化工高新技术的应用开发和推广 中国化工报 2000.06.27 　　一、超临界CO2萃取及超临界流体技术 　　超临界CO2萃取是一种新型分离技术。通过加压、增温使CO2在气、固、液三种状态之外的另一种状态—— 超临界状态。利用CO2在此状态下溶解度大、萃取温度较低、具有选择性和没有相变化等特性进行物质的提取分离。 　　超临界CO2萃取技术的主要特点是：①萃取温度不高，只有30℃——50℃，因而完好地保留了产品的天然有效 活性；②以惰性气体CO2为溶剂，无易燃、易爆危险，无任何污染等毒副作用，并能对产品起保质作用；③装置运 行稳定可靠，操作简便。 　　目前，超临界CO2萃取技术在我国应用最多的是提取天然植物的种子、叶子、果实、根茎中的油脂、香精、色 素及其他有效成分等等，制造出真正的天然“绿色产品”。目前市场上流行的脑黄金、鱼油、小麦胚芽油、沙棘 籽油、啤酒花浸膏等天然和医药保健品都可以采用该技术制取。在国内，光明化工研究设计院已在全国推广多套 超临界CO2萃取成套装置；西南化工研究设计院利用超临界CO2萃取技术报得中草药中的有效成分。 　　超临界CO2萃取技术在活性炭和催化剂的再生、高聚物的分离、精细陶瓷工艺过程，以及反应工程、生化工程、 环保工程和印染行业都有新的重要应用。 　　此外，超临界水、超临界甲醇技术的应用开发，也具有广阔的前景。例如日本进行了用超临界甲醇和CO2合成 树脂及医药、农药原料的实验。 　　二、分子蒸馏技术 　　分子蒸馏亦称短程蒸馏，它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液——液分离技术，其应用能解决大量 常规蒸馏技术所不能解决的问题。分子蒸馏与常规蒸馏技术相比有以下特点：①普通蒸馏是在沸点温度下进行分离 操作；而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差，就可以在任何温度下进行分离，因而分子蒸馏操作温度 远低于物料的沸点。②普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象；而分子蒸馏是液膜表面上的自由蒸发，操作压力很低，一般为 0.1Pa－1Pa数量级；受热时间很短，一般仅为十几至几十秒钟。③普通蒸馏的蒸发与冷凝是可逆过程，液相与气相 之间处于动态相平衡；而在分子蒸馏过程中，从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上，理论上没有返回到加热面 的可能性，所以分子蒸馏没有不易分离的物质。因此，分子蒸馏特别适用于高沸点、相对分子质量差异大、热稳定 差的有机混合液体的分离，能大大降低高沸点物料的分离成本，并极好地保证物料的原有品质。 　　分子蒸馏技术的应用领域十分广阔，目前可应用分子蒸馏生产的产品有数百种。在石油化工领域，可用于碳氢 化合物的分离、原油的渣油及其类似物质的分离，表面活性剂的提纯及化工中间体的精制等；在塑料工业领域，可 用于增塑剂的提纯、高分子物质的脱臭、树脂类物质的精制等；在食品工业领域，可用于分离混合油脂、提取脂肪 酸及其衍生物，从动植物中提取天然产物等；在医药工业领域，可用于提取合成及天然维生素A、维生素E，制取氨 基酸及葡萄糖衍生物等；在香料工业领域，可用于处理天然香精油，使天然香料的品质大大提高。 　　目前，国内最先进的分子蒸馏技术是北京化工大学开发成功的分子蒸馏成套工业化装置，实现了高真空下长期 稳定运行，并具有适应性广、可调性能好的特点，可进行多种产品的生产，适用于多种工业领域。例如：从鱼油提 取DHA、EPA，其含量达到70％以上，而国外一般为30％－60％；从植物油渣中提取天然维生素E，其含量达到55％， 而国外一般为30％－40％；其他如a－亚麻酸、单甘酯、烷基多苷、丙二醇酯、玫瑰油、米糠油、谷维素等，也已 投产，在建和开发。 　　三、变压吸附气体分离技术 　　变压吸附是一项从气体混合物中分离提取某一种气体或富集某些气体组分的新型气体分离技术，其原理是通过 加压吸附、降压解吸实施过程循环，采用多塔交替操作实现过程连续化。 　　西南化工研究设计院1982年在国内首次推广了两套从合成氨排放气中回收氨气的工业装置，从而实现了变压吸 附技术的工业化应用。目前，变压吸附技术已拓展到九大应用领域，即：从混合气体中分离提取纯氢气、一氧化碳、 二氧化碳；用于合成氨变换气中脱除二氧化碳；从空气中提取纯氮气，并富集氧气；从瓦斯气中浓缩甲烷；从裂解 气中浓缩乙烯，以及脱除硝酸生产尾气中的氧化氮等。其行业应用面从化工扩展到石油化工、冶金、机械、电子、 轻工、食品和能源等领域。到目前为止，已在国内外推广变压吸附装置470多套，最大装置规模已达每小时10万标 准立方米，进入世界先进水平。 　　变压吸附气体分离技术与深度冷冻法相比，具有投资少、操作简便、能源省、成本低的优点；与膜分离法相比， 提取的气体纯度高，能耗低。 　　总之，变压吸附技术的主要优点，一是能提供廉价气体，例如电解水制氢，每立方米氢气耗电6千瓦·时，而 用变压吸附制氢，每立方米氢气仅耗电0.5千瓦·时；二是可以利用废气，变废为宝，消除和减少环境污染。 　　目前，西南化工研究设计院正在开发变压吸附与膜分离联合工艺从混合气中提取纯氢气、从烟道气中提纯二氧 化碳，变压吸附法和深冷分离法联合制氧技术，以期优势互补，进一步拓宽气体分离的应用面。 　　四、纳米材料应用技术 　　粒度小于38μm（400目）的粉料通常被称作超细粉体材料。而纳米材料一般是指粒径在1nm－100nm间的粒子， 它处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，既非典型的微观系统，是一种典型的介观系统，又接近于分子或原子 的临界状态。由于纳米粒子具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应和宏观量子隧道效应，所以纳米材料表现出 传统固体不具有的许多特异性质，如特异的化学性能、机械性能、电子性能、磁学性能及光学性能，从而引起国 内外的高度重视，纳米材料被称为“二十一世纪的新材料”。