超臨界流體反應(yīng)系統(tǒng)

CFY-3型超臨界流體反應(yīng)系統(tǒng)

一、概述：

超臨界化學(xué)反應(yīng)是指反應(yīng)物處于超臨界狀態(tài)或者反應(yīng)在超臨界介質(zhì)中進(jìn)行的工藝過程。超臨界反應(yīng)的介質(zhì)應(yīng)選擇對裝置材質(zhì)無腐蝕性，臨界溫度應(yīng)接近或小于反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)操作溫度，臨界壓力也要接近或低于反應(yīng)裝置的實(shí)際操作壓力，對反應(yīng)物成份具有較高的選擇性和溶解度的介質(zhì)。

由于超臨界流體兼具有液、氣兩種性質(zhì)，所以通過壓力調(diào)節(jié)，可使介質(zhì)的溶解度在較大范圍內(nèi)變化。因此在化學(xué)反應(yīng)中多應(yīng)用超臨界流體的溶解性將非均相反應(yīng)轉(zhuǎn)化為均相反應(yīng),提高傳質(zhì)速率，從而提高反應(yīng)速率并簡化產(chǎn)物分離。

二、超臨界反應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn):

1.在超臨界狀態(tài)下，壓力對反應(yīng)速度常數(shù)有強(qiáng)烈的影響，微小的壓力變化可使反應(yīng)速度常數(shù)發(fā)生幾個(gè)數(shù)量級(jí)的變化；

2.在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，可使傳統(tǒng)的多相反應(yīng)變成均相反應(yīng),即將反應(yīng)物甚至催化劑都溶解在超臨界流體中，有利于消除反應(yīng)物和催化劑之間的擴(kuò)散限制，從而增大了反應(yīng)速度；

3.在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，可以一定程度降低反應(yīng)溫度，抑制或減輕熱解反應(yīng)中常見的積碳現(xiàn)象，同時(shí)還可以顯著改善產(chǎn)物的選擇性和收率。

4.利用超臨界流體的溶解性能對溫度和壓力的敏感性這一特點(diǎn)，可以通過選擇合適的溫度和壓力條件的方法將不溶于超臨界的反應(yīng)相的產(chǎn)物及時(shí)移去，也可通過逐步調(diào)節(jié)體系的溫度和壓力的方法，將產(chǎn)物和反應(yīng)物依次從超臨界流體中分別移去，從而簡便地完成產(chǎn)物、反應(yīng)物、催化劑和副產(chǎn)物之間的分高；

5.超臨界流體能溶解某些導(dǎo)致固體催化劑失活的物質(zhì)，從而有可能使超臨界流體-固體催化反應(yīng)長時(shí)間保持催化劑的活性，同時(shí)，通過調(diào)節(jié)溫度和壓力，使反應(yīng)混合物處于超臨界狀態(tài)，從而使失活的催化劑逐步恢復(fù)其催化活性。

CO2具有化學(xué)惰性以及臨界狀態(tài)易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，因而近幾年以超臨界CO2為反應(yīng)介質(zhì)的研究發(fā)展迅速。目前常見的研究類型主要有選擇性氧化、加氫、加氫醛化、烷基化、聚合、翻化、翻交換和酶促反應(yīng)等。

三、CFY-3型超臨界流體反應(yīng)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)