Вышедшие номера
Сверхкритическое флюидное экстракционное извлечение ацетона из его водного раствора в рамках представлений о двойственной природе механизма переноса массы
РНФ, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (продление), № 22-19-00117-П
Гумеров Ф.М.1, Усманов Р.А.1, Зарипов З.И.1, Накипов Р.Р.1, Аетов А.У.1, Мазанов С.В.1
1Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия
Email: serg989@yandex.ru
Поступила в редакцию: 26 августа 2025 г.
В окончательной редакции: 11 февраля 2026 г.
Принята к печати: 18 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 29 апреля 2026 г.

В рамках представлений о двойственной природе механизма переноса массы в сверхкритическом флюидном экстракционном процессе для систем I-II типов фазового поведения приведены результаты экспериментального исследования псевдорастворимости ацетона в диоксиде углерода, осуществленного при температуре T = 313.15 K и давлениях P=8.5-10.47 MPa с использованием динамического метода измерения искомой величины. Исследование проведено при 10 % заполнении измерительной ячейки ацетоном и величинах объемного расхода растворителя, составляющих 0.3-2.5 ml/min. Для тридцатиминутного процесса переноса массы, осуществленного при P = 8.5 MPa и расходе 2.5 ml/min, установлено: вклад макропереноса в интегральную псевдорастворимость превосходит долю переноса в режиме равновесной растворимости в ~ 5 раз; превышение псевдорастворимости при обозначенном давлении в сопоставлении со значением, отвечающим P = 10.3 MPa, близко к двукратному. Представлены результаты реализации сверхкритического-CO2 экстракционного процесса извлечения ацетона из его водного раствора 3.5 % и 10.0 % концентрации, осуществленного при T = 313.15 K, P = 8.5 MPa, различных расходах CO2 и степенях заполнения экстрактора исходным раствором. Степень извлечения ацетона лишь в рамках неравновесного макропереноса в различных случаях составляет: 29.8 % за 6 min; 29.9 % за 5 min; 17.6 % за 4 min; 72.4 % за 2.5 min и, наконец, 82.6 % за 1.5 min. Приведены и результаты реализации сверхкритического-CO2 экстракционного процесса извлечения ацетона из его водного раствора 3.5 % концентрации, осуществленного при T=323.15 K в диапазоне давлений P = 9.5-20.0 MPa. Ключевые слова: бинарная система, I-II тип фазового поведения, сверхкритическое флюидное состояние, экстракция, механизм переноса массы, двойственная природа, эффективность процесса.
  1. Ф.М. Гумеров. Сверхкритические флюидные технологии, учебник для вузов (Лань, СПб., 2022)
  2. Ф.М. Гумеров. Сверхкритические флюидные технологии. Экономическая целесообразность (Изд-во АН РТ, Казань, 2019)
  3. O. Kazunari, K. Takashi. Verfahren zur herstellung eines extraktes (Patentschrift, DE 34 24 614 C2, 1985)
  4. D.F. Williams. J. Chem. Eng. Sci., 36, 1769 (1981)
  5. Ф.М. Гумеров, В.Ф. Хайрутдинов, З.И. Зарипов. ТОХТ, 55 (3), 273 (2021). DOI: 10.31857/S0040357121030076 [F.M. Gumerov, V.F. Khairutdinov, Z.I. Zaripov. Theor. Found. Chem. Eng., 55 (3), 348 (2021). DOI: 10.1134/S0040579521030076]
