“超临界流体技术原理及其应用”
院选课读书报告
(2012~2013下学期)
题目:SC—CO2流体技术基本原理及其应用前景
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SC—CO2流体技术基本原理及其应用前景
摘要
超临界流体是指物质处于极其临界的温度和压强下形成的一种新的流体，它的性质介于液体和气体之间，并且兼具二者的有点。现研究较多的流体包括：二氧化碳等。超临界二氧化碳是一种液态的二氧化碳，在一定的条件，如果达到临界点或者以上，会形成一种新的状态，兼顾气态和液态的部分性质，而且拥有新的性质。超临界二氧化碳萃取技术是一种新型分离技术，超临界CO2萃取是采用CO2作为溶剂，在超临界状态下的CO2流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。超临界CO2萃取特别适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，同时也适用于不同组分的精细分离，即超临界精镏。超流体流体应用前景目前应用十分的广泛，目前已应用于食品工业、化妆品香料工业、医药工业、化工工业等方面，超临界流体应用将越来越广泛于各个行业的发展。
关键词：“超临界流体，超临界二氧化碳，超临界二氧化碳萃取，超临界流体应用前景”
一、SC—CO2流体技术基本原理
（一）SC—CO2超流体技术的基本原理概述
超临界流体（SCF）是指处于临界温度和压强的情况下，它的物理性质介于液体和气体之间。⑴这种流体同时据有气态和液态的特点，它既具有与液体相近的密度和其优良的溶解性。溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度相关，溶质在超临界流体中的溶解度也与其类似。因此，通过改变超临界流体的压强和温度，改变其密度，便可以溶解许多不同类型的物质。
超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解力和其密度的关系，即利用压强和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，其拥有
很好的流动性和渗透性，将超临界流体与待分离的物质接触，使其具有选择性的把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。对应个压强范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件来得到最佳比例的混合成分，然后借助升压降温等方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
（二）超临界流体的选择
超临界流体萃取过程能否有效的分离产物或出去微杂质，关键是超临界流体萃取中使用的溶剂必须有良好的选择性。提高溶剂选择信基本原则是：操作温度应和超临界流体的温度相接近；超临界流体的化学性质应和待分离溶质的化学性质相近。
超临界流体的选定是超临界流体萃取的主要关键，应根据分离对象与目的不同，选定超临界流体萃取中使用的溶剂。作为萃取溶剂的超临界流体必须具备以下条件：
1.SCF临界温度要接近工艺中的操作温度（常温）
2.操作温度应低于被萃取物质分解温度或变质温度
3.SCF化学性质要与待萃取成分的化学性质相似
4. SCF化学性质稳定，无毒性和无腐蚀性，不易爆易燃
5.临界温度和临界压力都尽量接近常规条件
6.对于待分离成分要有较高的选择性和较高的溶解度
7.来源广泛，价格便宜，以降低成本常用的SCF：CO2、SO2、C2H4、C3H8、C4H10、CClF3
（三）利用CO2 作为萃取剂主要有以下优点:
1.可以在35～40℃的条件下进行提取,能够防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散。
2.在CO2气体笼罩下进行萃取,萃取过程中不发生化学反应;又由于完全隔绝了空气中的氧,因此,萃取物不会因氧化或化学变化而变质。
3.由于CO2不具备可燃性,且萃取过程中不使用易燃易爆的有机溶剂,相对安全。
4.CO2是较容易提纯与分离的气体,因此萃取物几乎无溶剂残留,也避免了溶
剂对人体的毒害和对环境的污染。
5.萃取和分离合二为一,当饱含溶解物流经分离器时,由于压力下降使得CO2 与萃取物迅速分离,成为两相,故能耗较少。
6.CO2无味、无臭、无毒,价格便宜,纯度高,易得,且能够循环使用,降低了成本。
7.具有杀菌和保鲜的作用。
8.可以通过改变压力和调节温度来改变溶解性能,对于萃取成分有选择性。
9.扩散系数大而粘度小,大大节省了萃取时间,萃取效率高。
（四）超临界二氧化碳萃取流程图
二、SC—CO2流体的应用前景
（一）在食品工业的应用
超临界二氧化碳在食品工业的应用十分广泛，在很多方面都有涉及。由于超临界流体萃取技术所得萃取液溶剂残留少、低毒、无污染、无致癌性等优点，因此特别适合用于食品工业。
目前在咖啡豆或茶叶中脱除咖啡因、啤酒花有效成分萃取、动植物油脂的萃取、分离和精制、天然香料植物或果蔬中提取天然香精和色素及风味物质等方面的研究和应用，都取得了长足发展
（二）、医药工业的应用
从动、植物中提取有效药物成分仍是目前sfe在医药工业中应用较多的一个方面。目前已对多种中草药有效成分的提取工艺及质量进行了研究，如红景天、灵芝等。近年来，利用超临界流体技术进行药物的干燥、造粒和制作缓释药丸已成为人们关注的一个新热点⑵。
采用sef技术，可避免中药加水煎熬的传统服用方法，对热敏性有效成分受热破坏，从而提高疗效。马熙中⑶等用scf装置分析了中药肉苁蓉的化学成分，并与常规中药研究方法相比，发现sfe法可更有效地提取复杂中药中的挥发性成分。
另外，超临界萃取技术还可以用于抗生素的提取⑷，医药制品的精制、脱杂质，维生素和酶的回收等。
（三）、环保方面
在环保方面，sfe技术用于处理含有机物的废水和固体污染物，改进现行的废水处理过程，还可用于废水与污染物分离并将污染物氧化为小分子的场合。在环境污染监测上，sfe技术也可发挥其高效、准确的特性⑸。高连存等人⑹对炼钢厂炼焦车间土壤进行了sfe研究，比较了温度和压力对超临界流体萃取pah（苯丙胺酸羟化酵素）类化合物的影响，并且用GC—MS法分析结果与索式提取法做了对比结果其回收率远远高于索式提取法的回收率。V Librando等人对超临界流体萃取海洋沉积物和土壤样本中的多环芳烃污染物进行了研究，多环芳烃回收率达到50%以上。目前已经有关于超临界流体萃取技术应用于核废料的处理，从水溶液中提取金属离子的报道。
三、展望
超临界流体是指温度压力均处于其临界点以上的流体，可以利用它对特定物质成分进行分离、测定、提纯和精制，并可创造出新工艺性新材料⑺。
sfe 技术虽然兴起仅仅20多年，但其应用领域与前景却十分诱人，但同时一些基础研究与技术方面的局限又影响了sfe技术的进一步发展。到目前为止，真正可实现工业化的sfe过程还十分有限，这主要是由于缺乏高压物系的非理想性和各种物质的理化数据，以及对溶质与超临界介质之间相互作用本的研究还不够充分，不能建立比较满意的关联式或预测模型。而且，由于溶质间的协同效应，又使已有的一些数据并无太大实际指导意义，导致了目前在工艺设计上的盲目性较大。
