超临界CO_2萃取啤酒花溶解度研究

研究了啤酒花在超临界ＣＯ２中的平衡溶解度随介质温度和压力的变化规律，以及溶解特性。选择适宜的模型，用实验数据对模型进行验算，结果令人满意     

磷酸三丁酯在超临界二氧化碳中的溶解度

采用超临界萃取装置测定了热力学温度为303.15,313.15,323.15 K,压力为8.5～25.0 MPa条件下磷酸三丁酯(TBP)在超临界二氧化碳中的溶解度,并根据溶剂化缔合理论、相平衡规则及高压对溶剂化平衡的影响建立了溶解度的数学模型。结果表明,所建立模型的TBP溶解度预测值与实验值吻合良好。用Chrastil模型关联实验值发现,用模型计算的精度远高于Chrastil模型关联的结果。     

超临界CO_2中聚碳酸酯的合成 Ⅱ.超临界CO_2密度的计算

超临界流体的密度对溶质在其中的溶解度具有重要影响。利用Peng-Robinson状态方程计算了超临界CO2在不同操作条件下的密度,与现有文献报道的实验值比较,最小相对偏差为0.13%,最大为9.44%,平均为3.60%,表明计算值与实验值吻合良好。在温度为305.15~398.15K、压力为8.0~35.0MPa的范围内,将计算的CO2密度值绘成了密度图,方便查找和插值。随着压力升高,温度降低,超临界CO2的密度增大,苯酚的溶解度增加。     

基于GA-SVR模型预测多环芳香烃在超临界CO_2中的溶解度

针对有机固体溶质在超临界CO_2(SCCO_2)中的溶解度实验耗时费力问题,采用基于支持向量机和遗传算法建立了多环芳香烃(PAH)在SCCO_2中的溶解度模型(GA-SVR),利用PAH在SCCO_2中的467个实验溶解度数据对GA-SVR模型进行了训练和预测,并基于帽子矩阵和William plot理论,建立了一种检测GA-SVR模型异常点的方法。实验结果表明,新模型预测PAH在SCCO_2中的溶解度精度较高,绝对相对偏差最小为5.42%,最大7.77%,平均为5.94%,对所有数据点进行了异常点检测,发现新建模型没有出现异常数值。该研究成果为溶质在超临界流体中的溶解度计算提供了一种新方法。     

WNN优化模型在模拟超临界二氧化碳中固体溶解度的应用

为了更好地模拟超临界二氧化碳(SCCO2)中固体的溶解度,提出了一种余弦常数r为0.1和采用部分动量法的Morlet自适应小波神经网络优化模型,并以温度T、压力P、溶质的摩尔体积V、熔点温度Tm、熔化热ΔHfus、色散溶解度参数δ1和极性及氢键溶解度参数δ为输入参数,对SCCO2中两种脂肪酸的溶解度进行了模拟。经过980次迭代得到了该模型对学习2样本的最小模拟误差为1.34%,对预测样本的模拟误差为8.89%,都小于活度系数模型和其它两种常用小波神经网络模型,此结果表明该模型是一种SCCO2中固体溶解度的较好模拟模型。     

苯酚在超临界二氧化碳中溶解度的测定与关联

 测定了苯酚在压力8.5~16.0MPa、温度373.15~398.15K范围内超临界CO2中的溶解度。结果表明,苯酚溶解度随压力的增加而增大;温度对溶解度的影响要相对复杂,当压力低于转变压力11.0MPa时,溶解度随温度的增加而减小,当压力高于11.0MPa时,溶解度随温度的增加而增加。分别用Peng-Robinson状态方程和Chrastil密度型模型关联了溶解度数据,平均绝对偏差分别为9.25%和6.33%,两者吻合良好。     

分子动力学模拟计算超临界CO2的溶解度参数

采用分子动力学模拟方法,计算了超临界CO2和超临界CO2-乙醇体系的溶解度参数,并分析了体系内粒子间距离的径向分布函数。结果表明,超临界CO2的溶解度参数随温度的升高而减小,随压力的增大而增大,且随体系密度的增大而线性增大;添加乙醇可明显提高超临界CO2的溶解度参数,且随着乙醇浓度的增加,在相同条件下的溶解度参数也增大。乙醇分子可与CO2分子形成分子间氢键而提高CO2的极性,从而提高体系的溶解度参数;超临界CO2-乙醇体系中,分子间,特别是乙醇分子间存在聚集现象。当体系压力较低时,增大压力,可大幅度减弱乙醇分子间的聚集程度,使体系的溶解度参数迅速增大;但继续增大压力到一定程度时,乙醇分子间的聚集程度达到定值,即乙醇已均匀分散在CO2中,溶解度参数随压力的变化趋于平缓。     

一种关联元素硫在酸性气体中的溶解度新模型

针对酸性气体中元素硫的溶解度实验测定既困难又危险的问题,运用化工热力学和超临界流体相平衡原理,建立了元素硫在超临界酸性气体中的溶解度半理论、半经验缔合模型。结果表明,该模型能很好地关联实验数据,绝对平均偏差(AAD%)的最大值为5.12%、平均值为3.12%;在等温条件下,AAD%的最大值为5.43%、平均值为3.01%,明显提高了元素硫的溶解度关联精度,可满足工程需求。     

