超臨界流體技術及應用（簡體書）

本書是化學工業出版社組織出版的《高新技術科普叢書》之一。超臨界流體技術是環境友好的多學科交叉新技術，也是當前國際科技發展前沿中的研究熱點。本書重點介紹了超臨界流體萃取、超臨界流體色譜、超臨界流體微粒化、超臨界流體中的化學反應（如超臨界二氧化碳中的化學反應、超臨界酶催化反應等）、超臨界水氧化技術及其他應用技術（如超臨界染色技術、超臨界清洗技術、超臨界干燥技術、超臨界噴涂技術）的基本原理、技術特點、工藝流程、裝置設計、應用現狀與發展前景等，使讀者能全面認識和關注迅速發展中的超臨界流體技術。
本書可供化工、能源、燃料、材料、食品、制藥、輕工、生物技術、環境保護等領域的科技工作者和管理人員，以及相關大專院校的師生閱讀參考。

超臨界流體技術是環境友好的多學科交叉新技術，在化工、材料、食品、制藥、輕工、生物技術、環保、能源等多領域有廣泛的應用。《超臨界流體技術及應用》深入淺出地介紹了各種超臨界流體技術，圖文并茂，結合國內外研究現狀與水平，并結合作者團隊在超臨界流體技術上的科學研究實踐與經驗， 給出具體生動的研究實例與說明，做到了知識性、科學性與可讀性的統一。因此，我們特向對超臨界技術感興趣的讀者推薦閱讀，相信《超臨界流體技術及應用》會對您開卷有益。

第1章緒論001
11超臨界流體技術發展概述001
111超臨界(流體)萃取技術001
112超臨界(流體)色譜技術003
113超臨界(流體)微粒化技術004
114超臨界條件下的化學反應006
115其他超臨界流體技術008
12超臨界流體技術的學術研究與交流009
13超臨界流體技術的工程化進展011
14超臨界流體技術發展中值得重視的問題012
15本書的主要目的與內容013
參考文獻013
第2章超臨界流體特性及熱力學基礎017
21超臨界流體的基本概念017
22超臨界流體的特性018 第1章緒論001
11超臨界流體技術發展概述001
111超臨界(流體)萃取技術001
112超臨界(流體)色譜技術003
113超臨界(流體)微粒化技術004
114超臨界條件下的化學反應006
115其他超臨界流體技術008
12超臨界流體技術的學術研究與交流009
13超臨界流體技術的工程化進展011
14超臨界流體技術發展中值得重視的問題012
15本書的主要目的與內容013
參考文獻013
第2章超臨界流體特性及熱力學基礎017
21超臨界流體的基本概念017
22超臨界流體的特性018
23常用的超臨界流體022
231超臨界溶劑概述022
232超臨界二氧化碳023
233超臨界水025
24超臨界流體熱力學基礎026
241溶質在超臨界流體中溶解度的實驗測定026
242溶質在超臨界流體中溶解度的關聯與計算028
243超臨界流體中的分子聚集現象031
參考文獻032
第3章超臨界流體萃取技術原理035
31超臨界萃取技術的基本原理035
32超臨界萃取工藝的基本類型037
321降壓法分離工藝038
322等壓變溫分離工藝039
323恒溫恒壓吸附法分離工藝040
33超臨界萃取技術的特點040
34超臨界二氧化碳萃取041
341溶質在超臨界二氧化碳中的溶解度041
342二氧化碳為單一介質的超臨界萃取042
343使用夾帶劑的超臨界二氧化碳萃取043
344超臨界二氧化碳萃取技術的拓展046
35超臨界萃取過程的質量傳遞049
351影響超臨界萃取過程傳質的因素049
352超臨界萃取過程傳質模型049
參考文獻052
第4章超臨界流體萃取技術應用054
41超臨界萃取技術在天然產物提取中的應用054
411超臨界萃取技術在食品工業中的應用054
412超臨界萃取技術在天然香精香料工業中的應用056
42超臨界萃取技術在現代中藥提取中的應用057
421中藥超臨界萃取的優勢與特點058
422超臨界萃取在中藥單方提取中的應用058
423超臨界萃取在中藥復方提取中的應用062
43超臨界萃取技術在能源和環境保護領域的應用063
431超臨界萃取技術在石油化工中的應用063
432超臨界萃取技術在煤化工中的應用064
433超臨界萃取技術在可再生生物質能源中的應用064
434超臨界萃取技術在環境保護中的應用065
44超臨界萃取技術在分析試樣前處理中的應用066
45超臨界萃取技術與現代分離技術的集成化研究066
451超臨界萃取與結晶技術聯用067
452超臨界萃取與分子蒸餾技術聯用067
453超臨界萃取與膜分離技術聯用068
454超臨界萃取與吸附技術聯用069
46超臨界萃取技術的發展前景069
參考文獻069
第5章超臨界流體色譜技術072
51超臨界流體色譜概述072
52超臨界流體色譜的分離原理與技術特點073
521超臨界流體色譜常用分離指標073
522超臨界流體色譜主要技術特點074
53超臨界流體色譜設備075
531超臨界流體色譜流動相075
532超臨界流體色譜固定相076
533超臨界流體色譜儀078
54超臨界流體色譜的應用079
541分析型超臨界流體色譜079
542制備型超臨界流體色譜081
參考文獻085
第6章超臨界流體微粒化技術088
61超細微粒傳統的制備方法089
611物理方法089
612化學方法090
62超臨界溶液快速膨脹技術092
63超臨界流體抗溶劑技術095
631超臨界流體抗溶劑技術原理095
632超臨界流體抗溶劑技術的應用099
64超臨界流體微粒化技術的新進展103
641超臨界水中的水熱合成法103
642超臨界二氧化碳包水的反向膠束法104
參考文獻105
第7章超臨界流體中的化學反應108
71超臨界流體中的化學反應的優勢108
72超臨界二氧化碳中的化學反應109
721超臨界二氧化碳中的氧化反應109
722超臨界二氧化碳中的加氫反應116
723超臨界二氧化碳作為反應物的反應117
724其他反應119
73超臨界酶催化反應120
731酶催化反應的發展120
732超臨界二氧化碳中酶催化反應的優越性121
733超臨界二氧化碳中酶催化反應分類121
734超臨界二氧化碳中酶催化反應的影響因素123
74超臨界流體技術法制生物柴油125
參考文獻126
第8章超臨界水氧化技術130
81超臨界水及其性質130
82超臨界水氧化反應及其應用136
821超臨界水氧化技術的研究進展136
822超臨界水氧化技術的優勢137
83催化超臨界水氧化反應及其應用138
831催化超臨界水氧化技術的研究進展138
832影響催化超臨界水氧化主要因素139
833難降解有機廢水的催化超臨界水氧化處理141
84超臨界水氧化處理工業廢水面臨的主要問題148
參考文獻151
第9章其他超臨界流體技術154
91超臨界染色技術154
911超臨界染色技術概述154
912超臨界二氧化碳染色技術的研究與應用156
92超臨界清洗技術159
921超臨界清洗技術概述159
922超臨界二氧化碳清洗技術的研究與應用160
93超臨界干燥技術161
931超臨界干燥技術概述161
932超臨界干燥技術的研究與應用162
94超臨界噴涂技術165
941超臨界噴涂技術概述165
942超臨界二氧化碳噴涂技術的研究與應用166
參考文獻166
第10章超臨界流體技術研發裝置設計169
101超臨界流體技術研發裝置概述169
1011超臨界流體技術的研發路徑169
1012超臨界流體技術裝置的共性與特殊性170
102超臨界流體技術工藝路線的設計方法174
1021工藝路線設計的基礎理論與原則174
1022超臨界流體過程系統設計參數的確定175
103超臨界萃取/造粒一體化實驗裝置的研發175
1031超臨界流體輸入系統175
1032超臨界高壓樣品處理系統177
1033超臨界分離與產品收集系統178
1034實驗參數調節與控制系統178
1035快速減壓179
104超臨界流體中試/工業化裝置的研發179
1041超臨界流體中試/工業化裝置的研發進展179
1042超臨界流體循環系統183
105超臨界流體裝置的安全問題及措施183
1051機械危險183
1052熱力學危險184
1053化學危險185
1054生物危險185
106展望185
參考文獻186

