USD 97.4402

+0.42

EUR 105.8415

+0.32

Brent 73.1

+0.07

Природный газ 2.663

+0.01

, Обновлено 22 мая 12:46
4190

Сверхкритические флюиды

В критической точке многие физические свойства СКФ являются промежуточными между свойствами жидкости и газа

Сверхкритические флюиды

Сверхкритический флюид (СКФ, supercritical fluid) - состояние вещества, в котором его температура и давление превышают критические параметры и исчезает различие между жидкой и газовой фазой.
В критической точке:
  • 2 фазы, жидкая и газовая, становятся неразличимы;
  • многие физические свойства СКФ (плотность, вязкость, скорость диффузии) являются промежуточными между свойствами жидкости и газа.
В СКФ могут переходить многие органические и неорганические вещества, достигая определенной температуры и давления.
Для воды критическая точка равна tкр=374,2℃ и ркр=21,4 МПа, а для CO2 tкр= 31℃ и ркр=7,38 МПа.

Применение СКФ:
  • для производства и обработки полимеров;
  • в пищевой отрасли промышленности;
  • в фармацевтике и медицине;
  • для получения новых материалов;
  • для производства биодизельного топлива;
  • для переработки биоматериалов и регенерации сорбентов.
Преимущества СКФ как растворителей:
  • сочетание свойств газов при высоком давлении (низкая вязкость, высокий коэффициент диффузии) и жидкостей (высокая растворяющая способность);
  • быстрый массоперенос, осуществляемый благодаря низкой вязкости и высокому коэффициенту диффузии;
  • сочетание пренебрежимо малого межфазного натяжения с низкой вязкостью и высоким коэффициентом диффузии, позволяющее СКФ проникать в пористые среды более легко по сравнению с жидкостями;
  • высокая чувствительность растворяющей способности СКФ к изменению давления или температуры;
  • простота разделения СКФ и растворенных в них веществ при сбросе давления.

Применение СКФ как растворителя для экстракции и разделения.

В сверхкритических средах возможно растворение молекул с различными размерами, молекулярной массой и полярностью.
В сравнении с жидкой фазой, СКФ более сжимаемы, имеют больший мольный объем, что способствует образованию кластеров и нестойких комплексов и положительно влияет на повышение растворимости.
В качестве СКФ используются: СО2, N2О, NН3 , СН3F, СН2F2, СНF3, С6Н6, SF6.
Причем СО2 наиболее популярный растворитель в СКФ, с которым проводится более 80% всех исследований в области сверхкритических флюидных технологий (СКФТ):
  • удобные критические параметры (t 31,2о С; p 72,8 атм.);
  • нетоксичен, негорюч, относительно недорогой;
  • при нормальных условиях является газом, что облегчает его разделение с целевыми продуктами после завершения процесса;
  • его использование вместо органических растворителей повышает экологическую безопасность производств и степень чистоты получаемых продуктов.
В последнее время растет интерес к альтернативному биодизельному топливу, хотя фоссильных ресурсов в РФ достаточно.
Но производство альтернативного биодизеля позволит России активно участвовать в решение мировых проблем экологической безопасности.
Традиционный техпроцесс получения биодизеля заключается в обработке жиров и масел одноатомными спиртами (в основном метанолом).
В результате реакции переэтерификации образуются соответствующие эфиры 1 - атомных спиртов и жирных кислот (биодизель) и глицерин в качестве побочного продукта.
Именно в процесс получения альтернативного биодизеля в последнее время стали включать СКФ растворители.
Для активации фермента липазы в процессе переэтерификации в сверхкритическом состоянии применяются этан, гексан, фтороформ, диоксид углерода.
Если не использовать липазу в качестве катализаторов, можно попробовать обработку растительных масел спиртами в сверхкритическом состоянии.
Преимущество этой технологии:
  • простота техпроцесса;
  • сокращение времени процесса;
  • более высокий выход продукта;
  • отсутствие ПАВ;
  • отсутствие катализатора;
  • снижение стоимости топлива по сравнению с традиционным каталитическим метилированием рапсового масла.

Применение СКФ при разработке месторождений углеводородов

Изучение СКФ позволяет по - новому исследовать механику течения и динамику извлечения в пористых средах.
Использование СКФ для добычи углеводородов из пористой среды и управление характером смачиваемости путем приближения системы к околокритическому состоянию позволяют повысить эффективность добычи трудноизвлекаемых запасов (ТрИЗ) углеводородов.
Преимущества СКФ растворителей:
  • более высокий коэффициент диффузии;
  • низкий коэффициент поверхностного натяжения и вязкости;
  • широкий диапазон использования при изменении давления и температуры;
  • простота регенерации из раствора вследствие высокой летучести.
Поэтому использование СКФ может повысить техпроцесс добычи нефти, нефтепереработки, процессов нефтехимии.

Третичный метод добычи нефти предполагает закачку в нефтеносные пласты попутного нефтяного газа (ПНГ): метана, пропана, или смеси.
Однако можно использовать и CO2 в сверхкритическом состоянии.
Новости СМИ2




Подпишитесь на общую рассылку

лучших материалов Neftegaz.RU

* Неверный адрес электронной почты

Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»




Произвольные записи из технической библиотеки

Обновлено 11 августа 2023, 12:07

6 мая 2013, 22:01
13688

Обновлено 12 октября 2023, 08:37