含夹带剂的超临界流体中固体溶解度的研究

将超临界流体视为膨胀液体,根据溶液理论,建立了计算溶质在超临界流体中溶解度的膨胀液体模型。该模型迭代速度快,需要的物性参数少。用流动法测定了2-羟基苯甲酸在温度308.15,328.15 K、压力10.0,13.0,16.0,20.0,24.0 MPa条件下,在超临界CO2中及有夹带剂环己烷、乙醇存在时的溶解度数据。用实验数据和文献数据对膨胀液体模型的适用性进行了验算,实验数据及文献数据的平均相对偏差分别为3.55％,3.78％,而Chrastil模型和Wilson方程的计算偏差分别为10.86％(模拟实验数据)和5.59％(模拟文献数据)。     

5种管道密封材料在超临界CO_2中的溶胀规律

为了解管道密封材料在超临界CO_2输送环境的适用性,采用横截面直径、外径、硬度和质量测量及形貌观察等方法研究了三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PTFCE)和聚醚醚酮(PEEK)5种密封材料在超临界CO_2中的溶胀规律。结果表明:在35℃、8 MPa,水饱和度为60%,饱和含水量及水相的条件下,EPDM和NBR发生了明显溶胀现象,横截面直径及外径明显增加,表面出现了较多开裂和鼓包;5种材料的硬度均有下降,质量未发生明显变化;5种密封材料性能未随超临界CO_2中的含水量发生明显变化。在水饱和度为60%条件下,随实验时间的增加,EPDM和NBR的溶胀现象变得更加明显,PTFE和PTFCE的硬度有所降低。PEEK在各含水量及实验时间条件下均表现出优良的性能。     

非均质多孔介质内超临界二氧化碳驱替盐水过程的孔隙网络模拟

针对CO2在非均匀多孔介质内的储存过程,建立二维动态孔隙网络模型,对含盐水的介质中超临界CO2驱替盐水的过程进行模拟计算。提出用非均匀性来衡量二维动态孔隙网络模型中喉道的分布特性,通过建立3种非均匀性不同的二维动态孔隙网络模型,分析非均匀性对CO2封存的影响。模拟计算结果表明,非均匀性越大的二维动态孔隙网络模型,驱替过程中超临界CO2的前进端越不稳定,且最后突破时的超临界CO2饱和度越低;通过分析稳定驱替下不同时刻的CO2分布,揭示非均匀性的影响机理;非均匀性越大,陷住的含盐水孔隙更多是导致突破时超临界CO2饱和度越低的主要原因。     

超临界CO_2协助多单体接枝改性聚丙烯的研究进展

聚丙烯接枝改性的方法很多,其中超临界CO2协助固相接枝法是一种高效节能的方法。比较了聚丙烯的各种接枝改性方法;综述了超临界CO2协助多单体接枝聚丙烯的研究进展及其对多单体接枝反应的协助作用;介绍了采用超临界CO2协助固相接枝法,在不同温度、压力和时间的条件下,超临界CO2对接枝改性聚丙烯性能的影响;同时对多单体接枝反应机理进行了论述。     

超临界CO_2技术的应用和发展新动向

综述了超临界CO2技术在分离工程、化学反应工程及材料制备中的应用现状。重点介绍了超临界CO2与膜技术的联用和超临界流体色谱等新型分离方法。对超临界CO2在化学反应工程中作为反应介质及反应原料参与的反应进行了介绍。综述了利用超临界CO2进行材料制备的方法(如超临界辅助雾化法等),并对超临界CO2技术的发展趋势和动向进行了展望。     

32号机油在超、亚临界CO_2中的溶解度测定

使用自制的高压试验装置，在２９８．２Ｋ、３１３．２Ｋ和３２３．２Ｋ３个温度下，压力为７—１５ＭＰａ的范围内，测定了３２号机油在ＣＯ２中的溶解度数据。结果表明，ＣＯ２的密度是影响机油溶解度的主要因素。同时，温度的影响也不能忽视     

应用神经网络研究CO_2-有机化合物二组分体系的临界温度和临界压力

使用Levenberg Marquart算法和人工神经网络技术对文献给出的CO2-乙醇、CO2-丙酮、CO2-甲苯、CO2-丙醇4个二组分体系的临界温度和临界压力数据进行了拟合计算,计算结果与数据较符合,证明了在没有状态方程和混合规则时,经过训练好的神经网络具有研究CO2-有机化合物二组分体系临界温度和临界压力的可行性和准确性,并能够对CO2-有机化合物二组分体系的临界温度和临界压力进行计算和预测。     

超临界CO_2萃取再生失活Pd/C催化剂

对苯甲酸加氢过程中Pd/C催化剂的失活原因进行了分析,研究了利用超临界CO2萃取再生失活Pd/C催化剂的过程,考察了萃取温度、萃取压力、CO2流量、共溶剂种类对Pd/C催化剂再生效果的影响。研究结果表明,超临界CO2萃取可以有效去除Pd/C催化剂表面吸附的有机杂质,恢复Pd/C催化剂的活性。利用超临界CO2萃取再生失活Pd/C催化剂的较佳工艺条件:萃取温度333~353K,萃取压力15~25M Pa,CO2流量(1g催化剂、常温、常压)20mL/h,以甲苯和二氯甲烷混合物为共溶剂。工业试验结果表明,在催化剂处理量320kg、萃取温度353K、萃取压力20M Pa、萃取时间12h、超临界CO2流量1.5t/h、无共溶剂的条件下,失活Pd/C催化剂的活性可达到新鲜Pd/C催化剂活性的80%以上。