  6. В.Ф. Хайрутдинов, Ф.М. Гумеров, И.Ш. Хабриев, Р.Ф. Габитов, М.И. Фарахов, Ф.Р. Габитов, З.И. Зарипов. Экология и промышленность России, 24 (9), 4 (2020). DOI: 10.18412/1816-0395-2020-9-4-10 [V.F. Khairutdinov, F.M. Gumerov, I.Sh. Khabriev, R.F. Gabitov, M.I. Farakhov, F.R. Gabitov, Z.I. Zaripov. Ecology and Industry Russ., 24 (9), 4 (2020). DOI: 10.18412/1816-0395-2020-9-4-10]
  7. Ф.М. Гумеров, З.И. Зарипов, С.В. Мазанов, Р.Р. Накипов, И.Ш. Хабриев, Т.Р. Ахметзянов, В.Ф. Хайрутдинов, А.У. Аетов, Р.А. Усманов. Сверхкритические флюиды. Теория и практика, 17 (4), 3 (2022)
  8. А.З. Паташинский, В.Л. Покровский. Флуктуационная теория фазовых переходов (Наука, М., 1975)
  9. J. Chrastil. J. Phys. Chem., 86, 3016 (1982). DOI: 10.1021/j100212a041
  10. Ф.М. Гумеров, З.И. Зарипов, Р.Р. Накипов, С.В. Мазанов, А.А. Сагдеев. ЖТФ, 95 (10), 1995 (2025)
  11. Supercritical fluids processing: emerging opportunities. Emerging technologies. (New Jersey, 1985)
  12. M.Z. Cignarowicz, W.D. Seider. Ind. Eng. Chem. Res., 28 (10), 1497 (1989). DOI: 10.1021/ie00094a011
  13. M.Z. Cignarowicz, W.D. Seider. Optimal design of supercritical extraction processes. In. Proc. Int. Symp. Supercrit. Fluids. Perru M. Ed. (Societe Francais de Chemie, Nice, France, 1988)
  14. R.P. De Filippi, E. Vivian. Process for separating organic liquid solutes from their solvent mixtures (US 4.349.415, 1982)
  15. C. Secuianu, V. Feroiu, D. Geana. J. Chem. Eng. Data, 48 (6), 1384 (2003). DOI: 10.1021/je034027k
  16. W. Khalil, C. Coquelet, D. Richon. J. Chem. Eng. Data, 52 (5), 2032 (2007). DOI: 10.1021/je700321s
  17. C.-Y. Day, C.J. Chang, C.-Y. Chen. J. Chem. Eng. Data, 41 (4), 839 (1996). DOI: 10.1021/je960049d
  18. A. Bamberger, G. Maurer. J. Chem. Thermodyn., 32, 685 (2000). DOI: 10.1006/jcht.1999.0641
  19. J. Chen, W. Wu, B. Han, L. Gao, T. Mu, Z. Liu, T. Jiang, J. Du. J. Chem. Eng. Data, 48, 1544 (2003). DOI: 10.1021/je034087q
  20. M.J. Lazzaroni, D. Bush, J.S. Brown, C.A. Eckert. J. Chem. Eng. Data, 50 (1), 60 (2005). DOI: 10.1021/je0498560
  21. B. Fabian, G. Horvai, A. Idrissi, P. Jedlovszky. J. CO2 Utilization, 34, 465 (2019). DOI: 10.1016/j.jcou.2019.07.001
  22. Ф.М. Гумеров, А.Н. Сабирзянов, Г.И. Гумерова. Суб- и сверхкритические флюиды в процессах переработки полимеров (ФЭН, Казань, 2000)
  23. C.J. Chang, C.-Y. Day, C.-M. Ko, K.-L. Chiu. Fluid Phase Equilib., 131, 243 (1997). DOI: 10.1016/s0378-3812(96)03208-6
  24. А.Ю. Намиот. Фазовые равновесия в добыче нефти (Недра, М., 1976)
  25. A.N. Sabirzyanov, A.P. Il'in, A.R. Akhunov, F.M. Gumerov. High Temperature, 40 (2), 203 (2002). DOI: 10.1023/A:1015294905132
  26. E.W. Lemmon, M.L. Huber, M.O. Mc Linden. NIST Standard Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties (REFPROP, version 10.0. Standard Reference Data Program. National Institute of Standards and Technology, Gaithershung, 2018)
  27. M. Wendland, H. Hasse, G. Maurer. J. Supercritical Fluids, 7, 245 (1994). DOI: 10.1016/0896-8446(94)90011-6

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.