此外，sfe过程的操作费用虽然较低，但设备的一次性投资及维修费用过大，也是制约sfe 应用进一步扩大的原因⑻。所以，只有各国科研人员间的相互合作，并加强对基础理论和预测模型的研究。相信随着sfe 理论的不断完善以及超临界条件下平衡数据的积累、高压设备和机械自动化程度的提高，sfe技术将在更广阔的领域中得到实际的应用。
参考文献：
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超临界萃取原理 超临界流体萃取是当前国际上最先进的物理分离技术。 常见的临界流体中，由于CO2化学性质稳定，无毒害和无腐蚀性，不易燃和不爆炸，临界状态容易实现，而且其临界温度（31.1℃）接近常温，在食品及医药中香气成分，生理活性物质、酶及蛋白质等热敏物质无破坏作用，因而常用CO2作为作为萃取剂进行超临界萃取。 一、超临界CO2 纯CO2的临界压力是7.3MPa和31.1℃时，此状态CO2被称为超临界CO2。在超临界状态下，CO2流体是一种可压缩的高密度流体，成为性质介于液体和气体之间的单一状态，兼有气液两相的双重特点：它的密度接近液体，粘度是液体的1%，自扩散系数是液体的100倍，因而它既具有与气体相当的高扩散系数和低粘度，又具有与液体相近的密度和对某些物质很强的溶解能力，可以说超临界CO2对某些物质有着特殊的渗透力和溶解能力。 二、超临界CO2萃取过程 超临界CO2密度对对温度和压力变化十分敏感，所以调节正在使用的CO2的压力和密度，就可以通过调节CO2密度来调整该CO2对欲提取物质的溶解能力；对应各压力范围所得到的的萃取物不是单一的，可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，与被萃取物质完全或部分分开，从而达到分离提纯的目的。 三、超临界CO2溶解选择性 超临界状态下的CO2具有选择性溶解，对低分子、弱极性、脂溶性、低沸点的成分如挥发油、烃、酯、内脂、醚、环氧化合物等表现出优异的溶解性，而对具有极性集团（-OH、-COOH等）的化合物，极性基团愈多，就愈难萃取，故多元醇、多元酸及多羟基的芳香物质均难溶于超临界CO2。对于分子量大的化合物，分子量越大，越难萃取，分子量超过500的高分子化合物几乎不溶，因而对这类物质的萃取，就需加大萃取压力或者向有效成分和超临界CO2组成的二元体系中加入具有改变溶质溶解度的第三组成粉（即夹带剂），来改变原来有效成分的溶解度。一般来说，具有很好性能的溶剂，也往往是很好的夹带剂，如甲
一、超临界萃取的技术原理 利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。 超临界CO2是指处于临界温度与临界压力（称为临界点）以上状态的一种可压缩的高密度流体，是通常所说的气、液、固三态以外的第四态，其分子间力很小，类似于气体，而密度却很大，接近于液体，因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质，同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性，比普通液体溶剂传质速率高，并且扩散系数介于液体和气体之间，具有较好的渗透性，而且没有相际效应，因此有助于提高萃取效率，并可大幅度节能。 超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数，因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。超临界CO2的粘度是液体的百分之一，自扩散系数是液体的100倍，因而具有良好的传质特性，可大大缩短相平衡所需时间，是高效传质的理想介质；具有比液体快得多的溶解溶质的速率，有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力；具有不同寻常的巨大压缩性，在临界点附件，压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化，所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2 的溶解能力，提高萃取的选择性；通过降低体系的压力来分离CO2和所溶解的产品，省去消除溶剂的工序。 在传统的分离方法中，溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性（表现在溶解度）的差异来实现分离的；蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度（蒸汽压）的不同来实现分离的。而超临界CO2萃取则是通过调节CO2的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压这2个参数进行分离的，故超临界CO2萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的2种功能和特点，进而决定了超临界CO2萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势：通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质，控制其选择性；适当地选择提取条件和溶剂，能在接近常温下操作，对热敏性物质可适用；因粘度小、扩散系数大，提取速度较快；溶质和溶剂的分离彻底而且容易。从它的特性和完整性来看，相当于一个新的单元操作，因此引起了国内外的广泛关注。二、超临界萃取的特点
超临界流体分离技术的原理及应用 超临界流体（SCF）是指在临界温度和临界压力以上的流体，高于临界温度和临界压力而接近临界点状态，称为超临界状态。处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨，故称为SCF。超临界流体具有选择性溶解物质的能力，并随着临界条件（T，P）而变化。超临界流体可从混合物中有选择地溶解其中的某些组分，然后通过减压，升温或吸附将其分离析出。 超临界流体萃取分离过程的原理是超临界流体对脂肪酸、植物碱、醚类、酮类、甘油酯等具有特殊溶解作用，利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。 超临界分离技术的特点：(1)萃取速度高与液体萃取，特别适合于固态物质的分离提取；(2)在接近常温条件下操作，能耗低于一般精馏发，适合于热敏性物质和易氧化物质的分离；(3)传热速率快，温度易于控制；(4)适合于挥发性物质的分离。 超临界流体具有许多不同于一般液体溶剂的物理化学特性，基于超临界流体的萃取技术具有传统萃取技术无法比拟的优势，近年来，超临界流体萃取技术的研究和应用从基础数据、工艺流程到实验设备等方面均有较快的发展。但由于对超临界流体本身尚缺乏透彻的认识，对其化学反应、传质理论以及反应中热力学的本质问题研究有待深入，而且超临界流体萃取分离技术需要高压装置，因而对工艺设备的要求往往也比较高，需要有较大的投入等原因的客观存在，因此目前超临界流体的大规模实际应用还存在诸多问题需要进一步解决。 目前国际上超临界流体萃取与造粒技术的研究和应用正方兴未艾，技术发展应用范围包括了：萃取(extraction)，分离(separation)，清洗(cleaning)，包覆(coating)，浸透(impregnation)，颗粒形成(particle formation)与反应(reaction)。德国，日本和美国已处于领先地位，在医药，化工，食品，轻工，环保等方面研
