主要方面,何春茂等zui近運用超臨界CO2對桂花和茉莉花進(jìn)行了提取,通過(guò)實(shí)驗摸索了萃取zui佳工藝條件,避免了芳香物質(zhì)損失,表明了SFE法在天然產(chǎn)物提取方面所具有的優(yōu)勢。
超臨界流體技術(shù)應用于化學(xué)反應中所表現出的種種優(yōu)良特性為化學(xué)反應研究帶來(lái)了新的視角。在反應熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)基礎理論、催化劑活性改善及應用等方面都開(kāi)展了廣泛的研究。尤其是近年來(lái)超臨界水氧化法分解有機物已成為人們的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
