流量、溫度、壓力等，是化工生產(chǎn)過程的重要參數(shù)，人們依據(jù)這些參數(shù)對生產(chǎn)流程進行監(jiān)督和控制，并實現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動化，對提高供熱質(zhì)量，保障生產(chǎn)安全，改進操作工藝，改善生產(chǎn)條件等方面將有著重要意義。若要測量流體的質(zhì)量流量，需選用質(zhì)量流量計，本文為大家介紹關(guān)于超臨界流體的干貨知識~
我已經(jīng)在Bronkhorst法國公司工作10余年，必須承認，即使在當(dāng)下，我的儀器事業(yè)也能在各種市場發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用機會。譬如化學(xué)、環(huán)境行業(yè)、應(yīng)用研究等，流量控制與測量方案必不可少。超臨界流體應(yīng)用通常由于流體狀態(tài)而變得復(fù)雜。
某次拜訪中，我遇到了SFE Process的董事兼創(chuàng)始人Jérémy Lagrue。我們討論了超臨界二氧化碳工藝中使用科氏流量計的方案。
什么是“超臨界流體”？
超臨界流體是指溫度、壓力高于其臨界狀態(tài)的流體。通常把處于溫度超過臨界溫度而不論其壓力和密度是否超過臨界值狀態(tài)的流體，都歸之為超臨界流體。
超臨界流體具有許多獨特的性質(zhì)，如粘度小、密度、擴散系數(shù)、溶劑化能力等性質(zhì)隨溫度和壓力變化十分敏感：粘度和擴散系數(shù)接近氣體，而密度和溶劑化能力接近液體。
例如，超臨界二氧化碳是指液態(tài)的二氧化碳，當(dāng)其處于或高于臨界溫度和壓力時，會產(chǎn)生特定屬性。即流體的密度、粘度和擴散率介于液相和氣相之間。
超臨界圖
萃取工藝中的超臨界二氧化碳
超臨界二氧化碳由于其在化學(xué)萃取中的作用，以及低毒性和低環(huán)境影響，因此成為重要的商用和工業(yè)溶劑。
萃取工藝中經(jīng)常用到超臨界二氧化碳，如藻類、油類、香料和有效成分。它也用于分離過程，如飲料發(fā)酵、化妝品領(lǐng)域中的脂肪物質(zhì)的除臭和聚合物的純化工藝。
有趣的是，該惰性氣體在相對低壓（73.8 bara）和低溫（31.1℃）下達到超臨界狀態(tài)。相對低溫的工況和二氧化碳的穩(wěn)定性也允許大多數(shù)化合物的萃取產(chǎn)生很小的損害或者變性。
二氧化碳在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下(STP) 通常為氣體或在冷凍時成為固體、即干冰。如溫度和壓力都從STP增加到/或高于其臨界點，它則介于氣體和液體之間。更準(zhǔn)確的說，它在臨界溫度（31.1℃）和壓力以上時為超臨界流體，如氣體一般膨脹以充滿容器，但密度與液體一樣。
此外，二氧化碳的優(yōu)點是無味、無毒且不易燃，也不會改變被萃取或純化的產(chǎn)品。
為了環(huán)保，越來越多的行業(yè)傾向在工藝中使用超臨界二氧化碳，因其是有機溶劑的替代品。事實上，不同于石油溶劑，二氧化碳天然可取量充足，價格低廉。然而可供采用的方案不多，因為安裝費用高昂。
什么是SFE工藝？
Jérémy Lagrue:“在SFE Process，我們嘗試解決高壓設(shè)備和配件的應(yīng)用。SFE工藝的目的是制造超臨界流體（如CO2）的專用機器設(shè)備。我們還提供咨詢、度量建議、維護和培訓(xùn)。SFE研發(fā)創(chuàng)新了一種用于超臨界流體工況的高壓泵，可壓縮高達1000 bar的液態(tài)CO2或用于超臨界再循環(huán)?！?/span>
Jérémy Lagrue, SFE Process 董事兼創(chuàng)始人
“我們的客戶主營化工，如生物技術(shù)或醫(yī)藥市場，分子分離或分餾工藝需要注入二氧化碳。目的是將分子分離，實現(xiàn)分離需要專用設(shè)備。SFE Process制造這種設(shè)備，此外，他們生產(chǎn)泵來產(chǎn)生該特定流體的流動。這些泵最重要的要求是穩(wěn)定性、重復(fù)性和準(zhǔn)確性?！?/span>
“我想給客戶提供化學(xué)工藝中建立質(zhì)量平衡可能的方案。我有眾多行業(yè)和實驗室的多年履歷，因此知道流體參數(shù)的重要性，以確定工藝的效率、生產(chǎn)成本、收益以及由實驗室向工業(yè)批量生產(chǎn)的過渡?！?/span>
SFE Process有著豐富的超臨界二氧化碳應(yīng)用經(jīng)驗，但需要驗證設(shè)備的可靠性，并且保證二氧化碳注入具有高度的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。
“問題在于需要精準(zhǔn)可靠的流量計來確保結(jié)果準(zhǔn)確，且完美契合超臨界二氧化碳。我優(yōu)選了Bronkhorst的科里奧利流量計。除設(shè)計之外，該品牌極佳的聲譽和3年保修期也影響了我的決策，最終流量計的測試效果完全滿足了我的期望。”
Bronkhorst科里奧利流量計配SFE流程泵
“我親自見證了，最終客戶在工藝中添加流體的數(shù)量得以確保。 SFE Process可以通過科氏流量計的精準(zhǔn)測量來驗證泵的良好精度和可重復(fù)性，所以精度得到極大提升。
我已集成科氏流量計到供給用戶的所有設(shè)備中，這些設(shè)備都需要建立質(zhì)量平衡并提供可靠的流量值。”
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