摘要：介绍了超临界二氧化碳萃取技术的基本原理和特点，简单说明了该技术在香料、医药、食品等工业上的应用。 关键词：超临界二氧化碳萃取分离技术基本原理 前言 超临界流体萃取，又称超临界萃取、压力流体萃取、超临界气体萃取。它是以高压、高密度的超临界状态流体为溶剂，从液体或固体中萃取所需要的组分，然后采用升温、降压或二者兼用和吸收（吸附）等手段将溶剂与所萃取的组分分离。 早在1897年，人们就已经认识到了超临界萃取这一概念。当时发现超临界状态的压缩气体对于固体具有特殊的溶解作用。例如再高于临界点的条件下，金属卤化物可以溶解再在乙醇或四氯化碳中，当压力降低后又可以析出。但直到20世纪60年代，才开始了其工业应用的研究。目前超临界二氧化碳萃取已成为一种新型萃取分离技术，被广泛应用于食品、医药、化工、能源、香精香料的工业的生产部门。 1 超临界萃取的原理 当液体的温度和压力处于它的临界状态。 如图1是纯流体的典型压力—温度图。图中， AT表示气—固平衡的升华曲线，BT表示液— 固平衡的熔融曲线，CT表示气－液平衡的饱 和液体的蒸汽压曲线，点T是气－液－固三相 共存的三相点。按照相率，当纯物的气－液－ 固三相共存时，确定系统状态的自由度为零， 即每个纯物质都有自己确定的三相点。将纯物 质沿气－液饱和线升温，当达到图中的C时， 气－液的分界面消失，体系的性质变得均一， 不再分为气体和液体，称点C为临界点。与该点相对应的临界温度和压力分别称 为临界温度T 0和临界压力P 。图中高于临界温度和临界压力的有影阴的区域属 于超临界流体状态。 在这种状态下，它既不完全与一般气相相同，又不是液相，故称为超临界流体。超临界流体有气、液相的特点，它既有与气体相当的高渗透力和低粘度，又兼有液体相近的密度和对物质优良的溶解能力。这种溶解能力能随体系参数的变化而连续的改变，因而可以通过改变体系的温度和压力，方便的调节组分的溶解度和萃取的选择性。利用上述特点，超临界二氧化碳萃取技术主要分为两大类原理流程即恒温降压流程和恒压升温流程。前者萃取相经减压，后者萃取相经升温。
大庆师范学院 超临界流体的应用 年级: 09工四 学号: 200901030938 姓名: 王心 专业: 化学工程与工艺 指导老师: 刘海燕 二零一二年三月十八日
摘 要 本论文从超临界流体定义、性质开始介绍，最后谈谈它更多的应用。超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术。在较低温度下，不断增加气体的压力时，气体会转化成液体，当温度增高时，液体的体积增大，对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度和临界压力，高于临界温度和临界压力后，物质不会成为液体或气体，这一点就是临界点。再临界点以上的范围内，物质状态处于气体和液体之间，这个范围之内的流体成为超临界流体。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取。 关键词：超临界流体的定义 性质 优点 应用
目 录 摘 要................................................................................................................................ 1 第1章 绪 论...................................................................................................................... 1.1 本论文的背景和意义 ........................................................................................... 1.2 本论文的主要方法和研究进展 ........................................................................... 3 1.3 本论文的主要内容 ............................................................................................... 4 第2章 超临界流体的介绍 (5) 2.1超临界流体的概念.................................................................................................. 5 2.2超临界流体的优点.................................................................................................. 5 2.3超临界流体的性质.................................................................................................. 5 第3章 超临界流体的应用 (6) 3.1超临界流体应用原理.............................................................................................. 6 3.2超临界流体的应用.................................................................................................. 6 结 论................................................................................................................................ 8 参考文献.. (9)
浙江工商大学 研究生课程论文 论文题目：超临界流体的特性及其应用 课程名称：现代食品工程技术 专业名称：食品科学 学号： 24 姓名：陈方娟 指导教师：励建荣、石玉刚 成绩： 日期：超临界流体的特性及其应用 摘要:本文主要介绍了超临界流体的理化性质,并对超临界流体在化工、生
