超临界反溶剂过程中溶剂溶除问题的可视化及CFD模拟研究

使用Peng-Robinson状态方程确定了乙酸乙酯(EA)/超临界二氧化碳(sc-CO2)体系的高压相平衡关系、混合密度及混合粘度。通过带有玻璃视窗的析出釜观察了超临界反溶剂过程(SAS)中,EA在sc-CO2环境下的射流形态及相行为,同时通过CFD手段研究了sc-CO2和EA的流动及混合特性。考察了不同工艺条件和操作状况下的EA与CO2的混合和溶除程度。研究结果表明改变操作温度和压力虽然可以调整EA与CO2的混合程度,但对EA溶除效果的影响不大。溶解有大量CO2的EA发生体积膨胀并在析出釜内不断滞留累积,会严重制约了scCO2的反溶剂作用。相较之下,流动与湍动对有机溶剂的溶除效果影响大,通过增强传质可以提高有机溶剂的溶除效率。因此在SAS操作中需兼顾热力学因素和流动传质问题。