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近些年來，又進一步發展了超臨界流體萃取精密分離評價減壓渣油的方法，即將超臨界流體萃取和精餾結合起來進行分離純化的新技術。超臨界流體溶劑的溶解能力主要取決于它的密度，恒溫升壓，超臨界流體的密度增大，溶解能力增強；恒壓升溫，溶解能力降低，出現超臨界萃取過程中特有的“加熱冷凝”現象。依據以上基本原理即可設計成渣油超臨界萃取精密分離裝置，其關鍵部件是超臨界萃取分餾塔，它由萃取段和分離段組成，分離段中裝有高效填料。試驗時，系統首先預熱，讓溶劑在裝置內循環，建立溫度梯度，待溫度和壓力達到預定值后，將原料從萃取段上部加入，與底部進入萃取段的超臨界流體充分接觸。系統各點溫度穩定后，程序升壓，萃取段中渣油將按溶解度的大小，依次分離成多個窄餾分，之后隨超臨界流體相流入分離段進行分餾。塔頂餾出物經降壓進行分離，溶劑循環使用，已有研究者通過此法將渣油分離為多個窄餾分。<br> 趙鎖奇課題組，對大港減壓渣油超臨界萃取物進一步柱色譜分離并對所得的不同級分進行定性與定量的檢測分析，明確了不同級分的組成及其中鏈烴、環烷烴和芳烴的含量的變化規律。<br> 4.3.2超臨界萃取技術在煤化工中的應用<br> 煤是地球上最豐富的化石燃料，煤的潔凈、高效、非燃料利用和轉化一直是世界各國的研究重點。自20世紀70年代英國國家煤炭局率先將超臨界技術用于煤炭的加工利用以來，研究者們在這一領域做了大量的試驗研究。超臨界流體萃取技術在煤化工中的應用主要包括煤液化、從煤炭中抽提易揮發組分以及煤炭液化油的脫灰等，采用的超臨界流體主要有甲苯、二甲苯、水和醇類等。<br> 高溫煤焦油常溫下為黑色黏稠液體，是一種由芳香族化合物組成的復雜混合物，含有大量沸點相近、恒沸點化合物及熱不穩定化合物。對煤焦油化學組成的研究，是評價其品質進而確定和優化加工方案的基礎。丁一慧等采用超臨界正戊烷于220℃和5～15MPa循序升壓條件下，將高溫煤焦油萃取分餾為10個液相窄餾分和1個固相瀝青產物；切割深度達78.36%，萃余瀝青收率為21.64%，明顯低于常規蒸餾瀝青收率。元素分析和色質聯用分析數據表明，隨著萃取壓力的增加，一次萃取獲得窄餾分的碳氫原子比逐漸增加，平均環數和分子量均逐漸增大，萃取餾分逐漸變重。<br> ……<br>