物质及环保等领域的应用进行了综述,同时对超临界技术的发展前景进行了展望。 关键词：超临界流体;理化性质;应用;前景展望 The Properties and Application of the Supercritical Fluids Abstract : This paper describes the physical and chemical properties of supercritical fluids, then introduce the application in the fields of chemical industry, biomass and environmental protection, and so on, while prospect the development of supercritical technology. keywords:supercritical fluids；physical and chemical properties；application；prospection 超临界流体(SCF)是介于气体和液体之间的一种特殊聚集态。19世纪60年代,英国科学家Thomas Andrews首次发现超临界现象;1879年,Hannay 和Hogarth发表了第一篇有关超临界流体的论文“超临界流体能够溶解固体物质”,为超临界流体萃取技术的应用提供了依据。随着对超临界流体性质认识的深入,超临界干燥、化学反应等新技术不断涌现并得到快速发展,所涉及的应用范围也迅速扩大。目前,在ISI Web of Knowledge数据库中有关超临界的论文已高达17000篇。我国在这一领域的研究工作起步较晚。1985年北京化工学院从瑞士进口了第一台超临界流体萃取装置,进行了不少研究工作。之后相继成立了相关的学术组织,定期召开国际性或
“超临界流体技术原理及其应用” 院选课读书报告 (2012~2013下学期) 题目:SC—CO2流体技术基本原理及其应用前景系专业名称: 学生姓名: 学号: 指导教师:
SC—CO2流体技术基本原理及其应用前景 摘要 超临界流体是指物质处于极其临界的温度和压强下形成的一种新的流体，它的性质介于液体和气体之间，并且兼具二者的有点。现研究较多的流体包括：二氧化碳等。超临界二氧化碳是一种液态的二氧化碳，在一定的条件，如果达到临界点或者以上，会形成一种新的状态，兼顾气态和液态的部分性质，而且拥有新的性质。超临界二氧化碳萃取技术是一种新型分离技术，超临界CO2萃取是采用CO2作为溶剂，在超临界状态下的CO2流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。超临界CO2萃取特别适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，同时也适用于不同组分的精细分离，即超临界精镏。超流体流体应用前景目前应用十分的广泛，目前已应用于食品工业、化妆品香料工业、医药工业、化工工业等方面，超临界流体应用将越来越广泛于各个行业的发展。 关键词：“超临界流体，超临界二氧化碳，超临界二氧化碳萃取，超临界流体应用前景” 一、SC—CO2流体技术基本原理 （一）SC—CO2超流体技术的基本原理概述 超临界流体（SCF）是指处于临界温度和压强的情况下，它的物理性质介于液体和气体之间。⑴这种流体同时据有气态和液态的特点，它既具有与液体相近的密度和其优良的溶解性。溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度相关，溶质在超临界流体中的溶解度也与其类似。因此，通过改变超临界流体的压强和温度，改变其密度，便可以溶解许多不同类型的物质。 超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解力和其密度的关系，即利用压强和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，其拥有
超临界流体萃取技术 超临界流体概念 任何物质，随着温度、压力的变化，都会相应的呈现为固态、液态和气态这三种状态，称为物质的三态。三态之间互相转化的温度和压力值叫做三相点，每种分子量不太大的稳定的物质都具有一个固有的临界点，严格意义上，临界点由临界温度、临界压力、临界密度构成。在临界温度以上，无论怎样加压，气态物质绝不会被液化。当温度和压力超过了临界点时，该物质就进入了超临界状态，超临界状态下的物质既非气体又非液体的状态，叫做超临界流体[11]，SCF是气体和液体状态以外的第三流体。 超临界流体萃取原理及其特点 所谓超临界流体萃取[12]，是指利用超临界条件下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成分，以达到某种分离目的。SCF的密度对温度和压力的变化很敏感，而其溶解能力在一定压力范围内与其密度成比例，因此可以通过控制温度和压力来改变物质在SCF中的溶解度，特别是在临界点附近，温度和压力的微小变化可导致溶质溶解度发生几个数量级的突变，这就是SFE的依据。 与其它常规分离方法相比，SFE具有以下特点[13]： 1) 通过调节温度和压力可全部或选择性地提取有效成分或脱除有害物质； 可在较低温度和无氧环境下操作，分离、精制热敏 2)选择适宜的溶剂如CO 2 性物质和易氧化物质； 3)临界流体具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提 取有效成分； 4)降低超临界相的密度，很容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回 收溶剂无相变过程，能耗低； 5)兼有蒸馏和萃取双重功能，可用于有机物的分离、精制。 SFE存在的不足有[14]： 1) 高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏； 2) 高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求亦高； 3) 超临界流体中溶质浓度相对还是较低，故需大量溶剂循环； 4) 超临界流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。 超临界流体的选择
超临界流体及其应用 摘要：本文介绍了一种新的物质状态——超临界流体，介绍了它的相关特性，并对关于超临界流体近几年的研究做了简单介绍，以及对其发展前景做了展望。 关键词：超临界流体相物质状态 一、引言： 通常我们对物质的认识是固态、液态、气态三种，然而随着科学的发展物态便无法简单的限制到这三态之间，一些新型物态陆续被提出。1879年克鲁克斯（Sir William Crookes,1832-1919）首次发现等离子态（Plasma），作为一以由自由电子和带电离子为主要成分的物质，它无法被划分入固液气三态，于是它被视为物质的第四态。1822年法国Cagniard在进行实验时发现超临界流体的特性，他将炮管密封，其中加入不同温度的流体，再放入燧石的小球，球在炮管中滚动时会有声音的不连续变化，但当温度超过临界温度时，声音的不连续变化消失了，炮管的流体中液体和气体的密度变得相同，变成一个超临界流体的相，因此也没有二相之间的相界限。这种特殊的相态同样无法划归入之前的三态，亦属一种新的相态。1877年德国科学家奥托·雷曼（Otto Lehmann,1855－1922）运用偏光显微镜首次观察到了液晶化的现象，之后和德国植物生物学家弗里德里希·莱尼泽(Friedrich Reinitzer,1857-1927)合作进一步研究，最终发现了这种介于固体和液体之间的新的相态——液晶。最近的研究又表明更有超固态和中子态存在。 当前人提出了这些新相态，我们似乎便可以突破思维定势，相信在气体之上、液气之间、固液之间、固体之下都有其他状态。当然也存在其他分类方式，科学家也按照分子之间的相互关系作分类，则存在固态、液态、气态、等离子态、费米子凝聚态和夸克-胶子酱这几种状态。但是任一种分类法无法完全涵盖所有物质状态，我们同样相信仍然还有很多物质形态是我们目前所无法解释的，这也是我们孜孜以求的目标。 限于篇幅和所学知识，本文仅就超临界流体做一介绍。 二、超临界流体及其性质： 当物质超过临界温度和临界压 力之上时，气体和液体的性质会趋于 类似，最后会形成一个均匀相，在相 图中可以更清楚的看到： 当温度高于300K,压强大于 100bar时，两相分界线消失，此时 液体和气体性质相似，这就是超临界 流体。 Figure 1 超临界流体相图
〈〈超临界流体技术原理及应用〉〉教学大纲 课程名称：超临界流体技术原理及应用 课程英文名称：Supercritical Fluid Technology-Principles and practices 课内学时：32 课程学分：2 课程性质：选修课开课学期：每学年第二学期 教学方式：课堂讲授考核方式（考试/考查）：考试 大纲执笔人：赵锁奇主讲教师：赵锁奇 师资队伍：赵锁奇、许志明、孙学文 一、课程内容简介 讲授超临界流体技术的基本热力学原理，分析超临界流体萃取、超临界流体在材料制备及超临界流体中化学反应等领域中的各种现象及规律，介绍超临界流体技术的发展动向。 二、课程目的与要求 掌握超临界流体技术的基本热力学原理，并运用这些原理分析超临界流体萃取，超临界流体在材料制备及超临界流体超临界流体中化学反应等领域中的各种现象，并能灵活运用解决实际问题。了解超临界流体技术的发展动向。 学习本课程后，应达到以下基本要求： 1.掌握超临界流体的高压流体相平衡基本行为规律。 2.掌握超临界流体萃取的热力学和传递因素对萃取过程的影响规律。 3.掌握超临界流体中均相及非均相化学反应的特性。 4.掌握超临界流体技术在材料制备中几种基本过程的热力学原理 5.了解超临界流体技术在天然物质萃取，化学反应，印染、材料制备及半导体清洗等方面的应用。 三、教学内容及学时安排 绪论（2学时） 介绍超临界流体基本概念，超临界流体技术的起源发展及现状，超临界流体的参考书及信息源；讲解课程重点内容纲要 第一章纯流体近临界相行为及物理化学性质（2学时） 讲解纯流体相图及临界点的定义和临界参数与分子结构关系，纯流体的临界性质及临界参数的估算方法，临界点的经典和非经典描述，纯流体的传递性质。 第二章超临界流体混合物相行为（4学时） 讲授混合物的临界点热力学判据，详细分析含超临界流体的二元系六类高压流体相特性及其间的变化规律，对超临界流体萃取的指导意义，讲授三元系相图的热
第二章 文献综述 2.1超临界流体萃取技术 2.1.1超临界流体概念 任何物质，随着温度、压力的变化，都会相应的呈现为固态、液态和气态这三种状态，称为物质的三态。三态之间互相转化的温度和压力值叫做三相点，每种分子量不太大的稳定的物质都具有一个固有的临界点，严格意义上，临界点由临界温度、临界压力、临界密度构成。在临界温度以上，无论怎样加压，气态物质绝不会被液化。当温度和压力超过了临界点时，该物质就进入了超临界状态，超临界状态下的物质既非气体又非液体的状态，叫做超临界流体[11]，SCF是气体和液体状态以外的第三流体。 2.1.2 超临界流体萃取原理及其特点 所谓超临界流体萃取[12]，是指利用超临界条件下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成分，以达到某种分离目的。SCF的密度对温度和压力的变化很敏感，而其溶解能力在一定压力范围内与其密度成比例，因此可以通过控制温度和压力来改变物质在SCF中的溶解度，特别是在临界点附近，温度和压力的微小变化可导致溶质溶解度发生几个数量级的突变，这就是SFE的依据。 与其它常规分离方法相比，SFE具有以下特点[13]： 1) 通过调节温度和压力可全部或选择性地提取有效成分或脱除有害物质； 2) 选择适宜的溶剂如CO2可在较低温度和无氧环境下操作，分 离、精制热敏性物质和易氧化物质； 3) 临界流体具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料 中快速提取有效成分；
4) 降低超临界相的密度，很容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污 染，且回收溶剂无相变过程，能耗低； 5) 兼有蒸馏和萃取双重功能，可用于有机物的分离、精制。 SFE存在的不足有[14]： 1) 高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏； 2) 高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求亦高； 3) 超临界流体中溶质浓度相对还是较低，故需大量溶剂循环； 4) 超临界流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。 2.1.3 超临界流体的选择 可用作SFE的溶剂很多，不同的溶剂其临界性质各不相同，而不同的萃取过程要求采用不同的溶剂。可用作超临界萃取剂的流体主要有乙烷、乙烯、丙稀、二氧化碳等。采用SFE技术提取天然物质，CO2是人们首选的溶剂，因为CO2作为一种溶剂，具有如下的主要优点[15]： 1) CO2与大多数的有机化合物具有良好的互溶性，而CO2液体与萃出 物相比，具有更大的挥发度，从而使萃取剂与萃出物的分离更容 易； 2) 选择性好，超临界CO2对低分子量的脂肪烃，低极性的亲脂性化合 物，如酯、醚、内脂等表现出优异的溶解性能； 3) 临界温度(31.1℃)低，汽化焓低，更适合于工业化生产； 4) 临界压力(7.38MPa)低，较易达到； 5) 化学惰性，无燃烧爆炸危险，无毒性，无腐蚀性，对设备不构 成侵蚀，不会对产品及环境造成污染；且价格便宜，较高纯度 的CO2容易获得； 6) 在萃取体系中，高浓度的CO2对产品具有杀菌、防氧化的作 用。 2.1.4 超临界CO2萃取技术的国外研究进展 早在100多年前英国的Thomas Andrews[16]就发现超临界现象。1879年Hannay[17]等人发现了SCF与液体一样，可以用来溶解高沸点的固体物
1概述 英文名称 supercritical fluid extraction 简介 超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力。利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力和温度，就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小，先后萃取出来，在低压下弱极性的物质先萃取，随着压力的增加，极性较大和大分子量的物质与基本性质，所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分，同时还可以起到分离的作用。 温度的变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素，在低温区（仍在临界温度以上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此，萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出，温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂的密度进一步降低，但溶质蒸汽压增加，挥发度提高，萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。 除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10%，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。 2流体 物质是以气、液和固3种形式存在，在不同的压力和温度下可以相的转换。在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度Tc；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力Pc。当物质所处的温度高于临界温度，压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。在压温图中，高于临界温度和临界压力的区域就称为超临界区，如果流体被加热或被压缩至其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上状态时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体性质，同时还保留有气体性能，这种状态的流体称为超临界流体。 3技术原理
所谓超临界流体，是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。这种流体兼有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有极高的溶解能力，能深入到提取材料的基质中，发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取，就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性，从动、植物中提取各种有效成份，再通过减压将其释放出来的过程。 超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法，它是以CO2为萃取剂，在超临界状态下，加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来，然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8--40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物，在加入改性剂后则可溶解极化物。 一、超临界萃取的技术原理 利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。 超临界CO2是指处于临界温度与临界压力（称为临界点）以上状态的一种可压缩的高密度流体，是通常所说的气、液、固三态以外的第四态，其分子间力很小，类似于气体，而密度却很大，接近于液体，因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质，同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性，比普通液体溶剂传质速率高，并且扩散系数介于液体和气体之间，具有较好的渗透性，而且没有相际效应，因此有助于提高萃取效率，并可大幅度节能。 超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数，因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。超临界CO2的粘度是液体的百分之一，自扩散系数是液体的100倍，因而具有良好的传质特性，可大大缩短相平衡所需时间，是高效传质的理想介质；具有比液体快得多的溶解溶质的速率，有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力；具有不同寻常的巨大压缩性，在临界点附件，压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化，所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2的溶解能力，提高萃取的选择性；通过降低体系的压力来分离CO2和所溶解的产品，省去消除溶剂的工序。在传统的分离方法中，溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性（表现在溶解度）的差异来实现分离的；蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度（蒸汽压）的不同来实现分离的。而超临界CO2萃取则是通过调节CO2的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压这2个参数进行分离的，故超临界CO2萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的2种功能和特点，进而决定了超临界CO2萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势：通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质，控制其选择性；适当地选择提取条件和溶剂，能在接近常温下操作，对热敏性物质可适用；因粘度小、扩散系数大，提取速度较快；溶质和溶剂的分离彻底而且容易。从它的特性和完整性来看，相当于一个新的单元操作，因此引起了国内外的广泛关注。 二、超临界萃取的特点 1、超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来； 2、使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天然性； 3、萃取和分离合二为一，当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时，由于压力的下降或温度的变化，使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取的效率高而且能耗较少，提高了生产效率也降低了费用成本； 4、CO2是一种不活泼的气体，萃取过程中不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒、安全性非常好； 5、CO2气体价格便宜，纯度高，容易制取，且在生产中可以重复循环使用，从而有效地降低了成本； 6、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数，通过改变温度和压力达到萃取的目的，压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来；反之，将温度固定，通过降低压力使萃取物分离，因此工艺简单容易掌握，而且萃取的速度快。 4、在化学工业中，混合物的分离。许多碳氢高分子化合物不溶于CO2，只能采用非均相聚合（如分散聚合、沉淀聚合、乳化聚合等）；而无定型的碳氟高聚物和硅酮高聚物能溶解于CO2，则可采用均相聚合。在液体或超临界CO2体系中进行高分子材料的合成与加工，其优点在于：不使用有机溶剂避免了对环境的污染；省去了脱溶及回收溶剂的工艺；可改进高分子材料的机械性能及加工性能；可按分子量的大小对产品进行分离；可回收未进行反应的单体并可去除次反应物及过反应物杂质；
超临界流体的理化性质及应用 李 娴, 解新安 (华南农业大学1.食品学院,2.生物质能研究所,广东广州510641) 摘 要:主要介绍了常温、常压下为液态的超临界流体的理化性质,包括密度、粘度、离子积、还原性等,并对超临界流体在化工、生物质及环保等领域的应用进行了综述,同时对超临界技术的发展前景进行了展望。 关键词:超临界流体;理化性质;超临界技术中图分类号:T Q 013.1 文献标志码:A 文章编号:0367-6358(2010)03-0179-04 T he Physicochemical Properties and A pplications of Supercritical Fluid LI Xian 1, XIE Xin -an 2 (S outh China Ag riculture Univ e rsity , 1.Colleg e of Food S cience ,2.I nstitu te of B ioener gy T ech nolog y ,Guang d ong ,G uang zh ou 510641,Ch ina) Abstract:T he physical and chemical properties of supercritical fluid that w as liquid under nor mal temperature and pressure,including density,viscosity ,ion product and r educibility,w ere introduced.The applications o f supercritical fluid in chemical industry,biom ass and environmental protection w ere described.Furthermor e,the future developm ent w as discussed. Key words:super critical fluid;physicochem ical properties;supercritical fluid technolog y 收稿日期:2009-06-19 基金项目:广东省科技计划国际合作项目(2007B050200010) 作者简介:李 娴(1986~),女,硕士生,E -m ail:lx ian1986@https://www.doczj.com/doc/b81648218.html, 。 超临界流体(SCF)是介于气体和液体之间的一种特殊聚集态。19世纪60年代,英国科学家Thom as Andr ew s 首次发现超临界现象;1879年,H annay 和H ogarth 发表了第一篇有关超临界流体的论文/超临界流体能够溶解固体物质0,为超临界流体萃取技术的应用提供了依据。随着对超临界流体性质认识的深入,超临界干燥、化学反应等新技术不断涌现并得到快速发展,所涉及的应用范围也迅速扩大。目前,在ISI Web of Know ledg e 数据库中有关超临界的论文已高达17000篇。我国在这一领域的研究工作起步较晚。1985年北京化工学院从瑞士进口了第一台超临界流体萃取装置,进行了不少研究工作。之后相继成立了相关的学术组织,定期召开国际性或全国性超临界流体会议,并且有许 多论文、专著等学术性文章发表。目前我国在中国知网数据库中发表的关于超临界的文章数已超过14000篇。本文对常温、常压下为液态的超临界流 体的理化性质及其应用进行了综述,并对此技术的发展前景进行了展望,以期能为我国在超临界这方面的研究工作提供参考。 1 超临界流体的性质及其机理 超临界流体是指温度和压力均高于临界点的流体。图1为纯物质的压力-温度相图,图中的临界点C 是指相图中气液平衡线向高温延伸时气液界面恰好消失的那个点,此处所对应的温度和压力即为临界温度和临界压力。图中阴影部分即超临界区。 # 179#第3期化 学 世 界
第二章文献综述 超临界流体萃取技术 超临界流体概念 任何物质，随着温度、压力的变化，都会相应的呈现为固态、液态和气态这三种状态，称为物质的三态。三态之间互相转化的温度和压力值叫做三相点，每种分子量不太大的稳定的物质都具有一个固有的临界点，严格意义上，临界点由临界温度、临界压力、临界密度构成。在临界温度以上，无论怎样加压，气态物质绝不会被液化。当温度和压力超过了临界点时，该物质就进入了超临界状态，超临界状态下的物质既非气体又非液体的状态，叫做超临界流体[11]，SCF是气体和液体状态以外的第三流体。 超临界流体萃取原理及其特点 所谓超临界流体萃取[12]，是指利用超临界条件下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成分，以达到某种分离目的。SCF的密度对温度和压力的变化很敏感，而其溶解能力在一定压力范围内与其密度成比例，因此可以通过控制温度和压力来改变物质在SCF中的溶解度，特别是在临界点附近，温度和压力的微小变化可导致溶质溶解度发生几个数量级的突变，这就是SFE的依据。 与其它常规分离方法相比，SFE具有以下特点[13]： 1) 通过调节温度和压力可全部或选择性地提取有效成分或脱除有害物质； 2)选择适宜的溶剂如CO2可在较低温度和无氧环境下操作，分离、精制热 敏性物质和易氧化物质； 3)临界流体具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提 取有效成分； 4)降低超临界相的密度，很容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回 收溶剂无相变过程，能耗低； 5)兼有蒸馏和萃取双重功能，可用于有机物的分离、精制。 SFE存在的不足有[14]： 1) 高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏； 2) 高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求亦高；
超临界流体及其应用 姓名：李一岷 班级：1417021 学号：14170210013 指导老师：梁燕萍
超临界流体和二氧化碳及其应用 一．超临界流体简介 超临界流体是指当物质处在稍高于临界温度和压力的状态时，既不是一般意义上的气体也不是液体的流体。超临界流体是一种高密度流体，具有气体和液体的双重特性，并且其介电常数、极化率和分子行为与气、液两相均有显著的差别。超临界流体能通过分子键的相互作用和扩散作用将许多物质溶解，因此是一种优良的溶剂。而且在稍高于临界点的区域内，很小的压力变化，可引起密度的很大变化，从而引起溶解度的很大变化。人们利用超临界流体的这种性质提取和分离某些物质，这种技术成为超临界萃取。超临界萃取由于具有无毒、无污染、操作简单以及能耗低的有点，正得到越来越广泛的应用。除此之外，近年来超临界流体与许多学科领域交叉不断扩展着其应用范围，在萃取、喷涂、发泡、清洗、制备超细微粒、聚合中同样有着广足的发展和应用。 二．超临界流体萃取 当气体超过一定的温度、压力时, 便进入超临界状态, 此时的流体成为超临界流体。超临界流体兼有气液两重性的特点, 它既有气体相当的高渗透能力, 又兼有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力。这种溶解能力能随体系参数( 温度和压力) 而发生变化。因而可以通过改变体系的温度和压力使被提取物的溶解度发生变化而分离出来, 从而达到分级提取的目的. 这种技术的优点有： 1．萃取分离效率高； 2．可在较低温度下进行，适用于分离热敏性物料； 3．与传统的分离方法比，能耗低； 4．易回收溶剂和溶质； 5．溶剂无毒，可用于食品加工和医药行业。 目前超临界流体研究进展和应用最快的是二氧化碳的超临界萃取。二氧化碳超临界流体萃取分离过程的原理是控制超临界流体在高于临界温度（Tc=31.1 ℃）和临界压力（pc=7.28 MPa）的条件下，从目标物中萃取有效分，当恢复到常压和常温时，溶解在二氧化碳流体中的成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态二氧化碳分开，从而达到萃取目的[4]。二氧化碳是一种不活泼的气体，萃取过程
超临界流体萃取的工作原理及应用 高等生化分离技术112300003 林兵 一、超临界流体萃取的概念 超临界流体(SCF)是指状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点—临界点后的流体。超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，无相之境。超临界流体萃取(SFE)是将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取技术，兼有蒸馏和液液萃取的特征。 二、超临界流体萃取的理论原理 1.任何一种物质都存在三种相态:气相、液相、固相。 2.液、气两相成平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力分别称为临界温度Tc和临界压力Pc。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。 3.物质的临界状态是指其气态与液态共存的一种边缘状态。在此状态中，液体的密度与其饱和蒸汽的密度相同，因此界面消失。利用此原理诞生了超临界流体萃取技术。 三、超临界流体萃取的技术原理(CO2为例) 利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。 超临界CO2是指处于临界温度与临界压力（称为临界点）以上状态的一种可压缩的高密度流体，是通常所说的气、液、固三态以外的第四态，其分子间力很小，类似于气体，而密度却很大，接近于液体，因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质，同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性，比普通液体溶剂传质速率高，并且扩散系数介于液体和气体之间，具有较好的渗透性，而且没有相际效应，因此有助于提高萃取效率，并可以大幅度节能。 超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数，因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。超临界CO2的粘度是液体的百分之一，自扩散系数是液体的100倍，因而具有良好的传质特性，可大大缩短相平衡所需时间，是高效传质的理想介质；具有比液体快得多的溶解溶质的速率，有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力；具有不同寻常的巨大压缩性，在临界点附件，压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化，所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2的溶解能力，提高萃取的选择性；通过降低体系的压力来分离CO2和所溶解的产品，省去消除溶剂的工序。 在传统的分离方法中，溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性（表现在溶解度）的差异来实现分离的；蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度（蒸汽压）的不同来实现分离的。而超临界CO2萃取则是通过调节CO2的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压这2个参数进行分离的，故超临界CO2萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的2种功能和特点，进而决定了超临界CO2 萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势：通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质，控制其选择性；适当地选择提取条件和溶剂，能在接近常温下操作，对热敏性物质可适用；因粘度小、扩散系数大，提取速度较快；溶质和溶剂的分离彻底而且容易。从它的特性和完整性来看，相当于一个新的单元操作，因此引起了国内外的广泛关注。